日前，工作中遇到了一个SATA热插拔的需求，客户想要在系统使用过程中能够通过一个开关来做控制，支持在不重启系统的情况下实现SATA硬盘的热插拔。
为了实现此功能，硬件设置如下：
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| GPIO2_3用于一个船型开关，开关闭合（船型开关置“1”）时与GND短路。
SATA_PWRLED连接LED，指示SATA电源，点亮表示SATA供电。
SATA_STALED连接LED，指示硬盘运行状态。
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概况来说，就是有以下资源：
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| 一个DI输入，接了一个船型开关，可以通过拨动开关来获取01值
一个DO输出，控制着SATA硬盘的电源，并连接了一个LED灯
一个DO输出，连接了一个LED灯，可以配置成指示SATA硬盘的读写状态（与实现SATA热插拔功能无关）
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软件上想要实现的逻辑如下：
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| 插入硬盘：
在SATA电源灯熄灭状态下，插入硬盘
拨动船型开关置“1”
SATA电源灯亮起，状态灯闪烁
硬盘正常工作
拔出硬盘：
拨动船型开关置“0”
稍等片刻，待SATA电源灯熄灭
拔出硬盘即可
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首先我在网上搜索了一下linux系统下的SATA硬盘热插拔的命令，找到了这篇文章《Linux上磁盘热插拔》。从这篇文章中获取了下面两个命令
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| #SATA硬盘热拔，删除该设备
echo 1 > /sys/bus/scsi/drivers/sd/0\:0\:0\:0/delete
#SATA硬盘热插，通过扫描scsi总线实现热插功能
echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan
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我在板卡上测试了一下，确实可以通过上面的命令来实现SATA的热插拔，那么下面的问题就是如何通过一个船型开关来控制执行这两条命令。
最简单的方法就是写一个shell脚本，通过不断轮询船型开关的DI输入状态来执行这两条命令。但是这样如果想要保持及时性，就会大量的占用CPU资源，至少会导致一个CPU核心一直处于满负载状态。
这个时候我们当然就想到了使用中断来实现此功能，在内核中注册一个驱动，使用等待队列的知识，然后在文件系统中使用阻塞读即可。
后来在网上搜索方法，我们找到了一个文件系统层使用CPU中断的方法，文件为《linux用户态使用gpio中断方法》。最终结合我们的需求，最终的程序如下：
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| #include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <poll.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int pov;
int ov = 1;
system("echo both > /sys/class/gpio/gpio451/edge");
int fd=open("/sys/class/gpio/gpio451/value",O_RDONLY);
if(fd<0)
{
perror("open '/sys/class/gpio/gpio451/value' failed!\n");
return -1;
}
struct pollfd fds[1];
fds[0].fd=fd;
fds[0].events=POLLPRI;
while(1)
{
if(poll(fds,1,-1)==-1)
{
perror("poll failed!\n");
return -1;
}
if(fds[0].revents&POLLPRI)
{
if(lseek(fd,0,SEEK_SET)==-1)
{
perror("lseek failed!\n");
return -1;
}
char buffer[16];
int len;
if((len=read(fd,buffer,sizeof(buffer)))==-1)
{
perror("read failed!\n");
return -1;
}
buffer[len]=0;
if((int)buffer[0] == 48)
{
if(!ov)
{
ov = 1;
system("echo Connect SATA ...");
system("echo 1 > /sys/class/leds/SATA_PWRON/brightness");
sleep(1);
system("echo '- - -' > /sys/class/scsi_host/host0/scan");
}
}
else
{
if(ov)
{
ov = 0;
system("echo DISCONNECT SATA ...");
system("umount /dev/sda1");
system("echo 1 > /sys/bus/scsi/drivers/sd/0:0:0:0/delete");
system("echo 0 > /sys/class/leds/SATA_PWRON/brightness");
}
}
}
}
return 0;
}
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这里需要注意的一些逻辑是：
在执行SATA上电的操作后，最好等待一些时间再执行SATA总线的扫描操作
在执行SATA的删除操作前，最好先将SATA卸载掉
当然上面写的程序也不是完美逻辑的，只是为以后结果类似问题提供了一些参考。
最后，在文件系统创建自启服务如下：
rootfs_ubuntu_bionic_arm64/etc/systemd/system/sata_deamon.service
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| [Unit]
Description = sata deamon
[Service]
ExecStart = /usr/sbin/sata_deamon
Restart = always
ExecStartPre=/bin/sleep 5
Type = simple
[Install]
WantedBy = multi-user.target
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另外，如果想使用一个led灯来指示SATA的硬盘的读写状态的话，可以在内核的defconfig上配置上以下模块
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| CONFIG_LEDS_TRIGGER_DISK=y
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另外在内核设备树中配置以下代码即可
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| leds {
status = "okay";
compatible = "gpio-leds";
SATA_STALED {
label = "SATA_STALED";
gpios = <&gpio1 15 1>;
linux,default-trigger = "disk-activity";
};
};
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