在linux下使用udev获取热插拔（hotplug）事件

udev是一种工具，它能够根据系统中的硬件设备的状态动态更新设备文件，包括设备文件的创建，删除等，设备文件通常放在/dev目录下。使用udev后，在/dev目录下就只包含系统中真正存在的设备。udev同时提供了监视接口，当设备的状态改变时，监视接口可以向应用程序报告发生的事件，当设备加入系统或从系统移除时都可以接到通知。

udev只支持linux-2.6及以上版本的内核，因为udev严重依赖于sysfs文件系统提供的信息，而sysfs文件系统只在linux-2.6内核中才有。

udev能够实现所有devfs实现的功能。但udev运行在用户模式中，而devfs运行在内核模式中。

作用：

1. 动态创建或删除设备文件

2. 遍历sysfs设备文件

3. hotplug（利用netlink）

使用udev需要先安装libudev库，在程序中包含libudev.h头文件，并且在编译时加上-ludev告诉编译器去链接udev库。

1. 安装libudev

sudo apt-get install libudev-dev

2. 编写测试代码udev-hotplugin.c

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <sys/select.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/netlink.h>
#include <libudev.h>#undef asmlinkage
#ifdef __i386__
#define asmlinkage __attribute__((regparm(0)))
#else
#define asmlinkage
#endifstatic int udev_exit;static void asmlinkage sig_handler(int signum)
{if (signum == SIGINT || signum == SIGTERM)udev_exit = 1;
}static void print_device(struct udev_device *device, const char *source, int env)
{struct timeval tv;struct timezone tz;gettimeofday(&tv, &tz);printf("%-6s[%llu.%06u] %-8s %s (%s)\n",source,(unsigned long long) tv.tv_sec, (unsigned int) tv.tv_usec,udev_device_get_action(device),udev_device_get_devpath(device),udev_device_get_subsystem(device));if (env) {struct udev_list_entry *list_entry;udev_list_entry_foreach(list_entry, udev_device_get_properties_list_entry(device))printf("%s=%s\n",udev_list_entry_get_name(list_entry),udev_list_entry_get_value(list_entry));printf("\n");}}int udevadm_monitor(struct udev *udev)
{struct sigaction act;int env = 0;int print_kernel = 1;struct udev_monitor *kernel_monitor = NULL;fd_set readfds;int rc = 0;if (getuid() != 0) {fprintf(stderr, "root privileges needed to subscribe to kernel events\n");goto out;}/* set signal handlers */memset(&act, 0x00, sizeof(struct sigaction));act.sa_handler = (void (*)(int)) sig_handler;sigemptyset(&act.sa_mask);act.sa_flags = SA_RESTART;sigaction(SIGINT, &act, NULL);sigaction(SIGTERM, &act, NULL);printf("monitor will print the received events.\n");if (print_kernel) {kernel_monitor = udev_monitor_new_from_netlink(udev, "udev"); //这里的udev源码中没有"udev"这个参数，不加进去返回值就为NULL，所以要加这个if (kernel_monitor == NULL) {rc = 3;printf("udev_monitor_new_from_netlink() error\n");goto out;}if (udev_monitor_enable_receiving(kernel_monitor) < 0) {rc = 4;goto out;}printf("UEVENT the kernel uevent: \n");}printf("\n");while (!udev_exit) {int fdcount;FD_ZERO(&readfds);if (kernel_monitor != NULL)FD_SET(udev_monitor_get_fd(kernel_monitor), &readfds);fdcount = select(udev_monitor_get_fd(kernel_monitor)+1, &readfds, NULL, NULL, NULL);if (fdcount < 0) {if (errno != EINTR)fprintf(stderr, "error receiving uevent message: %m\n");continue;}if ((kernel_monitor != NULL) && FD_ISSET(udev_monitor_get_fd(kernel_monitor), &readfds)) {struct udev_device *device;device = udev_monitor_receive_device(kernel_monitor);if (device == NULL)continue;print_device(device, "UEVENT", env);udev_device_unref(device);}}out:udev_monitor_unref(kernel_monitor);return rc;
}int main(int argc, char *argv[])
{struct udev *udev;int rc = 1;udev = udev_new();if (udev == NULL)goto out;udevadm_monitor(udev);goto out;rc = 2;out:udev_unref(udev);return rc;
}

3. 测试

1）编译

gcc -o udevhotplug udev-hotplugin.c -ludev

2）以root权限执行

sudo ./udevhotplug

当插拔一个USB设备时，显示如下：

4. libudev API介绍

4.1 初始化

首先调用udev_new，创建一个udev library context。udev library context采用引用记数机制，创建的context默认引用记数为1，使用udev_ref和udev_unref增加或减少引用记数，如果引用记数为0，则释放内部资源。

4.2 枚举设备

使用udev_enumrate_new创建一个枚举器，用于扫描系统已接设备。使用udev_enumrate_ref和udev_enumrate_unref增加或减少引用记数。

使用udev_enumrate_add_match/nomatch_xxx系列函数增加枚举的过滤器，过滤关键字以字符表示，如"block"设备。

使用udev_enumrate_scan_xxx系列函数扫描/sys目录下，所有与过滤器匹配的设备。扫描完成后的数据结构是一个链表，使用udev_enumerate_get_list_entry获取链表的首个结点，使用udev_list_entry_foreach遍历整个链表。

4.3 监控设备插拔 udev的设备插拔基于netlink实现。

1）使用udev_monitor_new_from_netlink创建一个新的monitor，函数的第二个参数是事件源的名称，可选"kernel"或"udev"。基于"kernel"的事件通知要早于"udev"，但相关的设备结点未必创建完成，所以一般应用的设计要基于"udev"进行监控。

2）使用udev_monitor_filter_add_match_subsystem_devtype增加一个基于设备类型的udev事件过滤器，例如: "block"设备。

3）使用udev_monitor_enable_receiving启动监控过程。监控可以使用udev_monitor_get_fd获取一个文件描述符，基于返回的fd可以执行poll操作，简化程序设计。

4）插拔事件到达后，可以使用udev_monitor_receive_device获取产生事件的设备映射。调用udev_device_get_action可以获得一个字符串："add"或者"remove"，以及"change", "online", "offline"等，但后三个未知什么情况下会产生。

4.4 获取设备信息

使用udev_list_entry_get_name可以得到一个设备结点的sys路径，基于这个路径使用udev_device_new_from_syspath可以创建一个udev设备的映射，用于获取设备属性。获取设备属性使用udev_device_get_properties_list_entry，返回一个存储了设备所有属性信息的链表，使用udev_list_entry_foreach遍历链表，使用udev_list_entry_get_name和udev_list_entry_get_value获取属性的名称和值。

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