嵌入式linux产品USB设备动态监控技术研究

 

嵌入式linux产品USB设备动态监控技术研究

 

笔者最近在做PVR项目的开发工作，涉及到使用移动硬盘作为刻录节目的存储空间。目前市场上的PVR产品大多采取内置硬盘的方式，但是对于客户来说不是很实惠，内置的硬盘客户无法作为他用，所以开发用外置USB接口的移动硬盘的PVR产品在市场上是很有的竞争力的，其他类似产品也是一样。首先我们需要正确地挂载到系统中，鉴于目前用户移动硬盘的文件系统可能有FAT32/NTFS/EXT2等多种，还有就是用户的移动硬盘可能有好几个分区，也不知道各个分区的文件系统格式，这就需要动态监控USB的状态，比如USB设备的插入、拔出、挂载情况等，但是怎样能做到动态监控呢？下文将就笔者的开发实践进行详解。

在linux系统中，proc文件系统是一个伪文件系统，它只存在内存当中，而不占用外存空间。它以文件系统的方式为访问系统内核数据的操作提供接口。用户和应用程序可以通过 proc得到系统的信息，并可以改变内核的某些参数。由于系统的信息，如进程，是动态改变的，所以用户或应用程序读取proc文件时，proc文件系统是动态从系统内核读出所需信息并提交的。系统启动后，将proc系统挂载到/proc上，就可以访问该系统，挂载方法为：mount –t proc proc /proc。挂载成功后，proc文件系统的内容就可以通过/proc这个挂载点来访问。

Proc文件系统下的Partitions文件记录了系统识别的分区表，一旦有USB设备插入系统中，linux内核就会把发现的USB设备的状况信息下入该文件，比如设备名、分区容量大小等。这样就可以通过读取该文件，来分析有没有USB设备。USB设备的设备名分配的范围为：sd[a-z]及sd[a-z][0-9]。在Partitions文件，设备名是以/dev/sd开头的，所以在分析文件时就可以以此为依据来判断有无USB设备存在。单一分区的USB设备，只有一个主设备名；有多个分区的USB设备，在Partitions文件中首先记录的是主设备的信息，紧接着就记录了各个分区的信息，如设备名、分区容量大小，但是不管是哪种USB设备，内核都没有记录它对应的文件系统类型。因为这种现实条件，就决定了系统不能保证一次mount就能全部挂载成功，但是得益于前面分析出的各个设备名，就可以采取轮询的策略来完成系统的挂载。如果产品的系统中支持FAT、NTFS、EXT2等文件系统，在程序中就可以把分区的文件系统类型暂定位上述类型中的一种，如果挂载不上，就试图挂载另外一种文件系统类型，如果分区的文件系统类型在产品所支持的范围内，只要该分区的文件系统没有被破坏，就可以挂载成功。对于对分区的USB设备，各分区不能挂载在同一挂载点上，一般可以在/mnt/目录下根据分区数动态创建一些作为挂载点的目录，如USB[0-255]。

在挂载时可以记录一下挂载的状况，挂载成功与否，挂载的目录名称，分区大小，分区的设备名，以便于其他控制，比如GUI现实USB设备状况的时候就需要。在挂载前可以先注册一个CALLBACK函数，一旦挂载完毕可根据挂载的情况，调用一下CALLBACK函数通知应用已发现USB设备；当然如果分析到在Partitions文件中不再存在/dev/sd开头的设备信息，同样可以通过CALLBACK函数通知应用USB设备已拔出。

笔者在实际项目中通过上面的解决方法，成功地实现了USB的动态监控，增加了产品在市场上的竞争力。

 

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