Erstellt von Dr. Jörg Meese www.doc-systems.de 1

Hotplug
USB
Mittlerweile werden in vielen Computern Hardwarekomponenten verwendet, die zur Laufzeit des Systems
angeschlossen und wieder abgenommen werden können. Neben USB, als bekanntestes Beispiel für diese Komponenten,
gibt es auch noch PCI, PCMCIA, Firewire, SCSI und andere Schnittstellen.
Hotplug-Systeme haben die Aufgabe, neu angeschlossene bzw. eingebaute Hardware zu erkennen und diese
automatisch betriebsbereit einzurichten. Des Weiteren müssen Komponenten, die wieder entnommen werden sollen, auf
diese Entnahme vorbereitet werden bzw. Ressourcen wieder frei gegeben werden, wenn Komponenten ohne
Vorwarnung entfernt wurden.
Arbeitsweise des Kernel-USB mit Hilfe von hotplug:
/etc/init.d/boot.hotplug Start des Hotplug-Systems
/sbin/hotplug vom Kernel aufgerufenes Skript, dem er die Hotplug-Ereignisse sowie die Hardware-Infos
der eingesteckten USB-Karte übergibt
/etc/hotplug/usb.agent dieser Agent ermittelt die geeigneten Treiber für die Karte
/etc/hotpug/usb.usermap hier prüft der Agent, ob diese Hardware von einem Anwendungsprogramm bzw. einem
speziellen Initialisierungsskript bedient werden soll
/lib/modules//modules.usbmap Zuordnungstabelle des Kernels
/etc/hotplug/net.agent bei Netzwerkkarten erzeugt der Kernel ein Hotplug-Netzwerkereignis
der net.agent bindet die benötigten Netzwerkinformationen an die Karte
Realisierung von Hotplug in Linux
Für gewöhnlich überwachen so genannte Daemonen Teile eines Systems auf externe Ereignisse; so überwacht z.B. der
inetd eingehende Netzwerkanfragen. Der Daemon bei Hotplug ist der Kernel selbst. Dazu müssen die Treiber eines
Busses in der Lage sein, neue Geräte zu erkennen und diese auf einheitlichem Weg dem System mitzuteilen. Im Kernel
2.4 sind USB, PCMCIA, Firewire, teilweise PCI und das Netzwerksubsystem dazu in der Lage. Dieser Teil von
Hotplug ist in den jeweiligen Modulen fest eingebaut und lässt sich ohne Kerneländerung nicht weiter beeinflussen.
Der zweite Teil von Hotplug leitet die notwendigen Schritte zum Einbinden von Geräten bzw. deren herauslösen ein
und ist eine Sammlung von Skripten im Verzeichnis /etc/hotplug mit dem zentralen Skript /sbin/hotplug. Dieses Skript
ist die Schnittstelle zwischen dem Kernel und der Hotplug-Skriptsammlung.
Im weiteren Verlauf des Kapitels werden wir mit ,,Hotplug-System`` diese Skripte bezeichnen.
Wenn ein hotplugfähiges Gerät angeschlossen oder entfernt wird, ruft der Kernel das Skript /sbin/hotplug auf und
übergibt zusätzliche Informationen über die entsprechende Hardwarekomponente. Dieses Skript verteilt die Arbeit - je
nach Art der Hardware - an weitere Skripte. Diese laden bzw. entladen die Kernelmodule und rufen wiederum weitere
Programme zur Konfiguration der Komponenten auf. Die Programme liegen in /etc/hotplug und enden immer mit
.agent.
Hotplug starten und Coldplug
Obwohl der Kernel immer Hotplugereignisse an /sbin/hotplug weitergibt, muss das Hotplug-System erst einmal mit
dem Befehl rchotplug start gestartet werden. Solange Hotplug nicht gestartet ist, werden alle entsprechenden Ereignisse
verworfen. Außerdem gibt es Komponenten, die vom Kernel schon erkannt werden, bevor überhaupt ein Zugriff auf das
Dateisystem möglich ist. Diese Ereignisse gehen einfach verloren. Deshalb wird in den Skripten /etc/hotplug/*.rc
versucht, für bereits vorhandene Hardware diese Ereignisse künstlich zu erzeugen. In diesem Zusammenhang wird auch
von ,,Coldplug`` gesprochen. Falls zu diesem Zeitpunkt die USB-Basismodule noch nicht geladen sind, werden diese
geladen und das USB-Gerätedateisystem (usbdevfs) eingehängt.
Wird Hotplug durch einen Aufruf von rchotplug stop angehalten, werden keine weiteren Ereignisse mehr ausgewertet.
Wer nie während des Betriebs seine Hardware verändert, kann Hotplug auch vollständig deaktivieren. Allerdings muss
dann auf andere Art und Weise für die Einrichtung von USB- oder PCMCIA-Geräten gesorgt werden.
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Im Verzeichnis /etc/sysconfig/hotplug gibt es einige Variablen, die das Verhalten von Hotplug steuern. So kann z.B. mit
der Variable die ,,Gesprächigkeit`` von Hotplug beeinflusst werden. Über die Variablen
, und kann eingestellt werden,
dass nur Ereignisse bestimmten Typs verarbeitet werden. Alle weiteren Variablen sind in den entsprechenden
Unterabschnitten näher erläutert. Alle Meldungen von Hotplug werden immer in der Datei (/var/log/messages)
(Systemlog) protokolliert.
Wenn ein neues USB-Gerät angeschlossen wird, ermittelt das Skript /etc/hotplug/usb.agent einen geeigneten Treiber
und stellt sicher, dass dieser geladen ist. Dieser Treiber muss nicht unbedingt ein Kernelmodul sein; beispielsweise
werden viele USB-Kameras direkt von Anwendungsprogrammen angesprochen.
Die Zuordnung von Treibern zur Hardware ist mehrstufig: Als Erstes wird in der Datei /etc/hotplug/usb.usermap
nachgesehen, ob diese Hardware von einem Anwendungsprogramm bzw. einem speziellen Initialisierungsskript bedient
werden soll. Falls das nicht zutrifft, wird in /etc/hotplug/usb.handmap nach einer individuellen Zuordnung zu einem
Kernelmodul gesucht. Wenn auch dort nichts gefunden wurde (was in den meisten Fällen zutrifft), wird letztendlich die
Zuordnungstabelle des Kernels /lib/modules//modules.usbmap befragt. Des Weiteren wird hier
nochmal ein USB-Hardwarescan durchgeführt, der bei der Verwendung von KDE als grafische Oberfläche weitere
Aktionen auslöst. Zum Beispiel wird für Geräte, die zum ersten Mal verwendet werden, ein geeignetes YaST-Modul zur
Konfiguration angeboten oder Applikationen zur Verwendung mit dem neuen Gerät werden gestartet. Dieser
Mechanismus läuft parallel zu den anderen Aktionen, die von /etc/hotplug/usb.agent ausgelöst werden.
USB-Geräte werden vom usb.agent je nach Typ unterschiedlich behandelt:
Speichergeräte
wie z.B. Festplatten werden vom Skript /usr/sbin/checkhotmounts behandelt, sobald die erforderlichen Treiber geladen
sind.
Netzwerkgeräte
erzeugen ein eigenes Hotplugereignis im Kernel, sobald diese registriert werden. Der usb.agent hinterlegt lediglich
Hardwareinformationen, die später vom Netzwerkereignis verwendet werden. Dies ist nur eine vorübergehende Lösung
für den Kernel 2.4 und versagt, wenn mehrere USB-Netzwerkgeräte verwendet werden. Dies kommt jedoch nur sehr
selten vor.
Kameras
werden über den Hardwarescan/KDE-Mechanismus angesprochen. Dazu werden allerdings noch via
/etc/hotplug/usb/usbcam die Zugriffsrechte der Gerätedatei für den eingeloggten Benutzer gesetzt, damit dieser unter
KDE darauf zugreifen kann.
Mäuse
benötigen nur ein geladenes Modul, welches hier geladen wird, um sofort verwendet zu werden.
Tastaturen
werden schon beim Bootvorgang benötigt und werden deshalb nicht von Hotplug behandelt.
ISDN/Modem
wird derzeit noch nicht automatisch eingerichtet.
Es gibt noch einige USB-spezifische Variablen in /etc/sysconfig/hotplug. In
stehen die Treiber für den USB-Controller in der Reihenfolge, wie
sie zu laden versucht werden. Wird ein Treiber erfolgreich geladen, werden in
die Module eingetragen, die beim Entfernen der Komponente wieder
entladen werden sollen. Alle nachfolgenden Module für USB werden nicht entladen, weil nicht sicher entschieden
werden kann, ob sie noch von einem Gerät benötigt werden. Die Variable
enthält die Namen der Module, die ein Netzwerkinterface zur Verfügung stellen. Sobald eines dieser Module geladen
wird, wird eine Hardwarebeschreibung zur späteren Verwendung beim Netzwerkereignis abgelegt. Dieser Vorgang
wird in der System-Logdatei protokolliert.
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