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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 |显示全部楼层
    |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>
    % X8 f2 s+ \/ ]! c+ a. {! M<>赵明(carl__zhao@163.com)
    ( j, R8 [& X* Q; Z- _' h% d联想软件设计中心嵌入式研发处系统设计工程师 3 i* Q9 w$ C4 i4 }6 l
    2003年7月
    ; B1 q1 ]- f  _* z& P. O8 eUSB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。
    " B% \# s* l& G3 ?2 ?# p前言 * C( C& s) v& I6 [3 p# c
    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。
    , F0 ?) W1 }6 ]: g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。 ; P3 O% s; U& J+ `/ n
    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。 + A. k) O, ^" D
    相关技术基础 9 o$ w; e1 c6 S( Z3 ?
    模块(驱动程序) & J4 R/ A2 {  J% n9 x+ z
    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。  
    2 X. f/ t; ~' M+ I. c. y) pLinux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。
    ) v, L2 A4 r; n; l; `/ B% S设备文件 ' Z2 `3 ~) C& a
    对于一个设备,它可以在/dev下面存在一个对应的逻辑设备节点,这个节点以文件的形式存在,但它不是普通意义上的文件,它是设备文件,更确切的说,它是设备节点。这个节点是通过mknod命令建立的,其中指定了主设备号和次设备号。主设备号表明了某一类设备,一般对应着确定的驱动程序;次设备号一般是区分不同属性,例如不同的使用方法,不同的位置,不同的操作。这个设备号是从/proc/devices文件中获得的,所以一般是先有驱动程序在内核中,才有设备节点在目录中。这个设备号(特指主设备号)的主要作用,就是声明设备所使用的驱动程序。驱动程序和设备号是一一对应的,当你打开一个设备文件时,操作系统就已经知道这个设备所对应的驱动程序。
    9 v9 S7 N$ o0 V8 c! nSCSI 设备 : R' y$ A( }0 N
    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。
    : ~5 f- X; D$ D! a% NLinux硬件驱动架构 0 W) d. U1 R. |/ y+ W6 Y4 N
    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。 - @! C+ w2 Q+ q- u
    其中还有几个比较有关系的东西:一个是/lib/modules/2.4.XX目录,它下面就是针对当前内核版本的模块。只要你的模块依赖关系正确(可以通过depmod设置),你就可以通过modprobe 命令加载而不需要知道具体模块文件位置。 另一个是/etc/modules.conf文件,它定义了一些常用设备的别名。系统就可以在需要此设备支持时,正确寻找驱动模块。例如alias eth0 e100,就代表第一块网卡的驱动模块为e100.o。他们的关系图如下:(见图一)
    " [6 l, c# i) t. Z  U" r6 d* h1 ~; O
    配置USB设备
    2 S$ C! q& J9 W$ e% ?内核中配置. / d( f& R% ~& V5 V: L
    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。  1 ?/ V  Q! R4 c- k$ o: g3 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。  5 ?7 E" U7 a$ \2 k$ a
    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)。
    / I! ?9 J' F# L1 S+ m; C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"。  ; T7 O5 n3 v+ b1 @4 R! T
    一旦用新的已启用 USB 的内核重新引导后,若/proc/bus/usb下没有相应USB设备信息,应输入以下命令将 USB 设备文件系统手动挂装到 /proc/bus/usb:  7 u9 M2 J5 T) n1 r' I5 ?
      m1 Q5 J+ R% l- }2 u# P2 K
    # mount -t usbdevfs none /proc/bus/usb  
    7 ~1 r6 \3 q$ Z  H4 X$ ~& {  W6 f) o2 ?0 G. P) z" B; v6 Y2 Y9 Y
    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:  
      i! J- X$ |# ]7 e9 R: W& ~4 g( F
    none /proc/bus/usb usbdevfs defaults 0 0  
    ; k' ^2 t4 e% g) C: l+ |! v! R' i. x+ x. y$ o
    模块的配置方法.
    5 ^) M" H  k2 w  T在很多时候,我们的USB设备驱动并不包含在内核中。其实我们只要根据它所需要使用的模块,逐一加载。就可以使它启作用。 $ O1 ]/ M" N# v7 E: }% 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)
    / B* M7 Q1 P! y对应USB设备下面一些模块是关键的。
    ( u5 |$ p4 R3 I5 @2 s& Musbcore.o 要支持usb所需要的最基础模块
    9 W6 }8 C# J& P2 ?, S4 i: eusb-uhci.o (已经提过) " t; G5 x5 L* X" S- r1 ^
    usb-ohci.o (已经提过)
    ! J& x0 @2 O+ s# Z! W" E% huhci.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
    ) _6 l. J- U2 ^ehci-hcd.o (已经提过 usb2.0) ; e. ^5 M; M9 O& v9 h5 x) Z
    hid.o USB人机界面设备,像鼠标呀、键盘呀都需要
    ( W/ G8 H) A; U/ B9 `" Ausb-storage.o USB存储设备,U盘等用到 : c9 n" a8 T) F- n8 V6 n
    相关模块 5 \# J! A$ j, \4 c1 b( E
    ide-disk.o IDE硬盘 ; e* W  R6 X5 r' U! g/ q
    ide-scsi.o 把IDE设备模拟SCSI接口
    " {8 H: L2 n0 f& vscsi_mod.o SCSI支持
    * v7 [: v% y$ g4 c8 ]* k& E. `4 g/ `注意kernel config其中一项: 1 i8 X! O: L+ f* {

    # c7 o( K$ ?( E* M3 aProbe all LUNs on each SCSI device
    - `4 a5 A  J; x, v7 k( G9 D) l
    0 \9 G, Z/ V7 Y, R' o& e, r最好选上,要不某些同时支持多个口的读卡器只能显示一个。若模块方式就要带参数安装或提前在/etc/modules.conf中加入以下项,来支持多个LUN。
    : r1 I" {. l! ?# P! s# }; R  V  l- N' E. S% @, l! c0 o( P
    add options scsi_mod max_scsi_luns=9   
    & a' D* B, s9 [4 I% G+ h, T
    9 {1 ?& m  {+ B, Ssd_mod.o SCSI硬盘
    ! z8 ?! n5 d# d) E* d: Dsr_mod.o SCSI光盘
    $ V4 }& F4 W: r, `0 psg.o SCSI通用支持(在某些探测U盘、SCSI探测中会用到)
    2 V8 j, N& U% Q: u- L常见USB设备及其配置 / `8 F. y0 a( G
    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: 2 y! J# ~+ }2 o6 j8 {" d4 }: I
    USB鼠标:
    - R( |& l( y! S5 M* v1 U+ j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)。
    ( e% Z3 d0 D0 F1 t- h% ~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 . e% T. t0 t- S; a- \  f; u- Y

    5 O8 \# z3 i; f/ i$ q  ^" B7 tmodprobe usb-uhci
    1 K1 h  B6 [& W8 C$ O7 O
      j6 K* w( O7 k5 t) J2 v0 g% ZUSB鼠标为了使其正常工作,您必须先插入模块usbmouse.o和mousedev.o
    $ s3 b: _& h" {! Q2 A* w6 h/ k+ Q3 t
    4 k" j0 G1 h& Q: Ymodprobe usbmouse
    . Z. v5 P  _) o' _4 smodprobe mousedev $ W! X- f2 v/ S4 u3 y; q% L# ~
    ) {" C: W, n+ J7 b- B$ L% e- s( n
    若你把HID input layer支持和input core 支持也作为模块方式安装,那么启动hid模块和input模块也是必要的。
    : R+ I5 k' g7 M4 W) c+ I* E9 `% Z# U. W0 E4 w' x7 H
    modprobe hid
    2 n+ f9 P2 e+ Pmodprobe input % P) C$ E% h; v4 Z( L& \

    1 ]$ a+ ?" |. O9 z0 ^USB键盘: 3 j# v# C  N' K/ u
    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。 # W( T. ^9 i2 T( o$ C7 [4 B! U( v
    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 ) |5 o0 ?, N! v" ~

    ( D# D) ~" u/ `* A7 i, z* @modprobe usb-uhci : r  K* K1 ~) \+ {
    & ]" U, {, c! W/ n: P* U- H
    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: ( |9 z2 U& L+ U5 z+ S
    % |, r) E5 j# K' z9 D7 o4 g. s
    modprobe usbkbd 3 E9 @, m( w( _) \* B9 y8 k, `  z, F" u( I
    modprobe keybdev   W) i7 H# c0 f& N
    : z- E' j) {% I1 B$ @3 G( I
    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。 : B1 }4 n2 q4 R
    U盘和USB读卡器:
    ) W0 D6 L( d1 P" Y! E' d! B; {' p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。 " c7 ?+ @$ N+ E* p1 z/ V( X) ?
    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
    & e7 w% J( F! s: {7 R6 G/ y+ `
    ) L: V1 O( y4 n6 v) mmodprobe usb-storage
    , l$ c+ |- I+ ^, w$ _1 _
    6 {5 V7 C6 B( K0 k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 * Q+ ]8 m. c3 ~- `2 U
    1 a2 M* d! R+ ?0 c- V+ A, {/ ?
    modprobe scsi_mod
    ' r9 l1 k( U3 u* P5 B% i3 rmodprobe sd_mod
    : T$ [8 W: R# q. A3 u* o1 Y4 X6 k3 l7 k: f$ M
    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)。 $ `/ G) i6 `3 C1 M7 Y

    . ]* p% E8 f1 y5 zmount /dev/sda1 /mnt
    5 `" c+ {" q0 X0 T1 X2 _
    ! ~) E6 |1 R+ Q3 mLinux支持的其他USB设备。
    1 U, v- v4 {' Q$ KMODEM--(比较常见)
    ! e# @+ a" T' y! f* p网络设备 0 W- ]- C. D3 |5 u6 R
    摄像头--(比较常见)例如ov511.o 1 M7 D( G9 Z/ Q: n' z8 U
    联机线--可以让你的两台电脑用USB线实现网络功能。usbnet.o
    " |" m- d( }( C) @* {显示器--(我没见过)
    8 ?, V; g4 P. v" W3 u7 V2 {% ?游戏杆
    % @" x7 c7 s) V) Q5 J电视盒--(比较常见)
    % X# e/ b& a  S) S% k; `手写板--(比较常见) ! Y' U$ e7 q2 ~% z+ B2 |2 T2 [
    扫描仪--(比较常见)   Q* [8 S0 r6 y: V1 M
    刻录机--(比较常见)
    0 N. _7 ^$ `0 G' W& B% x打印机--(比较常见) ) p8 x* F- ?# M- h( m9 ]% r5 v
    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)。 , d2 o: d3 ]. n# L; K: r
    最常遇见的USB问题 2 U# }. g3 E; p! e( F% X
    1. 有USB设备的系统安装完redhat 7.3启动死机问题  
    / e; b, w) u: m8 r& e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 g/ K- _0 K5 v) y
    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
    1 `3 C) `0 Y1 r! X* O: Ymount -o remount,rw / 使/ 可写,init直接启动的系统默认只mount /为只读   t& U* b- G" |6 ?
    然后vi /etc/modules.config文件
    - \9 h' F" x7 o$ h4 v5 I9 e2 P删除alias usb-controller1 ehci-hcd一行。或前面加#注释掉 $ f8 L: g8 ?7 f5 k+ d  P
    然后mount -o remount,ro / 使/ 只读,避免直接关机破坏文件系统
    6 V; v4 P( G6 B* ~0 F2 h然后就可以按Ctrl-Alt-Delete直接重启了
    ) X+ ~4 \1 z- o) Z  Q( Y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。
    / k9 \7 K' q+ M- X! }) s$ J2. 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?  " I# e( {/ ^7 v% C$ N. a
    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。 ( }6 q+ X# E$ U
    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:
    % Y0 K8 Q$ c$ ?
    ; |/ }% c/ c$ k4 bSCSI device sda: 60928 512-byte hdwr sectors ( 31 MB  
    + o3 t% q3 g5 |3 Rsda: Write Protect is on
    1 J% W2 N1 g0 Z9 V+ M! Q3 _& x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。 - h! g- G2 b! X& M: b: A
    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。 & a3 I+ B, C, v
    3. 在使用U盘或存储卡时,我该mount /dev/sda还是/dev/sda1呢?  # n; t& [5 E/ X* U
    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。 8 B' y, S6 L' l6 e2 U3 }
    一个好玩的问题。你在Linux下用fdisk /dev/sda 对U盘进行了多分区,这时候到windows下,你会发现怎么找,怎么格式化,U盘都只能找到第一个分区大小尺寸,而且使用看不出任何问题。这主要是windows驱动对U盘都只支持一个分区的缘故。你是不是可以利用它来进行一些文件的隐藏和保护?你是不是可以和某些人没玩过Linux的人开些玩笑:你的U盘容量变小了J。 9 v, e. J4 P$ a! _- ^$ l9 B% n% g/ 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。
    ; ]8 d8 P( Y& j& g/ p4. 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。  3 q4 E. e% ?! T
    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。 ( l- u% x+ g3 b1 q: E
    参考资料 + f/ j+ v3 A1 x$ ?( Y" Q" C
    1. 《LINUX设备驱动程序》
    7 ^5 {- g! u; c6 F" H$ OALESSANDRO RUBINI著
    9 P. n0 t& \+ R  c% _  j2 N; MLISOLEG 译
    + L8 D! d, ^2 b" C7 R2. 《Linux系统分析与高级编程技术》
    # H. e# Z$ X) W% m周巍松 编著  
      k% X  s: ^. D' P2 B  e9 k1 Z+ ]$ V3. Linux Kernel-2.4.20源码和文档说明
    ; E* c$ n5 H8 l. n! D* x3 q! Q5 A0 M1 J+ u( p% M, e' E8 k

    ' Z$ q: X. N9 O6 H  b& n- v: v# ]# `5 Y7 |7 h4 x

    ! W4 d4 ~* ]6 ]& b# A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) ' ?/ }* l9 f  K) r
    联想软件设计中心嵌入式研发处系统设计工程师
    ) y* u; F& G: {' s( P3 G2003年7月
    : R2 V+ o) q" ~6 [& {' L7 DUSB骨架程序(usb-skeleton),是USB驱动程序的基础,通过对它源码的学习和理解,可以使我们迅速地了解USB驱动架构,迅速地开发我们自己的USB硬件的驱动。 4 Q; V3 J$ B, N, S- |& i
    前言 ( p% q2 Q: I8 _$ Y' [* `$ 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。
    - b  }: |+ F% }1 v: T6 Q% R2 hUSB驱动开发
    ' t9 D' `% Y6 j5 r  n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。
    5 @8 j2 Y$ c; e$ u  bUSB骨架
    + ]7 w( n9 w/ K. w; O$ ^8 F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。 ) A; J$ S5 |! A6 {4 ~  R; w/ S
    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。
    ! c5 b% g: H( X7 P0 X- x9 [8 }如果你准备写一个linux驱动程序,首先要熟悉USB协议规范。USB主页上有它的帮助。一些比较典型的驱动可以在上面发现,同时还介绍了USB urbs的概念,而这个是usb驱动程序中最基本的。
    2 a$ ]( S# \: m/ h& MLinux 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:
    3 y. C- }  b* R) J$ B: Mstatic struct usb_driver skel_driver = {
    ) g& T( K2 u4 P* R5 B     name:        "skeleton",
    - V1 C8 k5 ]6 ~     probe:       skel_probe, & _6 m6 K0 S; j% V6 E0 j. \- Q
         disconnect:  skel_disconnect,
    + g+ A8 l& V% |* f% A     fops:        &amp;skel_fops, 3 t+ u0 ^3 \, s% ^  Z" t
         minor:       USB_SKEL_MINOR_BASE, ' r; K' l0 m& B# n- B* X
         id_table:    skel_table,
    + y  W, _% }0 ?; t" x+ ^};
    2 s: z1 N0 ~$ E: i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。
    " _+ K; U: q6 ofops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。
    : [! h& h* {: b' BUSB骨架程序的关键几点如下: + W/ U9 T+ T  [
    1. USB驱动的注册和注销  ; P+ Q. z7 A# ~
    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。 4 P' }4 N+ k4 L& o. F3 s' B; x0 |* ^
    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:
    ) n/ g. `; h; z+ s' ~static void __exit usb_skel_exit(void) 4 T9 A; Y, P( D8 c4 L; v% B
    { 8 T3 F3 L4 S6 \' E  f
       /* deregister this driver with the USB subsystem */ / n* c( x- }  O% \+ P: z% w
       usb_deregister(&amp;skel_driver); ) Q- B7 i% o% o, o2 T
    } - o5 \, s2 F1 z
    module_exit(usb_skel_exit);   h% c( O: f$ s( E9 Y  c

    4 ?; X% [$ j7 w$ q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): " [6 ?$ L/ \5 r; R6 a  ]
    /* table of devices that work with this driver */ " O+ i* U# q/ c
    static struct usb_device_id skel_table [] = {
    ' W2 I0 U* @1 v  h    { USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID,
    ' B) h7 E5 b: i3 `5 a- U      USB_SKEL_PRODUCT_ID) }, ! [9 I: b4 M' v& X
        { }                      /* Terminating entry */ - l6 Z7 c. I, s% S. v+ U( c
    }; $ G/ x: r( d: ]/ T5 B. a: \3 a4 k
    6 \% Q- c' a- ?, T' J- P
    MODULE_DEVICE_TABLE (usb, skel_table);
    . C% X1 l6 p" H- s$ n; z9 }3 U+ Z& x6 i$ X
    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。 + Z3 ^  `. Z" u8 R- @# i9 b$ n  k4 f
    static void * skel_probe(struct usb_device *dev, " P5 i; `7 `) o3 c6 B4 o2 P
    unsigned int ifnum, const struct usb_device_id *id) # `$ t0 v6 \/ E
    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。 . O9 L& a# u0 M6 k+ ]
    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:
    4 r9 @0 ~* I$ T9 x* s0 z
    * Y. f) N  z1 R8 h  _$ k7 [/* initialize the devfs node for this device
    4 ^  `8 T! y/ ^( I3 M4 ]  U" H   and register it */ 9 T% Y# |# \8 T% N6 m- i
    sprintf(name, "skel%d", skel-&gt;minor); : V: {/ `9 I, r& s' B
    skel-&gt;devfs = devfs_register  & L. y, ]9 w6 N1 a9 A
                  (usb_devfs_handle, name, ' M3 B8 A% T9 ?/ g( P% n5 H- s
                   DEVFS_FL_DEFAULT, USB_MAJOR, ( O3 p/ q+ _: y
                   USB_SKEL_MINOR_BASE + skel-&gt;minor,
    8 U/ N; f# \+ Q               S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR |
    5 o3 c/ a% G( j( @8 ]7 o: y+ R               S_IRGRP | S_IWGRP | S_IROTH, 7 ?8 C! j2 y/ Q
                   &amp;skel_fops, NULL);
    2 ]. `; Q0 s9 l* ~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。
    , w/ ^1 H. a4 Y8 {8 M3 M5 `' C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。 ; _' h8 g! k5 Y* v9 f

    ! {) Q  T, e0 n1 H! k1 x' c! X/* remove our devfs node */ + w/ Q# S3 D, E, s1 R
    devfs_unregister(skel-&gt;devfs); 6 k+ `9 K% c5 \5 }7 M& U& ]
    - g$ `$ m9 ~* _
    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。 0 \4 y/ Q: L3 i# j/ N
    $ l- \0 c$ U' E/ y2 r+ T: A' f

    ) n8 h6 K" y( P. Q2 u" y/* increment our usage count for the module */ ) X, `, u$ T2 m9 ^. U3 c0 r* t9 H
    MOD_INC_USE_COUNT;
    * e! H- @" X; G0 h: r' j3 D$ m++skel-&gt;open_count;
    : S- ?( F$ M2 I$ r2 [' l/* save our object in the file's private structure */ 1 C. a& |% y, V+ a- D
    file-&gt;private_data = skel; 9 i6 v4 \9 Y. S  n' M. L7 W
    # t; _6 \3 p* ~+ O% X
    当open完设备后,read、write函数就可以收、发数据了。 3 G$ S  `9 @3 k0 q/ v$ T
    2. skel的write、和read函数  
    & P! }' |( S& V9 }! U他们是完成驱动对读写等操作的响应。
    : p4 G# p6 t, `! d4 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。 2 H9 [% f/ Z4 C$ Z6 |; a
    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。 1 \9 w; w2 D0 _/ @$ {% j
    3. usb_bulk_msg函数  ! c% Y, B* z! {$ H" [
    当对usb设备进行一次读或者写时,usb_bulk_msg 函数是非常有用的; 然而, 当你需要连续地对设备进行读/写时,建议你建立一个自己的urbs,同时将urbs 提交给usb子系统。
    , d  \' I: P: d4. skel_disconnect函数  
    4 T, b: I+ d, R) `* y/ W! `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:  
    0 o! h/ B* ]3 ^# J* l7 }
    . e, Z) l  s0 M  e; Y% B! o4 K$ k0 B1 k  \8 ~) Y. ^
    /* decrement our usage count for the device */
    9 e2 `; }8 N( E- n- H* c$ z--skel-&gt;open_count;
    & R2 }, y' N! nif (skel-&gt;open_count &lt;= 0) { & P' |# y# X# {( c7 u4 Q
       /* shutdown any bulk writes that might be 2 Y& r2 ]% I1 v% j1 F$ Y( U7 ^
          going on */ 5 `9 n2 u. l7 y
       usb_unlink_urb (skel-&gt;write_urb);
    5 Q; L4 \* q& I8 F1 L' f   skel-&gt;open_count = 0; $ L3 @" b" R9 u! m2 t6 ?9 J
    } % ^; C  ]( f# A) O8 t$ J& {
    /* decrement our usage count for the module */
    ( Y; n6 Y; ~$ l" oMOD_DEC_USE_COUNT; 0 F7 b: U, y! T& Q
    最困难的是,usb 设备可以在任何时间点从系统中取走,即使程序目前正在访问它。usb驱动程序必须要能够很好地处理解决此问题,它需要能够切断任何当前的读写,同时通知用户空间程序:usb设备已经被取走。 2 X, }5 |) F) X9 e! G0 G
    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。
    + B  k3 w$ x  A9 u" 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。
    - b9 I: N! N" @3 U/ U; ]$ qU盘、USB读卡器、MP3、数码相机驱动
      t. [/ M/ u. b: t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。
    ( s( {8 c7 ]6 a0 E$ E- q( VUSB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。
    , j, L( J! E! Q5 b! j( a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:
    1 g; O* K) L; f7 G$ o- s: r( @& Y$ g/ B+ C8 H
    6 [  N7 L8 ^9 w5 q
    T: Bus=01 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=02 Dev#= 5 Spd=12 MxCh= 0  4 ]" C% ~9 U! ?) G6 N' l
    D: Ver= 1.10 Cls=00(&gt;ifc ) Sub=00 Prot=00 MxPS=8 #Cfgs= 1  9 R. p8 ?9 e( w5 q% r- W: [
    P: Vendor=07c4 ProdID=a400 Rev= 1.13  8 v4 ?% J0 ~/ U5 J
    S: Manufacturer=USB  
    6 ^- c! }  N  ?. O7 ~1 V6 RS: Product=Mass Storage  & e) ^- d8 V" }! W9 O
    C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=80 MxPwr=70mA  
    , Q: ]8 {. ^/ X: h# U0 aI: If#= 0 Alt= 0 #EPs= 2 Cls=08(vend.) Sub=06 Prot=50 Driver=usb-storage  / o8 G4 {  X/ b( Y$ a0 b
    E: Ad=81(I) Atr=02(Bulk) MxPS= 64 Ivl= 0ms ) L0 ^' B* S! }) q( v$ H5 j5 E
    E: Ad=02(O) Atr=02(Bulk) MxPS= 64 Ivl= 0ms 9 i6 S' w9 }0 D, d' e* ~

    0 `) q# d5 M: N9 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。 , {: _) x1 g, i' ~
    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。
    3 Z2 L! e8 D3 {  k& a5 I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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    复兴中华数学头子

  • TA的每日心情
    开心
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    UNUSUAL_DEV(07c4, a400, 0x0000, 0xffff,  
    1 X9 ?5 R- K; N7 {$ C' d7 u6 m& T" USB ", " Mass Storage ",  
    - k4 m+ @0 i/ _US_SC_SCSI, US_PR_BULK, NULL,  
      j3 u3 Y; W8 m3 dUS_FL_FIX_INQUIRY | US_FL_START_STOP |US_FL_MODE_XLATE ) " ~" ^4 J/ A) R; r" A
    ' j3 U% @3 Q1 l
    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。
    ! z7 x! l% S( E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。   e. u: @: ?: k. Q1 o  ?* b
    键盘飞梭支持 9 l9 E3 Y$ o4 U, U' [7 F+ P
    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。 2 n" c( ?4 ?- y& V
    下面是具体看到的信息
    1 O# v" ^. w$ F" L2 e: S# R, j9 l2 N8 \( m. S! x2 d" d: V0 Z. b# u
    T:  Bus=02 Lev=00 Prnt=00 Port=00 Cnt=00 Dev#=  1 Spd=12  MxCh= 2 : k; h: `, h( e0 f
    B:  Alloc= 11/900 us ( 1%), #Int=  1, #Iso=  0 1 Z1 p* \! G/ o4 R
    D:  Ver= 1.00 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1
    ) D* B2 k7 c4 K4 n& a5 h. BP:  Vendor=0000 ProdID=0000 Rev= 0.00 , X* m& p' ~8 v3 [* m8 e& V  O
    S:  Product=USB UHCI Root Hub
    2 j7 L6 D- u  [. ~( US:  SerialNumber=d800
    / i: ?2 M* J9 r1 C5 e  X2 nC:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=40 MxPwr=  0mA
    * V- M6 Z. |  t8 \I:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub
    2 k! b; r; u3 O. HE:  Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS=   8 Ivl=255ms
    - b9 H3 ~8 e7 M* b9 }1 n! V1 YT:  Bus=02 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=01 Dev#=  3 Spd=12  MxCh= 3 8 M/ u6 o; O# H, v5 x4 t9 d
    D:  Ver= 1.10 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1 * ^( p' C+ ~! v: }! U
    P:  Vendor=07e4 ProdID=9473 Rev= 0.02 7 z& R$ {+ N6 e! J
    S:  Manufacturer=ALCOR ; }' H/ f( [- W% }* N3 h
    S:  Product=Movado USB Keyboard
      `' l8 ^0 s4 u  i, hC:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=e0 MxPwr=100mA ' w" P1 D" A: \) Y* X
    I:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub ' g; q  }- J6 M" z1 @0 A- {. W
    E:  Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS=   1 Ivl=255ms % v6 q% x/ W5 q+ g5 ]
    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    e2 i7 U4 D% ]4 d

    # @. r0 p" M4 _/ r' lFILL_INT_URB(&amp;kbd-&gt;irq, dev, pipe, kbd-&gt;new, maxp &gt; 8 ? 8 : maxp, : @& }5 v6 W0 C. s7 D
    usb_kbd_irq, kbd, endpoint-&gt;bInterval); 3 x8 e6 H/ R( x) i* v+ Y

    & T1 ^: i6 O5 {$ ]  k# O* J一句中实现。 % X, Z- l1 }9 ~
    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。
    : c% O0 S5 L. u/ s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。
    4 Q! c# E. ^, M9 v, N8 g) W程序见附录1:键盘飞梭驱动。
    7 u; S& }* `/ s% b6 K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。 ) l( j0 |5 k3 }& g& t5 G+ q& o
    参考资料 * C. w: S5 F  t5 m
    1. 《LINUX设备驱动程序》 / V( \( p* E& ]
    ALESSANDRO RUBINI著
    6 S' M) c! X- E, G/ @LISOLEG 译
    # |* p2 Y+ Y+ g5 @9 [5 n& p7 S! @2. 《Linux系统分析与高级编程技术》 8 v" s. y; r( D4 H4 l
    周巍松 编著  
    ' [, P. k" i6 B  U7 A3. Linux Kernel-2.4.20源码和文档说明 ! g% o& _7 w2 S, L* h
    附录1:键盘飞梭驱动
    . T1 b* `9 V# G& S7 R& l9 B/ P
    9 n+ v3 M1 C) J# ^#include &lt;linux/kernel.h&gt; / o& E. j7 @/ R7 w$ d
    #include &lt;linux/slab.h&gt;
    6 Y; G, d/ I; y9 {9 d3 F7 O#include &lt;linux/module.h&gt;
    5 g' G) j) _% z0 L- n% L" O#include &lt;linux/input.h&gt;
    : h' F( A# R0 C7 S& g#include &lt;linux/init.h&gt; $ R, L5 c6 I/ d" W7 L
    #include &lt;linux/usb.h&gt; ! g+ R, Y4 v, w8 y0 H3 {
    #include &lt;linux/kbd_ll.h&gt;
    3 d1 f6 V* A9 W! f3 ?, E! ?% j$ \4 i: ~7 H
    /*
    5 P+ p7 m, S) c: P# x3 A2 F * Version Information " I# C' k% @' \8 m
    */ $ w4 c1 f! q8 f
    #define DRIVER_VERSION "" 8 Y9 d! \& o. B. L' k
    #define DRIVER_AUTHOR "TGE HOTKEY " % D$ L0 w2 }* f, R' n! y
    #define DRIVER_DESC "USB HID Tge hotkey driver" 7 ]# {% q8 g! H9 b$ C2 a

    4 O9 [# _7 S5 z7 r* b/ D( i#define USB_HOTKEY_VENDOR_ID 0x07e4
    3 i3 f1 R$ _2 A7 D8 O& B#define USB_HOTKEY_PRODUCT_ID 0x9473 . K& |# C) b8 ?3 t" h
    //厂商和产品ID信息就是/proc/bus/usb/devices中看到的值 9 b- s- b6 R& m+ N" x7 T( Y

    6 s7 A9 V. I6 @7 N6 f0 MMODULE_AUTHOR( DRIVER_AUTHOR );
    3 y" x& [3 M+ L; q2 L9 F. z7 ~$ `MODULE_DESCRIPTION( DRIVER_DESC );
    1 a* g  |" ~. V, J0 G4 U3 A
      \# r. {5 k- ], ~1 \struct usb_kbd { 4 Z6 x% }, r  K& \
    struct input_dev dev;
    7 k! p) j; [2 L3 V2 ^8 U# ostruct usb_device *usbdev; * y' y( h" `; m& [9 d
    unsigned char new[8]; : ^3 o/ u( e* X
    unsigned char old[8]; - l* @/ w! D& c" C2 [$ x' E+ A; z
    struct urb irq, led;
    , x* n/ r7 w2 E; X1 e" W" ?0 G// devrequest dr;      
    0 @0 l9 }  d/ x% O//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 2 V' [0 ^* X0 d( z% Q' `+ H
          struct usb_ctrlrequest dr;
    / d7 J& N6 U$ x; i  _8 r5 j0 S+ C0 l! Xunsigned char leds, newleds; * j* Z" y' u" I3 S; k" \
    char name[128]; ! g* ]9 x- s* q5 e
    int open; + d# ~8 o, b, R" V& Z2 ^
    }; - j# j  E2 X7 o, g. u: P+ c0 D6 D
    //此结构来自内核中drivers/usb/usbkbd..c - o3 {3 _9 s7 k7 m- p
    8 d4 C4 K& M, M. j. A* e" n
    static void usb_kbd_irq(struct urb *urb) 6 h( p. h) C+ K" e  z$ H
    { 8 u; ?/ i- \! M& V) S
    struct usb_kbd *kbd = urb-&gt;context; ' e, f8 V' G# Z
            int *new;
    7 c. K" t" A, P) V/ d. F, C        new = (int *) kbd-&gt;new; , v+ P/ f4 [' y6 n: M( ?
    : P; k$ ?) M9 k4 o6 W, `$ o% P
    if(kbd-&gt;new[0] == (char)0x01)
    ' Z4 X1 K$ J, T9 E2 n  x{ 5 J. K+ d1 g! V+ h% V, W% ~
    if(((kbd-&gt;new[1]&gt;&gt;4)&amp;0x0f)!=0x7)
      n* ]4 S  [# d% [$ H{ 6 W! [, p9 r# h& ?/ s
    handle_scancode(0xe0,1);
    ( h- n3 D. p% }' @$ Ihandle_scancode(0x4b,1);
    ; L* k) O8 c; U+ [& p* \1 D: f                handle_scancode(0xe0,0); ) G. z4 J5 f  ^- i
                    handle_scancode(0x4b,0); ( j4 ]; J! |' X9 a. Q/ X
    }
    ! J# c. B! p4 g( R- Ielse
    & w& N3 Z6 ?- c, |$ J{
    / j2 ~5 t4 o4 thandle_scancode(0xe0,1);
    9 R2 O) ~  z9 J3 V( c9 o                handle_scancode(0x4d,1);
    " O, F$ H5 L  C- ]6 }                handle_scancode(0xe0,0); # X3 H; T# ]) Z7 c3 H0 f
                    handle_scancode(0x4d,0); . X5 o+ I  S8 a
    }
    * Z% n' A& e% D. U} & b4 O! k! \$ G$ G0 `
    2 s5 s8 e) V" [3 n5 d8 i  S% I

    ' y# h$ x( G, s# O; ^/ V+ l6 jprintk("new=%x %x %x %x %x %x %x %x", , [/ v; M8 J, g  \; \( a/ g
    kbd-&gt;new[0],kbd-&gt;new[1],kbd-&gt;new[2],kbd-&gt;new[3],
    & X6 Z! c+ e$ B0 [! ykbd-&gt;new[4],kbd-&gt;new[5],kbd-&gt;new[6],kbd-&gt;new[7]);  % d7 M* z/ D8 W4 y6 j0 X5 y. D

    * T2 S+ W% ^/ r9 n  `" G} 7 P% l0 r% P* T2 I7 y) d

    - d6 y% y0 m. ]: S/ |static void *usb_kbd_probe(struct usb_device *dev, unsigned int ifnum, & [, X6 K/ ]# R
                               const struct usb_device_id *id)
    1 k2 m% C0 S1 }% W{
    2 z+ A* I+ e0 x$ Ystruct usb_interface *iface; . L' T) I% d, L: ^9 @' L
            struct usb_interface_descriptor *interface; 3 A2 s8 Q3 d! j
    struct usb_endpoint_descriptor *endpoint;
    3 v0 g2 ]+ R1 T* M9 {        struct usb_kbd *kbd;
    - ?, h# L3 V" G/ J! P6 o        int  pipe, maxp;
    ! P8 i; J$ h* t" V
    ( c# u$ U+ F5 I9 J: piface = &amp;dev-&gt;actconfig-&gt;interface[ifnum];
    # |7 d- S8 p% @( Q" _8 x        interface = &amp;iface-&gt;altsetting[iface-&gt;act_altsetting]; 6 d. Z5 f# v& f/ Y6 k
    ! {( Q. j# \2 q0 `3 S; a% t
    if ((dev-&gt;descriptor.idVendor != USB_HOTKEY_VENDOR_ID) ||
    7 g* E  c- L9 r9 W+ }+ c(dev-&gt;descriptor.idProduct != USB_HOTKEY_PRODUCT_ID) || 7 {( l8 e/ h: e! Y" l, @! q
    (ifnum != 1))
    8 D) F0 }' ^; j5 g9 ]- C' m{
    % x1 i3 i; {" s# }/ f5 S5 Creturn NULL; ! D/ B' \- a! N0 g. n2 C7 ?
    } 8 ~/ s8 w6 n5 [) i+ Z( q  H
    if (dev-&gt;actconfig-&gt;bNumInterfaces != 2)
    9 a9 D6 p! V* h9 @' n{
    " p2 }! F" }. A0 e, Lreturn NULL;
    ! x/ @0 N( R! G0 [) @6 G; Y} 6 \4 s/ S; Y7 ^8 }* O( t9 r
    & V# \; f# {6 V6 J# c
    if (interface-&gt;bNumEndpoints != 1) return NULL;
    3 D9 G0 A& ?: H  e' X9 N/ T# I
    # ~( s7 [  |1 t) V        endpoint = interface-&gt;endpoint + 0; / O: ^+ p+ i/ }
    9 L9 ?  R) n% w! r" q4 C) w
            pipe = usb_rcvintpipe(dev, endpoint-&gt;bEndpointAddress);
    8 E! A. [) A0 Y( U        maxp = usb_maxpacket(dev, pipe, usb_pipeout(pipe)); , X& P4 [) X. |4 r" U' m

    5 M  _3 x/ {: W. |# G        usb_set_protocol(dev, interface-&gt;bInterfaceNumber, 0); 1 k# `% h7 A) z
            usb_set_idle(dev, interface-&gt;bInterfaceNumber, 0, 0);
    6 b3 F- ?4 q& M8 ^% L# D' R: k3 F, d* M& f/ }, H: H
    printk(KERN_INFO "GU Vid = %.4x, Pid = %.4x, Device = %.2x, ifnum = %.2x, bufCount = %.8x\\n", 4 Y4 T2 _4 x. b# T  V, D! h
    dev-&gt;descriptor.idVendor,dev-&gt;descriptor.idProduct,dev-&gt;descriptor.bcdDevice, ifnum, maxp);
    4 u4 D3 B' s, H5 }: J7 I% X: f7 ^3 U5 F3 e( [) T+ h
            if (!(kbd = kmalloc(sizeof(struct usb_kbd), GFP_KERNEL))) return NULL;
    $ Y% s+ Y' U5 G' {2 A        memset(kbd, 0, sizeof(struct usb_kbd)); " q: u) @# [: h  y
    . O7 C  A' }( k3 \6 s
            kbd-&gt;usbdev = dev;
    * ^6 v! f4 M, u2 O& M
    $ P9 K# S5 n5 @# M9 H, d        FILL_INT_URB(&amp;kbd-&gt;irq, dev, pipe, kbd-&gt;new, maxp &gt; 8 ? 8 : maxp, ; _( \8 G6 r! p; V. V6 r
    usb_kbd_irq, kbd, endpoint-&gt;bInterval);
    & }& P; G, ?. y5 E6 x' |$ \
    9 O& o$ p: i7 d& V: r% z0 s, ^kbd-&gt;irq.dev = kbd-&gt;usbdev; * C/ N: c' m# S$ E; Z
    " D2 D2 Y9 \0 ]! H( j
    if (dev-&gt;descriptor.iManufacturer) 9 |9 K5 T0 C5 k( F) [
                    usb_string(dev, dev-&gt;descriptor.iManufacturer, kbd-&gt;name, 63);
    4 d; U6 D' V$ S5 i0 r% Y+ z7 t, F0 X( q
    if (usb_submit_urb(&amp;kbd-&gt;irq)) { ' ~9 a$ }1 I+ U3 o5 o
                    kfree(kbd);
    * ?; \# q0 w% Z$ J                return NULL;
    " i9 _8 [& \/ A0 `. u& \* g        } ! {! e7 h" u1 `1 c/ F# o% ]4 C$ p

    0 c& [. ~1 @! aprintk(KERN_INFO "input%d: %s on usb%d:%d.%d\\n", 5 e5 q8 a3 o0 v2 k" d* M1 R
                     kbd-&gt;dev.number, kbd-&gt;name, dev-&gt;bus-&gt;busnum, dev-&gt;devnum, ifnum); 9 _" `8 k3 L# L9 R" W

    5 n1 t9 D6 V. C% w        return kbd;
    3 z3 ^  ?1 S- d9 ^* Y* Q, ]} 4 a$ ~# N! F- ^/ T  n

    0 q$ X$ \, O7 s( U9 Istatic void usb_kbd_disconnect(struct usb_device *dev, void *ptr)
    ' e( ~* g5 R0 ]6 T{ # y& r. k7 F+ I7 y$ A3 ]
    struct usb_kbd *kbd = ptr;
    0 q: D( X% t' R' q        usb_unlink_urb(&amp;kbd-&gt;irq);
    7 n2 ]; q0 n8 g( ~4 z' R3 s+ e: Z        kfree(kbd);
    7 y& t- N* z, O8 K1 f4 x. m
    5 |/ l$ g6 e4 U}
    # z) S/ u2 z; l
    9 J; y! o. o+ i* V0 L! Q  Qstatic struct usb_device_id usb_kbd_id_table [] = {
    5 X0 J: g8 [, x* |* l$ G5 U{ USB_DEVICE(USB_HOTKEY_VENDOR_ID, USB_HOTKEY_PRODUCT_ID) }, / z  W: e2 F. D# ]8 }6 z& }% ~0 U
    { } /* Terminating entry */
    & W! j$ c: c/ ]6 D( w# O6 \}; ' R/ d; M" q! G6 r8 I) W6 o
    , y+ V) Q) m; [& _
    MODULE_DEVICE_TABLE (usb, usb_kbd_id_table); : K& Q- {  E2 O. {5 k* t

    ( N2 {9 Q: s! W' ?) y+ E9 }static struct usb_driver usb_kbd_driver = { : b: y4 y1 ^8 _( n
    name: "Hotkey",
    $ r- j+ A# v  _probe: usb_kbd_probe, 4 ^! l& \$ H- ^: F! O# o7 |
    disconnect: usb_kbd_disconnect, 7 s4 H: l$ E, p% H4 c9 z
    id_table: usb_kbd_id_table,
    ( y, i: \$ ?" ]1 A( KNULL, - W' [8 }+ A3 v
    };
    & D$ x% V$ b  I% i# _, H
    2 l$ f6 w" J1 h. c2 C; `9 ostatic int __init usb_kbd_init(void) / J# `- c5 B! z+ y! ~
    { 7 m1 M! i( [# H; \3 b
    usb_register(&amp;usb_kbd_driver);
    : O8 W( o, S* T8 P2 ?info(DRIVER_VERSION ":" DRIVER_DESC); " d% A! {5 B) M- S' J
    return 0; ! k, I+ O% [# a" Q
    }
      l- X5 T" B  E6 Z# w# Q- R: `
    4 E1 o% T* y6 z  E% _+ mstatic void __exit usb_kbd_exit(void)
    # E% `( ~; \, R' t{
    $ ~0 ^" F, T# I8 Uusb_deregister(&amp;usb_kbd_driver); ) Y) j) R+ M# r4 A3 b/ k
    } ( R0 ], {$ p# n8 g8 V4 u* |
    ! Z/ _# R- T; F8 q
    module_init(usb_kbd_init);
    1 H3 i3 ^4 x6 Q7 Qmodule_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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