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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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复兴中华数学头子

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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>/ |% K8 k5 N, ?% O+ R0 @5 z
    <>赵明(carl__zhao@163.com) ( }& a/ x! g2 |0 I
    联想软件设计中心嵌入式研发处系统设计工程师
    * E  B7 |& n  Q2003年7月
    : p4 v- Y- Q5 p7 QUSB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。
    & R1 Q. Y) u# ]5 b% ]7 y前言
    ! m) G+ x6 j! N3 q3 YUSB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。 : e3 R4 c4 B8 B. q
    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。 , E2 A. Z: t& G$ `  l5 @6 b! 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。
    3 Q- x# J' e0 O相关技术基础 ' V6 Z2 b; Y9 f3 o5 E( H$ [& |8 J
    模块(驱动程序) $ B  V0 m+ Y# G. \- @
    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。  
    3 G5 D, ]( x& t- E* }# P3 HLinux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。
    ( I! J2 M6 l+ Y! u设备文件 3 ?- T! [% Z6 i0 U7 v
    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。
    8 w9 j: g  b3 M: R3 O5 t4 hSCSI 设备 8 ^: y, B, U% [/ O. x
    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。 / ^: a) u, t# k1 h2 c. k
    Linux硬件驱动架构
    $ ]  Z& }& K) |& m! |# w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。
    : P0 N$ P  E# C/ Y) P! Q# ?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)
    5 T* ~- p7 m7 h# Z% N( ]' N! H# Z
    5 r! u& H9 r/ o: T& Q7 @配置USB设备 1 v9 O6 B1 [$ y; f. \% h2 [
    内核中配置. # @# u6 z1 f( [2 v. w' T6 @
    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 B$ M) l% C/ W! H6 \9 A  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。  8 t+ h  ^* H3 q1 k: Q( Y( p0 K
    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)。 4 `1 Y) `3 V% z/ k* X
    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"。  
    % i' Z# I# X$ s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:  2 D9 o$ \  B+ m* M/ e

    " E7 t' j  S# m% {! P7 I+ T! W# mount -t usbdevfs none /proc/bus/usb  
    3 s7 B. x9 k3 i3 g* ]( a* G+ P1 `, ?2 Y5 H( D
    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:  
    7 u9 @9 Z2 S, p! A: _+ \" [
    ' W( s% @# p2 L) rnone /proc/bus/usb usbdevfs defaults 0 0  
    " Q! S* C! F6 m; c+ {. l$ H0 w3 ~5 ]" T* |* r' g
    模块的配置方法. ; e9 o% g* }3 @/ o! s; v5 b  \
    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。 1 t2 k# o# {3 |3 X0 j
    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) $ z6 l3 Y  q" x( Q8 V) j4 m: T1 {
    对应USB设备下面一些模块是关键的。   r" q, C: h# ^; t
    usbcore.o 要支持usb所需要的最基础模块 0 a9 O3 O& N. U7 F/ y/ @
    usb-uhci.o (已经提过)
    ) D- [9 F  T$ z  o1 ]" [usb-ohci.o (已经提过) ; x) T4 I' O7 K+ p/ M8 V
    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
    * @; k+ `" g8 |: s7 gehci-hcd.o (已经提过 usb2.0)
    ! g  f5 n/ g3 }. K. d9 Vhid.o USB人机界面设备,像鼠标呀、键盘呀都需要
    2 F& U3 Y2 w+ g) Q" E9 C. `. ]usb-storage.o USB存储设备,U盘等用到 ( _4 s6 Y: d% K  u
    相关模块
      K: H3 ^8 V. Q9 {# G" oide-disk.o IDE硬盘
    $ g! f, t: u& R  Qide-scsi.o 把IDE设备模拟SCSI接口 / t: b! Y- V' J- n: m
    scsi_mod.o SCSI支持
    ; e/ z4 b$ h1 _6 n注意kernel config其中一项:
    . i! Y- [/ t8 ]9 M* E
    1 g1 T. n/ G0 x, E, P  f) BProbe all LUNs on each SCSI device
    ; q0 P" }3 ]0 S3 e, g+ b6 h; Q+ P! f0 N8 V0 a
    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。 5 C3 Y- F. ]1 B0 P7 k1 E' `6 A$ W4 g
    4 L8 s9 a, v# C) s
    add options scsi_mod max_scsi_luns=9   
    $ |0 s3 H% @# B2 [1 Z/ d9 p
    7 m% j( D, \8 Qsd_mod.o SCSI硬盘
    $ i$ @9 M: p: ^sr_mod.o SCSI光盘 9 J0 }3 P0 C8 q: B. L8 ]& k( C
    sg.o SCSI通用支持(在某些探测U盘、SCSI探测中会用到) . h, e5 e) y, W9 `6 c+ H. `
    常见USB设备及其配置 & \6 x3 F7 }& g/ `- h
    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: ! Y. t! {2 ]/ {5 i
    USB鼠标: - d8 q5 D( s) I. `  u+ w5 I
    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)。 % {) ?- R4 i4 z+ u! n
    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 / H" R+ B$ o( w! c, M! ]

    / t$ X4 {2 P1 @modprobe usb-uhci
    ) U5 m) ]! }$ ?6 N  c3 K7 z1 e; v2 y4 f
    USB鼠标为了使其正常工作,您必须先插入模块usbmouse.o和mousedev.o . O! E9 q$ p' O, b) }# g; _

    % z% e! L4 D; b2 S0 omodprobe usbmouse # e* \" Q, r/ A$ B( P$ q
    modprobe mousedev
    6 J3 j5 d/ n; D$ j) H. _! }) R3 L1 S, b. @! l( ^  s% `! V5 @
    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。 8 @2 e! p1 d4 l; h1 c
    & H1 B' \7 u  D+ H& \) d5 m
    modprobe hid 5 F# o6 Z2 j, \* b+ l2 _+ G
    modprobe input
    2 F3 h5 O6 m: L& f2 ?
    / E" p- T( l' D0 ~% K; ?9 x8 R8 hUSB键盘: * }5 u+ ]$ A( Q
    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。 ( ?  v% L" I& y4 f
    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
    ; D3 ]2 a+ P2 r- V3 P: D1 m. L# O
    6 p. Q3 H4 b1 z$ O6 B1 _5 wmodprobe usb-uhci ; y; n; _8 z: R1 D
    . B) g$ U" O- X1 {7 R6 ]+ }- k
    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: 7 j. _8 T) i1 k8 h4 J0 j
    0 ^7 L" s  t& o9 d* u0 }+ D
    modprobe usbkbd + Q% v8 v4 K' ]5 r
    modprobe keybdev
    4 q( Z! K7 G! X& u4 f2 j( z" R7 X1 f1 w* E/ R; k# ]8 A
    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。
    ! m. e  M3 Z: {' Z8 hU盘和USB读卡器: * U2 }- u) b0 E& V3 e: v
    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。
    ( G6 w8 P; q+ @/ [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 + n- O2 a' m' S2 c, i

    + E4 q" z0 n2 Qmodprobe usb-storage
    5 O, m% T( M8 \+ `6 c$ ^& A% c: l- P) |( a, h& A" W  @  n* i) W
    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
    + z8 l2 k1 @- {' M! K3 H9 B
    " M; t- I0 m7 I* s: Y; [3 J9 Bmodprobe scsi_mod , R% \9 s  e! E' D% p
    modprobe sd_mod $ \' d$ V: e! I& o( U0 N

    4 Y$ S3 ?7 E/ k' F8 [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)。 2 Z; x4 s7 q" ^

      D! c$ s& {) X- Xmount /dev/sda1 /mnt + f* C" m( H. ~* D

    ) u* g. z# g4 t2 y, q, o0 v* J' T8 cLinux支持的其他USB设备。
    - ]  f0 @# l* n5 f  K+ u: ZMODEM--(比较常见)
    / M, D+ r' z, y; U  A, ]9 Z; D网络设备
    - r4 F( C2 a% `" ~" W8 K( e摄像头--(比较常见)例如ov511.o
    1 O1 [- Q) Y: @8 |0 h7 _9 \  ]' y& b联机线--可以让你的两台电脑用USB线实现网络功能。usbnet.o
    2 A6 u$ l# v$ P, S  K显示器--(我没见过)
    7 E- T9 p2 A) \8 i# i5 [$ S2 O游戏杆
    # H$ V9 N7 h9 N! m1 P0 `% k- {& x2 i电视盒--(比较常见)
    + c7 p; v, N" S# Z7 C$ R( y0 y手写板--(比较常见)
    ; _) w% M. I* X( |1 T) l扫描仪--(比较常见)
    ! y1 X. D& [9 @# y6 v刻录机--(比较常见) ! @) ~. K' p% l/ U! [
    打印机--(比较常见) 0 c" m; t9 C7 w& Z& d. o- T
    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)。 , {  [+ ?: ~, E! d
    最常遇见的USB问题 - }7 ?5 }* K3 ^! E" u( p
    1. 有USB设备的系统安装完redhat 7.3启动死机问题  - z# m+ \" `. |, |* @
    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。
    6 v  \' A/ N  M) ], s4 ]7 E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 9 O8 P7 u1 f) Y; M1 D) _
    mount -o remount,rw / 使/ 可写,init直接启动的系统默认只mount /为只读
    2 D5 Z" ]8 Q( h% x然后vi /etc/modules.config文件 ; R/ `( |! a2 I5 g5 F; [8 E2 B
    删除alias usb-controller1 ehci-hcd一行。或前面加#注释掉 , g( T/ X' T; ^$ D! {3 U
    然后mount -o remount,ro / 使/ 只读,避免直接关机破坏文件系统
    ; M8 N  Z: T* h! p, ?* W然后就可以按Ctrl-Alt-Delete直接重启了 ! ^0 c( w5 F% A
    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。
    0 w& r3 d7 w9 `; h. E, X2. 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 `' w$ }. G, 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。 2 B0 |2 H- z! L! I: E" B/ A; `
    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: ' Q9 u+ N4 X8 S8 S# Z% I6 P

    % V+ Y6 h% a7 Q; u1 r: a% H+ {SCSI device sda: 60928 512-byte hdwr sectors ( 31 MB  % y3 t% K8 Z( m% f/ H  P  }
    sda: Write Protect is on
    8 |* `/ |: ~+ \+ z" q2 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。
    : w% c" R1 |4 V7 r# N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。
    ) h# |- f! A( w& K3. 在使用U盘或存储卡时,我该mount /dev/sda还是/dev/sda1呢?  - K  A) A' \3 s! `6 S
    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。 " P+ A3 q) S. o: }8 G. }" \. \, y
    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。
    * \# o/ f# e7 h! P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。 - I# [6 f" O8 J3 `
    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。  
    4 G: a! d' }! v' }9 M8 z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。 % V7 o+ @* ^: O% M( T. O; {
    参考资料 % ]8 A) A7 @8 Y% d. Q
    1. 《LINUX设备驱动程序》 1 y' f8 I" Y4 |+ q! ~9 `$ U
    ALESSANDRO RUBINI著
    , \1 p. |6 h" Y5 i# F% b; t" Z( K+ cLISOLEG 译 , `4 ~; p# e6 v4 ]
    2. 《Linux系统分析与高级编程技术》 " J- ?# l. u, n* {# H  i  r1 g2 ^
    周巍松 编著  " j3 {) s3 x  V! `' m: r
    3. Linux Kernel-2.4.20源码和文档说明
    3 y7 D! q! W% ]" Z! ^& M% m' G- f

      I- J4 N  A4 h: C8 D4 ?0 N1 U* |5 l0 l* D9 b! U. ^6 ?, f
    4 g& @7 R& k9 Q% h+ b! o
    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)
    6 E" \  N, P+ y" ~6 ?联想软件设计中心嵌入式研发处系统设计工程师
    % c, m6 C" L9 d" i0 O4 E2003年7月 # [0 Q  ?3 ?( e$ W
    USB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。 " `5 z% ^3 q% w) x- n1 q) v
    前言
    0 r, O4 `# c6 ?& H# K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。 ; j2 b: m/ o9 ?, A; a3 J4 P; D
    USB驱动开发
    7 u6 \  @9 ]; {$ C  ^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。
    ( I1 X3 K8 m5 C* E+ LUSB骨架 ( j+ H+ m2 M* x6 w  [4 J/ {
    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。
    % e  q" L! K" i% u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。 ) t. y/ d. ?8 }6 T& Z) W
    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。 0 X! ?' e- P4 j3 a' \
    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: ; m# g' f+ |5 T
    static struct usb_driver skel_driver = { ; L% }+ {! d; X% c) i8 G/ T
         name:        "skeleton", ( O5 A2 `' u5 z& w; J% C( w% G
         probe:       skel_probe,
    3 ^- }5 I" f+ N) @2 b6 q     disconnect:  skel_disconnect, 4 ?$ g, `% ?! X
         fops:        &amp;skel_fops, & L2 f* q- O2 Y  P
         minor:       USB_SKEL_MINOR_BASE,   C- S) p1 @: F+ C+ w! H
         id_table:    skel_table, 7 Z  A6 V( {* G" @0 P% a
    };
    ) }2 @! B/ u$ s: @4 m, Y/ ^( N, s: V* _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。   O6 W. F2 l) e& q8 g7 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。 $ g! i7 \" ?& L6 L# U
    USB骨架程序的关键几点如下:
    2 P5 _. N# ?  ~# i# h1. USB驱动的注册和注销  
    ' E; R1 Y5 ]+ n+ ~/ v, u, ?; s0 _  aUsb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。
    9 ]. ~# [6 y5 j3 ?. N+ |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:
    " y! k) C: g- {static void __exit usb_skel_exit(void) * L* J4 E* k* v8 e, ~7 P% o
    { ( J4 d5 u+ |- Y' h
       /* deregister this driver with the USB subsystem */
    1 H3 @9 P  |5 Y1 a) |% ?   usb_deregister(&amp;skel_driver); * Z4 }2 N! [( Y" Z
    }
    ! }; `( L7 k2 S( Z0 Y5 Jmodule_exit(usb_skel_exit);
    3 ^$ y! `2 w" F9 O" [" q
    0 C- Y! G. [5 e$ z0 R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): " d% L% Z7 o: |6 j' @  F4 X; M
    /* table of devices that work with this driver */ ' ]1 {9 R8 V3 {0 N" v4 l
    static struct usb_device_id skel_table [] = { , v8 j' ~/ U+ R2 C& ?# q
        { USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID, 4 `) v: c3 R" w1 y% g5 t' l
          USB_SKEL_PRODUCT_ID) },
    % C3 l5 p# `1 N6 P$ d" Y+ @9 l8 b    { }                      /* Terminating entry */
    ) d9 o: n2 Y6 N9 p% y0 x, y3 a};
    $ V, e6 S, J- Y6 w3 w9 W, r! F& K* H" Y! e$ E  ^5 Z0 [" _- p; }" K
    MODULE_DEVICE_TABLE (usb, skel_table);
    + b5 n  }( A# O- ^5 B! M# X  K7 F$ x1 H1 ~) z4 P
    USB_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。 5 w6 E3 {/ |, I% n; A
    static void * skel_probe(struct usb_device *dev, ! V0 J) `9 k# \4 K8 J0 @
    unsigned int ifnum, const struct usb_device_id *id) 7 `- O  ?5 @, F/ I& z
    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。 0 v$ v0 t& J5 c2 |: R! m
    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 @* a. @9 w) }9 L- j4 V* h0 L) J& B2 c- C# }% [9 f
    /* initialize the devfs node for this device ) D7 N6 W4 f3 D9 f1 B7 }" b
       and register it */ ' E! E$ E- [& k7 ^5 r
    sprintf(name, "skel%d", skel-&gt;minor);
    ' k( h2 H7 r3 D1 C: p# O/ u, X0 Askel-&gt;devfs = devfs_register  
    6 t( E" ^2 W" f# Y! Z              (usb_devfs_handle, name, & n) b9 H  }& e  D  W/ {# v% A
                   DEVFS_FL_DEFAULT, USB_MAJOR, 2 l  W+ ~' j$ y3 o5 A# w
                   USB_SKEL_MINOR_BASE + skel-&gt;minor, # z$ f' I/ U; M
                   S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR |
    ) T( |! O0 w6 I# q               S_IRGRP | S_IWGRP | S_IROTH, % V6 I6 j7 o5 u
                   &amp;skel_fops, NULL);
    - f+ m9 D( z* `. J, Y0 D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。 8 T* C) ?1 z1 j) r3 X
    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。
    ( x1 N; i% g1 l7 N* C: I1 k" ~3 z
    : T$ |$ c- p5 l% A. S  P6 C( p+ G2 Y4 L/* remove our devfs node */
      p$ y! n+ z( s; `' e1 ndevfs_unregister(skel-&gt;devfs); 4 d9 x6 B8 q" T0 R

    ) r4 Y) c4 S4 n' {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。
    ) S. N8 n+ I7 k+ L8 N3 ~
    6 J" D( G, R4 @- ^0 Z: U# }: {/ @' Y2 m! e. z5 h* m9 s% l% q' O
    /* increment our usage count for the module */ . m  _5 }3 o# n
    MOD_INC_USE_COUNT; 0 o# M0 y: Y7 d
    ++skel-&gt;open_count;
    , @* ^5 b9 s& Y/ a! o$ G/* save our object in the file's private structure */ # {9 K3 a) [) J  x# v
    file-&gt;private_data = skel; 0 l; V' ^5 a6 V4 z6 E
    # e& F; {9 Q" l8 T
    当open完设备后,read、write函数就可以收、发数据了。 & g8 y  F* i* s/ c5 p7 b
    2. skel的write、和read函数  6 X4 j: d: U8 H
    他们是完成驱动对读写等操作的响应。
    1 i- m/ Z, M8 P: a1 z. ~) ^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 U2 o9 D  T5 g. u. C" P  }
    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。 $ S4 X! W- J& @: B  A
    3. usb_bulk_msg函数  
    1 s- t' g; n4 D4 q2 y4 y9 U% D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。
    + l( L- \5 Z' _% Y  `% T4. skel_disconnect函数  4 ~# Y! j' q4 W9 R8 X
    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 |# y0 p1 B" R9 M, P

    7 l0 w. w+ @0 q  U) W: J! z( M
    5 v9 f7 ^, x4 ]  k& q/* decrement our usage count for the device */
    8 X  d! x# S! @, Z# O5 s; T# R  d--skel-&gt;open_count; . ~6 @# X% G4 h1 E# u2 q; Z
    if (skel-&gt;open_count &lt;= 0) {
    ' f+ i( [- l! m& N) ?/ W" U   /* shutdown any bulk writes that might be # o# `7 ^2 u% Q* s+ v+ f7 a
          going on */
    3 ]( @3 S$ m7 G3 G1 c' O7 P' {- V   usb_unlink_urb (skel-&gt;write_urb); 5 N& E2 h  r' H4 U
       skel-&gt;open_count = 0;
    . E7 c( F3 l% [$ V5 E- [* L  ]& j}
    8 z! y/ ^: A) I+ {/* decrement our usage count for the module */
    $ Q3 U! d" L8 k$ zMOD_DEC_USE_COUNT;
    9 i: N* [7 ?/ x5 S! 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。 7 a. x4 G' n; F+ w6 p# a, W* x
    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。 % h. ?. {; ~4 g1 i( C2 L
    Usb 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。
    # [; _" ^  e/ S$ T3 Z4 W& YU盘、USB读卡器、MP3、数码相机驱动
    " {7 t1 y2 b: Z1 e- i! P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。
    - N" {: {5 Q0 U4 w" ^: f- M; |* k3 qUSB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。 1 A- k- s( q; y) R0 X
    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: / F" A' \$ N3 m5 ^1 v

    : i2 G( e9 K* K6 [5 u+ W' C) m2 X- ?) H6 R. B! o* E! ]4 p
    T: Bus=01 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=02 Dev#= 5 Spd=12 MxCh= 0  
    ' c8 h8 }; `  z' _' \D: Ver= 1.10 Cls=00(&gt;ifc ) Sub=00 Prot=00 MxPS=8 #Cfgs= 1  2 c; ?! Y/ }8 j( Y2 d  B
    P: Vendor=07c4 ProdID=a400 Rev= 1.13  * m$ ~) x5 x& G2 D: F* ?2 C
    S: Manufacturer=USB  
    # @0 I$ Y4 \; u0 Q  c  o- bS: Product=Mass Storage  & L9 N. u* j/ X& [- _: N* [8 b
    C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=80 MxPwr=70mA  $ g" A6 P& l7 \& K8 A8 s' v
    I: If#= 0 Alt= 0 #EPs= 2 Cls=08(vend.) Sub=06 Prot=50 Driver=usb-storage  
    1 ~+ A6 h8 y) Q4 mE: Ad=81(I) Atr=02(Bulk) MxPS= 64 Ivl= 0ms 4 C+ a/ O0 D; W; x; E' p9 ~: C
    E: Ad=02(O) Atr=02(Bulk) MxPS= 64 Ivl= 0ms
    8 f8 {* Q! m! s. T) e, V0 ^4 l! t' E# T$ Z" 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。
    3 ^/ f% i$ _5 G: v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。
    4 E5 Z5 L3 W  N; M( z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,  
    1 n2 H2 {: @+ ^/ K9 C+ D& m" USB ", " Mass Storage ",  
    / Z' {/ D& k" m" M/ A, z' AUS_SC_SCSI, US_PR_BULK, NULL,  
    7 E! V3 _" [' x* D; b: K4 ]% {9 yUS_FL_FIX_INQUIRY | US_FL_START_STOP |US_FL_MODE_XLATE )   d5 T9 F! v& n- s5 ]1 m( I# X+ L
    ; f1 p7 p# C% ~2 _: o2 N
    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。
    8 Q# R& V2 d3 n  H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。 - h, U0 ?& J3 j8 `/ m. N% p
    键盘飞梭支持 1 D5 f3 Y4 O6 Z& @6 R
    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。 # s+ E- k7 b9 Y) ~2 E6 ?
    下面是具体看到的信息   P' k$ g* U0 q$ O/ ?9 d

    % s$ F  q& {. D0 y1 M+ x" o; \5 yT:  Bus=02 Lev=00 Prnt=00 Port=00 Cnt=00 Dev#=  1 Spd=12  MxCh= 2
    7 ~& B- v) S( b9 b  @: O( wB:  Alloc= 11/900 us ( 1%), #Int=  1, #Iso=  0 , }( Q/ P, U  J
    D:  Ver= 1.00 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1
    " i4 a$ s( H9 S2 qP:  Vendor=0000 ProdID=0000 Rev= 0.00 1 D! i( d* B. H
    S:  Product=USB UHCI Root Hub
    4 y! v! H3 Y$ I0 F, N2 GS:  SerialNumber=d800
    $ B. h0 k5 r6 t( Y6 VC:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=40 MxPwr=  0mA
    : H$ V- b1 W# R- u5 wI:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub 6 i5 V+ t5 S+ @: _/ h1 N7 v
    E:  Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS=   8 Ivl=255ms ( H/ g* X! u3 J
    T:  Bus=02 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=01 Dev#=  3 Spd=12  MxCh= 3 * d' T0 p- N# Q+ m; S1 J
    D:  Ver= 1.10 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1
    0 d* E$ E' U/ u, pP:  Vendor=07e4 ProdID=9473 Rev= 0.02 0 I- e" M- U$ H
    S:  Manufacturer=ALCOR
    9 X/ w4 [/ ^0 d) A, D, X$ m' C+ ?8 qS:  Product=Movado USB Keyboard
    9 d+ D: X4 d- m3 s) h" d( F4 _: cC:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=e0 MxPwr=100mA
    5 E2 e# s4 o' ]# N$ e; o2 ]I:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub
    ( l4 H" ~/ z& M4 LE:  Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS=   1 Ivl=255ms 1 @7 X0 G/ G: n3 J% U1 O
    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  + G& U& X) v0 g" p. I+ N
    - ?9 ~) _  R  J9 J3 L9 ~
    FILL_INT_URB(&amp;kbd-&gt;irq, dev, pipe, kbd-&gt;new, maxp &gt; 8 ? 8 : maxp,
    / N3 u; t! N1 wusb_kbd_irq, kbd, endpoint-&gt;bInterval); # U# W3 U9 q8 Q4 k
    * X/ u4 H! P" S5 e4 O2 x( @
    一句中实现。
    8 T4 j1 G' s3 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。 4 T( b  u& Q9 t7 b: c, R7 v8 G
    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。 $ k' o& y( v8 n6 h
    程序见附录1:键盘飞梭驱动。 5 [7 A' n  }5 S  x
    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。
    * b1 u3 K6 E$ \# g9 l参考资料 7 H. Q+ ^& J8 t! {
    1. 《LINUX设备驱动程序》 ( a& S' x$ i' `
    ALESSANDRO RUBINI著 ) I$ `/ x  w  `+ G- h1 I" m6 s
    LISOLEG 译
      @0 j/ B* K2 g' w! K( ?$ J' N, [! I2. 《Linux系统分析与高级编程技术》
    7 R! Z) ]2 Q+ e" b# }$ r周巍松 编著  % F& e, B; V4 [, f9 `* R! k
    3. Linux Kernel-2.4.20源码和文档说明
    & J( B* g# u* N3 s5 j- O& ~附录1:键盘飞梭驱动 ; H8 @- Q  g; Y7 W! `
    " ^. x0 p1 t: U. j
    #include &lt;linux/kernel.h&gt;
    ' R  x7 K+ E1 _. b# e) W& X( A. c! p#include &lt;linux/slab.h&gt;
    3 X1 r# X" E+ c3 u  K. o; _9 Y3 P% E#include &lt;linux/module.h&gt;
    / r* J- [$ j; x& X3 W1 y1 A1 f! y#include &lt;linux/input.h&gt; 2 e* C0 P! d+ h
    #include &lt;linux/init.h&gt; $ E: U& L6 I9 ?) Q) I
    #include &lt;linux/usb.h&gt;
    . x4 w. a: P5 b! x- p#include &lt;linux/kbd_ll.h&gt;
    8 r+ Z5 \7 T; c: g. c9 K$ f( U' C1 ?! @2 m! V5 K) L
    /* , \7 a. K6 M+ d" U+ c
    * Version Information ; d1 x- o0 y- W7 m
    */
    4 {- w- t6 y0 a% d. x3 l/ k5 m1 ?#define DRIVER_VERSION "" # y3 h& `+ D: ]
    #define DRIVER_AUTHOR "TGE HOTKEY " . H/ G! I' }4 g0 K6 D# y5 ~% D
    #define DRIVER_DESC "USB HID Tge hotkey driver"
    1 M( U2 [2 ^9 b6 P
    / b# h3 L% P4 t#define USB_HOTKEY_VENDOR_ID 0x07e4
    ) ~) J/ l  S& y( l+ H. `#define USB_HOTKEY_PRODUCT_ID 0x9473
    - }' l2 ?% J) i$ |0 l. D3 R( ~//厂商和产品ID信息就是/proc/bus/usb/devices中看到的值
    $ C" N  L  W5 w+ D  c8 g; b6 d
    6 A) T5 D. V- }- y& gMODULE_AUTHOR( DRIVER_AUTHOR ); 2 [% @" O" q7 c
    MODULE_DESCRIPTION( DRIVER_DESC );
    9 h; n2 Y2 [9 Z5 j0 @0 I8 f9 _% r3 c! K! m
    struct usb_kbd {
    2 R) b& V* @5 H  W: Pstruct input_dev dev;
    0 i& X* i! N6 |8 A+ N- E! Bstruct usb_device *usbdev; ! S5 T: s# Y; ?9 c" M- N
    unsigned char new[8]; & d8 }0 W3 ^% E4 ?8 Y5 \. T0 |
    unsigned char old[8];
    4 a: q. d4 b( Y8 {$ _struct urb irq, led;
    / K1 c2 m- Y% ^( Q3 q// devrequest dr;      ( i7 @* L3 m* [# ^# Y% U
    //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
    8 e4 l+ @# J+ b0 r      struct usb_ctrlrequest dr;
    0 h! ]4 i+ Q- f6 v7 tunsigned char leds, newleds; 6 ^8 M5 r' T, ^& C, x
    char name[128];
    " I& J: F2 n4 {1 t; k5 Hint open;
    / l  [7 Y7 y6 y# ^, _3 |) J}; % ~0 j" w: t" |5 `5 W- A
    //此结构来自内核中drivers/usb/usbkbd..c 8 K- K- g" F% {0 B

    2 q4 y6 D: a" p9 z6 t, [static void usb_kbd_irq(struct urb *urb) % r4 W% l9 F* W+ w9 I3 x
    { * N1 E1 e' s4 L8 q0 Y. p) [
    struct usb_kbd *kbd = urb-&gt;context;
    : o) q: U6 q; P3 Q0 m        int *new;
    " u) I3 b+ E9 N; P2 \        new = (int *) kbd-&gt;new;
    / b! ]' y3 B. u* p5 v# ]1 G) q5 x8 P7 k
    if(kbd-&gt;new[0] == (char)0x01) . f; L5 p4 v) ]* B6 q& {
    { 7 b  U$ [  W1 c; R* _: L
    if(((kbd-&gt;new[1]&gt;&gt;4)&amp;0x0f)!=0x7)
    ! P- \1 [/ C) M) N4 g7 W{
    0 m3 [/ z6 N0 y6 thandle_scancode(0xe0,1); 4 C# M7 B. y0 E" ~! ~
    handle_scancode(0x4b,1);
    - u; p* L  A/ Z2 l2 \                handle_scancode(0xe0,0); & p0 _7 [& I0 S) j5 P
                    handle_scancode(0x4b,0);
    4 @! I0 b7 {9 [4 Y}
      j) ]. j% I5 s6 Gelse
    8 n0 g8 k% z) D: W+ o{ 6 Q% N' F- a! X1 g7 G
    handle_scancode(0xe0,1);
      t& F2 E8 B' c4 [4 l/ U                handle_scancode(0x4d,1);
    . b. s. M7 |3 L5 @" X) J1 f  _                handle_scancode(0xe0,0); . |0 n7 q  ], P0 k- }+ w& w# D
                    handle_scancode(0x4d,0); ' \9 q5 x% r4 N, z4 Z
    } 5 m5 q* {2 d, _* Y: H
    }
    7 N5 p* e" p$ |/ V, W6 t6 x2 e$ i" b# t! w

    ( p  }7 s! M# @printk("new=%x %x %x %x %x %x %x %x", " D( n* _) p1 |# u2 u% N1 Y4 o
    kbd-&gt;new[0],kbd-&gt;new[1],kbd-&gt;new[2],kbd-&gt;new[3], % Y# u2 F) w$ k) j: ]
    kbd-&gt;new[4],kbd-&gt;new[5],kbd-&gt;new[6],kbd-&gt;new[7]);  
    . x9 V) Y- w0 d& j0 E6 W6 j
    2 M  G' ^3 D% X& ^- b}
    : ]* @. }9 i8 x3 b$ C8 C
    ) y3 I  G5 u5 X, U& xstatic void *usb_kbd_probe(struct usb_device *dev, unsigned int ifnum, ! U- U) b& y, h0 h
                               const struct usb_device_id *id)
    & [+ [7 {6 R" T2 }* l5 C{ . u0 H! e& b: u8 ]0 c& z* d6 Y) h
    struct usb_interface *iface;
      W3 u  |+ @0 R: _( \. N8 u5 L        struct usb_interface_descriptor *interface;
    - z8 ~+ H; j" O8 [; N5 [% T( Tstruct usb_endpoint_descriptor *endpoint; + c+ h1 B/ a; E3 _: c. f! U
            struct usb_kbd *kbd; 9 N( p* Q3 q, h8 U
            int  pipe, maxp;
    , @# G" N+ {) ~7 f% ], S* U+ |/ I, Z5 \5 v$ H0 H
    iface = &amp;dev-&gt;actconfig-&gt;interface[ifnum]; 2 k! Z; }, n) @5 g/ T: C
            interface = &amp;iface-&gt;altsetting[iface-&gt;act_altsetting]; / R) {% C8 q0 D6 Z$ ?

    0 k  a+ J9 m' l$ D1 U4 a* x# U5 sif ((dev-&gt;descriptor.idVendor != USB_HOTKEY_VENDOR_ID) || 1 r3 n; [% c% L9 w
    (dev-&gt;descriptor.idProduct != USB_HOTKEY_PRODUCT_ID) ||
    4 b+ M4 R8 v8 F(ifnum != 1)) 3 w' S- `7 G$ L
    { # m: ?2 a5 ?5 E! @/ X% E$ n
    return NULL;
      N9 X" ~/ q5 W9 [}
    - o/ P6 n" q% ^" ]; Hif (dev-&gt;actconfig-&gt;bNumInterfaces != 2) % d! a4 |. T8 H: w5 y3 K
    { . W$ n+ N; q8 G& _& g
    return NULL; 0 W8 s& x) _( m6 j7 ^
    }
    / a2 p& Y  l7 u) G& {1 U- R8 {% Q1 n+ T- Q
    if (interface-&gt;bNumEndpoints != 1) return NULL;
    7 v; ]& n+ c1 a6 E1 d" w5 K1 N- r  Z$ n# a2 l1 ?
            endpoint = interface-&gt;endpoint + 0;
    0 W" M  m0 [' K' L6 f4 }. Q& T6 o* v& Q( S0 @1 T: k% ?
            pipe = usb_rcvintpipe(dev, endpoint-&gt;bEndpointAddress);
    ! ?7 X9 [" h% ~2 X# B        maxp = usb_maxpacket(dev, pipe, usb_pipeout(pipe)); 5 u- H- C0 a1 z. o

    * x+ i+ `! O# E- }6 Y2 T! b        usb_set_protocol(dev, interface-&gt;bInterfaceNumber, 0); " E" w* q) R* W- Z* J; F1 t
            usb_set_idle(dev, interface-&gt;bInterfaceNumber, 0, 0); 7 u% b! M  y( C# C8 a$ _7 t
    9 G! d; U" \  j4 ?
    printk(KERN_INFO "GU Vid = %.4x, Pid = %.4x, Device = %.2x, ifnum = %.2x, bufCount = %.8x\\n", 9 {& w) R  A: {
    dev-&gt;descriptor.idVendor,dev-&gt;descriptor.idProduct,dev-&gt;descriptor.bcdDevice, ifnum, maxp);
    + H8 i  t* ^8 n$ ^8 f( y1 [- P
    ) e  Q. E7 J  A( @: f5 c( B        if (!(kbd = kmalloc(sizeof(struct usb_kbd), GFP_KERNEL))) return NULL; 5 u* v& g" f  N% d
            memset(kbd, 0, sizeof(struct usb_kbd));
    ; |) d1 S! w7 H- ~" `/ q9 K$ g: C) R3 c# k' P
            kbd-&gt;usbdev = dev;
    ) Z4 I( w  N  u4 q: [8 V, d; s$ p: A: ]6 `$ g7 K6 F
            FILL_INT_URB(&amp;kbd-&gt;irq, dev, pipe, kbd-&gt;new, maxp &gt; 8 ? 8 : maxp,
    & \4 V9 N4 Y! J- iusb_kbd_irq, kbd, endpoint-&gt;bInterval); 4 v& n5 z5 q8 T

    % A$ ~+ c) ^  B3 k) k# `kbd-&gt;irq.dev = kbd-&gt;usbdev;
    + |' t/ D1 Q8 _3 u) M6 Q4 L- z4 o% m
    if (dev-&gt;descriptor.iManufacturer)
    $ T" A" _& w, \" s+ s                usb_string(dev, dev-&gt;descriptor.iManufacturer, kbd-&gt;name, 63); & H! G0 t2 ~- U& A. R+ i+ x$ e1 i
      A  K+ T0 t( @: K5 {' g
    if (usb_submit_urb(&amp;kbd-&gt;irq)) {
    $ `/ {9 F! D& K                kfree(kbd); 9 L1 }& X* Q3 p' O0 |
                    return NULL; " u  e* K8 @# V, E
            }
    9 h5 i1 u( g1 o' n# A! |9 V; E  k) [* \
    & f9 B" y- k  g/ L( e8 {. @printk(KERN_INFO "input%d: %s on usb%d:%d.%d\\n",
    , f1 U- X: v8 Y2 C) d" C  ?8 c* o                 kbd-&gt;dev.number, kbd-&gt;name, dev-&gt;bus-&gt;busnum, dev-&gt;devnum, ifnum);
    : ]7 \! Z8 p, u. I8 Q! X  o+ f1 X( l% v
            return kbd;
    * X  I7 ?, y4 r) m' V$ C} $ \1 s) P' {9 Y# _# `( x0 S
    + I: F% n; O# C* h) I6 J
    static void usb_kbd_disconnect(struct usb_device *dev, void *ptr)
    7 ^; ]& {4 j* T% j, U{ % L8 T# J7 s% A) v: a6 @7 i2 e1 |
    struct usb_kbd *kbd = ptr; * }" W/ z( B4 f' |+ s
            usb_unlink_urb(&amp;kbd-&gt;irq);
    & _" n5 ~3 Y5 p& r( `        kfree(kbd);
      [+ y+ Y8 U6 {: [) v( D) G" F  }/ N; Q$ q$ E* ^4 m$ h* e
    }
    ) m# h- l/ H$ {) l" c+ [) p( ], |' ~
    8 v% C" o5 [1 D# Pstatic struct usb_device_id usb_kbd_id_table [] = { 2 a5 ~# s. f+ n" B3 J' e
    { USB_DEVICE(USB_HOTKEY_VENDOR_ID, USB_HOTKEY_PRODUCT_ID) },
    " {, m  E9 e1 H3 [, }8 d{ } /* Terminating entry */
    3 S) o2 y0 A- G% K( v$ Q5 I}; + n/ X' l1 w. A
    & F; u' s7 V; r  |
    MODULE_DEVICE_TABLE (usb, usb_kbd_id_table);
    . Y' k- z" W6 B" f# \$ [! Q" e. ~/ a/ Y* ]; s6 [. R
    static struct usb_driver usb_kbd_driver = { 8 M* ]' J8 Y% t
    name: "Hotkey",
    ' o, p$ p6 y/ w8 N; |8 a$ X- eprobe: usb_kbd_probe,
    5 L8 L. s& q: @# |$ Vdisconnect: usb_kbd_disconnect, 8 }4 H9 D  Q" ]6 S
    id_table: usb_kbd_id_table,
    - z$ {; v0 Q% |NULL,
    , i/ o- C, ^5 w* r% e; Y/ k}; ) Y) y, m; t/ G) K$ F  S/ r
    + R( H5 h" S. o  _# ~/ V
    static int __init usb_kbd_init(void) 0 f$ ]7 Q8 g% X+ C' _
    { # t1 Z8 }4 I. e, c  y* _  R
    usb_register(&amp;usb_kbd_driver); 6 w% I+ d! U, ?* D
    info(DRIVER_VERSION ":" DRIVER_DESC); ( O& W/ W/ {7 |% u5 y
    return 0;
    6 n0 K$ y% @0 o& ]: {} ) g, C( i9 c# t$ K' p1 n' s0 v' j
    ) n- E. y/ R) p$ T1 p9 J: ^
    static void __exit usb_kbd_exit(void) 8 Z" N' s% Y. s: g! Z  _
    { $ x" H; s- B. M7 |. U8 }3 Y
    usb_deregister(&amp;usb_kbd_driver);   z! A  X5 M3 r, g  V
    }
    3 j2 I0 d$ t1 l
    # p* w  M! ?! w  Z) qmodule_init(usb_kbd_init);
    ' J; w' Z6 z) X' [  k' `2 lmodule_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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