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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>
    5 s- _3 g0 o! @<>赵明(carl__zhao@163.com)
    + D/ q* l4 j. n' v6 m9 e2 s联想软件设计中心嵌入式研发处系统设计工程师 4 Y0 _1 g* p0 m+ @
    2003年7月
    * k6 m3 G: ~5 a1 A1 }USB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。 . _! _1 W& Y" v% N( o
    前言 # e. A, q- e/ Z$ d& U& d
    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。 " [2 P) m, N3 n
    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。
    1 y% E: s9 w# Q$ k) 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。 7 v2 l! ^9 |, i9 L. {) D
    相关技术基础 9 [2 |9 i6 g$ p1 T7 ]* [5 u; I
    模块(驱动程序)   u! g- M5 H3 D7 v+ Y! L0 Q% k
    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。  # Z. N  B. a4 Y% t4 }. Y
    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。
    + o6 j, `8 w  I7 B( e1 L设备文件 - a7 G- c* V' f5 T" w6 c4 Z8 o
    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。 2 a, T' @7 Q2 }6 P. t
    SCSI 设备
    ' b9 D1 g3 y6 m6 ?) LSCSI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% t% d1 r# s8 X% d9 v& yLinux硬件驱动架构 ( y% Q& u7 r* {  ~8 F' I
    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。   n2 _. |: _8 ^, @( K9 D
    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) ! K# @2 ]+ f, `/ [6 T; b- I* `

    $ H/ `5 |2 K7 v' n9 |+ ?配置USB设备 6 l5 ?! i& e; g# \
    内核中配置.
    ) t/ h- s; w4 Y0 r6 b% c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。  $ Y! [8 w( ?: q2 Z0 r3 i2 |0 O
    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。  0 B9 _( p2 @6 j, {2 s+ B$ T
    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)。 ' Q3 k7 h5 P( D
    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"。  
    * u, H. d% V0 g, P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:  
    . M2 Q3 T, `% u: B1 N; G! n+ A+ b' v  Y9 g- V7 _* }
    # mount -t usbdevfs none /proc/bus/usb  2 @2 T: L1 r9 U. [  v4 o, b" A

    * V  C$ C+ e5 x3 K- i' t3 X$ J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:  
    ) Z7 J7 o+ E0 _
      j. z( G; t2 c2 Qnone /proc/bus/usb usbdevfs defaults 0 0  ) I, E# U( B& d

    ; k- ]9 ~' V* D9 Q模块的配置方法.
    . Q3 m- m9 {# u6 j# S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。 & w) `3 A' |( e+ _1 q2 m8 t0 i
    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)
    1 c- t. a* r0 b. m* V- E& P% Q对应USB设备下面一些模块是关键的。 ' t7 \1 H3 r0 d3 x6 ]) S; @% E
    usbcore.o 要支持usb所需要的最基础模块 ; q. m, A' W4 i8 i" |) K
    usb-uhci.o (已经提过)
    * \/ B- _4 C9 |) `; ausb-ohci.o (已经提过)
    ; B! r0 L* C9 A) M6 Y# b5 ?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 ! s& D  k& F* @- G/ d* @
    ehci-hcd.o (已经提过 usb2.0) 8 z$ ]5 d+ I: s) k4 {! a: V
    hid.o USB人机界面设备,像鼠标呀、键盘呀都需要 # l' }! q3 G8 ~- ~  Z6 v3 [
    usb-storage.o USB存储设备,U盘等用到
      o2 m) \& N! h" M: Z3 Y相关模块
    . G7 S- r  V' b5 H8 |. \ide-disk.o IDE硬盘 6 A+ [# |) @- ~5 d7 ]$ D. o
    ide-scsi.o 把IDE设备模拟SCSI接口
    $ I1 S; H3 T' E. B$ i$ y* {# U3 f2 rscsi_mod.o SCSI支持
    ( _, @$ r) f8 K7 y" h注意kernel config其中一项: - b- U% ]" p3 p

    9 v4 ]& t  A" MProbe all LUNs on each SCSI device
    % M6 U9 a2 V* ^2 {3 ^/ o# L
    " g3 Y# m# J% p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。 4 O0 T9 U' U3 C  {- \+ F$ M

    ) r7 k$ b- U7 F7 x7 Padd options scsi_mod max_scsi_luns=9   
    3 f5 y  R3 J; F. r8 c9 G
    : x' p4 Z' F. [8 j/ `+ u' t) O, fsd_mod.o SCSI硬盘
    " |" K: h2 {' r; [7 a. hsr_mod.o SCSI光盘
    $ D4 d* Z9 w! Z5 f, o5 o# Lsg.o SCSI通用支持(在某些探测U盘、SCSI探测中会用到)
    ( ?* y4 d" b1 s5 ~" Y3 l常见USB设备及其配置 7 T! b9 c* \& z: }! g* l( i3 ~1 P1 d
    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:
    ! \0 G3 z+ U& ?9 z; z/ x) _0 x2 {USB鼠标: 1 F5 Z4 D8 y( N. a
    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)。 4 |1 V0 \6 T0 m
    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 ; ?) L* h% C% N) R, [
    - B- H( V8 _5 l' Y$ r; X3 n
    modprobe usb-uhci 9 t1 B" j" _. |. k
    5 L  b( f/ _/ y& ?, q
    USB鼠标为了使其正常工作,您必须先插入模块usbmouse.o和mousedev.o % E: J# i9 L2 T" c! s0 z9 [
    + f( J+ r/ p+ A4 l: `+ \, A) _
    modprobe usbmouse 2 G0 c; x6 ?. j" @( A8 l3 v) T
    modprobe mousedev
    ! O) w  z8 y" I: d  h8 k
    4 h5 a( \0 y6 |% |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 e; J9 {) v6 Z" |. G
    % L/ D6 A7 C0 O1 E! S! _( v' V+ q
    modprobe hid
    ) Y7 C; J2 Y* \& |, G' [3 Bmodprobe input
    4 Y7 h5 S! ?0 [! m. t9 P% ?9 S( ~' h9 s) k- f
    USB键盘:
    & A7 C. A% c9 b# `" I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。   L; z" V. R, I7 Q: q4 x3 v' H' B
    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 + z8 _3 I0 A: a1 b+ N

    8 w# X' o7 G/ g, u# Pmodprobe usb-uhci
    & S5 z: v3 _1 S4 L+ ^4 L
    9 M6 L* Y) _6 r3 d( |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:
    + Q* ]9 Z5 U% x- s0 `1 o- u1 o( i! y. y+ o8 [
    modprobe usbkbd . F% v9 c2 b4 u8 A8 |0 [% }( R
    modprobe keybdev 4 w" r2 ~: ]! @; Y
      j; T7 _! P0 a/ p8 {
    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。 ! J8 r# E+ _; r& P& N* _3 F6 P
    U盘和USB读卡器: % `: C2 f* B" `1 e# h
    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。 ! H8 }* C9 N; O- p
    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 5 U" {9 v2 K+ A

    2 ^" h% L- v8 }7 P3 `! Emodprobe usb-storage , ?9 H- M5 y9 n- u. n+ j- {$ F! x+ a

    " x4 d$ s6 s" F  h# j; S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
    3 ^% W- }2 _& |3 p* t* U' ~8 C4 p$ s" f5 d( h
    modprobe scsi_mod
    ! O: b$ S& b6 C! Emodprobe sd_mod * j' P' H+ H: P. J

    , \( p: G! w( t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)。 ' b% r' Q6 x8 p; l0 P1 D/ J

    ( m6 t% h; d! W) J9 z' ymount /dev/sda1 /mnt
    , j. {* c2 H8 n
    & X7 w# s$ Z% T$ T4 _0 w2 FLinux支持的其他USB设备。 1 i! B; Z. }* J7 l* ?/ ^1 n
    MODEM--(比较常见) ( G8 E4 A/ \. Z* z8 @. z
    网络设备 * T7 w5 `+ t+ T- P' g) g' h
    摄像头--(比较常见)例如ov511.o   C' g* J9 b. I5 m
    联机线--可以让你的两台电脑用USB线实现网络功能。usbnet.o , q5 C3 r+ U: d4 T/ z; P  o
    显示器--(我没见过)
    # h/ y. ?# c* |8 u/ w/ Q5 @. ^! c$ n游戏杆
    ( y0 s1 }' V  o* m4 P% V; n6 p- Y电视盒--(比较常见)
    ) [, i' }+ p5 B3 f手写板--(比较常见)
    - b) L+ O8 I+ X: ~扫描仪--(比较常见)
    9 p4 T8 g6 _* a0 I' G" J刻录机--(比较常见) ' B  q0 y  l8 r$ Y6 D; m
    打印机--(比较常见)
    ( k8 c: n% `. B/ \! C+ f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)。 4 G! i/ x- V2 L, Q& N
    最常遇见的USB问题 6 i" v3 f- r% [, k2 ?1 a
    1. 有USB设备的系统安装完redhat 7.3启动死机问题  $ [8 E; H9 R# p( B: I7 R
    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。
    ; @1 Y& u/ u( e2 [6 n' N5 V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 + F* k# u" L! x
    mount -o remount,rw / 使/ 可写,init直接启动的系统默认只mount /为只读   d/ a+ }& O$ M/ R- R
    然后vi /etc/modules.config文件 7 d$ g2 v7 I: {4 e) |
    删除alias usb-controller1 ehci-hcd一行。或前面加#注释掉   U2 X2 E4 {5 a+ U* x" ?
    然后mount -o remount,ro / 使/ 只读,避免直接关机破坏文件系统
    0 a7 P' U$ _) H5 z  m然后就可以按Ctrl-Alt-Delete直接重启了
    7 R3 _6 s4 q/ a' r: j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。
    4 K0 j8 B, B. F: ]8 p' J! 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?  4 z  ?4 y8 V* z3 Q) [; u' B
    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。 ( i8 X7 t& e- ~$ l- b+ K  h
    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:
    ( K# i: K* F( P- ~; v* ~) K3 R5 y
    SCSI device sda: 60928 512-byte hdwr sectors ( 31 MB  ' H9 ^* I9 r  _" z  y' p
    sda: Write Protect is on ! z& P7 ~# Z- ?. B( D# s3 G/ E0 r
    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。 * z; |9 K$ r! ~0 w/ W2 M
    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。 4 h1 a) I9 h  [! w9 q$ B
    3. 在使用U盘或存储卡时,我该mount /dev/sda还是/dev/sda1呢?  # D# q; E, m0 }4 R
    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。 . e! o) K7 v* V" {  W+ v% k, Z) }
    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。
    & m( `0 P1 g' l% ?& c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) `2 h3 j) }( x. Z4. 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。  " S" f, |' v4 d0 C/ `- Y
    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。 9 q7 y6 m1 V" T  ]& U# _& `- D' x
    参考资料
    ! V7 B/ S! O5 Z8 ^* ?% q# L1. 《LINUX设备驱动程序》 , i# m0 ?7 U8 ^& A- y
    ALESSANDRO RUBINI著 2 Z7 H  [: U  w
    LISOLEG 译
    9 `0 B8 i0 V# k" j" m& `3 }2. 《Linux系统分析与高级编程技术》 7 X" w/ f. b8 G3 G/ P
    周巍松 编著  
    ! r8 ~- u* R, ~3. Linux Kernel-2.4.20源码和文档说明
    3 r5 a/ o" W2 @8 f; c; J: N, m/ {; j; t: K& ~) C7 q( r' s

    ( [0 s( u( ^6 n: J( @& Y( Q/ y0 _* a2 _6 @. ^5 z
    $ ^0 H1 s3 R: P( S
    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) . I4 G# \4 T8 t7 K) [
    联想软件设计中心嵌入式研发处系统设计工程师
    # x7 K% I( U' L- h* |9 N2003年7月
    ! l, e$ T2 m  _( h8 H: \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。 0 m# ], [3 `. F: W- f- k
    前言
    6 d3 O+ b8 n) y* @# U9 T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 o3 W, Q2 J) o8 r" w: X3 w% a7 cUSB驱动开发
      H; S; ~8 _5 s6 ]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。
    ) S9 k+ W& C9 hUSB骨架 : h6 m8 r* f; h4 H( J6 h
    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。
    0 P% z/ Y2 D/ o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。
    # ^" y0 K! X# h& r9 Z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 ^, {/ p$ }, C! ]* 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:
    ! [0 D1 R4 ~- [$ [; {8 R- T9 d! Zstatic struct usb_driver skel_driver = { * q7 X% @$ a3 Y- F
         name:        "skeleton", ( f) U. }5 F) {8 f; A
         probe:       skel_probe, & [, G4 ]7 {# w' ^% Q% }! ]
         disconnect:  skel_disconnect, , Q7 R" g( s7 E
         fops:        &amp;skel_fops,
    $ P3 \' X3 w- q     minor:       USB_SKEL_MINOR_BASE, 6 D/ \) O7 l2 J1 ]
         id_table:    skel_table, 1 J2 n- v" a9 b6 N. M# r
    };
    . P. P5 w- s! l, b$ ?/ L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。
    ) e8 U7 A1 V# N$ [4 o& Wfops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。   n- r" U# C: b
    USB骨架程序的关键几点如下:
    6 l! q# A$ p. G6 D% _* p$ N2 Y1. USB驱动的注册和注销  8 Y2 n$ ^1 f) o& m" x- J' Q
    Usb驱动程序在注册时会发送一个命令给usb_register,通常在驱动程序的初始化函数里。 3 d: Y* L2 F5 K
    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:
    3 R$ `# F; j) n7 h" J& J0 h5 m% `static void __exit usb_skel_exit(void) ) _" q0 Q6 {& z
    {
    / t' y, s* @9 h1 I  T! W5 ?. P   /* deregister this driver with the USB subsystem */
      _: b4 Y+ `# u9 ~3 E& k. a' G   usb_deregister(&amp;skel_driver); & x. e6 v. [9 N: r6 G) u3 ?
    } ) K6 J1 a5 z! Y7 v: L
    module_exit(usb_skel_exit); 9 \$ I; L# ~. d* W9 V- }3 x
    1 K7 R. Y8 Z- E9 O
    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):
    % t: `2 B, n: j& U/* table of devices that work with this driver */ . A' @, J& ]' x* E2 [( |
    static struct usb_device_id skel_table [] = { * F& M- _# n2 {
        { USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID, ; J- ?/ _2 }+ i
          USB_SKEL_PRODUCT_ID) }, 6 S3 }- E& J4 Q3 o  {8 h7 V
        { }                      /* Terminating entry */
    ( `# l/ D2 w: t. P3 N% F  g};
    ; o0 M& [0 n) H' g2 S" i
    - M8 b" M9 I- a: s6 ~MODULE_DEVICE_TABLE (usb, skel_table); ! C# K8 p4 D4 f6 P/ O
    . _  D3 W4 E; w( `; t
    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。 / `- W, ]! u/ V1 C4 O
    static void * skel_probe(struct usb_device *dev, 5 \" B& |0 R8 z; P/ F  H
    unsigned int ifnum, const struct usb_device_id *id) ( k  X5 l+ E/ {, k
    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。
    ; |( z3 b" b4 i5 ]% m5 l! [8 `! V# c# u" n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: ' F: ~8 f1 u9 M) K4 [
    - `( D) j( D' Y+ p7 F$ M
    /* initialize the devfs node for this device " H  a& W( G4 m2 {5 ~1 c+ I
       and register it */
    % x9 e2 C# k, R3 O" Ksprintf(name, "skel%d", skel-&gt;minor); - v% U9 I1 {  |& k
    skel-&gt;devfs = devfs_register  
    5 `" i% B' R9 X$ w) [: K: J              (usb_devfs_handle, name, 7 `% g- B& e& h+ ^9 |2 j
                   DEVFS_FL_DEFAULT, USB_MAJOR, 4 R0 `' ~7 h) D+ i
                   USB_SKEL_MINOR_BASE + skel-&gt;minor,
    9 t  c5 R% L% }3 J( k1 l               S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR |
    ! v' K; l- b+ k7 |+ w               S_IRGRP | S_IWGRP | S_IROTH, % `6 @' |3 j! G) \" Y/ o1 _- L3 D
                   &amp;skel_fops, NULL);
    # X; C7 y5 j7 F) F, ^' f7 Z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。 5 i" F6 D* Y9 u$ R7 `
    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。 ' v7 ^5 Y/ X" j9 Y" a( Y
    7 N; a' i# A$ z3 w6 J* t
    /* remove our devfs node */ $ R! T4 D  R, v; _# }) x( v
    devfs_unregister(skel-&gt;devfs); 2 m) @7 R( Z- @4 d, L* ^" A

    + m; m# X1 Y; w& C  N" \4 s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。
    - D4 Q/ l% u; D1 e: T
    . w; I2 D, X% p+ H, Y9 I
    8 @+ U- e/ p  p6 H% p2 ^2 ?/* increment our usage count for the module */
    6 F& ^& c  s, ~$ T4 i, z& o$ \MOD_INC_USE_COUNT; ; Q3 C- w5 f1 e9 A: _  J) }
    ++skel-&gt;open_count; & m+ X) z8 ~- g  }( r
    /* save our object in the file's private structure */ 5 l; ]6 ]' j: i) c9 c
    file-&gt;private_data = skel;
    ! l; z1 N$ S' Y5 W
    4 C  U# e* ]# C) N当open完设备后,read、write函数就可以收、发数据了。
    , x% H0 n. e, k+ K, q2. skel的write、和read函数  
    $ Z* T; y0 q9 ?他们是完成驱动对读写等操作的响应。 : `, G0 X5 e6 m! E& x  B3 ]
    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。
    . E; N' L7 H; G# Q" 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。 . F. W1 n3 c; J9 p. H" o
    3. usb_bulk_msg函数  ! C  K8 F2 t( l0 ]- n
    当对usb设备进行一次读或者写时,usb_bulk_msg 函数是非常有用的; 然而, 当你需要连续地对设备进行读/写时,建议你建立一个自己的urbs,同时将urbs 提交给usb子系统。
    - P9 o6 S6 }( v4. skel_disconnect函数  ( S! N* Q6 A2 ?# [( Y0 R, c( Y0 ~4 f
    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:  . W! p8 I0 W& c4 v: d
    " o8 T  w( F8 P) ]2 }" r. E
    - {" G+ Q- k6 y9 C- |& B5 C; F8 |
    /* decrement our usage count for the device */ % s+ I+ Z+ D' l! t/ _) o
    --skel-&gt;open_count; * Z0 B6 @" S' ^1 f3 M
    if (skel-&gt;open_count &lt;= 0) { ! {" x/ g  s, {$ t/ ^5 d; ?3 q1 D
       /* shutdown any bulk writes that might be
    9 B4 t/ J8 ?3 ~3 r2 s) S      going on */
    ! p0 U7 y3 U# C- |( }/ e6 n# q   usb_unlink_urb (skel-&gt;write_urb); ) U, A- S1 k" e! |6 _' x
       skel-&gt;open_count = 0;
    6 Q' ]& F1 ^$ j} % Y" w/ S+ l, t$ T; V
    /* decrement our usage count for the module */
    # ~* ?. M: j$ Y4 w# U4 r4 rMOD_DEC_USE_COUNT; 7 O! T! @; z, r/ H* Y3 i5 B% g
    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。
    9 n6 u" ~$ I: j( q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。
    - {8 i1 W5 m1 J" n% p' kUsb 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。 ; N2 S8 O% E' [, u
    U盘、USB读卡器、MP3、数码相机驱动
      v# t1 e5 T3 v% C: y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 o2 y5 a2 a( O( |
    USB存储设备,他们的read、write等操作都是通过上章节中提到的钩子,把自己的操作钩到SCSI设备上去的。我们就不需要对其进行具体的数据读写处理了。 : N( b+ Q/ `- i! F; r6 O$ T
    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:
    + U. L! g* h# t( |5 v& j; S: ?  ?+ ^1 x) U. }

    + b$ R8 w) r& M# |* pT: Bus=01 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=02 Dev#= 5 Spd=12 MxCh= 0  
    # x4 Q6 W* @" p, HD: Ver= 1.10 Cls=00(&gt;ifc ) Sub=00 Prot=00 MxPS=8 #Cfgs= 1  1 T0 ^/ H$ {0 P) S( w4 y
    P: Vendor=07c4 ProdID=a400 Rev= 1.13  : S& g8 Y- Q* S: i- n5 q
    S: Manufacturer=USB  / y* }0 r1 v. J* r
    S: Product=Mass Storage  * {" e0 b$ W9 o( ^- s! X+ Q1 V
    C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=80 MxPwr=70mA  9 E6 y% W4 I  H+ d) y6 P0 b, P
    I: If#= 0 Alt= 0 #EPs= 2 Cls=08(vend.) Sub=06 Prot=50 Driver=usb-storage  
    . ^5 L; {7 p5 q: yE: Ad=81(I) Atr=02(Bulk) MxPS= 64 Ivl= 0ms
    . u+ |7 ~0 H# A" y# P5 }E: Ad=02(O) Atr=02(Bulk) MxPS= 64 Ivl= 0ms
    ( ~" ^1 t4 R0 C' }
    . i0 u) i% v/ f  Q3 h# T. H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。 ! }; F( g9 M9 v) ^3 d
    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。
    " D( d9 L! i" g2 s5 P) U2 `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,  
    - ]% v7 r9 X+ ?! t. O! @- b  L0 F" USB ", " Mass Storage ",  
    . A) q' w) B8 v* T! ZUS_SC_SCSI, US_PR_BULK, NULL,  
    7 ^0 C' Z% a; F; q. @: oUS_FL_FIX_INQUIRY | US_FL_START_STOP |US_FL_MODE_XLATE ) 9 W# T- v5 k: [$ n. R4 z7 q

    5 y! X& e* R! x* x8 B# ^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。
    * ]5 h+ |. g' S' u+ n  o+ x  {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。 ' I& `3 R0 l0 ?/ }) `- k& t
    键盘飞梭支持 % X8 O% V0 h9 \8 W; b
    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。 ) x0 s. q6 d7 K3 r, p; v
    下面是具体看到的信息
    ) p+ Q0 b+ R, U5 x$ Y0 l9 L, {0 ^, J  V* A7 o
    T:  Bus=02 Lev=00 Prnt=00 Port=00 Cnt=00 Dev#=  1 Spd=12  MxCh= 2
    . ]) k4 @/ `" |7 n: l, P5 @B:  Alloc= 11/900 us ( 1%), #Int=  1, #Iso=  0
    / _4 h( O$ C) E, s( nD:  Ver= 1.00 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1 6 {8 ^$ b6 Q" ]: D
    P:  Vendor=0000 ProdID=0000 Rev= 0.00
    5 ~2 v; ]* p- r$ @S:  Product=USB UHCI Root Hub
    % F4 f$ C4 m4 P/ w" v' CS:  SerialNumber=d800 ; }/ H* e) _$ }6 Q3 q' X$ Z+ }/ O
    C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=40 MxPwr=  0mA 5 {: W1 W3 O# a. Y" h1 c
    I:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub 7 _9 l/ B8 C, {9 u9 W8 F$ g
    E:  Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS=   8 Ivl=255ms " ]9 M. N$ i+ K7 b2 X: ]; I; V7 x
    T:  Bus=02 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=01 Dev#=  3 Spd=12  MxCh= 3 6 X# i3 n; E  Q( p) f& s8 R, X
    D:  Ver= 1.10 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1
    " B6 J$ O/ k$ g9 u9 eP:  Vendor=07e4 ProdID=9473 Rev= 0.02 ( Z$ B4 j( Q: R' ]! {# Y' d
    S:  Manufacturer=ALCOR 7 Z' A9 ?' N0 d4 q
    S:  Product=Movado USB Keyboard
    " n; F9 k) X+ ^# e& J3 A* oC:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=e0 MxPwr=100mA
    : H9 f+ K2 G3 T0 I6 F4 l5 ]I:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub 0 B; n$ H$ T# ^" p" r5 q1 B# F
    E:  Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS=   1 Ivl=255ms 4 v. M. O. M4 @) J
    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 N. T6 W7 \. A, L$ ^5 O  B4 `% Z/ ~* k2 a& v
    FILL_INT_URB(&amp;kbd-&gt;irq, dev, pipe, kbd-&gt;new, maxp &gt; 8 ? 8 : maxp,
    & i3 l$ ~9 T3 ^/ s2 X" J7 Ausb_kbd_irq, kbd, endpoint-&gt;bInterval);
    1 j" Z/ `3 g# T7 x2 p0 y
    % [1 M3 N! j# X$ G8 d3 z2 V一句中实现。 4 Z5 _( ?9 G; A# T0 l  R
    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。 , }7 [  B6 V% c- w, f
    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。 - X. a% g% v0 `, J; V1 H' F
    程序见附录1:键盘飞梭驱动。 , s3 H$ {9 q, ?& _8 z' T6 Y6 |: i+ v
    使用此驱动要注意的问题:在加载此驱动时你必须先把hid设备卸载,加载完usbhkey.o模块后再加载hid.o。因为若hid存在,它的probe会屏蔽系统去利用我们的驱动发现我们的设备。其实,飞梭本来就是一个hid设备,正确的方法,或许你应该修改hid的probe函数,然后把我们的驱动融入其中。
    0 m' i! |1 b" O" }+ J' }6 I参考资料
    - q4 k, Z# W$ a1. 《LINUX设备驱动程序》 * I5 V  B1 H7 Z0 x
    ALESSANDRO RUBINI著
    2 I# N: Z/ n  a- c, o8 i/ W" Z2 A6 d% PLISOLEG 译
    8 m/ S3 {2 {/ @) g2. 《Linux系统分析与高级编程技术》   M7 z+ C7 V" u( D' S* `% d
    周巍松 编著  5 K2 G1 n/ ?1 Z0 ~
    3. Linux Kernel-2.4.20源码和文档说明
    2 `( [/ U" r/ b附录1:键盘飞梭驱动
    2 N' P! s2 B0 O8 E
    3 k7 O$ w" C, a! y& U* u#include &lt;linux/kernel.h&gt; ) T) y, o+ n9 S3 B# F
    #include &lt;linux/slab.h&gt;
    7 V) U8 Y9 U. o* y+ g8 N$ J( D#include &lt;linux/module.h&gt;
    ' V- ^0 c7 c9 G9 I# i#include &lt;linux/input.h&gt; 6 D. i+ m" f  S5 z; p, W4 |: B
    #include &lt;linux/init.h&gt;
      C7 d( p- J5 S: V#include &lt;linux/usb.h&gt;
    $ Z$ H" y$ U, q8 {#include &lt;linux/kbd_ll.h&gt;
    / W3 j% ~) M* T5 B  J0 y8 u' t6 q# |1 E# o$ h- s5 v  d
    /* ( Q  v3 Q) E1 S
    * Version Information , {1 B, n! k+ z% x
    */ 3 h- n" h+ O  T' T: C7 J
    #define DRIVER_VERSION "" 0 Y* Y) `! ]* A$ [1 O
    #define DRIVER_AUTHOR "TGE HOTKEY " 1 U  E- ]7 G3 S1 q! _
    #define DRIVER_DESC "USB HID Tge hotkey driver" $ i& T3 B  Q; U5 e- x7 p: h
    * K, j% }  g1 e% e, e& }/ d7 _$ k
    #define USB_HOTKEY_VENDOR_ID 0x07e4
    ( S- N* [0 x, v; @, G#define USB_HOTKEY_PRODUCT_ID 0x9473
    3 U7 J# l' ^& E5 {' _4 @//厂商和产品ID信息就是/proc/bus/usb/devices中看到的值 9 j1 p7 I4 t& }3 c4 Q! I
    , v' f& t! a+ r1 C7 n8 \5 j6 b
    MODULE_AUTHOR( DRIVER_AUTHOR );
    ; W  l  I$ X# {! V5 bMODULE_DESCRIPTION( DRIVER_DESC );
    ; R: s; G/ ?3 |* x3 x: H, ^) @5 k) n3 W- ^" x( M0 c
    struct usb_kbd {
    : H1 ?# w" T! e5 o! @; rstruct input_dev dev;
    8 O2 {9 R; W( E: Y# Mstruct usb_device *usbdev;
      x/ Z6 y5 t) j1 o  |+ l( ounsigned char new[8]; $ c8 Y* E8 T" p7 v/ Q/ R' r
    unsigned char old[8];
    , X% O* r- n+ }struct urb irq, led;
    8 G, O/ {6 L1 R- ^// devrequest dr;      % m0 X- w: `) X( l6 V
    //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
    ; g$ c. f) L# H/ G6 H, t      struct usb_ctrlrequest dr; & f& V" z- ~, b2 }8 m
    unsigned char leds, newleds;
    ; T3 s) ^$ H; t9 }3 T; Z2 Zchar name[128]; , Z, L; \0 _  Q5 f
    int open;
    ( D/ n1 e% I$ X6 O! w, M) p, z};
    + L/ G; e, A. D9 W% x7 N# m4 c, F//此结构来自内核中drivers/usb/usbkbd..c
    - u3 m4 U6 q! e3 P6 }2 f5 B, u& V9 T9 }9 ]% P8 P
    static void usb_kbd_irq(struct urb *urb)
    5 C5 P- {+ L! N. d) n' R{
    : K# @; g4 B. j/ R9 @struct usb_kbd *kbd = urb-&gt;context;
    " H8 k  j' f7 |  f: w        int *new;
    # M; R. c0 P5 r! L  p$ w1 l        new = (int *) kbd-&gt;new; + c( f6 }) W/ U, F# t6 `) Y

    $ T0 n% c) x7 ?. oif(kbd-&gt;new[0] == (char)0x01)
    5 ?. ?8 E" ]- A% w1 B2 k# x! ^* c{
    6 g1 R! w) E9 b- E6 Zif(((kbd-&gt;new[1]&gt;&gt;4)&amp;0x0f)!=0x7) 9 ^; s, @9 a) D# E) |
    {
      q8 @2 ^& T; Y8 U- A2 Zhandle_scancode(0xe0,1); 9 [9 G0 z8 F$ e& Y/ S
    handle_scancode(0x4b,1);
    - Z: Y; T3 X( e" }% U                handle_scancode(0xe0,0);
    : O- f' v7 W  ]2 m                handle_scancode(0x4b,0); : Y7 y2 p. [/ n6 p, `
    }
    * y# {7 p9 B  uelse : Z2 S' J1 u: h$ U
    { 2 M% J6 n8 v+ Q% n. I8 t0 @5 ]
    handle_scancode(0xe0,1);
    ' [6 X- p% ?6 ?3 H* R: A; D  B                handle_scancode(0x4d,1);
    8 k: }3 `" t; |8 g                handle_scancode(0xe0,0);
    1 N% f6 e& k1 c8 Y$ |# Y# n                handle_scancode(0x4d,0);
    4 i' P5 F- M' X0 }} 5 M5 X" t, H$ D) T
    } / A( d9 W4 Q" }2 [6 R- V% N
    ' |+ N* j! A2 H

    5 E- ^* ~( [/ @7 B! r( p0 p0 j0 y3 Pprintk("new=%x %x %x %x %x %x %x %x", 5 g! _( S9 V; \/ ]
    kbd-&gt;new[0],kbd-&gt;new[1],kbd-&gt;new[2],kbd-&gt;new[3], 5 q9 I; j% a. `; g
    kbd-&gt;new[4],kbd-&gt;new[5],kbd-&gt;new[6],kbd-&gt;new[7]);  
    % T$ o" }8 k4 J. {2 e4 p# F" ?1 @0 L1 R9 L+ h7 [
    }
    2 k4 h3 g  U1 {. Y8 ]5 ~: V* B# v/ s% b
    static void *usb_kbd_probe(struct usb_device *dev, unsigned int ifnum,
    ; x0 y* Y5 \4 b3 F- D                           const struct usb_device_id *id)
    1 I: z/ o& q% b. m7 Q6 X5 J{
    , B: i- @) a2 q3 r7 y4 X# Gstruct usb_interface *iface;
    : B0 \& _( l. v# J        struct usb_interface_descriptor *interface; 5 M) y& ~9 H0 z
    struct usb_endpoint_descriptor *endpoint;
    . n3 A; p+ ~3 l: m7 o        struct usb_kbd *kbd;
    " Z1 J7 i. b. g        int  pipe, maxp; 6 r2 e1 R3 y7 X7 O0 u6 h

    0 d) ?2 W8 v. n6 @( T4 S" Ziface = &amp;dev-&gt;actconfig-&gt;interface[ifnum];
    , G) k/ \9 q6 }: t: k& l7 I# ^. I        interface = &amp;iface-&gt;altsetting[iface-&gt;act_altsetting];
    $ z- z8 \, M% |! R5 j
    , n$ n2 q& \  A$ R' eif ((dev-&gt;descriptor.idVendor != USB_HOTKEY_VENDOR_ID) || ( {& d1 I# |# {, @( n
    (dev-&gt;descriptor.idProduct != USB_HOTKEY_PRODUCT_ID) || 7 Q, b* K3 t& J, e
    (ifnum != 1))
    % d: o+ m: v. L) G5 ]! F# X) w{
    ( o% q9 ?4 u0 breturn NULL; / y: P; k$ P1 N/ O" U7 i  c% L  S
    }
    3 y; f! V# K) b, |( K: s- nif (dev-&gt;actconfig-&gt;bNumInterfaces != 2)
    9 L! K; j! f4 J6 \7 H/ x{
      J! [1 ?/ q% A, [5 Y3 Treturn NULL;
    + P- M8 \- B# w; N0 Z8 D}
    % i: A5 w( {3 O0 U6 i- ]6 F1 @( D+ C; d6 ^
    if (interface-&gt;bNumEndpoints != 1) return NULL; % K& N# `9 G* f1 A! F+ j$ U

    , o) C: i' A% L9 o1 |/ y        endpoint = interface-&gt;endpoint + 0; 4 i1 p& e/ {; Y7 ?

    8 W% p4 h  l; [" K" O& M, @        pipe = usb_rcvintpipe(dev, endpoint-&gt;bEndpointAddress);
    . Q0 v: n$ J: U* ?/ V        maxp = usb_maxpacket(dev, pipe, usb_pipeout(pipe));
    , g6 l/ ?3 Y. Z, m3 R  n" l$ \. f* s! E) t2 f
            usb_set_protocol(dev, interface-&gt;bInterfaceNumber, 0);
    ; _/ A, D. v1 z* R% Z        usb_set_idle(dev, interface-&gt;bInterfaceNumber, 0, 0); ( {! z$ D+ s8 `: w  J3 I  b

    $ |6 \; E* L5 o  `( mprintk(KERN_INFO "GU Vid = %.4x, Pid = %.4x, Device = %.2x, ifnum = %.2x, bufCount = %.8x\\n",
    # z& M0 [- P5 d0 W/ I! Adev-&gt;descriptor.idVendor,dev-&gt;descriptor.idProduct,dev-&gt;descriptor.bcdDevice, ifnum, maxp);
    2 ]4 U& x$ V% `+ X0 n0 i3 C* p, p- t& g& @- V8 B
            if (!(kbd = kmalloc(sizeof(struct usb_kbd), GFP_KERNEL))) return NULL; ) m# \7 t5 S: a
            memset(kbd, 0, sizeof(struct usb_kbd)); ; w1 G5 f2 S9 C/ y8 n: d

    8 s* ?3 l4 H$ R2 ^0 M' g9 a        kbd-&gt;usbdev = dev;
    1 t( {, O' O6 P  k$ P$ a  z5 ^
    0 A3 ^% B* K" W4 c; N        FILL_INT_URB(&amp;kbd-&gt;irq, dev, pipe, kbd-&gt;new, maxp &gt; 8 ? 8 : maxp,
    5 F: J) B, m8 w3 S5 p0 Iusb_kbd_irq, kbd, endpoint-&gt;bInterval); % z0 B+ o# x/ f) Z- x8 d2 H
    # L( R7 Y( Z, C
    kbd-&gt;irq.dev = kbd-&gt;usbdev;
    $ @- @& E7 {; a6 {' ]; A. G. K  C
    if (dev-&gt;descriptor.iManufacturer)
    & z! e% C0 b8 K                usb_string(dev, dev-&gt;descriptor.iManufacturer, kbd-&gt;name, 63);
    " q# N' L6 A9 j& N+ l" a! V
    + `6 X* S2 J4 {1 B* dif (usb_submit_urb(&amp;kbd-&gt;irq)) {
    - y, d- T3 @: C% \2 H- N                kfree(kbd); $ a! Y% F7 J$ H; n6 D
                    return NULL; . e; p( y! Z# r
            } 5 {( `# [9 ]' Z) D

    3 z( _# Z! Y# ~printk(KERN_INFO "input%d: %s on usb%d:%d.%d\\n", & q# Q1 c7 v  g1 @  R
                     kbd-&gt;dev.number, kbd-&gt;name, dev-&gt;bus-&gt;busnum, dev-&gt;devnum, ifnum);
    - o( H' ^/ l% X7 Y- G0 i# m9 x$ D5 g
            return kbd; 2 Y( A( e' X/ c% ~
    }
    ) M& y7 E7 U. x/ e
    3 o* o4 g: W; vstatic void usb_kbd_disconnect(struct usb_device *dev, void *ptr) 0 ^" [0 I9 s# P3 e! F3 B4 x
    { $ {8 B1 q( W9 J
    struct usb_kbd *kbd = ptr;
    - N1 j/ P0 `. R7 @' S$ R8 [        usb_unlink_urb(&amp;kbd-&gt;irq);
    : h; y# J2 D. j1 Y" L! b& z3 u- }3 H& M        kfree(kbd);
    3 N; ^# O# c2 a  T5 V/ a" N5 d, P/ v5 R% I; |, P1 r& r
    }
      X, r3 O/ [( s: Y  B: H
    + A3 }; S) B! e- o8 P" K! @7 Kstatic struct usb_device_id usb_kbd_id_table [] = { 7 M% D  W* Q5 t
    { USB_DEVICE(USB_HOTKEY_VENDOR_ID, USB_HOTKEY_PRODUCT_ID) }, $ Z$ ?' h; C/ r
    { } /* Terminating entry */
    0 u, g6 C1 f& e6 H2 r};
    7 F, \  g8 u) Z0 k7 Y
    9 P2 l( d; q2 i$ m7 Z" j: }MODULE_DEVICE_TABLE (usb, usb_kbd_id_table);
    ' b- T! A( V' v" {" [3 C9 `
    & U, a5 S4 P! M2 ?9 ?7 G! ~: cstatic struct usb_driver usb_kbd_driver = { ; h* b0 x' |& [9 g: t
    name: "Hotkey", 5 y" M* m+ W% @
    probe: usb_kbd_probe,
    / w% P; ^% n: R* A  k& ]3 Ydisconnect: usb_kbd_disconnect,
    & t% X) K2 u) T6 o5 n+ T% Bid_table: usb_kbd_id_table, 8 _' G' ]* v- F% Z# L
    NULL, " r$ N7 L! g% L7 ?
    }; * c5 }7 Y, J8 d! c; R& V

    / @3 Q: W5 K: Y" \1 D6 Estatic int __init usb_kbd_init(void)
    0 |' {! X) {! B* f% G9 U{ " D; V% H! Q  I& K% V
    usb_register(&amp;usb_kbd_driver);
    # W* I8 M. Q- v2 ~9 Sinfo(DRIVER_VERSION ":" DRIVER_DESC); & x: P9 O3 `/ E* V% l3 q
    return 0;
    2 i5 m% T0 _) x% d, z. n} ) s/ _( ~9 e% S% e% n" b& q8 L

    " C% f+ f% }3 _) I+ mstatic void __exit usb_kbd_exit(void) / t# p- `7 S2 c8 K
    {
    : ~, Y$ Y- z6 Y; Lusb_deregister(&amp;usb_kbd_driver);
    5 D2 V* a0 M9 c$ d* y}
    2 G3 H) `, z' ^0 t" v  j  ~' F4 J; h: A& O. V' j+ y
    module_init(usb_kbd_init);
    * l( N3 A5 m# \0 H" E& N9 ymodule_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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