原文：http://www.wowotech.net/device_model/uevent.html
1. Uevent的功能
Uevent是Kobject的一部分，用於在Kobject狀態發生改變時，例如增加、移除等，通知用戶空間程序。用戶空間程序收到這樣的事件後，會做相應的處理。
該機制通常是用來支持熱拔插設備的，例如U盤插入後，USB相關的驅動軟件會動態創建用於表示該U盤的device結構（相應的也包括其中的kobject），並告知用戶空間程序，爲該U盤動態的創建/dev/目錄下的設備節點，更進一步，可以通知其它的應用程序，將該U盤設備mount到系統中，從而動態的支持該設備。
2. Uevent在kernel中的位置
下面圖片描述了Uevent模塊在內核中的位置：
由此可知，Uevent的機制是比較簡單的，設備模型中任何設備有事件需要上報時，會觸發Uevent提供的接口。Uevent模塊準備好上報事件的格式後，可以通過兩個途徑把事件上報到用戶空間：一種是通過kmod模塊，直接調用用戶空間的可執行文件；另一種是通過netlink通信機制，將事件從內核空間傳遞給用戶空間。
注1：有關kmod和netlink，會在其它文章中描述，因此本文就不再詳細說明了。
3. Uevent的內部邏輯解析
3.1 Source Code位置
Uevent的代碼比較簡單，主要涉及kobject.h和kobject_uevent.c兩個文件，如下：
- include/linux/kobject.h
- lib/kobject_uevent.c
3.2 數據結構描述
kobject.h定義了uevent相關的常量和數據結構，如下：
- kobject_action
1: /* include/linux/kobject.h, line 50 */
2: enum kobject_action {
3: KOBJ_ADD, 4: KOBJ_REMOVE, 5: KOBJ_CHANGE, 6: KOBJ_MOVE, 7: KOBJ_ONLINE, 8: KOBJ_OFFLINE, 9: KOBJ_MAX 10: };kobject_action定義了event的類型，包括：
ADD/REMOVE，Kobject（或上層數據結構）的添加/移除事件。
ONLINE/OFFLINE，Kobject（或上層數據結構）的上線/下線事件，其實是是否使能。
CHANGE，Kobject（或上層數據結構）的狀態或者內容發生改變。
MOVE，Kobject（或上層數據結構）更改名稱或者更改Parent（意味着在sysfs中更改了目錄結構）。
CHANGE，如果設備驅動需要上報的事件不再上面事件的範圍內，或者是自定義的事件，可以使用該event，並攜帶相應的參數。
- kobj_uevent_env
1: /* include/linux/kobject.h, line 31 */
2: #define UEVENT_NUM_ENVP 32 /* number of env pointers */
3: #define UEVENT_BUFFER_SIZE 2048 /* buffer for the variables */
4: 5: /* include/linux/kobject.h, line 116 */
6: struct kobj_uevent_env {
7: char *envp[UEVENT_NUM_ENVP];
8: int envp_idx;
9: char buf[UEVENT_BUFFER_SIZE];
10: int buflen;
11: };前面有提到過，在利用Kmod向用戶空間上報event事件時，會直接執行用戶空間的可執行文件。而在Linux系統，可執行文件的執行，依賴於環境變量，因此kobj_uevent_env用於組織此次事件上報時的環境變量。
envp，指針數組，用於保存每個環境變量的地址，最多可支持的環境變量數量爲UEVENT_NUM_ENVP。
envp_idx，用於訪問環境變量指針數組的index。
buf，保存環境變量的buffer，最大爲UEVENT_BUFFER_SIZE。
buflen，訪問buf的變量。
- kset_uevent_ops
1: /* include/linux/kobject.h, line 123 */
2: struct kset_uevent_ops {
3: int (* const filter)(struct kset *kset, struct kobject *kobj);
4: const char *(* const name)(struct kset *kset, struct kobject *kobj);
5: int (* const uevent)(struct kset *kset, struct kobject *kobj,
6: struct kobj_uevent_env *env);
7: };kset_uevent_ops是爲kset量身訂做的一個數據結構，裏面包含filter和uevent兩個回調函數，用處如下：
filter，當任何Kobject需要上報uevent時，它所屬的kset可以通過該接口過濾，阻止不希望上報的event，從而達到從整體上管理的目的。
name，該接口可以返回kset的名稱。如果一個kset沒有合法的名稱，則其下的所有Kobject將不允許上報uvent
uevent，當任何Kobject需要上報uevent時，它所屬的kset可以通過該接口統一爲這些event添加環境變量。因爲很多時候上報uevent時的環境變量都是相同的，因此可以由kset統一處理，就不需要讓每個Kobject獨自添加了。
3.3 內部動作
通過kobject.h，uevent模塊提供瞭如下的API（這些API的實現是在"lib/kobject_uevent.c”文件中）：
1: /* include/linux/kobject.h, line 206 */
2: int kobject_uevent(struct kobject *kobj, enum kobject_action action);
3: int kobject_uevent_env(struct kobject *kobj, enum kobject_action action,
4: char *envp[]);
5: 6: __printf(2, 3)7: int add_uevent_var(struct kobj_uevent_env *env, const char *format, ...);
8: 9: int kobject_action_type(const char *buf, size_t count,
10: enum kobject_action *type);
kobject_uevent_env，以envp爲環境變量，上報一個指定action的uevent。環境變量的作用是爲執行用戶空間程序指定運行環境。具體動作如下：
- 查找kobj本身或者其parent是否從屬於某個kset，如果不是，則報錯返回（注2：由此可以說明，如果一個kobject沒有加入kset，是不允許上報uevent的）
- 查看kobj->uevent_suppress是否設置，如果設置，則忽略所有的uevent上報並返回（注3：由此可知，可以通過Kobject的uevent_suppress標誌，管控Kobject的uevent的上報）
- 如果所屬的kset有uevent_ops->filter函數，則調用該函數，過濾此次上報（注4：這佐證了3.2小節有關filter接口的說明，kset可以通過filter接口過濾不希望上報的event，從而達到整體的管理效果）
- 判斷所屬的kset是否有合法的名稱（稱作subsystem，和前期的內核版本有區別），否則不允許上報uevent
- 分配一個用於此次上報的、存儲環境變量的buffer（結果保存在env指針中），並獲得該Kobject在sysfs中路徑信息（用戶空間軟件需要依據該路徑信息在sysfs中訪問它）
- 調用add_uevent_var接口（下面會介紹），將Action、路徑信息、subsystem等信息，添加到env指針中
- 如果傳入的envp不空，則解析傳入的環境變量中，同樣調用add_uevent_var接口，添加到env指針中
- 如果所屬的kset存在uevent_ops->uevent接口，調用該接口，添加kset統一的環境變量到env指針
- 根據ACTION的類型，設置kobj->state_add_uevent_sent和kobj->state_remove_uevent_sent變量，以記錄正確的狀態
- 調用add_uevent_var接口，添加格式爲"SEQNUM=%llu”的序列號
- 如果定義了"CONFIG_NET”，則使用netlink發送該uevent
- 以uevent_helper、subsystem以及添加了標準環境變量（HOME=/，PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin）的env指針爲參數，調用kmod模塊提供的call_usermodehelper函數，上報uevent。
其中uevent_helper的內容是由內核配置項CONFIG_UEVENT_HELPER_PATH(位於./drivers/base/Kconfig)決定的(可參考lib/kobject_uevent.c, line 32)，該配置項指定了一個用戶空間程序（或者腳本），用於解析上報的uevent，例如"/sbin/hotplug”。
call_usermodehelper的作用，就是fork一個進程，以uevent爲參數，執行uevent_helper。kobject_uevent，和kobject_uevent_env功能一樣，只是沒有指定任何的環境變量。
add_uevent_var，以格式化字符的形式（類似printf、printk等），將環境變量copy到env指針中。
kobject_action_type，將enum kobject_action類型的Action，轉換爲字符串。
| 說明：怎麼指定處理uevent的用戶空間程序(簡稱uevent helper)？ 上面介紹kobject_uevent_env的內部動作時，有提到，Uevent模塊通過Kmod上報Uevent時，會通過call_usermodehelper函數，調用用戶空間的可執行文件（或者腳本，簡稱uevent helper ）處理該event。而該uevent helper的路徑保存在uevent_helper數組中。 可以在編譯內核時，通過CONFIG_UEVENT_HELPER_PATH配置項，靜態指定uevent helper。但這種方式會爲每個event fork一個進程，隨着內核支持的設備數量的增多，這種方式在系統啓動時將會是致命的（可以導致內存溢出等）。因此只有在早期的內核版本中會使用這種方式，現在內核不再推薦使用該方式。因此內核編譯時，需要把該配置項留空。 在系統啓動後，大部分的設備已經ready，可以根據需要，重新指定一個uevent helper，以便檢測系統運行過程中的熱拔插事件。這可以通過把helper的路徑寫入到"/sys/kernel/uevent_helper”文件中實現。實際上，內核通過sysfs文件系統的形式，將uevent_helper數組開放到用戶空間，供用戶空間程序修改訪問，具體可參考"./kernel/ksysfs.c”中相應的代碼，這裏不再詳細描述。 |