关于linux环境通过 usb function 实现的hid设备驱动不支持热插拔问题

本人在RK3308 / RK3399 平台上尝试做一个音频hid设备。按照linux官方库的源码 kernel/driver/usb/gadget/function/f_hid.c 实现了一个hid设备，但是在使用过程中发现了一个问题，就是每次我的hid设备进行一次热插拔以后，或者我通过主机上的 "UsbTreeView"  Restart Device 或者 Restart Port 后。开发板上hid驱动程序内的 usb_ep_queue(ep, req_buf, GFP_ATOMIC) 就没法通过hid设备的端点发送数据了，并且 usb_ep_queue(ep, req_buf, GFP_ATOMIC) 会返回值 -108 ，以及 req->status 的值会变为 -ESHUTDOWN，git仓库内有我实现hid驱动的源码和配置，恳请各位大佬们能帮你看一下指导一二，给个解决这个问题的方向。本人已经持续努力了很长一段时间，但是一直找不到解决问题的办法，想放弃改用legacy实现，但是又十分不甘心！！！

最后希望能尽可能够使用function 这种方式实现这个hid设备，因为我在这个方向上已经花费大量的时间和精力，特别想要获取一个答案。

git仓库链接：https://github.com/Amigo-ami/linux-gadget-function-hid

方法一：应用层使用文件系统读写失败，时，可动态操作节点，实现热插拔，重新加载sd卡设备
方法二：硬件上增加一个sd卡检测引脚，拔掉卡时，判断，比方法一有更快的时效性和准确性

你遇到的这个问题可能与HID设备的状态有关，具体而言，可能是USB传输协议中的USB协议栈和HID设备的事件处理程序之间发生了状态不匹配。这可能是由于你的HID设备在进行热插拔时没有正确地向USB主机通知状态更改或恢复设备状态。这可能会导致USB协议栈和HID设备的状态不匹配，进而导致无法正常传输数据。

解决此问题可能需要在你的HID设备驱动程序中更改一些代码，特别是在处理设备状态的代码中。以下是一些可能有用的建议：

确保你的HID设备驱动程序正确地实现了必要的USB设备状态管理代码。在你的驱动程序中，你需要监听HID设备的状态，并在状态更改时向USB主机发送应答指令以告知主机设备状态。尤其需要关注设备的挂起状态和恢复状态。
确认你的HID设备驱动程序实现了正确的异步通信机制，确保它正确地使用异步请求以确保在传输数据时不会阻塞。
确认你的HID设备驱动程序正确地实现了USB HID 传输规范，同时确保你的HID设备与主机之间的HID报告通信是完全匹配和正确的。如果有任何问题，请检查你的HID驱动程序和HID设备固件，以确保所有使用的协议和数据格式都是正确的。
当你的设备发生错误时，记得记录错误信息。你可以使用Linux内核提供的调试工具，例如Kprobes或tracepoint，或者使用GDB和其他调试工具来调试你的驱动程序。
如果你的USB HID驱动程序仍然不能正常工作，请考虑使用标准的USB HID驱动程序库或其他兼容的API，以确保你的硬件与USB HID传输规范匹配。

以上是一些可能的建议，可以帮助你解决HID设备驱动程序的问题。在解决问题之前，你可能需要更仔细地审查你的驱动程序代码，并参考其他可用的资源，例如Linux内核源代码和其他驱动程序的参考实现，来确定你的驱动程序是否有问题。如果你无法解决问题，建议你向相关论坛寻求帮助，与更专业的开发者们交流并寻求解决方案。

对内核进行了配置修改吗？还是只做了驱动的修改～

可以借鉴下，基于chitgpt部分引用

在Linux环境下，USB Function驱动程序是一个内核模块，它提供了一种将Linux设备作为USB设备暴露给USB主机的方法。当USB主机连接到USB设备时，USB Function驱动程序将负责控制数据传输。但是，USB Function驱动程序不支持热插拔，因为该模块在内核中启动时就已经加载了。如果要支持热插拔，您需要使用USB Gadget框架，该框架支持动态加载和卸载USB驱动程序。

对于您的问题，如果需要支持热插拔，您需要使用USB Gadget框架来实现驱动程序。您可以参考以下步骤：

首先，您需要在内核配置中启用USB Gadget框架。可以通过make menuconfig命令进入内核配置界面，找到USB Gadget支持选项并启用。

在代码中使用USB Gadget API来实现驱动程序。您可以使用libcomposite库来简化这个过程。该库提供了一些函数，可以让您创建一个虚拟USB设备，该设备可以被主机识别为HID设备。例如，您可以使用函数usb_f_hid_setup来创建一个HID设备。

在驱动程序代码中实现热插拔功能。当USB设备插入或拔出时，您需要检测到此事件并相应地处理。可以使用函数usb_gadget_register_driver和usb_gadget_unregister_driver来注册和注销驱动程序。

这个问题可能是由于驱动没有正确处理热插拔事件导致的。如果设备被拔掉或者重启后，驱动仍然试图发送数据到一个已经不存在的端点上，就会出现这种错误。

解决这个问题需要在驱动中添加对热插拔事件的处理逻辑，当设备被拔掉或者重新插入时，驱动应该立即将相关的端点关闭并释放资源。具体可以参考Linux内核中其他USB gadget驱动的实现方式。

另外，您可以尝试使用USB设备模拟器工具（如VirtualHere）来模拟USB设备进行测试，以避免频繁的热插拔操作对硬件造成的损害。

新补充一些debug收获，发现设备从主机拔掉以后，设备会打印这些信息 “ [ 22.139272] dwc2 ff400000.usb: dwc2_hsotg_ep_stop_xfr: timeout DIEPINT.NAKEFF
[ 22.139492] dwc2 ff400000.usb: dwc2_hsotg_ep_stop_xfr: timeout DOEPCTL.EPDisable
[ 282.874836] dwc2 ff400000.usb: dwc2_hsotg_ep_stop_xfr: timeout DOEPCTL.EPDisable“

我想图片中的那样向设备发送设置接口的信号，也会打印出上面这些信息。然后我的设备就无法向我的主机发送/接收数据了。奇怪的是他这个对uac没有影响，并且向uac驱动发送设置接口的命令也不会出现上面那些打印信息。现在可以知道的就是出现上面的打印信息后，我的hid设备就失效了。

基于ChatGPT4与博主叶秋学长的回答，望采纳！！！有其他问题也可以询问我哦💕：
你遇到的问题可能是由于热插拔后系统重新枚举设备导致的。在重新枚举设备时，旧的设备文件描述符失效，所以调用 ioctl 或 write 等操作时会返回错误。

为了处理这个问题，你可以在驱动程序中使用 USB Gadget 驱动提供的必要函数来检测设备的连接状态。当设备被拔出时，你可以释放资源并清除记录在内核空间中的数据结构。当设备被插入时，你可以重新初始化设备并分配新的资源。

具体实现过程可能会涉及到以下步骤：

在驱动程序中注册 USB 设备控制器，并将 HID 作为一个子设备注册到它上面；
实现一个工作队列或者延迟工作队列，在队列的回调函数中检查设备的连接状态，并根据需要进行设备重置和资源分配；
当设备被拔出时，通过调用 USB Gadget 驱动提供的接口函数完成设备的资源释放和清理工作；
当设备被插入时，通过调用 USB Gadget 驱动提供的接口函数完成设备的资源分配和初始化工作。
希望这些信息对你有所帮助，如果你仍然遇到困难，请告诉我具体错误信息和调试方法，我会尽力帮助你。

仅供参考：
在Linux环境下，使用USB Function实现的HID设备驱动通常不支持热插拔。这是因为USB Function驱动程序是在系统启动时加载的，并且与USB HID设备通信的方式通常是通过USB端口进行的。
当插入或拔出USB设备时，USB端口的状态会发生变化，这可能会导致USB Function驱动程序无法正确处理USB设备的事件。此外，由于USB Function驱动程序是静态链接到系统中的，因此在插入或拔出USB设备时，它将被卸载和加载，这可能会导致系统性能下降。
为了解决这个问题，可以使用动态链接库(如libusb-1.0)来实现HID设备驱动程序。这些库允许您在运行时加载和卸载驱动程序，从而使您的应用程序能够更好地处理USB设备的热插拔。

在Linux环境下，如果使用USB Function实现HID设备驱动，可能会存在不支持热插拔的问题。这是因为在Linux中，USB设备的热插拔支持需要在内核中启用相应的模块。如果USB Function驱动没有启用该模块，就无法支持热插拔。

解决这个问题的方法是，在编译内核时启用相应的模块，或者在运行时加载相应的模块。具体的步骤可以参考Linux内核文档和相关的论坛帖子。另外，还可以考虑使用udev等工具来管理USB设备的插拔，从而避免热插拔的问题。

udev：用来监听硬件设备是否发生改变，并可以给硬件设备命名，也可以在硬件发生改变之后执行脚本

使用udev检测显示器是否发生变化，然后执行脚本，解决linux显示器热插拔问题

先补充一点：

[root@localhost ~]# cat /sys/class/drm/card0-VGA-1/status
connected

connectd 表示VGA口处于连接状态

拔掉则显示disconnected 脚本里面可以通过这来判断显示器是否连接

vim /etc/udev/rules.d/99-monitor-watch.rules

ACTION=="change", SUBSYSTEM=="drm", RUN+="/usr/local/bin/watch_monitor.sh" #当显示器发生改变的时候执行脚本

vim /usr/local/bin/watch_monitor.sh



```c

#!/bin/bash
DEVICES=$(find /sys/class/drm/*/status)
while read l
do
dir=$(dirname $l);
status=$(cat $l);
dev=$(echo $dir | cut -d\- -f 2-);
if [ $(expr match  $dev "HDMI") != "0" ]
then
#REMOVE THE -X- part from HDMI-X-n
dev=HDMI${dev#HDMI-?-}
else
dev=$(echo $dev | tr -d '-')
fi
if [ "connected" == "$status" ]
then
echo $dev "connected"
DP1=$dev
fi
done <<< "$DEVICES"
function dp_connect(){
ps aux |grep Xorg|grep tty1|awk '{print $2}'|xargs -x kill
# xrandr --output $DP1 --auto
echo "dp_connect"
}
function dp_disconnect(){
echo "dp_disconnect"
}
test $DP1 &> /dev/null && dp_connect || dp_disconnect


chmod +x /usr/local/bin/watch_monitor.sh

缺点：每次插上显示器  都会回到登录页面，

2，使用xrandr的方式实现热插拔

vim /etc/udev/rules.d/99-monitor-watch.rules
KERNEL=="card0", SUBSYSTEM=="drm", ENV{DISPLAY}=":0",  RUN+="/usr/bin/xrandr --output VGA1 --auto"

udevadm control --reload-rules

 

可以使用xrandr的方式来显示。这样就不会回到登录页面
二： 使用udev解决usb自动挂载

vim /etc/udev/rules.d/100-mountsda.rules

1 KERNEL=="sd[b-z]?",SUBSYSTEM=="block",RUN+="/usr/local/src/mountusb.sh %k $env{ACTION}"
2 KERNEL=="sd[b-z]",SUBSYSTEM=="block",RUN+="/usr/local/src/mountusb.sh %k $env{ACTION}"

因为本地磁盘是sda 所以从b开始

支持ntfs格式需要安装ntfs-3g 包存在扩展源，所以要先安装epel-release，然后编写自动挂载脚本

yum install epel-release -y
 2 yum install ntfs-3g -y
 3 
 4 vim /usr/local/src/mountusb.sh
 5 
 6 #!/bin/sh
 7 DEV_NODE="/dev/"$1
 8 MOUNT_NODE="/mnt/"$1
 9 echo -e "$(date) \n $2 " >> /tmp/mount.txt
10 if [ $2 == "add" ]; then
11         test ! -e $MOUNT_NODE && mkdir $MOUNT_NODE 
12         ntfs-3g -o sync $DEV_NODE $MOUNT_NODE || mount -o sync -o iocharset=utf8 $DEV_NODE $MOUNT_NODE
13         #fi
14 elif [ $2 == "remove" ]; then
15         umount -l $MOUNT_NODE
16         rm -fr $MOUNT_NODE
17 fi

```

这个问题可能是由于热插拔时驱动程序没有正确处理请求，或者是一些手动释放内存资源的原因导致的。具体的解决方法如下：

1.在驱动程序中正确处理请求，对于热插拔后的请求，可以重新分配内存资源，并重新初始化相应的请求结构体。可以在驱动程序的 probe 和 disconnect 函数中进行相应的处理。

2.确认内存资源的释放是否正确，可以在文件系统下运行 mount 命令，然后在 disconnect 函数中卸载文件系统并释放相关资源。

3.可以使用内核提供的带调试信息的版本进行调试，找到具体的错误原因。

希望以上方法能够帮助你解决问题。

试一试通过编写udev规则，让Linux系统在检测到设备插入或拔出时自动加载或卸载驱动程序。可以在/etc/udev/rules.d/目录中编写一条规则文件，例如：

SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="1234", ATTRS{idProduct}=="5678", RUN+="/sbin/modprobe my_hid_driver"
SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="1234", ATTRS{idProduct}=="5678", RUN+="/bin/sh -c 'echo 1 > /sys/bus/usb/devices/%k/autosuspend'"

其中，idVendor和idProduct应该替换为实际设备的Vendor ID和Product ID，my_hid_driver应该替换为实际的驱动程序名。

Linux 系统默认会将 USB HID 设备驱动绑定到特定的 USB 接口号上，导致热插拔功能失效。可以使用 udev 规则添加一个自定义规则，使系统动态地加载和卸载 USB HID 设备驱动，以支持热插拔

我查阅了你提供的GitHub链接，这个仓库是Linux的gadget function HID（Human Interface Device）驱动实现【9†source】。根据我所能获取的信息，这个驱动实现主要包括了以下部分：

"f_hid.c" 和 "f_hid.h" 是hid的源代码实现
"S50usbdevice" 是用来实现开发板内usb config的配置文件
"hid_app.c", "hid_app.h", "keyuart.c", "keyuart.h" 是用来实现按键控制主机的hid应用

另外，我还查阅了其中的 "u_hid.h" 文件，这个文件主要包括了HID function的一些实用定义，比如 "f_hid_opts" 结构体和 "ghid_setup" 和 "ghid_cleanup" 函数【17†source】。

关于你的问题，即Linux环境通过usb function实现的hid设备驱动不支持热插拔，我尝试搜索相关信息，但未能找到足够的信息来帮助解决这个问题。根据你的描述，我理解你的问题可能是在热插拔USB设备时，HID设备驱动未能正确响应。这可能涉及到设备的初始化和清理过程，也可能涉及到设备的电源管理或者是USB接口的状态管理等。

热插拔问题通常涉及到底层的硬件处理和操作系统的设备管理，这可能需要你深入理解USB协议，HID设备的工作原理，以及Linux的USB和设备驱动框架。你可能需要检查你的驱动代码，特别是设备的初始化和清理部分，以及任何与设备状态相关的部分。

另外，你可能需要使用一些工具来调试这个问题，比如dmesg命令可以用来查看内核的消息，lsusb命令可以用来列出当前连接的USB设备，usbmon工具可以用来监控USB设备的活动。

我建议你可以尝试以下几点：

检查你的驱动代码，看看是否在设备拔出时正确处理了设备的清理和资源释放。
查看内核的消息，看看在设备插入和拔出时，内核是否有任何错误或者警告的消息。
使用usbmon或者其他USB监控工具，看看在设备插入和拔出时，USB设备的通信是否有任何异常。

如果你能提供更多的详细信息，比如你的驱动代码，设备的具体型号，以及在设备插入和拔出时的内核消息等，我可能能提供更具体的帮助。