充电学习—3、Uevent机制和其在android层的实现

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sysfs 是 Linux userspace 和 kernel 进行交互的一个媒介。通过 sysfs，userspace 可以主动去读写 kernel 的一些数据，同样的， kernel 也可以主动将一些“变化”告知给 userspace。也就是说，通过sysfs，userspace 和 kernel 的交互，本质上是双向的
userspace 通过 sysfs 访问 kernel 数据的方法，便是大名鼎鼎的 show() / store() 方法
uevent是通过netlink实现的，首先在内核中调用netlink_kernel_create函数创建一个socket套接字，当有事件发生时，通过kobject_uevent函数最终调用netlink_broadcast_fillted函数向用户发送数据；同时在用户空间有监听事件，则kernel的变化，用户空间即刻知晓
uevent初始化：
uevent_net_init()创建类型为NETLINK_KOBJECT_UEVENT的socket，并将其放入uevent_sock_list链表上。uevent_net_exit()则将其从uevent_socket_list中摘除，并且释放socket相关资源
对uevent_helper设置：
Linux下热插拔通知用户空间
对uevent_helper设置，可以对/proc/sys/kernel/hotplug写可执行文件路径即可。然后在内核触发uevent事件的之后调用相关可执行文件进行处理
或者还可以对/proc/kernel/uevent_helper写入可执行文件路径
usermode helper用于帮助在内核空间启动一个用户空间程序

1、kernel中uevent主要调用函数：
- 通过内核发送uevent很简单，将数据代表环境变量的字符串组装好后，选择合适的action，指定对应的kobject设备即可
  kobject_uevent(&drv->p->kobj, KOBJ_ADD);
  kobject_uevent_env(kobj, action, NULL);
  retval = netlink_broadcast_filtered(uevent_sock, skb,0, 1, GFP_KERNEL,kobj_bcast_filter,kobj);
  uevent发送可以通过kobject_uevent()，或者通过kobject_uevent_env()附加更多uevent信息。
- kobject_uevent_env()主要分为两部分，一是通过netlink_broadcast_filtered()将socket信息发出去；另一个是通过uevent helper将uevent调用指定的uevent_helper进行处理，通常是热插拔程序mdev、udevd等
- 其中kobject_uevent函数中的action对应：
  KOBJ_ADD,
  KOBJ_REMOVE,
  KOBJ_CHANGE,
  KOBJ_MOVE,
  KOBJ_ONLINE,
  KOBJ_OFFLINE,
- 而 kobject_uevent() 其实就是直接调用了 kobject_uevent_env() 函数。一切的操作，将在该函数中完成，比如 kset uevent ops (struct kset_uevent_ops)的获取、字符串的填充组合、netlink message 的发送等,这些 uevent ops 在 start_kernel() 就会被注册
- 发送格式一般为：action@devpatch
  change@/devices/virtual/thermal/cooling_device0
  ACTION=change
  DEVPATH=/devices/virtual/thermal/cooling_device0
  SUBSYSTEM=thermal
  NAME=user_cooling
  STATE=1
  TEMP=90
  SEQNUM=747
  
  2、userspace用户空间的实现使用：
  
  用户空间会首先创建一个socket，并绑定到AF_NETLINK地址族上，然后recv接收消息，处理内核传递上来的message
  创建socket——》recv接收uevent信息——》解析接收到的uevent信息——》地址族是AF_NETLINK类型的socket，协议类型是NETLINK_KOBJECT_UEVENT——》将当前socket绑定到AFNETLINK上，并设置本进程为处理消息的进程
  
  3、mdev： kmod
  
  busybox下的mdev；
  - mdev是一种附加“-s”主动遍历/sys/dev下设备，另一种是作为hotplug处理程序，被内核uevent helper调用到；
  - mdev作为hotplug程序处理时，从环境变量中获取参数，创建或删除设备
    /etc/mdev.con文件配置：
    4、mdev和udev区别：
    - udev和mdev都是通过uevent机制处理热插拔的用户程序
    - udev在用户空间监听内核uevent消息，然后解析uevent消息进行相应的热插拔事件处理
    - mdev是基于uevent-helper机制，内核在发送uevent的时，同时调用uevent-helper指向的用户空间程序进行热插拔处理，
    - udev是作为一个demo常驻内存的，mdev是在需要时被调用
      5、总结：
      - uevent是内核发送消息到用户空间的一种途径，通过netlink实现，内核中通过kobject_uevent、kobject_uevent_env发送uevent消息
      - 用户空间使用标准的socket接口来监听接收uevent消息，；或者通过uevent-helper调用用户空间进程mdev来进行热插拔动作，处理方式遵循mdev.conf规则
      - 而 uevent 把事件上报给用户空间有两种途径：
        通过 kmod 模块，直接调用用户空间的可执行程序或脚本；
        通过 netlink 通信机制，将事件从内核空间传递到用户空间；
        6、通过 uevent 上报电池电量：
        
        内核：
        
        drivers/power/supply/power_supply_core.c
        drivers/power/supply/power_supply_sysfs.c
        power_supply_init
        power_supply_class->dev_uevent = power-suply_uevent
        
        初始化workqueue，后续用于调度；
        INIT_WORK(&psy->changed_work, power_supply_changed-work)；
        
        驱动中检测到硬件发生变化时，调用power_supply_changed函数，进而调用changed_work
        schedule_work(&psy->changed_work);
        
        添加环境变量，回调kset中注册的power-supply-uevent，将msg以socketbuffer的格式打包
        power_supply_changed-work
        kobject-uevent(&psy->dev.kobj, KOBJ_CHANGE);
        kobject_uevent_env(struct kobject *kobj, enum kobject_action action, char *envp_ext[])
        if(envp_ext != NULL)
        add_uevent_var(env, “%s”, envp_ext[i]);
        if(uevent_ops && uevent_ops->uevent) // uevent_ops = kset->uevent_ops; uevent_ops->uevent = dev_uevent
        uevent_ops->uevent(kset, kobj, env); // power_supply_class->dev_uevent = power_supply_uevent; class类kset
        power_supply_uevent;
        add_uevent-var(env, “ACTION=%s”, action_string);
        add_uevent_var(env, “DEVPATH=%s”, devpath);
        add_uevent_var(env, “SUBSYSTEM=%s”, subsystem);
        
        kobject_uevent_net_boardcast(kobj, env, action_string, devpath);
        alloc_uevent_skb // sockect buffer的放置有关 header: action@devpath + socket_buffer
        scratch = skb_put(skb, len); /add header/
        sprintf(scratch, “%s@%s”, action_string, devpath);
        skb_put_data(skb, env->buf, env_buflen);
        
        用户：
        
        hardware/interfaces/health/utils/libhealthloop/HealthLoop.cpp
        
        power_supply通过调用kobject_uevent， envp_ext为NULL, 会回调class的dev_uevent并且使用的是默认的add_uevent_var
        ACTION=action_string DEVPATH=devpath SUBSYSTEM=subsystem，电池上层接受的时候会通过SUBSYSTEM进行过滤
        StartLoop
        epollfd.reset(epoll_create1(EPOLL_CLOEXEC)); // 进程被替换时会关闭文件描述符
        uevent_fd.reset(uevent_open_socket(64 * 1024, true)); // uevent_fd
        ev.events = EPOLLIN; // 1 新的请求， 2 接收到普通数据（缓冲未满） 3 正常关闭连接
        ev.events |= EPOLLWAKEUP； // 1 唤醒源，系统会保持唤醒
        epoll_ctl(epollfd_, EPOLL_CTRL_ADD, uevent_fd_, &ev); // ADD表示绑定事件
        MainLoop -> while(1)
        epoll_wait(wpollfd_, events, eventctl, timeout); // epoll等待uevent事件
        uevent_kernel_multicast_recv // 接收uevent事件
        strcmp(cp, “SUBSYSTEM=” POWER_SUPPLY_SUBSYSTEM); // 判断subsystem，battery = power_supply
        ScheduleBatteryUpdate(); // 更新上报电池细节，