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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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    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>
    ' ^" S! z  v, m9 }<>赵明(carl__zhao@163.com) 3 l- E3 A% _1 e$ M5 K: F8 p
    联想软件设计中心嵌入式研发处系统设计工程师 3 g- N" D! ^4 x/ q* U' k
    2003年7月
    - v0 R/ ?+ i; E6 D8 b& P, KUSB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。
      X1 G  @* J- S. G% j前言 : L% Z, |- S, C( t: b! q
    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。 - X" O) O3 e5 P3 E% d$ X0 y. ~0 g' u
    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。 ' O6 W" Z& L$ A3 W* K1 U( v
    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。
    . ?% v3 y0 K1 C' [% n& c2 L/ }" X相关技术基础 5 Z7 b, {7 }8 [  G: ?9 X4 }
    模块(驱动程序)
    " c. K- e. I/ @9 t6 O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。  : `1 t8 j7 z4 f( i$ E
    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。 ! j; e6 A/ m) b& E+ G* w& ?! P( D
    设备文件 ' X# t" L/ y6 D, e; x/ H4 K* z
    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。
    7 t1 N6 ^- W* }2 f1 oSCSI 设备
    * w  j( F0 d  w4 eSCSI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。 6 [' c6 @6 }, ~6 A  U; C
    Linux硬件驱动架构 " h9 h" e  T9 a/ n0 V
    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。
    1 f! l3 P' }" E2 w: A  {; W' ?2 K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)
    . [) A/ ^! u! R# e/ ]
    . g3 l+ A  W3 ?: A配置USB设备 ; X* z4 W6 v& Z5 D5 Q
    内核中配置.
    0 N' B2 R; t+ M* [0 r4 Y$ n5 [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。  # D' G) `6 V9 S
    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。  # r0 }  W2 [1 ?; c8 ]" x. ~) ?
    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)。
    % u: s  F4 H' \+ B! L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"。  : ]7 t0 c( O- h6 i& L9 b
    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:  9 A! ?8 F$ U2 |" A# t8 Y3 w8 k

    . y# D3 O8 F6 _; B  G5 M- c# mount -t usbdevfs none /proc/bus/usb  
    $ S$ C' J1 N. p: b: `0 |: l/ f! |3 V& N( ~3 K
    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:  
    4 O: r8 |7 V4 o5 H
    " z" q) r6 r& O/ D: b4 {' e- b# _  lnone /proc/bus/usb usbdevfs defaults 0 0  
    9 f: e! L3 O, g" ~7 F+ h
    ! D9 J7 i' }3 W5 C! ]模块的配置方法.
    ( _' `1 p. _/ B( C0 |/ D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。 - h, R4 A2 H7 U: J: S" ^
    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) 7 g$ [( P6 ~5 \) F& h
    对应USB设备下面一些模块是关键的。
    " R9 Y3 p7 a% Vusbcore.o 要支持usb所需要的最基础模块 2 P" u, R- [" S  \
    usb-uhci.o (已经提过)
    ( D, ?3 V, `  m9 X0 K6 F, Susb-ohci.o (已经提过) 8 D9 d! K8 H: b0 f! Q7 j
    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 " A- \2 R2 Q; l
    ehci-hcd.o (已经提过 usb2.0) ' P, f! w9 d# R
    hid.o USB人机界面设备,像鼠标呀、键盘呀都需要
    0 \; G: ~' e- O& C- I: i2 n* R) `4 q- vusb-storage.o USB存储设备,U盘等用到 * Z1 u( d2 f6 W) I
    相关模块
    0 O) C1 h! q0 g/ A* O0 H7 P% Dide-disk.o IDE硬盘 , L- B$ Q" F2 M
    ide-scsi.o 把IDE设备模拟SCSI接口
    6 ]3 W7 h0 e+ }: g: @) y- x$ oscsi_mod.o SCSI支持
    - e; ?" q1 Z8 {9 K: s2 Y3 @5 x注意kernel config其中一项:
    # O$ r+ g& P, N4 f3 D; U' S- z; `5 _, Y# C; F7 `
    Probe all LUNs on each SCSI device - Z: ^" T; J( k! b4 `
    , T. Q5 g6 }+ j) p: Y, M
    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。 9 E( m8 j6 C0 R4 Z* }' d7 A
    ( O+ T: k8 m; b! j
    add options scsi_mod max_scsi_luns=9   
    8 @* w! m( q) V2 A; k4 g- e1 J& E2 N6 d' |/ {5 q+ t5 k
    sd_mod.o SCSI硬盘 1 p/ S$ ^7 e7 e7 e& f
    sr_mod.o SCSI光盘
    5 L/ j3 Q0 E* V0 ~2 z, Q7 b6 n" fsg.o SCSI通用支持(在某些探测U盘、SCSI探测中会用到) " S; o, @4 Q$ j6 v
    常见USB设备及其配置
      W  T: V$ X7 }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:
    * _7 }8 g! X2 W1 JUSB鼠标:   Y- O4 u) A% h9 W8 V
    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)。 9 v, ?0 q, k* v6 I
    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 ; F! y- P8 T5 P5 ~7 s

    8 ?, i& R! p9 W9 Z! M/ bmodprobe usb-uhci 4 _1 O# |; C' j' \  y* v9 l/ Y

    " {! K* R% D* m* CUSB鼠标为了使其正常工作,您必须先插入模块usbmouse.o和mousedev.o 6 `6 n. j! g/ ~7 D; c/ Y
      l1 T" a1 G& u3 S
    modprobe usbmouse * |, [! R& t' x8 ~9 {
    modprobe mousedev " P0 I% h% b  l1 H4 |. _! d
    5 M/ L: X% |( ^& G- m
    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 @, V. k( M8 Q2 O) w# J7 K
    ) Y+ y+ \0 k2 n, k4 ?modprobe hid
    7 a, _# s4 m! \0 ?' p! rmodprobe input - u! P) n7 S+ G' t0 g

    $ I9 J( x) S  m- WUSB键盘:
    ) Z7 X* R! n6 Q/ 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。
    & A) l; u- K0 N7 @  J+ j! _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 ! `4 O, @0 s  M5 B& \, Q3 V

    ' z- d3 E+ y0 U: Q0 }9 K1 Lmodprobe usb-uhci
    + h5 \  a% w, f
    2 L$ _6 \' ]2 H4 A( g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:
    " H0 F5 g! T1 j' ]$ v& s- R$ C1 z' z
    4 H0 G. K$ i0 |6 j# pmodprobe usbkbd
    0 J, c# \6 `2 B: I% Emodprobe keybdev " m; y& m( j; O; H1 O; S8 @# e
    % W+ r2 L( ?6 F/ r
    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。
    % e; K$ |4 g# o3 v$ gU盘和USB读卡器: ; A# i' n* n  H6 y+ i
    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。
      w' q) k: }; e& F+ y0 F) J0 m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 7 }4 p9 n/ {9 I2 I( W8 U6 T
    , Z' \" \& |, }1 @) K
    modprobe usb-storage
    + Y# C) o7 q& l* c/ c
    + N8 v. l& J& X) 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
    8 d/ }5 ~% |. t; H7 k- N5 i8 s& s5 l8 Z7 T  R2 ]6 I; F1 O
    modprobe scsi_mod * y$ k% n( ^, r+ S) j' g# x! v
    modprobe sd_mod
    5 x- Q" X" e4 L( H/ X# [0 t* e9 E9 W3 s+ U$ j
    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)。
    0 }# u- g! k% F! ?- C9 E+ S1 x5 B# G7 q
    ( `0 `  a6 J' ?& emount /dev/sda1 /mnt 0 t/ \4 v% |- z4 {9 f) l) H) C
    5 P1 ~9 @% A1 K- V
    Linux支持的其他USB设备。
      o0 i1 c* o* w3 LMODEM--(比较常见)
    ' D) A1 K! K' t网络设备
    " f4 {  u6 m, S3 F" j摄像头--(比较常见)例如ov511.o
    - f  O" r8 V. c- z联机线--可以让你的两台电脑用USB线实现网络功能。usbnet.o
    6 d2 `6 i- D8 U0 X显示器--(我没见过) , Z5 h) K5 \4 x3 ]* A
    游戏杆 : i9 X* D# E, P' R1 i9 l
    电视盒--(比较常见)
    5 X7 s- D- r/ `) b' b手写板--(比较常见) ( C- `8 I# ~9 ]) H) \1 U& J9 V
    扫描仪--(比较常见)
    0 N- }8 M+ G6 x+ j# Y刻录机--(比较常见) ' h/ ?; @+ R  R8 f9 V* E; [8 d
    打印机--(比较常见)
    $ m6 ?$ Y' X4 e& Z( _9 r# j& f6 l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)。 0 M9 t2 S' D) \
    最常遇见的USB问题 ) }1 T# z3 U# Z/ C7 Q3 f. S
    1. 有USB设备的系统安装完redhat 7.3启动死机问题  * E0 Q, Y: k1 H
    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。 $ p* C. {, y( j$ E9 n* N$ q' b% X
    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
    4 ^. @9 K9 r7 a: I! q) c$ |mount -o remount,rw / 使/ 可写,init直接启动的系统默认只mount /为只读
    8 F: Z1 M) w) T) r  Q然后vi /etc/modules.config文件 " m; `) O1 a6 S3 y) ~5 |, C
    删除alias usb-controller1 ehci-hcd一行。或前面加#注释掉 ) E% G6 l) R6 K" U
    然后mount -o remount,ro / 使/ 只读,避免直接关机破坏文件系统 9 t; }) d3 X2 W( I! {3 I
    然后就可以按Ctrl-Alt-Delete直接重启了 & z1 M8 W* \8 |/ ~4 @" @9 p
    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。 1 J: v( B- l! G# d9 k, @. {
    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?  
    % ?7 @) y8 ?2 k( [& P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  O7 {8 W; V: z9 K3 L
    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: * M0 H5 v8 ~; v1 V4 P/ V
    . b- E! y7 K! e* I+ x5 b; t6 g
    SCSI device sda: 60928 512-byte hdwr sectors ( 31 MB  
    6 m, x- }) q8 I& Ksda: Write Protect is on ' l1 \7 E. `. \* T
    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+ t  k( p6 U
    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。 9 K% w6 [9 P2 }% u9 j3 ~0 A
    3. 在使用U盘或存储卡时,我该mount /dev/sda还是/dev/sda1呢?  
    ; f0 ^7 \0 F/ _* B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。 4 B% S! G- u3 j* P' V" D  z2 z5 M
    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。 6 G8 \! c4 P: _6 l6 ]4 v5 n
    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。 & J" @: Q+ V5 ^0 _! V  A
    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。  5 u4 V! k+ g+ _* k' q
    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。
    + @# d8 |3 G3 |: i/ B; K参考资料 - R% S& s. w0 F% W$ l
    1. 《LINUX设备驱动程序》
    ( e- w3 F" Y. R8 wALESSANDRO RUBINI著
    ( L  x) t) X% i" MLISOLEG 译   P  V( c/ |1 {% ^* F- k
    2. 《Linux系统分析与高级编程技术》
    : _: m- H5 P# c! T9 @( ]周巍松 编著  : K9 N4 e" M# k: E5 y& o
    3. Linux Kernel-2.4.20源码和文档说明. P2 ?* n! Q6 s0 V
    6 }3 }# A/ `: q; ?
    % s& ~/ \, z0 }4 Z1 ~! _

    # B1 ?$ E: i3 e) Y5 u; T& m+ Y# h
    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) ! r% d( @" p: y- D( I  _
    联想软件设计中心嵌入式研发处系统设计工程师
    , y# g' g0 ~+ N" `# c3 {+ b1 I* Z2003年7月
    ! S7 C1 {5 y+ r. c9 `4 bUSB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。
    * V5 Z3 z. D% r前言
    2 o: [% V/ S; z! Z' N$ s* E8 [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。 ' b  {- [+ p: H, L' q4 r
    USB驱动开发
    ; ~$ L7 h6 _& o4 Z1 o- {% 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。
    * W$ s$ c& s+ J1 u: ^6 FUSB骨架
    ; e; I5 s6 A) [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。
    2 O+ O. f' ]4 ~4 Q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。 6 `) ]; o/ j+ c0 l7 S3 W) a/ A
    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。
    : c: p. I) E  h" M; ILinux 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: 2 e9 I# s! [7 V4 b
    static struct usb_driver skel_driver = {
    1 K% Q& U  k- _, _% ?# q, w9 _6 U     name:        "skeleton", " m5 V' C1 s; U% K# j, x* C! b
         probe:       skel_probe, 6 z& L9 d  t# b' d
         disconnect:  skel_disconnect,
    ' p! i6 e) [8 _9 E  K; i     fops:        &amp;skel_fops,
    7 M' Q9 A, q. a, i8 o3 @# d     minor:       USB_SKEL_MINOR_BASE,
    , t+ s/ O- U9 u4 a4 A" A% I8 A     id_table:    skel_table,
    - b+ q$ ]2 c0 ]. b% i5 {7 g};
    " ]( l4 `! K: w1 ]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。
    + s' s7 g$ |) c1 h3 s1 F) S& E7 _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。
    3 k7 F' D/ K( G- T$ ?+ o$ jUSB骨架程序的关键几点如下: 4 u# C/ S, \" K- K
    1. USB驱动的注册和注销  % P8 f6 I8 T7 Z
    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。 " ?& h1 V9 b& R7 @7 X
    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:
    ! l* m! ~# n. a2 Zstatic void __exit usb_skel_exit(void) 4 H4 q5 J" n7 Z! u# X5 ~9 W8 W
    { : |! J2 X3 h% a3 w5 R
       /* deregister this driver with the USB subsystem */ 5 |6 c1 r' e4 S2 d! ?3 Y
       usb_deregister(&amp;skel_driver);
    0 |5 N9 ~/ X8 |. R}
    % N; |# f( d! w4 W& N6 d2 gmodule_exit(usb_skel_exit); . }: S% L' g$ t

    , n4 @( p$ Q7 t$ H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): 2 K+ s8 }% r* f, k3 U7 ~- h: [9 `" R
    /* table of devices that work with this driver */ - `! [' k2 t0 {" X2 V- i
    static struct usb_device_id skel_table [] = { ) Z: ]$ @7 G2 T' l7 {/ ]
        { USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID,
    0 p6 Y# L' G; m# s: p      USB_SKEL_PRODUCT_ID) }, # `3 Q; m- L3 W; n9 h* k" Z( `# o
        { }                      /* Terminating entry */ # R3 y0 g1 X7 X8 c6 `
    };   r0 q- p+ ?. d: d  m/ A2 e! I
    2 c' p% [( c$ b1 b) n6 G$ j
    MODULE_DEVICE_TABLE (usb, skel_table); 9 x# X3 u3 X0 b# r% [6 ^. a
    7 Y2 w) I/ ?' ?5 r' u
    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。
      P" G' Q+ i& t* s" d& K+ gstatic void * skel_probe(struct usb_device *dev, / ~2 y4 z9 S/ X6 F
    unsigned int ifnum, const struct usb_device_id *id)
    , O4 w: B9 K( l; d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。 # X; ^0 ]+ k+ H# L
    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: " e0 y# {& U& c' h3 @" Y
    , t! R- A6 M/ B
    /* initialize the devfs node for this device 9 U5 `+ e) F) E% t
       and register it */ " t: k  U  E' g# x
    sprintf(name, "skel%d", skel-&gt;minor); % B7 w$ C# [- h. D  Y4 I/ M& e& G
    skel-&gt;devfs = devfs_register  
    * a) C! z' M. j$ ?) l1 T% e" b              (usb_devfs_handle, name, 1 X( y7 C, n1 t& _
                   DEVFS_FL_DEFAULT, USB_MAJOR,
    # k' |3 J$ U; ~' p7 z% `               USB_SKEL_MINOR_BASE + skel-&gt;minor,
    ) k! P. g. [6 ^, C) s0 c$ m3 @               S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR | # k' ^; S6 ^0 z( H5 @. n- Z6 q2 I
                   S_IRGRP | S_IWGRP | S_IROTH,
    . r' |6 b1 A! `# ^               &amp;skel_fops, NULL);
    4 ^8 N5 j4 E* M6 x9 J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。   H6 r# }4 F! j- \! Z  @# M2 b( \1 t
    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。 # I& M3 E6 X5 x6 i8 j4 ~1 v0 X

    ( l0 Y" `% W. i0 C0 `9 T/ z/* remove our devfs node */ ; K+ x6 {$ t# K1 ~
    devfs_unregister(skel-&gt;devfs);
    : S7 n* ~8 b" \. V0 O* P
    / j# S2 M. A! l, O5 u' k; r  X" H5 f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。 4 B' R% O% _/ J4 F( n$ \
    ' }3 D; I/ _7 b5 [- u
      `" s" J4 l4 c  o, n. Y
    /* increment our usage count for the module */ " r" ~( R- E' F2 z1 v
    MOD_INC_USE_COUNT;
      R0 Y- j" Q6 {7 a. l  ?% v7 Z++skel-&gt;open_count; 0 X2 ?: Z: f' ~! N# u( E) c5 }% R
    /* save our object in the file's private structure */ ) }* V( r. a( h
    file-&gt;private_data = skel;
    2 \- C5 V4 ?1 I8 q8 V: W9 h: K0 s
      |% C3 z# s7 F* C3 h当open完设备后,read、write函数就可以收、发数据了。
    - y; a" c- X/ R4 R2. skel的write、和read函数  - ?- M  E. ]  l, K. H. d& @
    他们是完成驱动对读写等操作的响应。 ) W) _- }0 b/ L: `3 n
    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。
    / ^! ^# b$ q; C4 Pread 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。
    , b9 f: x# [! X* H6 e3. usb_bulk_msg函数  
    1 j' c1 m( H6 T* M/ b5 v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。
    : u5 p9 d2 f& h  s, U4. skel_disconnect函数  $ G8 R+ j3 u; ~6 {- j3 Z
    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:  
    ( ^6 U7 A/ e5 Z8 ~. G6 M0 S, r  c2 M: d4 N% x$ g8 f+ s$ W- R
    " V. S: W0 g' k$ y
    /* decrement our usage count for the device */
    % @/ ?4 ]' }7 f) t4 m& K--skel-&gt;open_count; $ R5 F' g: \7 c, H' p6 |8 ~! Y
    if (skel-&gt;open_count &lt;= 0) { / T9 H5 |" a  y9 T0 ^
       /* shutdown any bulk writes that might be 6 T, q& t& D# l( E1 F4 i. _
          going on */
    % |) T( u# A3 W1 W: X4 P/ U   usb_unlink_urb (skel-&gt;write_urb);
    / u. t3 \( n( w5 B& @& \6 y3 U' }   skel-&gt;open_count = 0; ) T. @" J1 r. G2 ~# l! r5 x! \2 i
    }
    5 K! v: D: g+ k* F/* decrement our usage count for the module */ * v& g* @; J6 k) y, V8 D5 b
    MOD_DEC_USE_COUNT;
    - J7 O3 V- G- n% D  T! r' J8 ]! h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。 5 Y4 e- @( l0 l4 P( U
    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。
    % a8 o2 h$ p- F" TUsb 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 {+ B5 f4 y/ ]7 ~$ x7 \8 G  u
    U盘、USB读卡器、MP3、数码相机驱动
    " F6 i: r1 f- i+ z  q5 U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。
    1 v6 A8 }+ W% @2 |! M! a! o- I8 r: jUSB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。
      R" b4 _& n6 ^3 l) V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:
    ! o% E( l' b! u" M0 N/ V
    5 Y+ {* R6 q! O4 A6 p
    % U! Y7 t& T% q! l# ET: Bus=01 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=02 Dev#= 5 Spd=12 MxCh= 0  / ], @3 u: `8 ~$ n
    D: Ver= 1.10 Cls=00(&gt;ifc ) Sub=00 Prot=00 MxPS=8 #Cfgs= 1  
    , s" f9 k* ]( M% F) b3 k4 kP: Vendor=07c4 ProdID=a400 Rev= 1.13  
    2 Z: J+ U, K; N( p' Q. TS: Manufacturer=USB  2 {- [" j7 Y: {' R
    S: Product=Mass Storage  
    " r; l. r& p; j' W5 p! G4 }. [0 IC:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=80 MxPwr=70mA  
    . G' ?( ~5 S' g# KI: If#= 0 Alt= 0 #EPs= 2 Cls=08(vend.) Sub=06 Prot=50 Driver=usb-storage  % @8 q8 h# \* B6 M6 W; ?, u
    E: Ad=81(I) Atr=02(Bulk) MxPS= 64 Ivl= 0ms
      E" a* [1 ~+ F4 mE: Ad=02(O) Atr=02(Bulk) MxPS= 64 Ivl= 0ms ' I+ h7 Z, z+ h7 u9 ~! ~3 |

    - y9 K0 n) l; Q- j; {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。
    $ Z' R' C6 {) P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。
    1 U2 k* L, r8 q9 E3 P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,  
    7 V: z5 O( A7 r0 q4 q2 h" USB ", " Mass Storage ",  % h6 V6 N0 l3 J8 t) e2 o5 V
    US_SC_SCSI, US_PR_BULK, NULL,  8 C# X+ }, g4 A; n# w7 l. Y& \) L
    US_FL_FIX_INQUIRY | US_FL_START_STOP |US_FL_MODE_XLATE )
    0 Z: G6 f5 p! f
    ; z! z6 I- o0 C1 R# h$ p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 {4 l: P; v. Z, C  S
    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。
    : F$ T+ o' ^7 g' X- i$ l键盘飞梭支持 7 p4 B$ G/ @8 |, O% x5 [2 i* f, U
    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。 ) R* s3 u0 i- L3 l0 n
    下面是具体看到的信息 - h: ]# ~( _4 B4 X

    , p/ \; u: {( k4 V: _  ZT:  Bus=02 Lev=00 Prnt=00 Port=00 Cnt=00 Dev#=  1 Spd=12  MxCh= 2
    2 c0 P+ V. e) q7 sB:  Alloc= 11/900 us ( 1%), #Int=  1, #Iso=  0 6 w$ T$ m, G! D9 T: S' B6 e8 v& u6 e+ `
    D:  Ver= 1.00 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1 & H, [' [  }, ?+ Q8 |
    P:  Vendor=0000 ProdID=0000 Rev= 0.00 ' p" z7 g5 b; w
    S:  Product=USB UHCI Root Hub ) @: J$ `; M; E7 ]5 w5 y. T
    S:  SerialNumber=d800
    . H8 G0 e/ G4 m/ }5 HC:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=40 MxPwr=  0mA $ _* o) N& \" o$ D
    I:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub
    ) E! ~& \9 E/ i/ m" fE:  Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS=   8 Ivl=255ms 3 m' k3 c' m* A& m' e: V1 d* K
    T:  Bus=02 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=01 Dev#=  3 Spd=12  MxCh= 3
    ( Q8 l9 a0 P. k, |" {, CD:  Ver= 1.10 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1 " @; |, ~1 B$ I' W2 B% I( `
    P:  Vendor=07e4 ProdID=9473 Rev= 0.02 * ^3 V; Q! e8 \' T9 D/ @; d
    S:  Manufacturer=ALCOR
    0 ^# k( v  u* dS:  Product=Movado USB Keyboard 5 ?% o4 n7 D/ Q3 q1 \
    C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=e0 MxPwr=100mA
    * D$ l+ ?' j7 U8 nI:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub + K5 \$ `5 a# P( `1 F  b9 ^
    E:  Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS=   1 Ivl=255ms
    ' @4 ~4 D$ y: s. c1 v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  
    3 ?2 P! o! Z& Z
    # F) g# J  f" w& b9 @% C) X2 {FILL_INT_URB(&amp;kbd-&gt;irq, dev, pipe, kbd-&gt;new, maxp &gt; 8 ? 8 : maxp,
    ; [7 F3 B: X' S& t% u( Nusb_kbd_irq, kbd, endpoint-&gt;bInterval);
    9 A$ W& M/ t9 ^. W
    8 k) k4 C6 `" r% ?' v, D, f, ~" Q  d一句中实现。
    # e; l3 \& {2 _; b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。
    ' s* ]& w% I& d5 s1 P0 Y% 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。 6 ?/ y* J; \" s/ i) S
    程序见附录1:键盘飞梭驱动。
    % K# l# |2 J. c- w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。
    + a+ M5 g- I( J* h, X0 D  J) {参考资料
    1 {# x  T: A3 f* W1 j) u1. 《LINUX设备驱动程序》
    3 z5 i( ^5 y: u& D' ZALESSANDRO RUBINI著
    ! u) V" h6 g2 }& a& H9 m4 N+ ~5 pLISOLEG 译
    1 B. _9 y5 Z4 f/ D0 m! L2. 《Linux系统分析与高级编程技术》
    ( {: R4 i8 k$ K9 K& |6 `& y周巍松 编著  
    0 j. ~( R3 w1 H+ Q' }6 i1 ?3. Linux Kernel-2.4.20源码和文档说明 $ B' K, d* X. J, e. e/ C3 {# r: G4 K
    附录1:键盘飞梭驱动 1 Y  ]: I& F2 N. R
    * P4 j, `- h" |: ]5 P7 I4 ]6 @
    #include &lt;linux/kernel.h&gt;
    0 r+ ~( _9 K5 D9 b& U#include &lt;linux/slab.h&gt;
    8 z) q9 a+ {; {( A, O1 k: n4 d% O: v#include &lt;linux/module.h&gt;
    # N) _7 O. ]2 S" ]' J7 M#include &lt;linux/input.h&gt; , n' w6 s3 |! ?2 v9 p
    #include &lt;linux/init.h&gt; 1 B. L1 z0 T4 m. j: U* e# n
    #include &lt;linux/usb.h&gt;
    5 \3 w( s- O9 Y- a+ [/ a1 M  w3 u* ?#include &lt;linux/kbd_ll.h&gt;
    8 R3 k4 s. B; Y% m) N0 C% e) |( m1 ?8 \: W! m) W% ~
    /*
    ) z; _  J6 f# s# F3 p$ @2 |9 ^, m5 K * Version Information
    # a/ M. l/ n: A; [' z */ # s3 _; z! ~0 E* I
    #define DRIVER_VERSION "" * @4 l: S4 X. G
    #define DRIVER_AUTHOR "TGE HOTKEY " % r4 `5 L- w: h; n: g6 a/ _% w
    #define DRIVER_DESC "USB HID Tge hotkey driver"
    7 \/ R* P% d7 Y7 D7 O7 B9 }) X
    + N. \- E& {* \3 e4 c( n: P' @4 F#define USB_HOTKEY_VENDOR_ID 0x07e4 . d/ ?, l+ y! ]) ~. O* q
    #define USB_HOTKEY_PRODUCT_ID 0x9473
    , ]. P# u4 b0 L. P3 O) E//厂商和产品ID信息就是/proc/bus/usb/devices中看到的值 3 |& B- x! I' F( C( `
    5 \) [6 E9 Q. v2 ]. b4 k
    MODULE_AUTHOR( DRIVER_AUTHOR ); 8 z- B) o. e- ]0 w: Y
    MODULE_DESCRIPTION( DRIVER_DESC );
    - p9 v& |6 J2 R8 b  Q6 B
    7 g- G& g  O  a& O+ Ystruct usb_kbd { . q3 i! U( s- I8 F5 C  J" f7 h
    struct input_dev dev;
    9 m/ y5 K4 P+ R) zstruct usb_device *usbdev; 9 l4 K; l8 R0 ]/ w2 W8 X
    unsigned char new[8]; , u4 Z  e  m! P6 B
    unsigned char old[8]; ; m' z# L2 k9 U3 R: `
    struct urb irq, led; ( n2 g- E5 f2 m0 w$ B2 _
    // devrequest dr;      2 h- m+ V% B# l' B! @9 Q
    //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
    ; F& z% s9 t" m; Y      struct usb_ctrlrequest dr;
    * D' u5 ]& V% w; Vunsigned char leds, newleds;
      Y2 T) y6 w* G1 hchar name[128];
    $ r) z  m) V- F6 f4 y8 Sint open; ( |* E4 K- C4 c
    };
    - }: a" e3 G, b" e- T& W//此结构来自内核中drivers/usb/usbkbd..c + m4 [" k6 {3 ~5 n5 i3 M

    ( W2 k% D) i# T2 Tstatic void usb_kbd_irq(struct urb *urb) / X; f$ d$ T3 x& r
    { . s; }4 C+ W$ B! I6 r% M
    struct usb_kbd *kbd = urb-&gt;context;
    ! M% p- x! }& I2 O$ C        int *new;
    ) z. B, h! ~, V* [9 z* ~        new = (int *) kbd-&gt;new;
    $ x+ V8 L+ \! _8 u0 ]$ w
    6 e" W3 M% g( Pif(kbd-&gt;new[0] == (char)0x01) 8 \7 F' V. ?# g. \5 @) Z
    { 2 I0 ~% P3 v# N  i; r
    if(((kbd-&gt;new[1]&gt;&gt;4)&amp;0x0f)!=0x7) ) P3 w9 c* j/ ^  Y
    { & m& u4 `* D! \3 I0 M& V
    handle_scancode(0xe0,1);
    ) Y; P/ x$ b3 M1 i- z4 {handle_scancode(0x4b,1);
    1 Q5 S, o2 U* `: }                handle_scancode(0xe0,0);
    " R; E( `( a/ G# G4 V2 Y                handle_scancode(0x4b,0);
    & T# {& V& R% }( C1 q}
    3 ^0 q  o* f( c: z7 D2 c; nelse
    ' S, q8 @" u; ^: }{
    : Y" [( R1 w7 X) K* i' s. Chandle_scancode(0xe0,1);
    ) U- z, X  ]2 Y. E% d                handle_scancode(0x4d,1); 7 [% {7 n' f0 m5 d3 `
                    handle_scancode(0xe0,0);
    * j0 p" D3 L+ B& s; U* ?' I% E/ D0 B                handle_scancode(0x4d,0);
    5 I0 _, G' b4 B& t' c3 W! p}
    - I# M, X( t# B! `" p  e3 R}
    7 P2 Y" v5 `, p( P# J
    1 P$ _) `& y( T, C$ S) t+ ]5 r  ?3 J: G: O; C& e
    printk("new=%x %x %x %x %x %x %x %x",
    * v' X! W* E8 C3 B9 ]8 f* `kbd-&gt;new[0],kbd-&gt;new[1],kbd-&gt;new[2],kbd-&gt;new[3],
    # o6 _7 H& q" _- H9 @  p: M6 gkbd-&gt;new[4],kbd-&gt;new[5],kbd-&gt;new[6],kbd-&gt;new[7]);  
    % d; |7 l5 P& \6 z, h: B
    , ^0 O8 W  e" G6 B2 B}
    + J8 V: c1 W- n* E: a/ V7 J1 }9 b+ N; ~1 c" s$ v) n" D6 D# W
    static void *usb_kbd_probe(struct usb_device *dev, unsigned int ifnum,
    7 ?* J8 [  i4 A$ U; N5 S: q                           const struct usb_device_id *id)
    # O) r! Y! K1 S7 s{   W. _% }6 D& v- J" B# I2 a
    struct usb_interface *iface; 6 n5 G# q; Q& `0 P" |# _! L, |
            struct usb_interface_descriptor *interface; 4 f+ b- e' `/ L8 y
    struct usb_endpoint_descriptor *endpoint; " O1 K! ]5 k7 S) v
            struct usb_kbd *kbd; 9 i3 p/ P. b0 R4 e
            int  pipe, maxp; . \% i: b0 W( k1 X0 @

    1 n8 a. K4 I. d+ {iface = &amp;dev-&gt;actconfig-&gt;interface[ifnum];   c4 l0 N( C* s6 ]! V& y1 Q
            interface = &amp;iface-&gt;altsetting[iface-&gt;act_altsetting];
    3 b- i/ E* K$ Z6 @  K
    - @4 m6 B) R0 @( H4 yif ((dev-&gt;descriptor.idVendor != USB_HOTKEY_VENDOR_ID) || * c# Q4 ^) ?9 ~* V
    (dev-&gt;descriptor.idProduct != USB_HOTKEY_PRODUCT_ID) || 3 M# {+ A% d$ i& V9 {+ p
    (ifnum != 1))
    7 O1 r( Y: `6 O{ ) i! N$ F4 ^2 B' @& h* P7 w
    return NULL;
    / t* k6 i  s! n' y$ p5 _2 s} + M/ [( V4 H  O/ g
    if (dev-&gt;actconfig-&gt;bNumInterfaces != 2)
    - q" o' N- \9 L, Q{
    7 @% d( C* m2 L. [return NULL; 7 i* I' ]( h3 c$ ~
    }
    ( c  T; C. u9 K, E: m2 s; W
    # v5 T! V* [% W1 fif (interface-&gt;bNumEndpoints != 1) return NULL;
    $ _% O# t. @; C4 O0 ~/ |+ ?9 ?* K, z& C5 A3 [6 i0 H
            endpoint = interface-&gt;endpoint + 0;
    3 w7 j# u$ b) s4 W! u1 p9 i( p8 K- [, @+ B3 u+ f8 Y0 `# {
            pipe = usb_rcvintpipe(dev, endpoint-&gt;bEndpointAddress);
    ! h* K# e% X; [        maxp = usb_maxpacket(dev, pipe, usb_pipeout(pipe));
      ], N0 J: s5 y0 R8 l' r0 ]) i' W( a
            usb_set_protocol(dev, interface-&gt;bInterfaceNumber, 0);
    % o+ M9 ?3 w; R  l( ?; J! U' {- d/ g        usb_set_idle(dev, interface-&gt;bInterfaceNumber, 0, 0); * h+ H* k/ H* s! {8 @
    1 V0 Q4 _& C& ^+ G
    printk(KERN_INFO "GU Vid = %.4x, Pid = %.4x, Device = %.2x, ifnum = %.2x, bufCount = %.8x\\n",
    " ]8 {3 I/ J. h1 Q2 Fdev-&gt;descriptor.idVendor,dev-&gt;descriptor.idProduct,dev-&gt;descriptor.bcdDevice, ifnum, maxp); - a- n% w, d' ?1 M9 n6 U
    ! O" }' ?) l; A  S  T/ x$ z
            if (!(kbd = kmalloc(sizeof(struct usb_kbd), GFP_KERNEL))) return NULL; ! t, O5 k, w$ ~0 X& @9 U3 \9 S
            memset(kbd, 0, sizeof(struct usb_kbd)); 4 L7 J: H8 }+ S( [; O

      M7 i2 d; y: X2 L5 v! }/ Q        kbd-&gt;usbdev = dev;
    " X4 i7 c8 Z6 R6 x; k; D+ N, F1 Q) p- R' m
    2 Y' \" `9 |! L8 e2 i& j: `  x        FILL_INT_URB(&amp;kbd-&gt;irq, dev, pipe, kbd-&gt;new, maxp &gt; 8 ? 8 : maxp,
    ! ?( B. J( n2 K/ Kusb_kbd_irq, kbd, endpoint-&gt;bInterval); 9 L, z0 L- E3 k3 v, L
    4 ~. J- _4 @* d; c/ y
    kbd-&gt;irq.dev = kbd-&gt;usbdev;
    5 z1 J  g$ @% r6 w1 I6 R& d; F" E- C
    - X% N# x+ j/ b  Jif (dev-&gt;descriptor.iManufacturer) 4 c  E0 y2 i- u: `
                    usb_string(dev, dev-&gt;descriptor.iManufacturer, kbd-&gt;name, 63); ( v& f, o, C, T# J1 A1 G6 t8 J

    7 _, s, ~3 k% b" R+ I* Tif (usb_submit_urb(&amp;kbd-&gt;irq)) { ) B" r- v9 @- V1 F5 n. d
                    kfree(kbd); + J- ^. `4 z" j) G" M$ t, e: o  ?
                    return NULL; , b0 X/ U% ]6 V+ R% y' q
            }
    : K2 }& \2 Y3 k  M% Y. n. g, ^( A, k5 X  x- ?
    printk(KERN_INFO "input%d: %s on usb%d:%d.%d\\n", ( ~$ A" v- S. @: t: a
                     kbd-&gt;dev.number, kbd-&gt;name, dev-&gt;bus-&gt;busnum, dev-&gt;devnum, ifnum);
    . m8 o% ?/ C- C% A0 c5 |  S5 i0 t" J
            return kbd; 6 T- d! r) k$ f! n  a; ~6 V4 k
    } ; f7 B" h5 g& g* }5 e" J
    : n2 _0 A9 q8 K8 y6 z
    static void usb_kbd_disconnect(struct usb_device *dev, void *ptr) " }+ Z* c; m! A. K$ W
    { . \' h6 A) m6 d3 j) o
    struct usb_kbd *kbd = ptr; ' a1 z1 Q: o; }3 i* Q( ]0 L3 U
            usb_unlink_urb(&amp;kbd-&gt;irq); , [% p. o. n* `( L
            kfree(kbd); ; E0 m- r' {% Y: _3 u5 _) z

    - R1 k2 J7 l/ J/ o( Q% b} ' V1 H2 n4 ?" k  Q

    ' O0 y0 v5 R+ K$ e6 d% N5 Y( Istatic struct usb_device_id usb_kbd_id_table [] = {
    ( w4 p# w& x- t% B1 Z7 u0 X& R- H{ USB_DEVICE(USB_HOTKEY_VENDOR_ID, USB_HOTKEY_PRODUCT_ID) },
    ( ?* I7 M! t0 _. m9 S{ } /* Terminating entry */ : z+ J+ p9 ?* r, ~
    }; $ o/ Z7 f8 h0 O; L  I6 B5 Z
    + l6 t9 g# t& R. y# C
    MODULE_DEVICE_TABLE (usb, usb_kbd_id_table); % l$ U' q7 `8 k0 _+ l  ?6 s+ S8 R3 {3 L
    / r; N  @$ r# y/ m% a7 s1 i, d: O
    static struct usb_driver usb_kbd_driver = {
    ' x5 g1 f' H4 r4 x; v9 \name: "Hotkey",
    " o7 B  d2 u8 k6 vprobe: usb_kbd_probe,
    7 J& A/ W; C/ S  ~0 l8 q0 t3 \disconnect: usb_kbd_disconnect,
    % L4 z# t' L6 e2 U& ~2 Vid_table: usb_kbd_id_table, 1 x: R6 b( R& z+ [: Q; ?% L5 P
    NULL, 0 e% s/ P. t: n
    };
    + }+ b! C2 @5 M
    3 v* ?" k) y* @- R; o4 xstatic int __init usb_kbd_init(void) + F% P! R1 p& G/ h/ r0 k
    { $ |$ |6 h- _& W  B$ d0 @5 a' ~
    usb_register(&amp;usb_kbd_driver);
    2 E( i+ |7 r0 [/ A; ~1 @3 iinfo(DRIVER_VERSION ":" DRIVER_DESC); - C, r; {2 R& S7 X4 c9 S7 K3 ?
    return 0; ( N& q; S5 u) ]
    } + v: M, P: P$ H6 y$ S% y0 t4 @3 V

    ' ^. L0 v2 @( u' n  Q9 ]static void __exit usb_kbd_exit(void) ' d$ b/ N# L+ x1 g. k, h
    { 6 [& Q7 a; b! h! F& D! r: l
    usb_deregister(&amp;usb_kbd_driver); ' C$ x+ E$ q! D# K
    }
    8 [' m6 z8 i' y& |. S' _
    ; w5 r: ?: t: Cmodule_init(usb_kbd_init);
    8 c( f6 O8 \4 E2 D/ 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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