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Linux下的硬件驱动——USB设备(上)(驱动配置部分)

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    发表于 2004-9-27 14:30 |只看该作者 |倒序浏览
    |招呼Ta 关注Ta |邮箱已经成功绑定
    <>Linux下的硬件驱动——USB设备(上)(驱动配置部分)</P>
    + F# x2 M# E' j* X3 G<>赵明(carl__zhao@163.com) / N9 ^( h, M7 D; Z0 z! b) W7 \
    联想软件设计中心嵌入式研发处系统设计工程师 ! t& {: i* G; M2 z
    2003年7月
    7 @  E) V# ^- \; p6 Z1 e3 PUSB设备越来越多,而Linux在硬件配置上仍然没有做到完全即插即用,对于Linux怎样配置和使用他们,也越来越成为困扰我们的一大问题。本文分两部分着力从Linux系统下设备驱动的架构,去阐述怎样去使用和配置以及怎样编制USB设备驱动。对于一般用户,可以使我们明晰Linux设备驱动方式,为更好地配置和使用USB设备提供了方便;而对于希望开发Linux系统下USB设备驱动的程序员,提供了初步学习USB驱动架构的机会。 - ~0 A, \9 r* ~2 d" }7 D" J
    前言 . m! b2 p( S7 T9 U' j1 r: x0 z
    USB是英文"Universal Serial Bus"的缩写,意为"通用串行总线"。是由Compaq(康柏)、DEC、IBM、Intel、NEC、微软以及Northern Telecom(北方电讯)等公司于1994年11月共同提出的,主要目的就是为了解决接口标准太多的弊端。USB使用一个4针插头作为标准插头,并通过这个标准接头,采用菊花瓣形式把所有外设连接起来,它采用串行方式传输数据,目前最大数据传输率为12Mbps, 支持多数据流和多个设备并行操作,允许外设热插拔。 ! i7 v; ~1 T2 {  J" @; V( V
    目前USB接口虽然只发展了2代(USB1.0/1.1,USB2.0),但是USB综合了一个多平台标准的所有优点 -- 包括降低成本,增加兼容性,可连接大量的外部设备,融合先进的功能和品质。使其逐步成为PC接口标准,进入了高速发展期。
    , A$ y& Q2 H3 O7 g那么对于使用Linux系统,正确支持和配置常见的USB设备,就是其使用必不可少的关键一步。 $ L! m  ^+ K2 k% h- R
    相关技术基础
    + u' l# t( }$ e$ b, A3 `6 W模块(驱动程序)
    # i3 k, O9 E" t) @# l& I模块(module)是在内核空间运行的程序,实际上是一种目标对象文件,没有链接,不能独立运行,但是可以装载到系统中作为内核的一部分运行,从而可以动态扩充内核的功能。模块最主要的用处就是用来实现设备驱动程序。  
    9 k# V- q7 @+ wLinux下对于一个硬件的驱动,可以有两种方式:直接加载到内核代码中,启动内核时就会驱动此硬件设备。另一种就是以模块方式,编译生成一个.o文件。当应用程序需要时再加载进内核空间运行。所以我们所说的一个硬件的驱动程序,通常指的就是一个驱动模块。 3 B  F. _! [! T7 i
    设备文件 4 Z9 ?# h, r  k( ~
    对于一个设备,它可以在/dev下面存在一个对应的逻辑设备节点,这个节点以文件的形式存在,但它不是普通意义上的文件,它是设备文件,更确切的说,它是设备节点。这个节点是通过mknod命令建立的,其中指定了主设备号和次设备号。主设备号表明了某一类设备,一般对应着确定的驱动程序;次设备号一般是区分不同属性,例如不同的使用方法,不同的位置,不同的操作。这个设备号是从/proc/devices文件中获得的,所以一般是先有驱动程序在内核中,才有设备节点在目录中。这个设备号(特指主设备号)的主要作用,就是声明设备所使用的驱动程序。驱动程序和设备号是一一对应的,当你打开一个设备文件时,操作系统就已经知道这个设备所对应的驱动程序。
    9 g( v6 j) n" i9 H1 P* c5 k+ CSCSI 设备 4 h  n6 `! H3 Y8 q: c
    SCSI是有别于IDE的一个计算机标准接口。现在大部分平板式扫描仪、CD-R刻录机、MO光磁盘机等渐渐趋向使用SCSI接口,加之SCSI又能提供一个高速传送通道,所以,接触到SCSI设备的用户会越来越多。Linux支持很多种的SCSI设备,例如:SCSI硬盘、SCSI光驱、SCSI磁带机。更重要的是,Linux提供了IDE设备对SCSI的模拟(ide-scsi.o模块),我们通常会就把IDE光驱模拟为SCSI光驱进行访问。因为在Linux中很多软件都只能操作SCSI光驱。例如大多数刻录软件、一些媒体播放软件。通常我们的USB存储设备,也模拟为SCSI硬盘而进行访问。
    ) ~! |/ E0 w) Q5 A) a' |. X* x1 VLinux硬件驱动架构 ' t9 Y) g4 p* {+ _0 z: e
    对于一个硬件,Linux是这样来进行驱动的:首先,我们必须提供一个.o的驱动模块文件(这里我们只说明模块方式,其实内核方式是类似的)。我们要使用这个驱动程序,首先要加载运行它(insmod *.o)。这样驱动就会根据自己的类型(字符设备类型或块设备类型,例如鼠标就是字符设备而硬盘就是块设备)向系统注册,注册成功系统会反馈一个主设备号,这个主设备号就是系统对它的唯一标识(例如硬盘块设备在/proc/devices中显示的主设备号为3 ,我们用ls -l /dev/had看到的主设备就肯定是3)。驱动就是根据此主设备号来创建一个一般放置在/dev目录下的设备文件(mknod命令用来创建它,它必须用主设备号这个参数)。在我们要访问此硬件时,就可以对设备文件通过open、read、write等命令进行。而驱动就会接收到相应的read、write操作而根据自己的模块中的相应函数进行了。
    7 Y  E9 `# e$ V  D: u其中还有几个比较有关系的东西:一个是/lib/modules/2.4.XX目录,它下面就是针对当前内核版本的模块。只要你的模块依赖关系正确(可以通过depmod设置),你就可以通过modprobe 命令加载而不需要知道具体模块文件位置。 另一个是/etc/modules.conf文件,它定义了一些常用设备的别名。系统就可以在需要此设备支持时,正确寻找驱动模块。例如alias eth0 e100,就代表第一块网卡的驱动模块为e100.o。他们的关系图如下:(见图一)
    ! z7 C+ a' P( Q2 ^4 X# C4 b' O: ?# o" _6 x5 f/ k
    配置USB设备 7 p9 M" Q; S" N' l% k1 n0 U' W
    内核中配置.
    ! {8 U) V6 f* p5 O) j要启用 Linux USB 支持,首先进入"USB support"节并启用"Support for USB"选项(对应模块为usbcore.o)。尽管这个步骤相当直观明了,但接下来的 Linux USB 设置步骤则会让人感到糊涂。特别地,现在需要选择用于系统的正确 USB 主控制器驱动程序。选项是"EHCI" (对应模块为ehci-hcd.o)、"UHCI" (对应模块为usb-uhci.o)、"UHCI (alternate driver)"和"OHCI" (对应模块为usb-ohci.o)。这是许多人对 Linux 的 USB 开始感到困惑的地方。  
    0 _  A4 c) S7 v( w要理解"EHCI"及其同类是什么,首先要知道每块支持插入 USB 设备的主板或 PCI 卡都需要有 USB 主控制器芯片组。这个特别的芯片组与插入系统的 USB 设备进行相互操作,并负责处理允许 USB 设备与系统其它部分通信所必需的所有低层次细节。  
    % e: V( L6 E" {( a" tLinux USB 驱动程序有三种不同的 USB 主控制器选项是因为在主板和 PCI 卡上有三种不同类型的 USB 芯片。"EHCI"驱动程序设计成为实现新的高速 USB 2.0 协议的芯片提供支持。"OHCI"驱动程序用来为非 PC 系统上的(以及带有 SiS 和 ALi 芯片组的 PC 主板上的)USB 芯片提供支持。"UHCI"驱动程序用来为大多数其它 PC 主板(包括 Intel 和 Via)上的 USB 实现提供支持。只需选择与希望启用的 USB 支持的类型对应的"?HCI"驱动程序即可。如有疑惑,为保险起见,可以启用"EHCI"、"UHCI" (两者中任选一种,它们之间没有明显的区别)和"OHCI"。(赵明注:根据文档,EHCI已经包含了UHCI和OHCI,但目前就我个人的测试,单独加EHCI是不行的,通常我的做法是根据主板类型加载UHCI或OHCI后,再加载EHCI这样才可以支持USB2.0设备)。
    4 q8 @' _3 A/ S( [0 K启用了"USB support"和适当的"?HCI"USB 主控制器驱动程序后,使 USB 启动并运行只需再进行几个步骤。应该启用"reliminary USB device filesystem",然后确保启用所有特定于将与 Linux 一起使用的实际 USB 外围设备的驱动程序。例如,为了启用对 USB 游戏控制器的支持,我启用了"USB Human Interface Device (full HID) support"。我还启用了主"Input core support" 节下的"Input core support"和"Joystick support"。  
    3 Y% \( L% D# K: q* ]0 }' P, q# u. w一旦用新的已启用 USB 的内核重新引导后,若/proc/bus/usb下没有相应USB设备信息,应输入以下命令将 USB 设备文件系统手动挂装到 /proc/bus/usb:  
    7 }, ~$ J' z4 g# Q8 b9 Q  [' g* t. Z
    # mount -t usbdevfs none /proc/bus/usb  : A& Q8 i) @6 k2 f( N. T- M

    ( C. k+ M! o4 B; m# S! H& N为了在系统引导时自动挂装 USB 设备文件系统,请将下面一行添加到 /etc/fstab 中的 /proc 挂装行之后:  
    - |2 T& m1 _8 M3 q' t1 F, x
      i1 I9 m( F% ~  I/ B4 fnone /proc/bus/usb usbdevfs defaults 0 0  5 G: E4 r+ J9 j- D) I" s8 J

    8 S' p9 ~2 K% x2 w% g模块的配置方法.
    ! f% G% k* `- f! M3 R& t在很多时候,我们的USB设备驱动并不包含在内核中。其实我们只要根据它所需要使用的模块,逐一加载。就可以使它启作用。 4 r7 r. E, D/ C/ h
    首先要确保在内核编译时以模块方式选择了相应支持。这样我们就应该可以在/lib/modules/2.4.XX目录看到相应.o文件。在加载模块时,我们只需要运行modprobe xxx.o就可以了(modprobe主要加载系统已经通过depmod登记过的模块,insmod一般是针对具体.o文件进行加载) 2 v, z) o) Y3 M- w0 o# f
    对应USB设备下面一些模块是关键的。
    + @5 Q/ R' U* J( ?0 g7 r( @usbcore.o 要支持usb所需要的最基础模块
    $ L& k! Q5 k# V% m4 T+ Q% kusb-uhci.o (已经提过)
    7 O: C4 Z6 K& E$ p8 ^usb-ohci.o (已经提过) # a/ a0 C6 G- w) P# @7 R
    uhci.o 另一个uhci驱动程序,我也不知道有什么用,一般不要加载,会死机的 & V1 K& }, d; }2 `
    ehci-hcd.o (已经提过 usb2.0) - c( L9 a8 T/ a1 |! E
    hid.o USB人机界面设备,像鼠标呀、键盘呀都需要
    9 g# v5 D/ g) o; husb-storage.o USB存储设备,U盘等用到 8 H5 \2 Z1 m9 i) m0 `0 G( e4 A& J
    相关模块 : l( Y" y9 u8 t3 C/ P& b3 N5 z
    ide-disk.o IDE硬盘 ; q1 D& \  E" `5 t" Y6 _
    ide-scsi.o 把IDE设备模拟SCSI接口
    4 u9 o& I  o+ p; V5 kscsi_mod.o SCSI支持
    ! Q: p4 b1 D3 \& k" J注意kernel config其中一项:
    $ u. \8 B$ s4 Y7 u# U
    4 I1 y- B0 E1 [( I$ l* H; v5 `Probe all LUNs on each SCSI device
    ) ~( q6 v! J2 I9 k5 i* e2 K1 ?7 t
    最好选上,要不某些同时支持多个口的读卡器只能显示一个。若模块方式就要带参数安装或提前在/etc/modules.conf中加入以下项,来支持多个LUN。
    8 A9 b: e/ Z% T" R1 i
    8 n& U# \" |0 g2 u4 N6 K$ Yadd options scsi_mod max_scsi_luns=9   9 X0 a1 o0 r2 @  g) C

    * |7 ~: N& u+ X6 V5 d4 A" Psd_mod.o SCSI硬盘
    7 H$ I$ P$ x5 _sr_mod.o SCSI光盘 + a: ~) v5 F: D& @
    sg.o SCSI通用支持(在某些探测U盘、SCSI探测中会用到)
    ( y$ f6 @/ }) K7 u$ x常见USB设备及其配置 , ^9 {" b, K" s6 R" i  a) `/ _; [3 N
    在Linux 2.4的内核中已经支持不下20种设备。它支持几乎所有的通用设备如键盘、鼠标、modem、打印机等,并不断地添加厂商新的设备象数码相机、MP3、网卡等。下面就是几个最常见设备的介绍和使用方法: " W* C0 s4 _% C% T
    USB鼠标: 9 w0 E  x$ r( T
    键盘和鼠标属于低速的输入设备,对于已经为用户认可的PS/2接口,USB键盘和USB鼠标似乎并没有太多更优越的地方。现在的大部分鼠标采用了PS/2接口,不过USB接口的鼠标也越来越多,两者相比,各有优势:一般来说,USB的鼠标接口的带宽大于PS/2鼠标,也就是说在同样的时间内,USB鼠标扫描次数就要多于PS/2鼠标,这样在定位上USB鼠标就更为精确;同时USB接口鼠标的默认采样率也比较高,达到125HZ,而PS/2接口的鼠标仅有40HZ(Windows 9x/Me)或是60HZ(Windows NT/2000)。 3 R+ I0 T7 h7 G4 u1 z! b" f
    对于USB设备你当然必须先插入相应的USB控制器模块:usb-uhci.o或usb-ohci.o 4 X9 Z$ ]( b. F3 l
    $ R- J5 \: ~9 n6 J8 U- z- G. N0 n7 H
    modprobe usb-uhci - x2 n  Y0 J0 x0 y! \8 M

    # K# q3 E  ^2 {4 C8 KUSB鼠标为了使其正常工作,您必须先插入模块usbmouse.o和mousedev.o
    ' ]4 X! k  U# L' `/ |4 C' z4 |1 y* |/ ^/ q
    modprobe usbmouse
    5 S- `& b7 V; q" A) I# V6 S+ zmodprobe mousedev
    + a1 Z$ j9 p- I0 b* K0 \/ m4 i5 ^. E9 W0 S% N
    若你把HID input layer支持和input core 支持也作为模块方式安装,那么启动hid模块和input模块也是必要的。 5 a% s8 n& @# S
    7 F1 ^. K3 {9 R8 S/ a: S  V
    modprobe hid
    $ w: a  W2 c9 Bmodprobe input
    ' Z. \) u9 p- x9 h* w! ~+ G( R  }1 W" {: M; b
    USB键盘: 0 f' D# d: R! ^" \# h! Y
    一般的,我们现在使用的键盘大多是PS/2的,USB键盘还比较少见,但是下来的发展,键盘将向USB接口靠拢。使用USB键盘基本上没有太多的要求,只需在主板的BIOS设定对USB键盘的支持,就可以在各系统中完全无障碍的使用,而且更可以真正做到在即插即用和热插拔使用,并能提供两个USB连接埠:让您可以轻易地直接将具有USB接头的装置接在您的键盘上,而非计算机的后面。
    2 @, L- `- D5 G. i2 E' E同样你当然必须先插入相应的USB控制器模块:usb-uhci.o或usb-ohci.o 1 P7 L+ v) h3 @; x# A
    7 f! g& i+ u" h, N6 J2 |% K$ t
    modprobe usb-uhci * n. S9 r4 d  t  ^: I

    " M$ E1 O: h5 c9 o; q, F然后您还必须插入键盘模块usbkbd.o,以及keybdev.o,这样usb键盘才能够正常工作。此时,运行的系统命令:
    2 _- G5 g& U" c- h; R5 X+ u; g
    + l" E' P7 d6 v  F% {: c4 Tmodprobe usbkbd
    , l$ @! y2 L+ b' }+ M- }modprobe keybdev
    1 h+ O2 e4 Y) c8 s7 a3 {/ R# W, {6 s2 v
    同样若你把HID input layer支持和input core 支持也作为模块方式安装,那么启动hid模块和input模块也是必要的。 2 |( X2 c7 q/ n* @
    U盘和USB读卡器: * Z# M7 B2 c8 q; s% m; K! l
    数码存储设备现在对我们来说已经是相当普遍的了。CF卡、SD卡、Memory Stick等存储卡已经遍及我们的身边,通常,他们的读卡器都是USB接口的。另外,很多MP3、数码相机也都是USB接口和计算机进行数据传递。更我们的U盘、USB硬盘,作为移动存储设备,已经成为我们的必须装备。
    $ S# }1 Z+ r$ L; s0 K) L* W. G, z在Linux下这些设备通常都是以一种叫做usb-storage的方式进行驱动。要使用他们必须加载此模块 " i* o; N; r% B, m  K% S- L

    & A: r  o$ C. x( a2 R# pmodprobe usb-storage
    8 V+ z; u* t( n/ Z6 F( G; A8 }" \+ k4 m2 M8 o- O. o
    当然,usbcore.o 和usb-uhci.o或usb-ohci也肯定是不可缺少的。另外,若你系统中SCSI支持也是模块方式,那么下面的模块也要加载 + T# c1 J( u" S" }1 ~

    " H  T  ]( I6 ~3 z8 H5 }# O' d$ |modprobe scsi_mod 7 p# k# w5 D* I( W9 r$ K3 r! N" `
    modprobe sd_mod ; z) T+ ?; z) f0 P' r" P
    9 h3 M2 L4 R; m" i
    在加载完这些模块后,我们插入U盘或存储卡,就会发现系统中多了一个SCSI硬盘,通过正确地mount它,就可以使用了(SCSI硬盘一般为/dev/sd?,可参照文章后面的常见问题解答)。
    : ^. F5 ~. o. o6 j: u
    $ W  i/ V+ V5 u1 ymount /dev/sda1 /mnt   ?" o5 A) v3 G" d% a
    8 v& N: E, M9 ~( N7 x  U6 G
    Linux支持的其他USB设备。
    * [3 w( U( \9 |' V: M/ WMODEM--(比较常见)
    * o, t1 x2 w' p7 o8 a, d+ U) B0 l- }网络设备
    : A4 E/ a7 X5 n: u$ \摄像头--(比较常见)例如ov511.o # e* |) k/ L6 N1 s& G" m! [
    联机线--可以让你的两台电脑用USB线实现网络功能。usbnet.o
    " b, @# f7 z: Y* W  T0 P显示器--(我没见过)
      S9 x& o+ M# b( r: l- p! R/ _游戏杆 / ?# ~  }6 j& C8 [6 d+ I
    电视盒--(比较常见)
    / p, n! O' J  s# |手写板--(比较常见)
    9 O* n/ A- P8 Z8 p8 D/ H+ i4 J扫描仪--(比较常见)
    , w2 u8 o* {0 a刻录机--(比较常见)
    ( N; _! x6 v6 |5 o打印机--(比较常见) + w! w/ c6 G0 r- G: ~: U
    注意:上面所说的每个驱动模块,并不是都要手动加载,有很多系统会在启动或你的应用需要时自动加载的,写明这些模块,是便于你在不能够使用USB设备时,可以自行检查。只要用lsmod确保以上模块已经被系统加载,你的设备就应该可以正常工作了。当然注意有些模块已经以内核方式在kernel启动时存在了(这些模块文件在/lib/modules/2.4.XX中是找不到的)。 1 v5 Q9 r1 a6 r% m9 ]  m+ j! k6 Q
    最常遇见的USB问题
    - z; |$ G- C7 X# u3 i- W1. 有USB设备的系统安装完redhat 7.3启动死机问题  
    # [  a5 Q& c0 X, _. l$ M+ d2 Z有USB设备,当你刚装完redhat 7.3第一次启动时,总会死掉。主要原因是Linux在安装时探测到有usb-uhci和ehci-hcd两个控制器,但在启动时,加载完usb-uhci再加载ehci-hcd就会有冲突。分析认为redhat7.3系统内核在支持USB2.0标准上存在问题。在其他版本的Linux中均不存在此问题。
    ) k2 ]+ Y) T6 i( [" U解决办法:在lilo或grub启动时用命令行传递参数init=/sbin/init。这样在启动后就不运行其他服务而直接启动shell。然后运行   u7 I7 ]. b4 I( m9 e* z" Q4 Z7 x
    mount -o remount,rw / 使/ 可写,init直接启动的系统默认只mount /为只读
    ( {+ |8 E0 r$ Q0 Y0 M# Q然后vi /etc/modules.config文件 ' w  D1 C3 O% ^1 O  U0 `, h/ b
    删除alias usb-controller1 ehci-hcd一行。或前面加#注释掉 6 i& P/ }6 _0 {! a
    然后mount -o remount,ro / 使/ 只读,避免直接关机破坏文件系统
    6 I  z; |8 D' T7 m8 f然后就可以按Ctrl-Alt-Delete直接重启了
      U) J) o3 A0 T! E或许,你有更简单的办法:换USB键盘和鼠标为PS2接口,启动后修改/etc/modules.config文件。   N3 g: v3 O" q+ d% h# E6 M% @4 A: m; t
    2. 我们已经知道U盘在Linux中会模拟为SCSI设备去访问,可怎么知道它对应那个SCSI设备呢?  ! K# K' M; i* L9 p4 C4 z8 d
    方法1:推测。通常你第一次插入一个SCSI设备,它就是sda,第二个就是sdb以此类推。你启动Linux插入一个U盘,就试试sda,换了一个就可能是sdb。这里注意两个特例:1) 你用的是联想U盘,它可能存在两个设备区(一个用于加密或启动电脑),这样就可能一次用掉两个sda、sdb,换个U盘就是sdc、sdd。2) 联想数码电脑中,可能已经有了六合一读卡器。它同样也是USB存储设备。它会占掉一个或两个SCSI设备号。 : {' c* d0 Z& P" v
    方法2:看信息。其实,只要你提前把usb-storage.o、scsi_mod.o、sd_mod.o模块加载(直接在kernel中也可以)了,在你插入和拔出U盘时,系统会自动打出信息如下:
    ; a# O  [$ v) W8 I. a( t9 n" K" N$ ^) a/ U6 d
    SCSI device sda: 60928 512-byte hdwr sectors ( 31 MB  ) b6 y+ h6 t6 o
    sda: Write Protect is on 9 f( s+ J1 s. B
    根据此信息,你就知道它在sda上了。当然,可能你的系统信息级别比较高,上述信息可能没有打出,这时候你只要tail /var/log/messages就可以看到了。
    $ _# u/ N6 S2 E: @9 l方法3:同样,cat /proc/partitions也可以看到分区信息,其中sd?就是U盘所对应的了。若根本没有sd设备,就要检查你的SCSI模块和usb-storage模块是否正确加载了。
    : E0 \3 [" e2 _: j7 d3. 在使用U盘或存储卡时,我该mount /dev/sda还是/dev/sda1呢?  
    3 P( M# j. E9 R6 i/ X' b6 i这是一个历史遗留问题。存储卡最初尺寸很小,很多厂商在使用时,就直接使用存储,不含有分区表信息。而随着存储卡尺寸的不断扩大,它也就引入了类似硬盘分区的概念。例如/dev/hda你可以分成主分区hda1、hda2扩展分区hda3,然后把扩展分区hda3又分为逻辑分区hda5、hda6、hda7等。这样,通常的U盘就被分成一个分区sda1,类似把硬盘整个分区分成一个主分区hda1。实际上,我们完全可以通过fdisk /dev/sda对存储卡进行完全类似硬盘的分区方式分成sda1、sda2甚至逻辑分区sda5、sda6。实际上,对USB硬盘目前你的确需要这样,因为它通常都是多少G的容量。而且通常,它里面就是笔记本硬盘。 ! R1 r$ p% p# y# G9 \2 j/ S
    一个好玩的问题。你在Linux下用fdisk /dev/sda 对U盘进行了多分区,这时候到windows下,你会发现怎么找,怎么格式化,U盘都只能找到第一个分区大小尺寸,而且使用看不出任何问题。这主要是windows驱动对U盘都只支持一个分区的缘故。你是不是可以利用它来进行一些文件的隐藏和保护?你是不是可以和某些人没玩过Linux的人开些玩笑:你的U盘容量变小了J。
    ; A: o5 Y8 c- p' t3 ^% r) e$ l现在较多的数码设备也和windows一样,是把所有U盘容量分为一个,所以在对待U盘的时候,通常你mount的是sda1。但对于某些特殊的数码设备格式化的U盘或存储卡(目前我发现的是一款联想的支持模拟USB软盘的U盘和我的一个数码相机),你就要mount /dev/sda。因为它根本就没分区表(若mount /dev/sda1通常的效果是死掉)。其实,这些信息,只要你注意了/proc/partitions文件,都应该注意到的。
    % t1 _/ M4 P$ O. R4. 每次插入U盘,都要寻找对应设备文件名,都要手动mount,我能不能做到象windows那样插入就可以使用呢。  
    * k6 Q1 m4 [5 `& S4 P, Y# r) L4 p当然可以,不过你需要做一些工作。我这里只提供一些信息帮助你去尝试完成设置:Linux内核提供了一种叫hotplug支持的东西,它可以让你系统在PCI设备、USB等设备插拔时做一些事情。而automount 功能可以使你的软驱、光盘等设备的分区自动挂载和自动卸载。你甚至可以在KDE桌面中创建相应的图标,方便你操作。具体设置方法就要你自己去尝试了。反正我使用Linux已经麻木了,不就是敲一行命令嘛。 " B1 Z% i# g0 j( ?- ^. A
    参考资料 " f4 H1 T+ i( a3 z
    1. 《LINUX设备驱动程序》 ; e4 E( i) a7 t* e0 T
    ALESSANDRO RUBINI著
    & J3 i& o- D1 v$ TLISOLEG 译 6 P4 F( c0 O; L4 y. I
    2. 《Linux系统分析与高级编程技术》
    & }% ^) ]& `5 \$ _" S周巍松 编著  ! ?; D; N/ ~7 _8 H: h+ X( c+ u* _1 u
    3. Linux Kernel-2.4.20源码和文档说明5 x# i7 o8 R' O9 `
    3 H2 h) U$ W* W% ^" c1 l; H+ D$ t
    0 z; K" M6 _+ B* z$ {, P9 C

    ! W& `( [+ Q' q2 v7 ]
    , _+ }; |6 l* k6 }2 M附图一</P>
    zan
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    Linux下的硬件驱动——USB设备(下)(驱动开发部分)

    赵明(carl__zhao@163.com) ; ?% X/ j: l- Z- M3 M
    联想软件设计中心嵌入式研发处系统设计工程师 7 `/ k( I9 p- z; e' W, o+ a5 H: B, @
    2003年7月
    & R; l! M7 I& C8 }6 [; E) MUSB骨架程序(usb-skeleton),是USB驱动程序的基础,通过对它源码的学习和理解,可以使我们迅速地了解USB驱动架构,迅速地开发我们自己的USB硬件的驱动。 6 f  E# b) K) U3 |0 ], x
    前言 ! y  g0 I" p5 W/ _- ~
    在上篇《Linux下的硬件驱动--USB设备(上)(驱动配制部分)》中,我们知道了在Linux下如何去使用一些最常见的USB设备。但对于做系统设计的程序员来说,这是远远不够的,我们还需要具有驱动程序的阅读、修改和开发能力。在此下篇中,就是要通过简单的USB驱动的例子,随您一起进入USB驱动开发的世界。 6 I/ y) n* f! x6 W; p
    USB驱动开发 6 |) Q6 i4 u( t3 C* w3 Y' ~
    在掌握了USB设备的配置后,对于程序员,我们就可以尝试进行一些简单的USB驱动的修改和开发了。这一段落,我们会讲解一个最基础USB框架的基础上,做两个小的USB驱动的例子。
    9 ?, ]7 l2 G3 W7 Z0 ]; w' PUSB骨架
    ( B: a& `6 m- B7 R; K在Linux kernel源码目录中driver/usb/usb-skeleton.c为我们提供了一个最基础的USB驱动程序。我们称为USB骨架。通过它我们仅需要修改极少的部分,就可以完成一个USB设备的驱动。我们的USB驱动开发也是从她开始的。 . ^. I; h' P! y, x) f/ M; H4 \8 |
    那些linux下不支持的USB设备几乎都是生产厂商特定的产品。如果生产厂商在他们的产品中使用自己定义的协议,他们就需要为此设备创建特定的驱动程序。当然我们知道,有些生产厂商公开他们的USB协议,并帮助Linux驱动程序的开发,然而有些生产厂商却根本不公开他们的USB协议。因为每一个不同的协议都会产生一个新的驱动程序,所以就有了这个通用的USB驱动骨架程序, 它是以pci 骨架为模板的。
      X$ J" c* W2 W; b如果你准备写一个linux驱动程序,首先要熟悉USB协议规范。USB主页上有它的帮助。一些比较典型的驱动可以在上面发现,同时还介绍了USB urbs的概念,而这个是usb驱动程序中最基本的。 2 L/ n9 b$ z/ H) D
    Linux USB 驱动程序需要做的第一件事情就是在Linux USB 子系统里注册,并提供一些相关信息,例如这个驱动程序支持那种设备,当被支持的设备从系统插入或拔出时,会有哪些动作。所有这些信息都传送到USB 子系统中,在usb骨架驱动程序中是这样来表示的:
    " M3 W/ a/ S1 s6 {5 Ustatic struct usb_driver skel_driver = {
    1 ^% |3 w! z" _& F8 f6 N     name:        "skeleton",
    7 m, Z  r8 a1 b     probe:       skel_probe, ; |& k. S; _# R2 N2 n6 e
         disconnect:  skel_disconnect,
    % G' ]+ ]+ t; n: S, F" Y7 f$ \3 \     fops:        &amp;skel_fops,
    . s0 q& y( a& T* P: l& k     minor:       USB_SKEL_MINOR_BASE, - @# k( g$ V1 [$ o- p
         id_table:    skel_table, 9 ?+ t: v/ G  `' \
    };
    , W' c+ P. w. j- u) g( `9 j+ f变量name是一个字符串,它对驱动程序进行描述。probe 和disconnect 是函数指针,当设备与在id_table 中变量信息匹配时,此函数被调用。 $ V0 Q7 {0 d$ S% a' d
    fops和minor变量是可选的。大多usb驱动程序钩住另外一个驱动系统,例如SCSI,网络或者tty子系统。这些驱动程序在其他驱动系统中注册,同时任何用户空间的交互操作通过那些接口提供,比如我们把SCSI设备驱动作为我们USB驱动所钩住的另外一个驱动系统,那么我们此USB设备的read、write等操作,就相应按SCSI设备的read、write函数进行访问。但是对于扫描仪等驱动程序来说,并没有一个匹配的驱动系统可以使用,那我们就要自己处理与用户空间的read、write等交互函数。Usb子系统提供一种方法去注册一个次设备号和file_operations函数指针,这样就可以与用户空间实现方便地交互。
    % ^5 B8 A5 ]$ ~& xUSB骨架程序的关键几点如下: , [0 X" N" [4 _& i
    1. USB驱动的注册和注销  ( G* ]1 w! M+ X- i  ^
    Usb驱动程序在注册时会发送一个命令给usb_register,通常在驱动程序的初始化函数里。 3 s  Y1 v% z" j2 h7 d
    当要从系统卸载驱动程序时,需要注销usb子系统。即需要usb_unregister 函数处理: * Q) }. F) \$ |* V, [2 R2 l5 i
    static void __exit usb_skel_exit(void) ; ?. m0 g0 p  m. v+ p
    { . X: p+ a: O& T& J% E9 S! @
       /* deregister this driver with the USB subsystem */ , j0 {+ u: M' Z0 I# j6 h; @3 N
       usb_deregister(&amp;skel_driver);
    - A  ^' e$ }3 u; n1 u2 D/ V}
    1 w; Q' D7 v8 `4 ^2 f8 pmodule_exit(usb_skel_exit); ; J8 G6 P6 K) l/ d6 c0 g& ]+ a+ x

    & m1 V3 l& Q. Y) d0 v当usb设备插入时,为了使linux-hotplug(Linux中PCI、USB等设备热插拔支持)系统自动装载驱动程序,你需要创建一个MODULE_DEVICE_TABLE。代码如下(这个模块仅支持某一特定设备):
    3 e0 ~  J1 q# e1 W/* table of devices that work with this driver */
    - Y* b: U2 c) A8 _) {' jstatic struct usb_device_id skel_table [] = {
    3 N. R# O% h  S    { USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID, & h! @5 N( v' [2 Z: A, z
          USB_SKEL_PRODUCT_ID) },
    7 i+ [- T* j, N. @; [& c3 o+ R% V    { }                      /* Terminating entry */ 5 A1 T9 p: g8 o  c# X0 P% ]
    };
    ; R4 X) e+ D9 E9 o5 P. |1 b
    , G/ L& p) \( Y4 G9 \( zMODULE_DEVICE_TABLE (usb, skel_table);
    4 q! D+ l& I9 C6 H
    3 o: a# L/ O/ v: W, F7 GUSB_DEVICE宏利用厂商ID和产品ID为我们提供了一个设备的唯一标识。当系统插入一个ID匹配的USB设备到USB总线时,驱动会在USB core中注册。驱动程序中probe 函数也就会被调用。usb_device 结构指针、接口号和接口ID都会被传递到函数中。 * X9 c5 @3 Q' Q
    static void * skel_probe(struct usb_device *dev, $ Q: Z+ C, w: ^6 Q0 h' s
    unsigned int ifnum, const struct usb_device_id *id)
    1 y5 o  @" H& h- ?) y驱动程序需要确认插入的设备是否可以被接受,如果不接受,或者在初始化的过程中发生任何错误,probe函数返回一个NULL值。否则返回一个含有设备驱动程序状态的指针。通过这个指针,就可以访问所有结构中的回调函数。
    1 \# a+ i& y' i在骨架驱动程序里,最后一点是我们要注册devfs。我们创建一个缓冲用来保存那些被发送给usb设备的数据和那些从设备上接受的数据,同时USB urb 被初始化,并且我们在devfs子系统中注册设备,允许devfs用户访问我们的设备。注册过程如下: 0 W7 |* O, u. d$ V

    7 B: j: q2 K: P1 W1 [, c0 `! Z/* initialize the devfs node for this device
    - l; y8 b$ [* F, G, r   and register it */ + {+ T' [' T5 N+ l+ |
    sprintf(name, "skel%d", skel-&gt;minor); 7 ]6 Z- ^& K. a) K/ B/ F
    skel-&gt;devfs = devfs_register  
    . w8 l2 C3 q) u6 Z, ^5 N( E              (usb_devfs_handle, name, 3 `1 O, z7 ^: s8 m" C
                   DEVFS_FL_DEFAULT, USB_MAJOR, 1 B. ]9 w) J! a/ w) Z7 R
                   USB_SKEL_MINOR_BASE + skel-&gt;minor, ! Z+ }' D5 U( {) @! e
                   S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR |
    # h  b5 s2 U: L6 C/ J               S_IRGRP | S_IWGRP | S_IROTH,   v4 m8 z' q2 W3 F6 ~1 u
                   &amp;skel_fops, NULL); : h% |! t, f7 A6 {
    如果devfs_register函数失败,不用担心,devfs子系统会将此情况报告给用户。
    - R, I: M" U+ J2 G0 Y4 B: a. _当然最后,如果设备从usb总线拔掉,设备指针会调用disconnect 函数。驱动程序就需要清除那些被分配了的所有私有数据、关闭urbs,并且从devfs上注销调自己。
    % P0 g, r# r  [  q$ B0 J0 j7 |( ~; b
    /* remove our devfs node */
    : h6 s: |! [( c( Fdevfs_unregister(skel-&gt;devfs); ' F6 r/ W0 |, U" E# a

    ( ?" A2 e, ^+ [! r1 K) G5 w$ l现在,skeleton驱动就已经和设备绑定上了,任何用户态程序要操作此设备都可以通过file_operations结构所定义的函数进行了。首先,我们要open此设备。在open函数中MODULE_INC_USE_COUNT 宏是一个关键,它的作用是起到一个计数的作用,有一个用户态程序打开一个设备,计数器就加一,例如,我们以模块方式加入一个驱动,若计数器不为零,就说明仍然有用户程序在使用此驱动,这时候,你就不能通过rmmod命令卸载驱动模块了。
    / b) @1 Z% S6 N
    ( Q3 q' w7 p4 W4 c" l. S
    4 m& {" C1 X9 S6 l' i, ]( v3 r/* increment our usage count for the module */
    6 x6 W7 d) s2 t0 U2 P; m' x/ G/ GMOD_INC_USE_COUNT; + {$ j8 h' ~6 ~' H
    ++skel-&gt;open_count; ( u- M* i2 f  A& N# x
    /* save our object in the file's private structure */
    7 p3 \4 w. E  ?8 Vfile-&gt;private_data = skel;
    ! D4 H0 @; A9 {# t5 x$ r2 b5 j! h9 l  ~2 n
    当open完设备后,read、write函数就可以收、发数据了。 % v9 T( e' a0 I2 q
    2. skel的write、和read函数  
    - ^# H* G9 t& b7 V5 e9 C: [他们是完成驱动对读写等操作的响应。
    % ^+ }" E: b9 r0 n$ d在skel_write中,一个FILL_BULK_URB函数,就完成了urb 系统callbak和我们自己的skel_write_bulk_callback之间的联系。注意skel_write_bulk_callback是中断方式,所以要注意时间不能太久,本程序中它就只是报告一些urb的状态等。 3 q6 f, a- p$ d
    read 函数与write 函数稍有不同在于:程序并没有用urb 将数据从设备传送到驱动程序,而是我们用usb_bulk_msg 函数代替,这个函数能够不需要创建urbs 和操作urb函数的情况下,来发送数据给设备,或者从设备来接收数据。我们调用usb_bulk_msg函数并传提一个存储空间,用来缓冲和放置驱动收到的数据,若没有收到数据,就失败并返回一个错误信息。
    / D9 z0 x1 w$ ?9 m2 v7 V6 o3. usb_bulk_msg函数  
    $ G: J7 w9 I+ C8 I& z5 N当对usb设备进行一次读或者写时,usb_bulk_msg 函数是非常有用的; 然而, 当你需要连续地对设备进行读/写时,建议你建立一个自己的urbs,同时将urbs 提交给usb子系统。
    ! w9 l& i5 s0 d( l+ S4. skel_disconnect函数  
    3 |$ B& W% P' n" S( V" P9 }当我们释放设备文件句柄时,这个函数会被调用。MOD_DEC_USE_COUNT宏会被用到(和MOD_INC_USE_COUNT刚好对应,它减少一个计数器),首先确认当前是否有其它的程序正在访问这个设备,如果是最后一个用户在使用,我们可以关闭任何正在发生的写,操作如下:  " e+ u- G$ M8 E- ~, n6 g/ b5 d
    & D! l/ r  d$ N1 n1 E! F: m; [
    1 W8 O" ?+ Q) \3 L$ y
    /* decrement our usage count for the device */ * Y5 t; }0 [* ]+ I& F8 u
    --skel-&gt;open_count;
    # Y9 W' B. _, n8 S. w9 ]if (skel-&gt;open_count &lt;= 0) { * V( ]; y9 c3 Q" Q1 P/ T/ N0 p
       /* shutdown any bulk writes that might be 1 c: W7 s4 E0 T& v" \: z# |4 m
          going on */ , k9 _9 \! M# |& ]/ i* F' }7 T
       usb_unlink_urb (skel-&gt;write_urb); ; g) @  Y/ G, O2 x4 a4 i+ @  s
       skel-&gt;open_count = 0; 3 g* M1 W/ {+ V5 l; F
    } , z/ @) w( \: M) N' P7 D* n) B
    /* decrement our usage count for the module */ 3 q* _" q$ Q; G
    MOD_DEC_USE_COUNT; 4 d( l% w: f. J- U9 a) V
    最困难的是,usb 设备可以在任何时间点从系统中取走,即使程序目前正在访问它。usb驱动程序必须要能够很好地处理解决此问题,它需要能够切断任何当前的读写,同时通知用户空间程序:usb设备已经被取走。
    # K0 F# I& `( M% w如果程序有一个打开的设备句柄,在当前结构里,我们只要把它赋值为空,就像它已经消失了。对于每一次设备读写等其它函数操作,我们都要检查usb_device结构是否存在。如果不存在,就表明设备已经消失,并返回一个-ENODEV错误给用户程序。当最终我们调用release 函数时,在没有文件打开这个设备时,无论usb_device结构是否存在、它都会清空skel_disconnect函数所作工作。
    . S' ?( g2 S- qUsb 骨架驱动程序,提供足够的例子来帮助初始人员在最短的时间里开发一个驱动程序。更多信息你可以到linux usb开发新闻组去寻找。 $ G3 Z5 |+ y8 j3 L5 x, E; }! w3 Y3 ]% P9 k
    U盘、USB读卡器、MP3、数码相机驱动
    8 l0 F) R$ f3 D  a! u' |! f  f对于一款windows下用的很爽的U盘、USB读卡器、MP3或数码相机,可能Linux下却不能支持。怎么办?其实不用伤心,也许经过一点点的工作,你就可以很方便地使用它了。通常是此U盘、USB读卡器、MP3或数码相机在WindowsXP中不需要厂商专门的驱动就可以识别为移动存储设备,这样的设备才能保证成功,其他的就看你的运气了。
    - {; y. p# K- M: [USB存储设备,他们的read、write等操作都是通过上章节中提到的钩子,把自己的操作钩到SCSI设备上去的。我们就不需要对其进行具体的数据读写处理了。 3 k4 M; I" K. ~5 F9 X7 |/ d7 F
    第一步:我们通过cat /proc/bus/usb/devices得到当前系统探测到的USB总线上的设备信息。它包括Vendor、ProdID、Product等。下面是我买的一款杂牌CF卡读卡器插入后的信息片断: 3 j0 D. U+ h5 L0 h5 o

    % r7 a* f1 T. X, w0 U3 P! i2 i, B! O" E5 D
    T: Bus=01 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=02 Dev#= 5 Spd=12 MxCh= 0  " ^" a4 o  w# }! j  n$ j
    D: Ver= 1.10 Cls=00(&gt;ifc ) Sub=00 Prot=00 MxPS=8 #Cfgs= 1  
    ( m- ]6 R( {8 B0 V8 ?P: Vendor=07c4 ProdID=a400 Rev= 1.13  ! D( w5 @- d4 S! ~' g/ h6 B
    S: Manufacturer=USB  ( W+ a$ a4 J7 `6 n3 l
    S: Product=Mass Storage  5 N2 @; w, t' H1 U) {
    C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=80 MxPwr=70mA  , E9 P! x( B+ h+ _" y3 p- J( B+ O
    I: If#= 0 Alt= 0 #EPs= 2 Cls=08(vend.) Sub=06 Prot=50 Driver=usb-storage  1 E3 V6 F6 \6 c( R! g7 Y) c
    E: Ad=81(I) Atr=02(Bulk) MxPS= 64 Ivl= 0ms 0 r1 O" r$ S  f7 x. V% [" Z0 h
    E: Ad=02(O) Atr=02(Bulk) MxPS= 64 Ivl= 0ms ' V3 }; t9 J* C3 B4 D

    7 p8 j* w! O: R0 @其中,我们最关心的是Vendor=07c4 ProdID=a400和Manufacturer=USB(果然是杂牌,厂商名都看不到)Product= Mass Storage。
    3 Y% [2 l" o0 k, P, e8 n对于这些移动存储设备,我们知道Linux下都是通过usb-storage.o驱动模拟成scsi设备去支持的,之所以不支持,通常是usb-storage驱动未包括此厂商识别和产品识别信息(在类似skel_probe的USB最初探测时被屏蔽了)。对于USB存储设备的硬件访问部分,通常是一致的。所以我们要支持它,仅需要修改usb-storage中关于厂商识别和产品识别列表部分。 8 S6 Y0 h  s. u6 a3 p, ~4 B& T& n) b
    第二部,打开drivers/usb/storage/unusual_devs.h文件,我们可以看到所有已知的产品登记表,都是以UNUSUAL_DEV(idVendor, idProduct, bcdDeviceMin, bcdDeviceMax, vendor_name, product_name, use_protocol, use_transport, init_function, Flags)方式登记的。其中相应的涵义,你就可以根据命名来判断了。所以只要我们如下填入我们自己的注册,就可以让usb-storage驱动去认识和发现它。
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    UNUSUAL_DEV(07c4, a400, 0x0000, 0xffff,  
    2 @8 a1 W4 O0 f/ j% y6 L# a5 e% m; i" USB ", " Mass Storage ",  
    : F9 C# T+ x3 Q* G' yUS_SC_SCSI, US_PR_BULK, NULL,  3 }% b8 _+ u  W2 f" K3 _! E" s
    US_FL_FIX_INQUIRY | US_FL_START_STOP |US_FL_MODE_XLATE )
    ! T% W; l8 O3 D$ q" Q& c& y
    5 A) H# ]: f4 p: u; G' A2 a& l* v注意:添加以上几句的位置,一定要正确。比较发现,usb-storage驱动对所有注册都是按idVendor, idProduct数值从小到大排列的。我们也要放在相应位置。
    0 L2 l& t, Q; e9 q4 f最后,填入以上信息,我们就可以重新编译生成内核或usb-storage.o模块。这时候插入我们的设备就可以跟其他U盘一样作为SCSI设备去访问了。 " R+ x+ e. _9 X# A; h
    键盘飞梭支持
    ( p( q$ r2 d( w8 H) D' v( O# X目前很多键盘都有飞梭和手写板,下面我们就尝试为一款键盘飞梭加入一个驱动。在通常情况,当我们插入USB接口键盘时,在/proc/bus/usb/devices会看到多个USB设备。比如:你的USB键盘上的飞梭会是一个,你的手写板会是一个,若是你的USB键盘有USB扩展连接埠,也会看到。
    # d4 `1 M4 w! ^+ e下面是具体看到的信息 5 y/ \7 w8 {/ W8 k

    ( ?1 W' E; O( |5 \T:  Bus=02 Lev=00 Prnt=00 Port=00 Cnt=00 Dev#=  1 Spd=12  MxCh= 2 + V( A6 K$ m  k4 ^* a
    B:  Alloc= 11/900 us ( 1%), #Int=  1, #Iso=  0
    ) U8 ^$ Q6 I# F' l9 a- [2 aD:  Ver= 1.00 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1
    ! p& J( F' j7 n2 w9 `* W+ {$ PP:  Vendor=0000 ProdID=0000 Rev= 0.00
    $ T2 q1 U( W' p4 ~! C% q, nS:  Product=USB UHCI Root Hub $ c. C# d! t7 @* m
    S:  SerialNumber=d800 " l, W3 }" `" u. x7 W. z6 m6 h7 u
    C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=40 MxPwr=  0mA
      G7 w; P& l/ w: G5 LI:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub
    2 r8 }1 A& X* q3 f. S( J# JE:  Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS=   8 Ivl=255ms
    - M3 F( W/ _$ [7 T( p1 OT:  Bus=02 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=01 Dev#=  3 Spd=12  MxCh= 3
    $ b  G9 j( g7 x4 [D:  Ver= 1.10 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1   U& f1 r/ u1 N; x; {3 {. w
    P:  Vendor=07e4 ProdID=9473 Rev= 0.02 1 \' C2 z1 s: ^  r* ~/ G  b
    S:  Manufacturer=ALCOR
    6 A" I* h- ?7 g6 z" t3 fS:  Product=Movado USB Keyboard 8 F  E7 B% s8 ~+ S
    C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=e0 MxPwr=100mA
    6 `' V- ~, P' s0 Z' ZI:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub
    6 I; j* v& m! d/ B1 m- RE:  Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS=   1 Ivl=255ms
    0 d8 L3 y( z7 |) |; N找到相应的信息后就可开始工作了。实际上,飞梭的定义和键盘键码通常是一样的,所以我们参照drivers/usb/usbkbd..c代码进行一些改动就可以了。因为没能拿到相应的硬件USB协议,我无从知道飞梭在按下时通讯协议众到底发什么,我只能把它的信息打出来进行分析。幸好,它比较简单,在下面代码的usb_kbd_irq函数中if(kbd-&gt;new[0] == (char)0x01)和if(((kbd-&gt;new[1]&gt;&gt;4)&amp;0x0f)!=0x7)就是判断飞梭左旋。usb_kbd_irq函数就是键盘中断响应函数。他的挂接,就是在usb_kbd_probe函数中  8 j/ _/ [: c  j& F- g" f" m" ~

    $ B& r/ n) O) T% WFILL_INT_URB(&amp;kbd-&gt;irq, dev, pipe, kbd-&gt;new, maxp &gt; 8 ? 8 : maxp, 8 h+ O( m: C5 V- ~
    usb_kbd_irq, kbd, endpoint-&gt;bInterval);   Z% S6 W* ^% \4 c: ~* U. Z: O0 [
      G' z& S3 b! Q* }, y6 L& r
    一句中实现。
    % B6 n' a% _; g3 y/ t从usb骨架中我们知道,usb_kbd_probe函数就是在USB设备被系统发现是运行的。其他部分就都不是关键了。你可以根据具体的探测值(Vendor=07e4 ProdID=9473等)进行一些修改就可以了。值得一提的是,在键盘中断中,我们的做法是收到USB飞梭消息后,把它模拟成左方向键和右方向键,在这里,就看你想怎么去响应它了。当然你也可以响应模拟成F14、F15等扩展键码。 + a$ o4 H; m# C# C' l
    在了解了此基本的驱动后,对于一个你已经拿到通讯协议的键盘所带手写板,你就应该能进行相应驱动的开发了吧。 * b/ f, d# v! J: {" t0 J4 h* J) w
    程序见附录1:键盘飞梭驱动。 # T3 T( m2 ^; q# T9 n5 f
    使用此驱动要注意的问题:在加载此驱动时你必须先把hid设备卸载,加载完usbhkey.o模块后再加载hid.o。因为若hid存在,它的probe会屏蔽系统去利用我们的驱动发现我们的设备。其实,飞梭本来就是一个hid设备,正确的方法,或许你应该修改hid的probe函数,然后把我们的驱动融入其中。 0 z- M- O4 a. G* e- W4 z4 D, |2 L
    参考资料
    4 z9 J( |0 W" G. O" r' }& e4 v1 e+ Z1. 《LINUX设备驱动程序》 6 h( d! e! C: Y2 H3 {  W
    ALESSANDRO RUBINI著
    4 a3 @8 w8 L# T) L; p# }/ ~- a4 FLISOLEG 译 ( c, m* W9 [* n) \& L; f
    2. 《Linux系统分析与高级编程技术》
    : F( v1 M+ B# Y7 J6 w周巍松 编著  
    1 k' j; G- r# c1 M! M- j) X3. Linux Kernel-2.4.20源码和文档说明
    ; O/ \& M7 M2 ^附录1:键盘飞梭驱动
    ; L  ^0 V" ?# U4 N' O: v5 i
    - \) g4 G, @8 b3 l% g3 Q( E' ?0 D#include &lt;linux/kernel.h&gt; 1 S0 y/ s4 ~8 w2 t$ G
    #include &lt;linux/slab.h&gt; 3 e# b$ ~5 o. t1 R
    #include &lt;linux/module.h&gt; . O5 G! x4 k* H+ B
    #include &lt;linux/input.h&gt;
    ( G; o; }3 x% K2 T% G#include &lt;linux/init.h&gt; 9 I7 J2 v5 T: V5 `4 k0 _
    #include &lt;linux/usb.h&gt;
    2 H! w# I, ]+ u3 I. [#include &lt;linux/kbd_ll.h&gt;
    5 a3 v; C' [3 [  i& S& D* W) f  g# t4 N& `8 v
    /* 6 J2 ~3 y; j3 {' N( L# P+ {
    * Version Information
    + K% [3 k3 o! ]% u% N, p& r */ " m7 l7 v+ ~) R
    #define DRIVER_VERSION ""
    4 p. |- @: q  _6 w" m* S#define DRIVER_AUTHOR "TGE HOTKEY " 5 R: q5 H& K; _  H0 t% \/ i
    #define DRIVER_DESC "USB HID Tge hotkey driver" 7 p$ r- m4 U( f6 G
    $ Y; O9 Y) I: h  U
    #define USB_HOTKEY_VENDOR_ID 0x07e4
    ' k2 Q! }6 P2 I( D( N6 R8 g#define USB_HOTKEY_PRODUCT_ID 0x9473 . `4 O- Z5 Z. A, I7 q' S( y
    //厂商和产品ID信息就是/proc/bus/usb/devices中看到的值
    % ^7 S/ U+ @2 B' b
    ; `9 G; j+ Z: U6 j% `2 T2 x  YMODULE_AUTHOR( DRIVER_AUTHOR );
    ) b$ ^0 K$ l/ R* @MODULE_DESCRIPTION( DRIVER_DESC );
    $ t& F. T. z2 R) l0 a+ j6 M8 S4 I, Y9 |1 ^% e; f) b5 y
    struct usb_kbd {
    : b+ n6 m+ V/ F# ~' ]struct input_dev dev;
      b6 N* d2 h/ n  I% K. x% Bstruct usb_device *usbdev;
    / g9 t& q9 n" @; \+ o# Zunsigned char new[8];
    + N7 Z. P- R; Iunsigned char old[8];
    6 I! J* j2 x3 M! K. c6 p6 k7 y0 _struct urb irq, led;
    & g* p6 b) }' o6 W8 z+ s// devrequest dr;      
    2 |5 S! ]0 `/ X% K. F//这一行和下一行的区别在于kernel2.4.20版本对usb_kbd键盘结构定义发生了变化 7 q3 c. M. @0 l8 O, h0 E
          struct usb_ctrlrequest dr;
    5 A+ Q4 _  E# b7 ]" |! \4 cunsigned char leds, newleds; , z0 A; b$ Z  C: ~, L8 K) L
    char name[128]; / ~6 ^. s# l, V6 h5 z' w' \
    int open; " B9 e5 M' X$ y! b
    };
    3 L( K- y5 U) q  E( o6 t//此结构来自内核中drivers/usb/usbkbd..c
    6 t7 W+ S+ Q- ]$ }1 S# P& A. r0 x7 T) _$ @- y1 [# T( \: V* |
    static void usb_kbd_irq(struct urb *urb)
    3 I, Z4 b, d) I8 I3 w  P! g{ 8 C7 G) N. K, W
    struct usb_kbd *kbd = urb-&gt;context; 1 s1 Z1 F2 T6 }
            int *new; % y5 O6 n2 f% Q) I& u
            new = (int *) kbd-&gt;new; # `' u) p4 n" u1 J$ F8 b

    4 z8 k9 @( q+ dif(kbd-&gt;new[0] == (char)0x01) $ N* |! L9 g: ]
    {
    # v9 z: j7 `8 ]5 @- Gif(((kbd-&gt;new[1]&gt;&gt;4)&amp;0x0f)!=0x7)
    ' k8 B9 P* ~( O+ @. Y$ v{
    4 Q3 b4 y; {; \) M* `handle_scancode(0xe0,1); " }/ e$ }* }& j: G
    handle_scancode(0x4b,1);
    1 G# N5 `6 P% d6 ^                handle_scancode(0xe0,0);
    ( f$ H" d; b4 B# s, e) n4 J                handle_scancode(0x4b,0);
    % k8 P! w$ V/ C- E/ `  d} ) y4 F6 Q: i( p
    else 6 H! C1 Y; }& l8 }* F
    { % n  J5 y* B) b
    handle_scancode(0xe0,1);
    2 ?3 m( |# W# a5 [/ p$ Q- R                handle_scancode(0x4d,1); 0 j* g6 n; y1 S2 t
                    handle_scancode(0xe0,0);
    ( ~  m. W) I0 _5 ?4 O                handle_scancode(0x4d,0); + v; S! _8 Z) O* u( w
    } 3 O6 Y, o/ N5 e* g, e
    }
    ) x3 n) i7 e- o3 s- @& W; i/ F
    ; E( D8 V* Z: ?) [; R0 I" @" ~/ Z) I: I& Z! w
    printk("new=%x %x %x %x %x %x %x %x", ( w9 M7 `$ n2 z" Y
    kbd-&gt;new[0],kbd-&gt;new[1],kbd-&gt;new[2],kbd-&gt;new[3], / f* _+ F$ x! `2 v( L; }
    kbd-&gt;new[4],kbd-&gt;new[5],kbd-&gt;new[6],kbd-&gt;new[7]);  : B" n8 V" k4 Q! t& d5 j

    ! u. Q2 N5 a: v, n1 O9 R8 B} : @- ]  ^1 |, _. q9 V+ c  P) I

    ! r# g- C# K9 \static void *usb_kbd_probe(struct usb_device *dev, unsigned int ifnum,   l, o6 ]9 c6 f* e: A. ]2 r
                               const struct usb_device_id *id) ' l- T. y. ^9 r4 b
    {
    . b; c; e8 c$ x$ {% O9 ]  Kstruct usb_interface *iface;
    - @' e& h5 ?: H( m- `0 e( z( ~. |1 k        struct usb_interface_descriptor *interface;
    ! f7 ]+ ~5 x; T8 N5 z% d; hstruct usb_endpoint_descriptor *endpoint;
    2 f' ?- B$ C# ]- G# I' ^9 ?& T        struct usb_kbd *kbd; 8 K( [$ F; M9 V" o1 h% \
            int  pipe, maxp; 7 k6 s3 h) i- X7 N. f' ]
    2 b  L, Z2 N: Q! J
    iface = &amp;dev-&gt;actconfig-&gt;interface[ifnum];
    ! ^0 g" e4 L1 R) A& p        interface = &amp;iface-&gt;altsetting[iface-&gt;act_altsetting]; 0 Q4 P0 @% J9 ^& k
    , ]' ]9 X% t! y) R
    if ((dev-&gt;descriptor.idVendor != USB_HOTKEY_VENDOR_ID) ||
    0 h1 X6 _# l! S4 X1 p(dev-&gt;descriptor.idProduct != USB_HOTKEY_PRODUCT_ID) ||
    " e- V# a+ u, |" H3 K" O(ifnum != 1))
    # |) ^# ^) N. F1 g{ ! {) z" H+ K0 K( S' ~
    return NULL;
    " `/ y! @& P, o4 a}
    * z  |# o/ F+ |if (dev-&gt;actconfig-&gt;bNumInterfaces != 2) 7 s5 W. G8 c# q; N' r" _' T
    { ; S6 J+ d( q1 u7 }
    return NULL;
    % b6 X( b3 ^2 @3 b. F4 x' r}
    - \, J: d+ w3 H7 p) f/ ]- l& L. Q
    / b% l4 M$ H. o9 I) H  t" R9 [3 L; y; Lif (interface-&gt;bNumEndpoints != 1) return NULL; 8 N; S- }' ?% z; n
    5 f5 c3 L' m9 x
            endpoint = interface-&gt;endpoint + 0;
    ; E3 g: T0 R, ^6 d* }
    # L7 |$ g7 J3 I& H2 h3 K        pipe = usb_rcvintpipe(dev, endpoint-&gt;bEndpointAddress); & E* l4 I1 q9 S4 k
            maxp = usb_maxpacket(dev, pipe, usb_pipeout(pipe)); , o8 s+ `4 K6 I3 j1 ~

    + U9 v2 ]  ]! ~, Y/ j" Z& y/ [4 Y        usb_set_protocol(dev, interface-&gt;bInterfaceNumber, 0);
    3 |3 R  T- U2 V6 b1 B        usb_set_idle(dev, interface-&gt;bInterfaceNumber, 0, 0);
    ) q" m# t, V, J9 i0 U
    : E( [! |" F, G8 L9 p$ ^7 |* Mprintk(KERN_INFO "GU Vid = %.4x, Pid = %.4x, Device = %.2x, ifnum = %.2x, bufCount = %.8x\\n",
    : V+ G5 Q; Z: R# }# hdev-&gt;descriptor.idVendor,dev-&gt;descriptor.idProduct,dev-&gt;descriptor.bcdDevice, ifnum, maxp); # f0 A. ~* B1 z1 S' x

    $ U$ j* H7 v* d* ^4 V        if (!(kbd = kmalloc(sizeof(struct usb_kbd), GFP_KERNEL))) return NULL; # m, C6 W# `/ S, I  P) M
            memset(kbd, 0, sizeof(struct usb_kbd));
    8 j& i$ s, N6 v: Q) F
    3 x3 H/ M# H) o; w8 b        kbd-&gt;usbdev = dev;
    % \: \; ~* ~. f2 y/ H9 q4 E' n* g' i; i
            FILL_INT_URB(&amp;kbd-&gt;irq, dev, pipe, kbd-&gt;new, maxp &gt; 8 ? 8 : maxp,
    $ W2 i1 p; q9 [  ?7 E5 o" uusb_kbd_irq, kbd, endpoint-&gt;bInterval);
    + `+ K1 N# h7 B
    ) r1 `  d5 O0 ykbd-&gt;irq.dev = kbd-&gt;usbdev;
    6 {2 x% q. C/ ^0 J' y6 K9 g3 ~, g) Q/ m- {
    if (dev-&gt;descriptor.iManufacturer) . _( f1 i( x1 G4 ]& q
                    usb_string(dev, dev-&gt;descriptor.iManufacturer, kbd-&gt;name, 63); # |2 `4 X: E. `' ?" o" J; e: @4 q

    $ g) I  n: ^3 b2 p5 u$ p! Yif (usb_submit_urb(&amp;kbd-&gt;irq)) { : r+ C; Q- K6 E2 S
                    kfree(kbd);
    0 w# u; f& ~: |1 g$ m                return NULL;
    / [" g$ ?6 ?) P3 d% \0 v* _        } 6 @, u7 ^( R( B: k0 f+ @, p6 b- {
    ! Z& [+ l0 ]9 h1 x. ?5 J  w0 d2 r
    printk(KERN_INFO "input%d: %s on usb%d:%d.%d\\n",
    9 F+ y% f! l$ e3 \- T7 [                 kbd-&gt;dev.number, kbd-&gt;name, dev-&gt;bus-&gt;busnum, dev-&gt;devnum, ifnum); 4 F- _* ^% w  Y- L7 t: o

    2 y  Q  {  X+ |. g5 j/ N: F        return kbd; # `7 O/ [5 [$ p( x& O
    } 6 ~) D3 R; f) V3 }) |4 T

    8 d7 v8 F) U& ]4 }" o  Gstatic void usb_kbd_disconnect(struct usb_device *dev, void *ptr) ; G7 V; O, `$ Q2 s- }: x
    {
    + w3 @- o: @4 C; N! Y5 _struct usb_kbd *kbd = ptr;
    8 C6 Y6 a6 W& {2 T        usb_unlink_urb(&amp;kbd-&gt;irq);
    0 S2 Q* q3 A2 Q0 V        kfree(kbd);
    + S$ X# L# M! b' q$ V& z- o5 z0 G. f; H) O- ~
    } ' D5 v8 K  T/ e& Y. _

    4 G8 V  ~  S2 I+ C- k' y% Y  Y1 cstatic struct usb_device_id usb_kbd_id_table [] = {   g! e: k7 m& l7 R* Q0 s: _8 D" r
    { USB_DEVICE(USB_HOTKEY_VENDOR_ID, USB_HOTKEY_PRODUCT_ID) }, " r- f/ B- w& v6 v
    { } /* Terminating entry */ - S$ {$ g/ w2 ?/ L
    };
    % G( k$ y' _+ w! i8 t! D" T! Y
    1 k. x. O9 a5 H7 Z1 @& CMODULE_DEVICE_TABLE (usb, usb_kbd_id_table); ' A; O# n4 s, N5 h0 ^. Q
    ! Q1 n* i' s' Z' u; Y( o
    static struct usb_driver usb_kbd_driver = { . z) X( ?) v8 m; l* r$ V2 \2 a
    name: "Hotkey",
      }& K( S1 u8 k, w1 s/ D4 ~, Hprobe: usb_kbd_probe,
    " d9 _/ N6 k2 E" ^disconnect: usb_kbd_disconnect,
    : Q5 g! {' u5 F  N  h+ [) s+ t: wid_table: usb_kbd_id_table, % J: c3 c6 a" `
    NULL,
    6 Q  k1 Y/ P/ N$ {};
    * R1 H5 }1 T( @  r% U: B8 V7 |: J5 d  M# s
    static int __init usb_kbd_init(void)
    + y( X9 V  s' i$ O2 {* Y{ , V3 ?5 Z0 P6 Y3 R: N! e& Z
    usb_register(&amp;usb_kbd_driver); 4 Y0 P! ^8 t3 A
    info(DRIVER_VERSION ":" DRIVER_DESC);
    5 L2 t& ~! n3 U- [# freturn 0; 1 j$ p: C5 A6 R) q; q( c
    }
    5 M1 J* b: S+ n7 n
    0 A; m3 W, g4 E1 astatic void __exit usb_kbd_exit(void)
    & t, ?) F% j( Z4 O6 Q' q8 H{
    5 ^9 ~- P9 B' `- s( P6 A' Vusb_deregister(&amp;usb_kbd_driver);
    $ ?( q( |( ]# L2 c}
    * C- o' y. g: ^$ q7 w, i8 F2 {$ Q4 I: `" [
    module_init(usb_kbd_init); ( j( E" a: u! y+ }% f
    module_exit(usb_kbd_exit);
    数学中国网站是以数学中国社区为主体的综合性学术社区,下分建模、编程、学术理论、工程应用等版块。从2003年11月建站以来一直致力于数学建模的普及和推广工作,目前已经发展成国内会员最多,资源最丰富,流量最大的数学建模网络平台。我们始终秉承服务大众的理念,坚持资源共享、共同进步的原则,努力营造出严肃、认真、务实、合作的学术氛围,为中国数学的发展做出应有的贡献。
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