CN103186373A - 实现输入设备热插拔的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现输入设备热插拔的系统及方法，包括分别属于Linux操作系统的内核空间的驱动模块、输入核心模块和输入设备处理模块；当输入设备热插或热拔时，所述驱动模块将输入设备的热插拔类型传递给输入核心模块；所述输入核心模块调用Linux操作系统的系统函数匹配到对应的输入设备处理模块，匹配成功后根据输入设备的热插拔类型在Linux操作系统的内核空间中直接截取输入设备的热插拔事件；所述输入核心模块将输入设备的热插拔事件发送给输入设备处理模块，输入设备处理模块根据输入设备的热插拔事件，进行关于输入设备的处理。本发明可在Linux操作系统的内核空间中直接实现输入设备的热插拔技术，可以提高Linux操作系统的处理效率。

Description

实现输入设备热插拔的系统及方法

技术领域

本发明涉及基于Linux操作系统的实现输入设备热插拔的系统及方法。

背景技术

目前，Linux操作系统作为一个开放源代码的操作系统，已经广泛应用在服务器、嵌入式等领域。Linux操作系统分为内核空间和用户空间的，在内核空间里面主要包括驱动模块、操作系统的核心模块以及处理模块，行业里把内核空间内的所有模块统称为Linux内核空间，而用户空间一般包含用户程序，用户程序不能无限制的使用内核空间的功能，用户程序必须按照内核空间提供的既有功能、既有方法来使用。

传统的Linux操作系统中，有两种不同的方法来看待热插拔。Linux操作系统的内核空间看待热插拔为硬件，是内核空间和硬件之间的交互。而用户看待热插拔是内核空间和用户空间中的用户程序的交互，用户程序通过内核空间发给用户空间的通知来得知设备的热插拔。

目前，Linux操作系统关于设备热插拔的实现随着版本的升级不断再变化。Linux操作系统的热插拔的原有实现，依赖于Linux操作系统的设备模型。在Linux操作系统现有的设备模型下，当输入设备热插拔时，在设备模型子系统下，将产生事件以通知用户空间，即内核空间通知用户空间发生了某种热插拔事件时，内核空间调用用户空间的处理程序。

当用户向Linux操作系统添加或删除输入设备时，内核空间会产生一个热插拔事件，并在/proc/sys/kernel/hotplug(Linux操作系统下的一个文件)里查找处理输入设备连接的用户空间内的用户程序。这个用户空间内的用户程序主要有：

Hotplug用户程序：这个程序是一个典型的bash脚本，只传递执行权给一系列位于/etc/hot-plug.d/目录树的程序。hotplug脚本搜索所有的具有.hotplug后缀的可能对这个事件进行处理的程序并调用它们，并传递给它们许多不同的已经被内核空间设置的环境变量，目前这个用户程序基本被淘汰；

Udev用户程序：用于linux2.6.13或更高版本的内核空间上，为用户空间提供使用固定设备名的动态/dev目录的解决方案。它通过在sysfs的/class/和/block/目录树中查找一个称为dev的文件，以确定所创建的设备节点文件的主次设备号，所以要使用udev，驱动模块必须为输入设备在sysfs中创建类接口及其dev属性文件，方法和sculld模块中创建dev属性相同。

上述采用hotplug、udev用户程序实现输入设备热插拔的系统及方法，必须结合内核空间和用户空间才能实现实现输入设备热插拔，由此可知，目前还没有一种可以在Linux操作系统的内核空间中直接实现输入设备热插拔的系统及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以在Linux操作系统的内核空间中直接实现输入设备热插拔的系统及方法，通过在Linux操作系统的内核空间中直接获取输入设备热插拔事件，结合在Linux操作系统的内核空间的图形库直接渲染技术来实现设备的热插拔。

为了达到上述的目的，本发明采用如下技术方案：

一种实现输入设备热插拔的系统，基于Linux操作系统，包括分别属于Linux操作系统的内核空间的驱动模块、输入核心模块和输入设备处理模块；当输入设备热插或热拔时，驱动模块将输入设备的热插拔类型传递给输入核心模块；输入核心模块调用Linux操作系统的系统函数匹配对应的输入设备处理模块，匹配成功后在Linux操作系统的内核空间中直接截取输入设备的热插拔事件，并将输入设备的热插拔事件发送给输入设备处理模块；所述输入设备处理模块根据所述输入设备的热插拔事件，进行有关所述输入设备的处理。

可选的，在上述的实现输入设备热插拔的系统中，所述驱动模块或者所述输入设备处理模块包括连接函数模块与断开函数模块，所述连接函数模块用于将输入设备加入到Linux操作系统的输入设备列表中并截取所述输入设备的热插事件，所述断开函数模块用于将输入设备从Linux操作系统的输入设备列表中删除并截取输入设备的热拔事件，所述输入核心模块在匹配成功后，根据输入设备的热插拔类型调用所述连接函数模块或所述断开函数模块实现对所述输入设备的热插拔事件的截取。

可选的，在上述的实现输入设备热插拔的系统中，所述输入设备是鼠标、键盘、触摸屏中的一种或多种。

本发明还公开了一种实现输入设备热插拔的方法，包括如下步骤：

步骤S1：当输入设备热插或热拔时，驱动模块将输入设备的热插拔类型传递给输入核心模块；

步骤S2：输入核心模块调用Linux操作系统的系统函数匹配到对应的输入设备处理模块，匹配成功后根据输入设备的热插拔类型在Linux操作系统的内核空间中直接截取输入设备的热插拔事件；

步骤S3：输入核心模块将输入设备的热插拔事件发送给输入设备处理模块，输入设备处理模块根据输入设备的热插拔事件，进行关于输入设备的处理。

优选的，在上述的实现输入设备热插拔的方法中，所述驱动模块或者所述输入设备处理模块包括连接函数模块和断开函数模块，所述连接函数模块用于将输入设备加入到Linux操作系统的输入设备列表中并截取所述输入设备的热插事件，所述断开函数模块用于将输入设备从Linux操作系统的输入设备列表中删除并截取输入设备的热拔事件。

优选的，在上述的实现输入设备热插拔的方法中，当输入设备热插时，所述步骤S2具体包括如下子步骤：

输入核心模块遍历驱动模块和输入设备处理模块，并为所述输入设备挂载对应的输入设备处理模块；

输入核心模块挂载成功后调用所述连接函数模块；

输入核心模块截取输入设备的热插事件。

所述步骤S3具体包括如下子步骤：

输入核心模块将输入设备的热插事件发送给输入设备处理模块；

输入设备处理模块建立所述输入设备相关的数据结构，允许所述输入设备的输入事件。

优选的，在上述的实现输入设备热插拔的方法中，当输入设备热拔时，所述步骤S2具体包括如下子步骤：

输入核心模块遍历驱动模块和输入设备处理模块，为所述输入设备卸载对应的输入设备处理模块；

输入核心模块卸载成功后调用所述断开函数模块；

输入核心模块截取输入设备的热拔事件。

所述步骤S3具体包括如下子步骤：

输入核心模块将输入设备的热拔事件发送给输入设备处理模块；

输入设备处理模块删除所述输入设备相关的数据结构，禁止所述输入设备的输入事件。

本发明提供的实现输入设备热插拔的系统及方法，包括分别属于Linux操作系统的内核空间的驱动模块、输入核心模块及输入设备处理模块；当输入设备热插或热拔时，驱动模块将输入设备的热插拔类型传递给输入核心模块；输入核心模块调用Linux操作系统的系统函数匹配对应的输入设备处理模块，匹配成功后在Linux操作系统的内核空间中直接截取输入设备的热插拔事件，并将输入设备的热插拔事件发送给输入设备处理模块；所述输入设备处理模块根据所述输入设备的热插拔事件，进行有关所述输入设备的处理。由于所述驱动模块、输入核心模块及输入设备处理模块属于Linux操作系统的内核空间，因此，本发明可在Linux操作系统的内核空间中直接实现输入设备的热插拔技术，可以提高Linux操作系统的处理效率。

附图说明

本发明的实现输入设备热插拔的系统及方法由以下的实施例及附图给出。

图1是本发明的实现输入设备热插拔的系统的结构示意图；

图2是本发明的实现输入设备热插拔的方法的总体流程图；

图3是本发明的实现输入设备热插拔的方法热插时的详细流程图；

图4是本发明的实现输入设备热插拔的方法热拔时的详细流程图；

图中，10-输入设备、20-内核空间、21-驱动模块、22-输入核心模块、23-输入设备处理模块。

具体实施方式

以下将对本发明的实现输入设备热插拔的系统及方法作进一步的详细描述。

实施例一

请参阅图1，本实施例提供的实现输入设备热插拔的系统，基于Linux操作系统，包括：

驱动模块21，用于负责输入设备10和输入核心模块22之间通信；

输入核心模块22，用于根据所述输入设备10的热插拔类型实现输入设备10或输入设备处理模块23的注册或注销；以及

输入设备处理模块23，用于实现应用程序和输入核心模块22之间的通信；

其中，所述的驱动模块21、输入核心模块22与输入设备处理模块23属于Linux操作系统的内核空间20，

当输入设备10热插或热拔时，驱动模块21将输入设备10的热插拔类型传递给输入核心模块22；其中，所述输入设备10可以是鼠标、键盘、触摸屏等中的一种或多种。在驱动模块21中，为每个特定的输入设备10配有对应的驱动模块21，相应地，在输入设备10处理模块22中，为每个特定的输入设备10配有对应的输入设备处理模块23，例如，键盘对应驱动模块21中的键盘驱动模块(PS/2)，并对应输入设备处理模块23中的键盘处理模块(Keyboard Handler)。

输入核心模块22调用Linux操作系统的系统函数匹配对应的输入设备处理模块23，匹配成功后在Linux操作系统的内核空间20中直接截取输入设备10的热插拔事件，并将输入设备10的热插拔事件发送给输入设备处理模块23；

所述输入设备处理模块23根据所述输入设备10的热插拔事件，进行有关所述输入设备10的处理。

所述驱动模块21或者所述输入设备处理模块23还包括连接函数模块与断开函数模块。本实施例中，所述连接函数模块用于将输入设备10加入到Linux操作系统的输入设备列表中并截取所述输入设备10的热插事件，所述断开函数模块用于将输入设备10从Linux操作系统的输入设备列表中删除并截取输入设备10的热拔事件，所述输入核心模块22在匹配成功后，会根据输入设备10的热插拔类型相应调用所述连接函数模块或所述断开函数模块实现对所述输入设备10的热插拔事件的截取。由于所述驱动模块21、输入核心模块22、输入设备处理模块23属于Linux操作系统的内核空间20，因此，本发明可在Linux操作系统的内核空间20中直接获取输入设备10的热插拔事件，从而可以结合在内核空间20中的图形库直接渲染技术来实现输入设备10的热插拔，能够提高Linux操作系统的处理效率。

实施例二

请参阅图2，并请结合参阅图1，本实施例的实现输入设备热插拔的方法，包括如下步骤：

步骤S1，当输入设备10热插或热拔时，驱动模块21将所述输入设备10的热插拔类型(热插或热拔)传递给输入核心模块22，本实施例中，输入设备10的热插拔类型是热插，所述输入设备10是鼠标；

步骤S2，输入核心模块22调用Linux操作系统的系统函数匹配到对应的输入设备处理模块23，匹配成功后根据输入设备10的热插拔类型在Linux操作系统的内核空间20中直接截取输入设备10的热插拔事件；

步骤S3，输入核心模块22将输入设备10的热插拔事件发送给输入设备处理模块23，输入设备处理模块23根据输入设备10的热插拔事件，进行关于输入设备10的处理。

请参阅图3，本实施例中，所述步骤S2具体包括如下子步骤：

步骤S2-1，输入核心模块22遍历驱动模块21和输入设备处理模块23，为新注册的输入设备10挂载对应的输入设备处理模块23，此步骤S2-2即为上文所述的输入核心模块22调用Linux操作系统的系统函数匹配对应的输入设备处理模块23的匹配过程；

步骤S2-2，输入核心模块22挂载成功后调用驱动模块21中的连接函数模块；

步骤S2-3，输入核心模块22截取输入设备10的热插事件。

继续参阅图3，本实施例中，所述步骤S3具体包括如下子步骤：

步骤S3-1，输入核心模块22将输入设备10的热插事件发送给输入设备处理模块23；

步骤S3-2，输入设备处理模块23建立输入设备10相关的数据结构，允许输入设备10的输入事件，由此在Linux操作系统的内核空间20中直接实现输入设备的热插拔。

实施例三

请参阅图4，并请结合参阅图1，本实施例与实施例二的区别在于，输入设备10是键盘，输入设备10的热插拔类型是热拔，输入设备处理模块23中包括连接函数模块与断开函数模块。本实施例的实现输入设备热插拔的方法，具体包括如下步骤：

步骤S1，驱动模块21将输入设备10的热插拔类型传递给输入核心模块22；

步骤S2-1，输入核心模块22遍历驱动模块21和输入设备处理模块23，为新注销的输入设备10卸载对应的输入设备处理模块23，此步骤S2-2也为上文所述的输入核心模块22调用Linux操作系统的系统函数匹配对应的输入设备处理模块23的匹配过程；

步骤S2-2，输入核心模块22卸载成功后调用输入设备处理模块23中的断开函数模块；

步骤S2-3，输入核心模块22截取输入设备10的热拔事件；

步骤S3-1，输入核心模块22将输入设备10的热拔事件发送给输入设备处理模块23；

步骤S3-2，输入设备处理模块23删除输入设备10相关的数据结构，禁止所述输入设备10的输入事件，由此在Linux操作系统的内核空间20中直接实现输入设备的热插拔。

本发明提供的实现输入设备热插拔的系统及方法，当输入设备热插或热拔时，驱动模块将输入设备的热插拔类型传递给输入核心模块；输入核心模块调用Linux操作系统的系统函数匹配对应的输入设备处理模块，匹配成功后在Linux操作系统的内核空间中直接截取输入设备的热插拔事件，并将输入设备的热插拔事件发送给输入设备处理模块；所述输入设备处理模块根据所述输入设备的热插拔事件，进行有关所述输入设备的处理。由于所述驱动模块、输入核心模块及输入设备处理模块属于Linux操作系统的内核空间，因此，本发明可在Linux操作系统的内核空间中直接实现输入设备的热插拔技术，可以提高Linux操作系统的处理效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种实现输入设备热插拔的系统，基于Linux操作系统，其特征在于，包括分别属于Linux操作系统的内核空间的驱动模块、输入核心模块和输入设备处理模块；当输入设备热插或热拔时，驱动模块将输入设备的热插拔类型传递给输入核心模块；所述输入核心模块调用Linux操作系统的系统函数匹配对应的输入设备处理模块，匹配成功后在Linux操作系统的内核空间中直接截取输入设备的热插拔事件，并将输入设备的热插拔事件发送给输入设备处理模块；所述输入设备处理模块根据所述输入设备的热插拔事件，进行有关所述输入设备的处理。

2.根据权利要求1所述的实现输入设备热插拔的系统，其特征在于，所述驱动模块或者所述输入设备处理模块包括连接函数模块与断开函数模块，所述连接函数模块用于将输入设备加入到Linux操作系统的输入设备列表中并截取所述输入设备的热插事件，所述断开函数模块用于将输入设备从Linux操作系统的输入设备列表中删除并截取输入设备的热拔事件，所述输入核心模块在匹配成功后，根据输入设备的热插拔类型调用所述连接函数模块或所述断开函数模块实现对所述输入设备的热插拔事件的截取。

3.根据权利要求1或2所述的实现输入设备热插拔的系统，其特征在于，所述输入设备是鼠标、键盘、触摸屏中的一种或多种。

4.一种实现输入设备热插拔的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：当输入设备热插或热拔时，驱动模块将输入设备的热插拔类型传递给输入核心模块；

步骤S2：输入核心模块调用Linux操作系统的系统函数匹配到对应的输入设备处理模块，匹配成功后根据输入设备的热插拔类型在Linux操作系统的内核空间中直接截取输入设备的热插拔事件；

步骤S3：输入核心模块将输入设备的热插拔事件发送给输入设备处理模块，输入设备处理模块根据输入设备的热插拔事件，进行关于输入设备的处理。

5.根据权利要求4所述的实现输入设备热插拔的方法，其特征在于，所述驱动模块或者所述输入设备处理模块包括连接函数模块和断开函数模块，所述连接函数模块用于将输入设备加入到Linux操作系统的输入设备列表中并截取所述输入设备的热插事件，所述断开函数模块用于将输入设备从Linux操作系统的输入设备列表中删除并截取输入设备的热拔事件。

6.根据权利要求5所述的实现输入设备热插拔的方法，其特征在于，当输入设备热插时，所述步骤S2具体包括如下子步骤：

输入核心模块遍历驱动模块和输入设备处理模块，并为所述输入设备挂载对应的输入设备处理模块；

输入核心模块挂载成功后调用所述连接函数模块；

输入核心模块截取输入设备的热插事件。

7.根据权利要求6所述的实现输入设备热插拔的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括如下子步骤：

输入核心模块将输入设备的热插事件发送给输入设备处理模块；

输入设备处理模块建立所述输入设备相关的数据结构，允许所述输入设备的输入事件。

8.根据权利要求5所述的实现输入设备热插拔的方法，其特征在于，当输入设备热拔时，所述步骤S2具体包括如下子步骤：

输入核心模块遍历驱动模块和输入设备处理模块，为所述输入设备卸载对应的输入设备处理模块；

输入核心模块卸载成功后调用所述断开函数模块；

输入核心模块截取输入设备的热拔事件。

9.根据权利要求8所述的实现输入设备热插拔的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括如下子步骤：

输入核心模块将输入设备的热拔事件发送给输入设备处理模块；

输入设备处理模块删除所述输入设备相关的数据结构，禁止所述输入设备的输入事件。

Images