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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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    1#
    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>
    & I1 P6 K, I5 f7 ]<>赵明(carl__zhao@163.com) 2 _7 }. x1 K5 K8 h/ c
    联想软件设计中心嵌入式研发处系统设计工程师 ! `2 Q5 ?1 w6 _3 _. a" z6 E+ C. |
    2003年7月
    ; [9 S# b/ \, VUSB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。
    5 ?1 f2 ]  ]8 l5 T  O1 K: a  a$ E前言 & m! R9 I% Y+ ]! x
    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。 , u; ?8 j! d. [6 [. g. t
    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。 7 I5 C( {' b& D; Q' T0 A$ u
    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。 ! C; }8 a$ i; I: Q
    相关技术基础 - j3 ^2 W% }4 _5 ^. @
    模块(驱动程序) * {6 n# v& z: n# z) s
    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。  8 ?, l) l0 {) f  _; y  L, y; C
    Linux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。 # r! Z; t. y* r$ p( S/ b
    设备文件 / {; Z9 N2 f' S! H9 f" J
    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。
    6 _4 h7 n9 A* d5 X  TSCSI 设备
    & h& n4 F6 g4 x" h& V% jSCSI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。
    0 d9 n- j6 P, _  f- [Linux硬件驱动架构
    ) R* E. R; ^3 _/ t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。
      l7 T' q% {# F5 _! e* R8 M& B' x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)
    - g5 w$ I9 M7 t8 u" e# I. _* x5 e$ e, ~
    配置USB设备 ; ]4 s$ V* ?& m, b, _
    内核中配置. ! C+ L) v" `% w/ l9 ~9 M6 h& ^
    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。  , u% G* O/ W: J' x) J
    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。  + w  x7 G# q5 m1 u
    Linux 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)。 / C" |; a1 F0 C' t. Y9 h
    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"。  
    8 b5 h$ ~) E& T) u) f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:  # h7 T3 o' o7 {9 e- ?7 B

    ) K* S/ [( \4 w+ f: a, E3 u" ]% ]* S# mount -t usbdevfs none /proc/bus/usb  " s- e* b' w8 C, U" f  k

    7 }1 k7 L. m- ^3 n5 }' ]* L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:  
    9 K. X4 S, g7 a+ g. y7 A: R; `, I$ ]# Z$ X" N$ d
    none /proc/bus/usb usbdevfs defaults 0 0  " y- M1 R% G5 T) F' H5 r0 b  ]
    : X! l' V! _/ x5 L. m/ E3 ^
    模块的配置方法.
    ) m5 f' o5 A. M3 S; k1 K4 U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。
    " z, O$ `" w! D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) : W- w8 f' `2 g8 W) X5 S( e
    对应USB设备下面一些模块是关键的。
    1 @' G, g. Q4 z- C. S9 |usbcore.o 要支持usb所需要的最基础模块 - ?' N% x! K+ X& N/ l, G: m2 W0 {
    usb-uhci.o (已经提过) % z2 w% s: M- l* b- H! I0 v- ]
    usb-ohci.o (已经提过)
    7 G" I$ L0 `2 R, l; R. o6 L6 Suhci.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
    9 e7 b6 s7 U8 f9 G6 y4 vehci-hcd.o (已经提过 usb2.0) " U. b1 V) d$ e$ b! P
    hid.o USB人机界面设备,像鼠标呀、键盘呀都需要 2 y) v6 M  A" {6 h( y
    usb-storage.o USB存储设备,U盘等用到 " s% @/ M! {& I- g% i* a* p3 x
    相关模块 , _! G& ^" e. y. I
    ide-disk.o IDE硬盘
    % X& H, y4 \, eide-scsi.o 把IDE设备模拟SCSI接口 " N- i( K" B- |" v  e5 O
    scsi_mod.o SCSI支持 $ X/ W. ~' z. o' y* g4 i/ Y
    注意kernel config其中一项:
    ) f# f, {; g& u! R- q  d" |2 C+ k) I0 N7 O* N
    Probe all LUNs on each SCSI device
      Y" M! ?5 y4 w( s7 Q
    " {8 [  B* q' Z& `, P- c9 r& ?% {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。
    + @* k: J- e0 C7 Z$ X* B( Y3 T+ N. J0 N1 V/ r/ H
    add options scsi_mod max_scsi_luns=9   
    0 e: y0 F( R3 j& r' R+ ]
    # T/ q8 [" V" r* c/ isd_mod.o SCSI硬盘
    / v* G( g5 W- wsr_mod.o SCSI光盘
    5 j, u( f0 T5 }. w1 v- Bsg.o SCSI通用支持(在某些探测U盘、SCSI探测中会用到) 2 F! i4 z& ?. f& q7 h
    常见USB设备及其配置 # F' w" L3 o" E" c4 L
    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: 6 `0 K3 R. l" U+ J, S; d6 s
    USB鼠标: & a7 s, B  b2 C) P( P5 p
    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)。   ~1 L. `; I1 o$ `6 [2 _( t
    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
    0 ^3 W1 W" g, o3 {4 m3 ^; L
    2 t" k- z) V* s% L- [modprobe usb-uhci % e9 m0 v4 o# j8 m0 h% P3 F
    % r* Q; f) s! n" F- B- x/ y
    USB鼠标为了使其正常工作,您必须先插入模块usbmouse.o和mousedev.o
    4 F1 b# ~$ c+ m9 i8 J
    3 }. `4 v+ n4 Y1 c  Umodprobe usbmouse
    - l8 G: z& k  dmodprobe mousedev
    ; H6 [& w* V% P/ e  J, I1 n
    5 C' O, D! e2 C( I; h/ x& j8 O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。
    . t4 K  B. t' Z! t- ^( ]) u4 p0 x4 G0 Z4 M  d
    modprobe hid ! ?. G! j% o- x/ d7 ^' @
    modprobe input
    : ]2 a6 z9 Q, e# V8 g1 J. O, f
    ) W0 f5 A: v$ V) ~+ _0 `USB键盘: : c6 q4 t. ~0 Z4 M9 f/ z- @- A
    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。 ) f' _' j$ x; |1 t0 i9 J$ Q7 w" c7 O
    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 ! K+ Z1 c8 w0 ^8 M9 R
    5 P3 R, O0 r0 ?' l- l
    modprobe usb-uhci 3 d. {8 e# m" o+ z5 I
    8 h  [5 ~( O) Y0 q; Y
    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:
    # h! x; m5 J# b7 U3 o0 L4 Z
    9 N) ~0 m; U$ smodprobe usbkbd
    & ~6 R; \4 e* u' f* G  Xmodprobe keybdev 3 `: b4 k5 H6 J8 v0 A, A

    ) r1 T& T6 R+ C3 o+ G- ~* [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。 ) y- v% _* u1 k$ o
    U盘和USB读卡器: ( q4 }0 I" W& e. _
    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。   z+ M- _9 O" z: ]" ^4 A
    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
    , |8 E) Z6 ^8 r& x# T$ |2 y
    7 x! R! `; i) x" y( w8 H. Qmodprobe usb-storage
    0 c7 `2 j8 _9 d
    9 t; P0 W4 w; U. n& ^9 x2 n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 ( x! y6 o. W! D! S" R' a1 l- r
    . h* I  d/ l% ?, M. E( T9 E
    modprobe scsi_mod
    " ~- Y5 e( L6 Gmodprobe sd_mod
    * N& b! z2 c9 }4 ^2 f# p4 C, L$ V/ G) h
    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)。
    $ p; z! O, B. N; S
    / R+ w$ y. {! X0 l9 d1 Fmount /dev/sda1 /mnt , C5 y4 H; o7 O2 Y! V' Z: }+ j
    ( p2 t4 Y3 W2 m. J+ Y8 o) a
    Linux支持的其他USB设备。
    3 \5 K% z/ A% e5 \: r/ YMODEM--(比较常见)
    2 B) _, D6 V3 o4 v) y网络设备
    . |) h; g: z' g& s6 V摄像头--(比较常见)例如ov511.o
    # T1 t( a- F# d联机线--可以让你的两台电脑用USB线实现网络功能。usbnet.o
    1 T# e  g' p  T" x% d. ]显示器--(我没见过) 1 l. w6 @/ P$ j; @( b: {7 }7 a
    游戏杆 ) I9 Z" I  H0 V5 F0 y( _, \5 e- z. d
    电视盒--(比较常见)
    : f1 i  V4 d* x5 d, F1 \4 T手写板--(比较常见)
    - z2 O/ t! i1 H: i1 c4 l扫描仪--(比较常见) ( \3 K' q# B; Q4 R7 E
    刻录机--(比较常见)   }3 x$ }- D* g
    打印机--(比较常见) 9 S- _1 A8 ^) T% L2 ^4 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)。
    ; ?7 B. Y. l/ u8 W# f5 a7 R最常遇见的USB问题 7 p3 Z+ Q+ ~$ v
    1. 有USB设备的系统安装完redhat 7.3启动死机问题  
    $ k- n: q# ~8 r1 i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。 9 R2 D6 `9 N2 |8 {
    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 # t: q; k/ |4 D- [
    mount -o remount,rw / 使/ 可写,init直接启动的系统默认只mount /为只读
    ( s7 P5 ~9 E5 o6 s, }/ k然后vi /etc/modules.config文件 % ~0 T9 Q- i& c$ E3 G3 T
    删除alias usb-controller1 ehci-hcd一行。或前面加#注释掉 0 [& I5 X( l1 r' z+ J2 U
    然后mount -o remount,ro / 使/ 只读,避免直接关机破坏文件系统
    ' E- v+ G( s2 q( h然后就可以按Ctrl-Alt-Delete直接重启了 ( j& ^' M& z# q: V5 H' O  H
    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。
    % L+ L8 c. R/ a# g' Z5 O$ \8 [* X8 I2. 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?  
    5 G* \9 @, e2 T; ?4 x6 I( h! q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。
    # U/ e8 W% Q" _  r; F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: ( Z+ m3 p0 a) M0 [
    $ _8 h1 @! x4 E& e0 X- K! ^
    SCSI device sda: 60928 512-byte hdwr sectors ( 31 MB  
    $ C1 M- t4 A/ @5 O* Ksda: Write Protect is on
    , T( o. M  U' a* J  A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。
    8 Q+ D' V; M- v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。   u, p- a; U# P
    3. 在使用U盘或存储卡时,我该mount /dev/sda还是/dev/sda1呢?  9 M% W  u" s: l* o6 e
    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。 0 l8 ^& O7 d7 `! L
    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。
    9 N( ~4 X# V- Y! C" w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。 # @; H! y# }' H. X- M$ `
    4. 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。  ) b% R5 y: T8 v% `% }4 S& Y# D# l
    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。 % j  e4 s5 H; O
    参考资料 ; E7 q) A. c. I
    1. 《LINUX设备驱动程序》 4 B/ ?# r% T7 z$ R
    ALESSANDRO RUBINI著 : R' ~( Q/ ]& c) ]0 s6 l/ s
    LISOLEG 译
    4 u$ b. q$ S% T9 Z. M( F# S2. 《Linux系统分析与高级编程技术》 9 o: M7 A! @' U
    周巍松 编著  # G9 z) o! K( y
    3. Linux Kernel-2.4.20源码和文档说明
    2 X0 Z# h' p$ Q, m* q' \) a; d
    1 o" D/ w, \& T; e1 x: d3 R0 c- S/ E) K) y* N$ e1 m

    % c6 r4 w, w3 L) d4 F4 |6 |$ \. H  h2 d$ i% D5 P
    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)
    * }: T1 a8 c/ |4 D! ~# k7 `联想软件设计中心嵌入式研发处系统设计工程师 * c$ H9 w3 a' Q& B* y& M, ?
    2003年7月
    " V- N+ c. ]0 ~- B& DUSB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。
    , c# [7 c# n' i5 o0 q& d前言
    , h& e' S. K- s% M' M$ F6 q( E. }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。
    0 y+ o" X1 u5 P( K3 m9 EUSB驱动开发 * }3 F$ _$ Q) F2 f2 o, q; `
    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。 ; s2 @8 T. M6 l& l1 y. J
    USB骨架 ( ~# s- D2 j2 ]) Z  [, V
    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。
    ; |& Y2 u" x2 ], |) E  Y; f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。   j0 |) ~9 h5 |  D/ K
    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。 1 t) h- K% P2 B3 k9 s
    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: * K4 U# G3 H' S4 C/ l
    static struct usb_driver skel_driver = {
    ( b2 b; l  \/ F' }" L     name:        "skeleton", & b- t+ t4 n# z
         probe:       skel_probe,
    7 [+ Q% O2 p+ n/ i. m     disconnect:  skel_disconnect,
    # H2 @, x. d1 {5 N     fops:        &amp;skel_fops,
    * s+ t$ i( C) {: F/ X4 O     minor:       USB_SKEL_MINOR_BASE,
    : D7 w' ~; n& _. O     id_table:    skel_table,
    6 U9 ^& O* K: ~7 M, @- A};
    2 c4 N; O) X- M$ |7 p7 j* T! g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。
    * ?* h) p9 e$ u& X4 ?7 jfops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。
    2 l8 {. D" ?" n9 N0 uUSB骨架程序的关键几点如下:
    ) b$ y0 \- U% n3 L1. USB驱动的注册和注销  
    + o0 E1 O: c. w! [6 ?: |  lUsb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。 " b$ u2 T" h  L% ~: ~9 I
    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: / ~4 N0 h; {3 |& l. Z3 ^
    static void __exit usb_skel_exit(void) 9 s" A" T5 e: V
    {
    & A4 N( e5 D1 b1 m7 x   /* deregister this driver with the USB subsystem */
    7 m& \7 |( x9 O5 H9 B0 W" N   usb_deregister(&amp;skel_driver);
    - o2 Z2 A6 {8 @( f' D} ( R8 H& y/ G, Z' }) S, d8 T
    module_exit(usb_skel_exit);
    " n& Q" p. y7 _+ H: e1 I! D. ?  J8 z: j4 I5 `5 ?: P
    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):
    . Y. Y2 b/ z1 Z/* table of devices that work with this driver */ 9 A% J$ I* q$ ^1 a( ?
    static struct usb_device_id skel_table [] = {
    3 P4 X6 @2 m! v0 ~2 B) u$ I1 Z    { USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID,
    ( u5 H& c; B. F      USB_SKEL_PRODUCT_ID) }, : F  K* v- g7 W
        { }                      /* Terminating entry */ + E- _. ~1 \3 r, M- _0 A
    }; ; B" \% K* c7 E) y6 N7 R- f* \
    0 h" W  D" `7 P; `
    MODULE_DEVICE_TABLE (usb, skel_table);
      H- A8 ~. v# n/ b
    5 c/ K6 `* c$ V% U. G. HUSB_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。
    ! P4 T& o3 o( Istatic void * skel_probe(struct usb_device *dev,
    5 P: b5 }4 b( F% g$ c" Xunsigned int ifnum, const struct usb_device_id *id)
    ) |$ {6 L' j( v# c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。 9 c7 S! N( h% T( p+ ^
    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: ! T5 j! v  O$ ]

    / y& }1 N& I$ Z2 ^( ^) ?; {/* initialize the devfs node for this device ! ]" n& S" c- A
       and register it */ : r- ]! v, `. u( g8 E) \+ T0 `+ q
    sprintf(name, "skel%d", skel-&gt;minor);
    ; H0 c" R3 ^: p% l# ?0 O( pskel-&gt;devfs = devfs_register  7 J: `- _8 B" K& z3 q) O3 C
                  (usb_devfs_handle, name,
    7 i3 a$ M( y/ S* B: ?               DEVFS_FL_DEFAULT, USB_MAJOR,
    # ?+ s8 q  E8 @0 s9 C4 [               USB_SKEL_MINOR_BASE + skel-&gt;minor, / {9 _6 S- {9 H: X9 y: j: S, I
                   S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR | 6 l. U8 O3 h, r) k% G0 N
                   S_IRGRP | S_IWGRP | S_IROTH, ) [5 ^; O& z8 Q* d7 d% m
                   &amp;skel_fops, NULL);
    ; p+ V/ S  @4 c! @$ Q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。 ' {9 Q4 J4 j- 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。 ( @' r" j6 [5 D* z, z; H& p

    3 z  ]2 F3 A1 F1 |9 M1 p7 Y" H4 b0 g/* remove our devfs node */ , g9 X+ G1 s) h# _8 @1 X% p5 X$ i' c
    devfs_unregister(skel-&gt;devfs);
    ; u2 R; b& s# V! _6 k' J" a2 m  R" r$ K
    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。 + l. J# C$ U6 o, ^+ f: ?
    % X7 V9 b+ _! ?5 T+ ?! ^) t) S

    & D$ V: j, M- l3 k$ {4 ^% [/* increment our usage count for the module */
      `$ A4 H$ f. k! N+ M( Z6 QMOD_INC_USE_COUNT;
    " W6 N! l  c. I/ p: B0 k++skel-&gt;open_count;
    # Q( _3 \6 N0 C9 B; P$ ?* ^: r- r/* save our object in the file's private structure */ $ x. j8 a7 g; C8 T
    file-&gt;private_data = skel;
    $ y7 F+ h, w4 l3 l% M+ }& m4 @0 R
    5 L/ l$ l  i) l0 k* f当open完设备后,read、write函数就可以收、发数据了。
    : s! T- b) U; D! F2 W! y2. skel的write、和read函数  # J6 Z) L- y$ s! L* s
    他们是完成驱动对读写等操作的响应。
    $ w) a$ v9 O' p9 t& k5 T% @. Y& q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。
    ) d1 H$ N( ]1 H" R7 qread 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。
    , R: A9 B/ Y1 |* Y3. usb_bulk_msg函数  
    ' s$ W* s1 R) B) h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。 , X; f$ D5 ?  ^' M4 ~+ U
    4. skel_disconnect函数  
    # e' Z4 V; O4 t. Z; f7 {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:  
    2 Y. U. y2 d4 |$ ]% `* ^) J# s2 W
    " Q8 w: m: _* D5 g
    /* decrement our usage count for the device */ 2 q5 C/ F2 B9 M9 w1 ~6 l, `
    --skel-&gt;open_count;
    ! ~" N6 i" T! I8 zif (skel-&gt;open_count &lt;= 0) { 9 Z8 M% o3 }  c$ d/ }% s/ L
       /* shutdown any bulk writes that might be
    * m2 z- o5 P) p9 {/ D4 r* b      going on */ . n2 l6 \# M: C$ m6 b/ J- D9 r
       usb_unlink_urb (skel-&gt;write_urb);
    " [' ]+ i2 I6 X2 g& G   skel-&gt;open_count = 0;
    2 N% [, K/ X8 l* O( q9 t- G}
    8 R& k' g4 ?; X4 |1 G/* decrement our usage count for the module */ % O* d9 T# x+ w  c- W& p
    MOD_DEC_USE_COUNT; 4 q+ D' j) w/ s# J- F" b2 u  B
    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。 2 ^. s. Q6 q, D5 q7 {2 f3 }
    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。
    : q. E! G7 K: b! CUsb 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。
    2 k( \( W" u8 ?U盘、USB读卡器、MP3、数码相机驱动 # l) I' [. M6 H
    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。
    5 Q; z( q" Z$ Y- e; {4 E* OUSB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。
    2 t8 u: S) @, n/ I3 m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: . E! z. X" _$ _. x5 @( e
    / b8 b+ X. S0 r' G3 t; ?& t9 R- c- q
    ' j2 V8 x/ l) H& B8 \+ @; h5 G
    T: Bus=01 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=02 Dev#= 5 Spd=12 MxCh= 0  
    1 I9 F# U- M/ Q. ^4 }) P. _D: Ver= 1.10 Cls=00(&gt;ifc ) Sub=00 Prot=00 MxPS=8 #Cfgs= 1  6 t; P8 T# \( o, X& O
    P: Vendor=07c4 ProdID=a400 Rev= 1.13  
    & l! @. d: j4 u  @5 VS: Manufacturer=USB  * a# @( |% D" j8 U
    S: Product=Mass Storage  
    0 n* m2 e$ f8 ?1 |  \. \1 e. C8 lC:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=80 MxPwr=70mA  % o& F0 i" [2 [, L; @8 q
    I: If#= 0 Alt= 0 #EPs= 2 Cls=08(vend.) Sub=06 Prot=50 Driver=usb-storage  % A; f  H% `0 \- o' p
    E: Ad=81(I) Atr=02(Bulk) MxPS= 64 Ivl= 0ms ) X; ]; i! F; o% B/ [5 G( v
    E: Ad=02(O) Atr=02(Bulk) MxPS= 64 Ivl= 0ms / d* f; _. J- g* i

    , g8 i' ^5 Y0 r8 u. i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。
    ( }% g. g) \- a% q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。 , C6 ?) E6 F" z, O* [4 ~* Q( R7 C
    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,  
    % w; C, p1 \7 `' f4 u" USB ", " Mass Storage ",  
    6 H2 a8 i) r. k3 g; WUS_SC_SCSI, US_PR_BULK, NULL,  
    . {5 \) U1 a4 g. B. oUS_FL_FIX_INQUIRY | US_FL_START_STOP |US_FL_MODE_XLATE ) / v! C1 h* J# G# t+ Y- F
    1 u' @' P6 y( t
    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。
    1 y* i! }; B% p: z5 p0 n; |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。
    4 r" P$ m: E9 L6 v键盘飞梭支持 4 g3 S! P2 K; j* h! A! E  N* 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。
    9 Z& ~& \- S2 \8 x8 a下面是具体看到的信息 ; g2 L  O8 t& f% R: s

    % C; B5 k* w0 DT:  Bus=02 Lev=00 Prnt=00 Port=00 Cnt=00 Dev#=  1 Spd=12  MxCh= 2 9 h' b& q! Y! v- [8 O( S
    B:  Alloc= 11/900 us ( 1%), #Int=  1, #Iso=  0 $ A" i3 I4 M2 V  V( R9 ^
    D:  Ver= 1.00 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1 , }! E3 ~- T, p8 N( B
    P:  Vendor=0000 ProdID=0000 Rev= 0.00 $ O/ R3 a: m8 c; H
    S:  Product=USB UHCI Root Hub
    8 B+ H. S' Z# F6 aS:  SerialNumber=d800
    8 V  o0 V1 J" Z+ PC:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=40 MxPwr=  0mA 6 ]) n3 |+ S  n/ w  N
    I:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub
    ) b- ^( ?; L+ D9 h  ?E:  Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS=   8 Ivl=255ms
    - e* V3 Z5 d. z9 t  |: ^T:  Bus=02 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=01 Dev#=  3 Spd=12  MxCh= 3
    & e1 U5 G  S3 W0 g  y% lD:  Ver= 1.10 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1
    - p" Q) J# J4 R6 X1 h0 `) \- K$ KP:  Vendor=07e4 ProdID=9473 Rev= 0.02 0 c; _/ C: a/ [( l
    S:  Manufacturer=ALCOR
    2 T6 M9 f. |/ u- W6 N2 a- Y' ZS:  Product=Movado USB Keyboard 8 u$ t" O# B1 Z) [3 k) {& |
    C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=e0 MxPwr=100mA 5 Q  g1 W% R0 ?) U
    I:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub
    5 `6 K' z. V9 ?- C$ \4 j* ZE:  Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS=   1 Ivl=255ms
    - j0 j" e# d( W2 ?" ~$ S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  
    ( s8 C+ e9 i4 k- t4 p3 E5 _* P) k$ B1 h9 J* c: m
    FILL_INT_URB(&amp;kbd-&gt;irq, dev, pipe, kbd-&gt;new, maxp &gt; 8 ? 8 : maxp, $ r5 ]; ]$ Z/ B  r6 K" x" N; P
    usb_kbd_irq, kbd, endpoint-&gt;bInterval);
    - m# R5 U2 X/ K( H# K2 }
    1 |. O  t* R) I! p9 Q/ `一句中实现。 9 v5 V0 ?8 Q* N) S5 N( x
    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。
    ( h( m* U9 ]+ `, M6 X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。 & I5 T1 |) o  E2 L7 L7 G; l* p
    程序见附录1:键盘飞梭驱动。
    4 L& e5 t4 \$ e7 R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。
    " X- u4 D1 B# r+ y参考资料 / c* y) S3 X) b, ~" k) n- V8 |
    1. 《LINUX设备驱动程序》 6 }7 B, T) R3 C) @
    ALESSANDRO RUBINI著
    . r$ ]( Y: m1 g! h$ S8 ]LISOLEG 译
    1 y) y$ y3 T$ Q0 ?' Z2. 《Linux系统分析与高级编程技术》 / |! o( E5 Z% h. e& M, k
    周巍松 编著  
    2 A4 |6 |1 ?: q* a/ k$ n9 G3. Linux Kernel-2.4.20源码和文档说明
    1 |1 g, Z/ Q! w( J- f! C- v附录1:键盘飞梭驱动
    2 H7 p, }, P" e4 N! m; p) }1 T' g% h/ Z; B* V3 {4 M5 I! A0 i
    #include &lt;linux/kernel.h&gt;
    % h: s1 i/ a+ W, Q#include &lt;linux/slab.h&gt; # j5 @2 s3 f9 g6 i  D; r
    #include &lt;linux/module.h&gt;
    0 S) z6 s, b' h1 D) y#include &lt;linux/input.h&gt; - ?, k8 j% l3 e7 c
    #include &lt;linux/init.h&gt;
    7 W7 L& @9 H- y$ p0 x#include &lt;linux/usb.h&gt; / G2 A; c2 H" [6 W0 {" A# b) \! D# l
    #include &lt;linux/kbd_ll.h&gt;
    / ]3 b5 z1 s9 m0 k1 c9 O/ X- }0 G# }; Y0 w6 V
    /* " l$ T' Y$ U2 g/ V
    * Version Information " r. \  o8 D0 h& x( ]' i4 u
    */
    * \& T- {+ u! ]0 o! R" E1 D#define DRIVER_VERSION ""
    5 Z% X9 f9 |' v* u$ p: T#define DRIVER_AUTHOR "TGE HOTKEY "
    0 z7 ]( Q: I, |6 C& ]9 N: a; W/ t#define DRIVER_DESC "USB HID Tge hotkey driver" * K% h1 c0 u% ]

      ?5 |1 F; Y4 B4 |# a7 y" v2 d& J#define USB_HOTKEY_VENDOR_ID 0x07e4
    1 w6 r) w0 E- j( Y/ v4 k' D#define USB_HOTKEY_PRODUCT_ID 0x9473
    7 a4 T. r, J4 e//厂商和产品ID信息就是/proc/bus/usb/devices中看到的值 / H9 r$ o+ r2 k1 F% k: c' ]

    6 g4 Y, e2 v( _0 b# AMODULE_AUTHOR( DRIVER_AUTHOR ); 1 C& W# t: J3 \4 w! r  C' N
    MODULE_DESCRIPTION( DRIVER_DESC ); 3 H  b& u. B8 b9 J+ `2 M6 |2 Q% e
    + K+ i7 c" E: u( M8 w
    struct usb_kbd { ' ~% y! T  k! N9 c; ]! i
    struct input_dev dev;
    9 T: C, Z! R( q; C# `3 B; mstruct usb_device *usbdev;
    & N! u' R3 c$ Sunsigned char new[8];
    * I" D1 _1 R% v: s$ t! Zunsigned char old[8]; & P$ q% y' B' K
    struct urb irq, led;
    $ ?. Q. o7 S, ]1 ]* l// devrequest dr;      4 x; Q3 F- h* o4 B$ }1 K' ^
    //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
    ; a: s2 ~  ?7 I) I7 u& x: d* ^" |; j      struct usb_ctrlrequest dr; ) D' A. _( E+ \/ j; W/ s3 \: G
    unsigned char leds, newleds; 4 r% u7 `. l) u$ Y; X8 M
    char name[128];
    - j5 H) _' ?, {& \  R9 H3 w% {* }int open; ! [* E8 h7 Z) v6 q! l# t6 p
    }; 9 e9 [( D2 u- \
    //此结构来自内核中drivers/usb/usbkbd..c 0 k/ t. m! F) ^; c; ]& Q9 w7 L

    3 S/ I2 y# j0 K6 Ystatic void usb_kbd_irq(struct urb *urb)   f1 a- {! G# I& ^$ Z
    {
    0 J# v( x! L# s3 t1 N. B- mstruct usb_kbd *kbd = urb-&gt;context;
    # t( H1 c$ R% D2 G; a& u        int *new;
    / N( B$ C8 F8 t. b2 h        new = (int *) kbd-&gt;new;
    ; n2 q: }; o" _# R# j8 J
    * Q4 s/ X- v8 c2 Bif(kbd-&gt;new[0] == (char)0x01) ; g8 l# ~% l, q5 z: S- v
    {
    5 Q& n+ {6 w& ]4 g# [if(((kbd-&gt;new[1]&gt;&gt;4)&amp;0x0f)!=0x7) : H* L+ k9 m5 n, L7 w& C
    { 6 I: z6 f, K0 C" b0 o
    handle_scancode(0xe0,1);
    # B& K6 k8 w0 {" t5 e+ ehandle_scancode(0x4b,1);
    % Z' `5 W, D* P9 e$ Z7 |7 ]3 o  M                handle_scancode(0xe0,0);   e$ r5 k! A- z/ d1 z) y8 Q
                    handle_scancode(0x4b,0);
    ! z7 M9 w+ Q( l3 N1 {* }, |7 Z} & H* N1 L, E* G, U1 X
    else / q* Q! w, J) o- A1 j4 m
    { - a' l# `, ]9 X; J
    handle_scancode(0xe0,1); ) K/ g+ L* D& F
                    handle_scancode(0x4d,1); + l) r- v/ |! Y" H! Z
                    handle_scancode(0xe0,0); * F- \+ v& j+ A% I9 \$ L( W6 R
                    handle_scancode(0x4d,0); , D  s3 L/ D4 q- P2 g
    }
    8 _2 ^6 y* |+ a8 v} 8 Q1 S7 Z' s# r8 b5 B3 u% h
    ; U8 t0 x" H+ a
    # I3 p$ o6 L9 w* h3 S# X* x
    printk("new=%x %x %x %x %x %x %x %x",
    5 b0 h+ I2 `2 s1 x2 N( Gkbd-&gt;new[0],kbd-&gt;new[1],kbd-&gt;new[2],kbd-&gt;new[3],
    ; Z) \. V7 A0 y- l; ?$ {: Ckbd-&gt;new[4],kbd-&gt;new[5],kbd-&gt;new[6],kbd-&gt;new[7]);  ' Q( A5 W# }6 {1 c1 |
    0 ~7 Z- R- U* B- p
    }
    $ K0 H6 n0 ]2 l) M! d( C9 i7 \! n! t1 [# R+ J6 C3 t
    static void *usb_kbd_probe(struct usb_device *dev, unsigned int ifnum, # ?+ C4 \! ^, T+ j* G. ]) z3 x5 P
                               const struct usb_device_id *id)   j# q' D6 V# H. t9 e* B, ~0 E
    { ; }9 ^& y! Q9 H% ]7 h
    struct usb_interface *iface; $ p/ U( M3 a% P3 r6 Y
            struct usb_interface_descriptor *interface; 1 U! a2 k7 V) h9 |' o
    struct usb_endpoint_descriptor *endpoint; 9 ~  z' ]( j1 b
            struct usb_kbd *kbd;
      a2 ?2 p. g" l" ?- j        int  pipe, maxp; ) H+ I3 s/ E) b

    + w% E& h7 S, h: xiface = &amp;dev-&gt;actconfig-&gt;interface[ifnum]; % H3 n6 D' P/ n! x0 Q1 O3 E" C
            interface = &amp;iface-&gt;altsetting[iface-&gt;act_altsetting]; 9 |5 e9 i& T! E  ^! n; v" k. ~
    2 \, r3 a( d0 c4 T- x
    if ((dev-&gt;descriptor.idVendor != USB_HOTKEY_VENDOR_ID) || / c$ o" R  i  E+ {2 `( D
    (dev-&gt;descriptor.idProduct != USB_HOTKEY_PRODUCT_ID) || 4 L( \6 I, w0 q7 [
    (ifnum != 1))
    : u2 R5 ]6 d5 C7 I, U3 O' i{
    1 n' k5 c! Q4 M! Areturn NULL;
    ; ]6 I$ Q+ I& x5 |3 N' c" y}
    - J" K2 h2 \* M$ R$ g) g9 g- Tif (dev-&gt;actconfig-&gt;bNumInterfaces != 2) 6 f. ]$ p- R5 q2 m5 }* D
    { 0 S. u: s0 \8 b- \# l
    return NULL; " _* }+ g6 n2 r; \
    }
    4 Q/ r2 f# w# L: ?
    - I" e$ ~6 {. Bif (interface-&gt;bNumEndpoints != 1) return NULL;
      g! I0 ^* e; H; W% n
    ) B: t' W) b: ?# k2 l% M) G$ x1 S        endpoint = interface-&gt;endpoint + 0; " p% Q" ~/ X7 T
    ) Z$ |! E+ z: e; x. X) U
            pipe = usb_rcvintpipe(dev, endpoint-&gt;bEndpointAddress); 7 v+ ~7 R' E/ {( q
            maxp = usb_maxpacket(dev, pipe, usb_pipeout(pipe));
    + z2 T- X# @4 o( {
    8 Z9 P  H6 q& ^9 z6 R7 y        usb_set_protocol(dev, interface-&gt;bInterfaceNumber, 0); " _$ o$ e$ \; V, |) |
            usb_set_idle(dev, interface-&gt;bInterfaceNumber, 0, 0);
    0 w; X: M0 a& N8 |' r9 l$ E/ \# I: W" Z3 p
    printk(KERN_INFO "GU Vid = %.4x, Pid = %.4x, Device = %.2x, ifnum = %.2x, bufCount = %.8x\\n",
    2 I; ?( v; P/ [! idev-&gt;descriptor.idVendor,dev-&gt;descriptor.idProduct,dev-&gt;descriptor.bcdDevice, ifnum, maxp); " r! h, D# M) A

    ( V$ p8 @( p+ T! b. O        if (!(kbd = kmalloc(sizeof(struct usb_kbd), GFP_KERNEL))) return NULL;
    / v" G6 y# k+ _! T7 `        memset(kbd, 0, sizeof(struct usb_kbd));
    - r  p1 [  V- `/ e% ^
    ; Y% [+ U+ U7 q3 n! A        kbd-&gt;usbdev = dev;
    * I: I0 N$ T7 B8 M* ~6 f( N
    # S( \+ X* Q6 Y* }5 _% D        FILL_INT_URB(&amp;kbd-&gt;irq, dev, pipe, kbd-&gt;new, maxp &gt; 8 ? 8 : maxp, 2 o# M, p2 T/ J  T; F/ t! V, x
    usb_kbd_irq, kbd, endpoint-&gt;bInterval); # c4 u6 a* E6 q/ n2 x# A
    * R9 f: U- [" a. G" z
    kbd-&gt;irq.dev = kbd-&gt;usbdev; : e5 B7 P8 Y; t

      o) \" |, p$ c) iif (dev-&gt;descriptor.iManufacturer)
    " }' y0 p! k! Y0 _, }  G3 p( l                usb_string(dev, dev-&gt;descriptor.iManufacturer, kbd-&gt;name, 63); . r# N# |: Q2 c9 C# h% @

    6 t! w4 G3 _. H! f9 f' r) H$ R$ kif (usb_submit_urb(&amp;kbd-&gt;irq)) {
    " h2 j. Y" O, [4 B, B                kfree(kbd); " [6 T7 p: }8 }+ i8 Y
                    return NULL;
    5 U9 h3 j( i2 j) u. m, X; n        }
    / w  m. J* w  s# ?  V5 V3 p+ B$ @$ ~! M" r# B
    printk(KERN_INFO "input%d: %s on usb%d:%d.%d\\n",
    + ^( I+ x' E5 s                 kbd-&gt;dev.number, kbd-&gt;name, dev-&gt;bus-&gt;busnum, dev-&gt;devnum, ifnum); ! R! i$ e+ x5 y* D/ S
    % I0 m) H5 W5 }* D. f3 ]
            return kbd;
    3 u# D$ @# k  M2 W" j& o} , p; e; B; o- V5 B2 f5 w$ A

    ' O' x8 y( W6 I5 H1 p9 Dstatic void usb_kbd_disconnect(struct usb_device *dev, void *ptr)
    ! _' u" |  s. o7 Q{
    % `4 p% x( N9 W  c% _" g( ^struct usb_kbd *kbd = ptr;
    7 s2 W! q" o0 ]        usb_unlink_urb(&amp;kbd-&gt;irq);
    - S0 U# O5 W% h% X6 I        kfree(kbd);
    + L  u3 W' p2 @+ i- J( O4 p# U" W5 Q2 G  P
    }
    $ d1 i+ i& y& J0 Z( r- z+ `4 W. {8 {$ B
    static struct usb_device_id usb_kbd_id_table [] = { ; w2 F6 O3 N2 z0 V( b  u: r( b
    { USB_DEVICE(USB_HOTKEY_VENDOR_ID, USB_HOTKEY_PRODUCT_ID) }, & g' }% ]' X, P+ Y+ ]; V
    { } /* Terminating entry */
    9 d# ]5 V8 k/ {0 R};
    6 ~' Q0 T3 [3 V5 Z( F/ u5 E7 ^( }8 _& I) F
    MODULE_DEVICE_TABLE (usb, usb_kbd_id_table);
    - C" J# U* z" @$ ~5 R; b- b0 G# T  q# p. U: O* ~
    static struct usb_driver usb_kbd_driver = {
    & X+ [0 p7 |3 S0 @+ X! q5 g1 Qname: "Hotkey",
    , j+ k* @/ D6 ~4 O' L' Bprobe: usb_kbd_probe,
      i6 M" F$ X" Y* Ydisconnect: usb_kbd_disconnect, . ?# w# F/ _% G
    id_table: usb_kbd_id_table,
    & ]8 C% w+ R. D; M/ |7 oNULL,
    7 c) K; M, y; D3 e& ^- q  t};
    4 A$ E) Z* x0 ~3 X. Y
    + x' Y5 E* K5 }/ Nstatic int __init usb_kbd_init(void)
    / ^* v+ y; d5 L5 x+ B  v. P{ * p5 y, v: Q) g2 I6 \- Y! S
    usb_register(&amp;usb_kbd_driver);
    ! z7 {* S) D6 _* F3 ~6 g$ tinfo(DRIVER_VERSION ":" DRIVER_DESC);
    : a9 A8 m/ M* [+ _2 x% w/ Ireturn 0;
    $ ?2 o' k# j( b5 Y}
    7 }9 i3 a5 c7 F4 [; V$ r" S  K: X" x( n9 ?' j2 t" z5 X
    static void __exit usb_kbd_exit(void) 9 O- Y! D, T5 |) ^) ], ]
    { 0 B1 ^6 ^% z# R% C1 M6 Y9 T
    usb_deregister(&amp;usb_kbd_driver);
    ! Y- J8 ]- v! I7 B6 F% j$ m! z}
    % [$ Y: K/ A7 S0 u; j; b, [) u: O/ m- }1 i! u& X2 w
    module_init(usb_kbd_init);
    0 L/ V4 V0 r8 }) |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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