欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页

Linux 下使用 netlink 检测设备的热插拔

程序员文章站 2024-03-23 13:16:16
...

一、简单介绍下 netlink

    netlink套接字是用以实现用户进程与内核(2.6.24之后的版本)进程通信的一种特殊的进程间通信(IPC) ,也是网络应用程序与内核通信的最常用的接口。

二、为什么能用 netlink 检测设备热插拔

    当我们的设备从主机上进行拔插时,内核会通过netlink套接字向用户广播设备变化的信息,这个数据可能不止一条,要根据具体的设备去甄别,然后选出自己需要的字段。

三、代码分析

    我这里以 USB 设备为例(在嵌入式 ARM linux 上测试),实现热插拔的检测。当 USB 设备拔出的时候打印消息,当 USB 设备再重新插入的时候重新初始化 USB 设备,其他热拔插设备的处理大致类似。
    程序结果如下图(对 USB 设备进行拔插了两次):
Linux 下使用 netlink 检测设备的热插拔

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <sys/un.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/socket.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/netlink.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <fcntl.h>

int g_fd = -1;

/*
@func
	串口设备初始化
@para
	serial_path:重新初始化的串口路径
@return
	None
@Note
	None
*/
void SerialInit(const char* serial_path)
{
    printf("Serial [%s] Init\r\n", serial_path);
	//g_fd = open(...)
}
/*
@func
	串口设备热拔插初始化
@para
	None.
@return
	-1 : 错误
	> 0 : Netlink 的文件描述符
@note
	None
*/
static int SerialHotPlugInit(void)
{
    const int buffersize = 1024;
    int ret;

    struct sockaddr_nl snl;
    bzero(&snl, sizeof(struct sockaddr_nl));
    snl.nl_family = AF_NETLINK;
    snl.nl_pid = 0; // 或者 getpid()
    snl.nl_groups = 1;

    int s = socket(PF_NETLINK, SOCK_DGRAM, NETLINK_KOBJECT_UEVENT);
    if (s == -1)
    {
        perror("socket");
        return -1;
    }
    
	int on = 1;
    setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &buffersize, sizeof(buffersize)); // 设置缓冲区大小
	setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,(void *)&on,sizeof(int)); // 设置可重复绑定
  
    ret = bind(s, (struct sockaddr *)&snl, sizeof(struct sockaddr_nl));
    if (ret < 0)
    {
        perror("bind");
        close(s);
    }

	fcntl(s, F_SETFL, fcntl(s, F_GETFL, 0) | O_NONBLOCK); // 设置为非阻塞IO,可以在串口接收线程处理

    return s;
}

/*
@func
	串口设备热拔插检测
@para
	fd : Netlink 的文件描述符
	serial_name : 串口设备的名称(不包含路径)
@return
	0 : 正常
	1 :设备拔出
	2 :设备插入
@note
	None
*/
static int SerialHotPlugDetect(int fd, char *serial_name)
{
	char buf[2048 * 2] = {0};
	char serial_type[32] = {0};

	sscanf(serial_name, "%[A-Z,a-z]", serial_type); //取设备名,不包含最后的数字, 因为我的设备号会变,可能会 由 ttyUSB0 变成 ttyUSB1

	if (recv(fd, &buf, sizeof(buf), 0) > 0)
	{
        printf("%s\r\n", buf);
		if (NULL != strstr(buf, serial_type) && NULL != strstr(buf, "remove")) // 拔出时内核会发送消息为:aaa@qq.com/.../ttyUSBx
			return 1;
		if (NULL != strstr(buf, serial_type) && NULL != strstr(buf, "add")) // 插入时内核会发送消息为:aaa@qq.com/.../ttyUSBx
		{
			char *pos = strrchr((const char *)buf, '/') + 1;
			memcpy(serial_name, pos, strlen(buf) - (pos - buf));
			return 2;
		}
	}
	return 0;
}

// 串口工作线程
static void *p_SerialThread(void *arg)
{
	pthread_detach(pthread_self());

	char serial_name[32] = {0};
	char serial_path[32] = {0};
	char *pos = NULL;

	int iHotPlugFd = SerialHotPlugInit(); // 初始化 netlink   
	if(iHotPlugFd < 0)
	{
		printf("create hot plug fd failed[%d]\r\n",iHotPlugFd);
	}
	if(NULL != arg)
	{
		memcpy(serial_path, (char *)arg, strlen((char *)arg));
    	pos = strrchr((const char *)serial_path, '/') + 1;
		memcpy(serial_name, pos, strlen(serial_path) - (pos - serial_path));
		printf("[Serial Thread]:serial path %s, name %s\r\n", serial_path, serial_name);
	}

	uint8_t com_recv_buff[1024];
	uint32_t com_recv_len = 0;

	while (1)
	{
		//判断热插拔信息
		int iHotPlugRes = SerialHotPlugDetect(iHotPlugFd, (char *)serial_name);
		switch(iHotPlugRes)
		{
			case 1:
			{
				printf("Remove Serial\r\n");
			}
			break;
			case 2:
			{
				printf("Add Serial, name %s\r\n", serial_name);
				close(g_fd);
				memcpy(pos, serial_name, strlen(serial_name));
				SerialInit((const char *)serial_path);
			}
			break;
			default: break;
		}
		// 处理串口读取
		com_recv_len = read(g_fd, &com_recv_buff, 1024);
		
		
		usleep(10 * 1000);
	}
}

int main()
{
	pthread_t pid;
	char *serial = "dev/ttyUSB0"; // 设备路径

    SerialInit((const char *)serial);

	pthread_create(&pid, NULL, p_SerialThread, (void *)serial);
	pthread_join(pid, NULL);
	return 0;
}