嵌入式Linux下无需重启切换g_printer与g_serial USB驱动的技术问询

数据老陈

2026-8-2

嵌入式Linux USB Gadget模式切换问题

背景

我正在基于嵌入式Linux设备开发C语言项目，通过同一USB线缆使用两款USB Gadget驱动：

检查设备文件/dev/g_printer0是否已打开，若是则关闭对应文件描述符。
执行system("lsmod | grep g_printer > /dev/null");检查g_printer是否加载，若是则执行system("rmmod g_printer");卸载。
执行system("lsmod | grep usb_f_printer > /dev/null");检查usb_f_printer是否加载，若是则执行system("rmmod usb_f_printer");卸载。
执行system("modprobe g_serial");加载g_serial。
打开设备文件/dev/ttyGS0。

流程类似，先卸载g_serial相关模块，再加载g_printer，对应关闭/打开的设备文件为/dev/ttyGS0和/dev/g_printer0。

从USB打印机模式切换到USB虚拟串口模式时，步骤3崩溃，日志报错：

rmmod: can't unload module 'usb_f_printer': Resource temporarily unavailable

系统启动后会自动加载g_printer，此时/dev/g_printer0未被打开，按上述步骤切换到串口模式可正常执行，无报错。目前临时方案是将模式选择保存到配置文件，重启系统后加载对应模式，但体验不佳。

限制条件：

有几种可行的方案：

检查并释放驱动所有引用
- 除了关闭自身进程打开的/dev/g_printer0文件描述符，可通过cat /sys/module/usb_f_printer/refcnt查看模块当前引用计数，若计数大于0，说明存在未释放的资源。
- 先关闭UDC设备：执行echo 0 > /sys/class/udc/<udc-device>/state（替换<udc-device>为实际设备名，比如dwc2.0.auto），再卸载模块，之后重新启用UDC并加载新驱动。
- 替换system调用为更可靠的内核接口操作：比如直接调用unload_module系统调用（需root权限），或使用libudev管理设备和模块，比解析lsmod输出更准确。
使用USB复合Gadget框架
无需单独加载单一功能驱动，而是配置一个包含串口和打印机功能的复合Gadget，通过动态启用/禁用功能节点切换模式：
- 初始化时创建USB Gadget配置，同时添加acm（串口）和printer功能。
- 切换到串口模式：执行echo 0 > /sys/kernel/config/usb_gadget/<gadget-name>/functions/printer.0/enable禁用打印机功能，再启用串口功能。
- 切换到打印机模式则反向操作。这种方式无需卸载模块，从根源避免引用计数问题。
修复驱动引用计数bug
若定制内核的usb_f_printer模块存在bug（比如关闭设备文件后未正确递减引用计数），可修改驱动代码，确保release函数中正确清理所有内核态资源并更新引用计数，重新编译模块后替换原文件。

不是必须重启或杀死进程，常见原因有：

驱动未正确释放内核资源：用户态文件描述符关闭后，驱动的release函数可能未清理内核态资源（如USB端点、设备上下文、申请的内存等），导致模块引用计数仍大于0。
UDC设备未解绑：USB设备控制器（UDC）仍绑定到打印机Gadget，会占用usb_f_printer模块，需先解绑UDC再尝试卸载。
存在其他模块依赖或内核引用：比如其他内核模块依赖usb_f_printer，或内核线程持有未关闭的文件句柄。可通过lsmod查看模块依赖关系，排查是否有其他模块在使用它。

若确认所有用户态和内核态资源都已释放，但引用计数仍不为0，大概率是驱动bug，此时才需要考虑重启或杀死进程，但优先尝试问题1中的方案规避。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者laplacedoge