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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>; X# f0 s. I( t" J
    <>赵明(carl__zhao@163.com)
    4 Q+ W6 P! w6 y! G& @! i联想软件设计中心嵌入式研发处系统设计工程师
    2 O% B) I$ K' t) j0 C2003年7月 # L: s* q, [3 e0 d: b% F
    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。
    0 k. c* b1 j" k$ w2 z$ y前言 : y  t, _$ f) p4 K& p$ W7 s! {+ }
    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。
    / o2 C- d! q2 d* s9 y2 ~6 ]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。 # A1 |; [6 j8 Q& a: e
    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。 + v9 M! D( h% R7 F' ]0 Z7 I
    相关技术基础
    - d9 ~, u: V# X2 x7 }模块(驱动程序)
    , I1 t% o8 j. Q2 f/ g1 [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。    T. h( S2 G$ O3 ^4 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。 $ C. ~; d! w8 U
    设备文件 ; Z" g3 ]) z. z: M
    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。 % S' z2 D3 U$ O. Y
    SCSI 设备 1 U% o$ [7 S; K* P4 K6 R6 L
    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。 ! |7 ]8 y2 L, z( r
    Linux硬件驱动架构 1 S7 _- S+ M' I6 v1 p
    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。
    3 G2 |- _/ i: I0 C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) " J' N; K7 l) }) A  Q7 F

    % N8 |: V2 Y/ q. \1 o7 J* P' z2 F配置USB设备
    ! ]% X: }' U1 \& f6 k& Q% M- x/ O内核中配置. 6 ?; S9 n6 I9 X! Z
    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。  5 k; ?5 ~! z, ~: h1 N' J2 b5 T4 p
    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。  & c/ h" s# N5 _. \+ y
    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)。
    ( g  E" M) e. h6 d6 T  G( 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"。  
    2 @# Y7 [" |, U8 c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:  # Z* _+ P# w) o% j' u* r! Z! I

    ( X" P8 w; z3 A; R7 O# X# mount -t usbdevfs none /proc/bus/usb  ) y$ t/ {4 H7 v
    4 N! S; J  h( s
    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:  
    6 o( t+ l$ Z3 m1 V
    % v" ?0 [6 ~6 w* W9 b* o: G6 P& Wnone /proc/bus/usb usbdevfs defaults 0 0  
    0 Y2 p9 p, L5 e# K3 F5 I0 Q  q8 d4 N( Y2 [
    模块的配置方法.
    & R# M  e% o6 `- B3 Z; y( w/ `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。
    7 H8 b( M* ]2 Q/ a' E" K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)
    , @5 s- g* V6 }: P, J& A对应USB设备下面一些模块是关键的。
    , d) g# P; O8 s) c  P/ Ausbcore.o 要支持usb所需要的最基础模块
    # d. C0 t( i  i/ e+ k" F# w/ Zusb-uhci.o (已经提过)
    ; f% ?7 J4 s6 O' I' Q- K$ x- X4 Lusb-ohci.o (已经提过)
    * h" L9 k) {) I- I% A; t4 j9 |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
    - w- d! Q  i- @. e3 Eehci-hcd.o (已经提过 usb2.0)
    & @) {; y% ^- v% t3 Whid.o USB人机界面设备,像鼠标呀、键盘呀都需要 2 w& Y+ h; n: R# s) u/ R0 U) `0 @
    usb-storage.o USB存储设备,U盘等用到 $ q/ f2 ]0 t$ Z9 t" n, R
    相关模块
    + I# Z. n+ I) L0 \4 q9 u5 g  f! k. Lide-disk.o IDE硬盘
    4 W9 s1 h( w! y3 ?8 x% n. Fide-scsi.o 把IDE设备模拟SCSI接口 . T( {" V! P* {# o
    scsi_mod.o SCSI支持
    . u, G; C3 u- Z3 h/ [注意kernel config其中一项: 8 t  E  X/ c/ Q' C+ N* p- Y, U
    - O& Y7 x/ x7 l$ K/ Y7 q. a- s
    Probe all LUNs on each SCSI device 9 Y) ~  W( A, U# p3 F8 V
    9 L7 [& k8 M* Q- J4 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。
    " ]7 u5 Z4 f3 S0 ~& b$ `+ O4 g6 }6 e" H& x& [& ?# x" q; ^3 ?: p% f
    add options scsi_mod max_scsi_luns=9   8 U/ ]' Z+ J/ k; g8 k1 Z' S, q5 F

    ( v7 V. w# J  ?4 K- xsd_mod.o SCSI硬盘
    & N! w! m6 A3 K' Jsr_mod.o SCSI光盘 $ [5 t0 p( {" E0 k& E+ Y) Z
    sg.o SCSI通用支持(在某些探测U盘、SCSI探测中会用到) 3 _3 b2 m/ B2 Q+ h6 u/ Y  b; C
    常见USB设备及其配置
    % y. @  z+ t. h0 U- [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:
    5 T" P/ E' y" n; t- kUSB鼠标: , l' v/ r* q. h, }
    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)。 6 d* @7 `% C& s
    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
    * W# S! }4 [; n9 M4 U3 i3 v) U9 p, a2 }: f% `' C% X$ x# I& D$ K
    modprobe usb-uhci ' d6 M/ s& F9 H  B* q* B
    6 Q9 w" g; Y+ X" C/ s; a+ t0 w0 b
    USB鼠标为了使其正常工作,您必须先插入模块usbmouse.o和mousedev.o 0 s  ~+ l* t8 L! D  s' b: P

    $ E) L" X6 i" I4 C/ O* imodprobe usbmouse
    . ^. W% h2 R9 p, \$ omodprobe mousedev ; }8 H, s1 S1 b, i* x9 r
    . d* e2 [" y5 R1 `$ K+ L( H0 D6 B
    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。 ' f7 r6 `& A7 z: i) ~3 j, F
    4 f! h; x# r; O7 q. J
    modprobe hid ( d1 \! i" ^, L+ D  L% S
    modprobe input
    * Y- E% |0 G6 w' X$ Y
    8 R4 ^4 H: E2 b1 u  k( YUSB键盘:
    & W2 u4 i9 v8 y& ~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。
      P! q! s6 }( M  A9 G1 V; a+ K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 c  B$ U) g4 w4 v1 U& o

    5 a3 B7 N+ _0 a( Dmodprobe usb-uhci + P8 e* H& U+ t6 e
      M, ]" t- e7 L) k) A
    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: 6 c4 ?) X+ _0 i* s# T3 Z

    $ u/ M; B$ N, T; i( M; D5 imodprobe usbkbd & u4 g' C% I: J  p+ i' z3 b
    modprobe keybdev 0 k+ \$ U# `' z
    / p/ C( [% G8 m. f8 o2 w6 e$ O; L
    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。
    ' G( S3 q* a  z2 @, \* G# EU盘和USB读卡器:
    5 }, T) c5 [$ ]' V数码存储设备现在对我们来说已经是相当普遍的了。CF卡、SD卡、Memory Stick等存储卡已经遍及我们的身边,通常,他们的读卡器都是USB接口的。另外,很多MP3、数码相机也都是USB接口和计算机进行数据传递。更我们的U盘、USB硬盘,作为移动存储设备,已经成为我们的必须装备。 & ]) N: f9 r; Q
    在Linux下这些设备通常都是以一种叫做usb-storage的方式进行驱动。要使用他们必须加载此模块 ( n' G+ |# g  s) ]7 t
    / S2 b# i5 _  u2 k+ U$ ]* }. z
    modprobe usb-storage 2 v/ Y7 s& N, A; t6 ^
    8 U; L+ M) b& I- g* _! j- G! p& d2 U+ c
    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 ! o/ ]& Q5 V6 U' H# G
    & g, i! x0 M+ y3 O9 X3 h8 ^
    modprobe scsi_mod / t1 A" N. H: m, a9 L8 k
    modprobe sd_mod
    ! k/ V" ~* p) N+ ~
    $ G: S8 N9 _! c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)。 6 B* Z8 i6 T+ p( q9 J& w* W& }

    3 [* r' }6 Z5 p7 Umount /dev/sda1 /mnt
    $ j+ \; Z8 I4 M! A, A
    ; U# e" p" ~: n! \( b# zLinux支持的其他USB设备。
    ; a' N+ g6 l! O$ ~5 x2 X% _3 f1 H7 qMODEM--(比较常见) ' {; e) Y' [  q& I" }7 r
    网络设备 9 `" q; G. a( R. m4 x) [) n/ R
    摄像头--(比较常见)例如ov511.o , \, I/ a! ]; E; i) |6 \
    联机线--可以让你的两台电脑用USB线实现网络功能。usbnet.o + e6 `7 D  l1 e4 b
    显示器--(我没见过) . w) Q7 ^' b1 c* O2 A3 P
    游戏杆 ! d8 W  K$ d2 k) C% z
    电视盒--(比较常见) / P; b/ {# t4 s
    手写板--(比较常见) 0 u6 X6 P, m. h$ _
    扫描仪--(比较常见)
    . a9 _" ?7 F( M, c刻录机--(比较常见) " f; a# i2 K2 R) F9 Q  i
    打印机--(比较常见) . e, o! T0 P8 v" O( G5 `& V- n
    注意:上面所说的每个驱动模块,并不是都要手动加载,有很多系统会在启动或你的应用需要时自动加载的,写明这些模块,是便于你在不能够使用USB设备时,可以自行检查。只要用lsmod确保以上模块已经被系统加载,你的设备就应该可以正常工作了。当然注意有些模块已经以内核方式在kernel启动时存在了(这些模块文件在/lib/modules/2.4.XX中是找不到的)。
    7 x6 N  _( j9 a' q7 U( ?2 c6 O最常遇见的USB问题
    8 Q. f4 r5 i2 ]2 j2 c# c6 y1. 有USB设备的系统安装完redhat 7.3启动死机问题  
    9 z6 l$ |2 j' ^. @' 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。 9 `) a% k5 e  T* a3 d
    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
    $ ^" u0 C# N# k; ]+ m$ Q- mmount -o remount,rw / 使/ 可写,init直接启动的系统默认只mount /为只读 0 E9 r; m) L1 ^. b; S: \6 e
    然后vi /etc/modules.config文件   u2 S' S+ l! b& C9 A( S0 p
    删除alias usb-controller1 ehci-hcd一行。或前面加#注释掉 ! Q7 J. w" X0 h' T) o, {
    然后mount -o remount,ro / 使/ 只读,避免直接关机破坏文件系统 $ o5 Z, s$ f% F
    然后就可以按Ctrl-Alt-Delete直接重启了
    2 R; ^- M/ R( 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。 & G: ?$ v9 w! {3 ~2 r7 ]0 {* \: s) `
    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?  
    2 f( u7 L1 {( H2 G9 F1 [9 R# {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。
    1 v' d7 n: }: q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:
    . c# k1 U" i  G5 v9 Y% W/ o1 F/ c: y3 R2 Y2 |$ Z' f
    SCSI device sda: 60928 512-byte hdwr sectors ( 31 MB  ) d' f( }! A2 x; Y1 m
    sda: Write Protect is on ' s' Y- y4 {* j2 l! I7 ^+ K: {3 N
    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。 # a; M2 X6 M$ B
    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。 " O0 {! R7 @0 x' R/ [' L
    3. 在使用U盘或存储卡时,我该mount /dev/sda还是/dev/sda1呢?  0 C& o  n8 o. \$ z
    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。
      \3 }. [. S  m9 R8 V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。
    " P+ H( f1 P8 H- Z1 S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。
    3 x* p" w( }% B, h( B# O; }" l2 I4. 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。  8 Y2 |6 M' r# R
    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。
      H+ Y/ F5 E! P, S. W# L参考资料 8 e) m/ C9 j% }, P
    1. 《LINUX设备驱动程序》 * o3 J  `* d7 O1 r: E  Y4 i) l
    ALESSANDRO RUBINI著
    # A1 u: d4 p2 A) J: O! {LISOLEG 译 ( S! o" ~/ \6 P( s1 P
    2. 《Linux系统分析与高级编程技术》
    6 Y& t3 M1 v  q* S周巍松 编著  4 D5 G) j; w% S+ Z6 C/ v
    3. Linux Kernel-2.4.20源码和文档说明+ H# `' M6 l! ?2 ]" f( o# i
    6 E- I4 ^* L$ W: p  C( O% E% Y
    & L$ p2 D# m7 p* `4 e$ @& N! x7 }4 H. D
    ' B7 h0 A. ~4 e9 {5 i% I

    " ~& \- ~; G% h! S4 g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) ( ]) ]/ T* |" s5 Z) i5 T! E
    联想软件设计中心嵌入式研发处系统设计工程师 , w% Y* R- j0 c) A# q) [' [
    2003年7月 4 F) W* K4 b  q/ P! Z2 e3 n
    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。
    # u- n5 Z, Z' x. W8 k6 |' s前言 . _. s# F5 L. d! h: B' 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。
    ; v7 l6 f. P; |! |1 UUSB驱动开发
    : `4 L2 R! V& @' y5 y% ?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。
    $ E* O* t- h. BUSB骨架 , A' g' }8 k9 a; ~" T- w; [* W" q# c, o8 S
    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。
    ; ?: D! _0 q) D' S  ]: H% v2 _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。
    ' A- N- N* O9 D" C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。 , p; J/ P$ r0 w  t
    Linux USB 驱动程序需要做的第一件事情就是在Linux USB 子系统里注册,并提供一些相关信息,例如这个驱动程序支持那种设备,当被支持的设备从系统插入或拔出时,会有哪些动作。所有这些信息都传送到USB 子系统中,在usb骨架驱动程序中是这样来表示的: + j  e. z' e# f) U, I
    static struct usb_driver skel_driver = { ( r, P  T/ E- c1 j
         name:        "skeleton", ; d  N# b$ \' J
         probe:       skel_probe, ( {: U( k: M  T4 l5 Z5 c" w
         disconnect:  skel_disconnect,
    $ b0 i8 H+ r0 ?; ~: d. H0 i     fops:        &amp;skel_fops, , V+ J( x5 P$ ]
         minor:       USB_SKEL_MINOR_BASE, / [% {9 T7 e7 j# u
         id_table:    skel_table,
    7 G# y* n9 L# h# M! }5 s/ S}; $ Y3 D* p. K; H) m5 F3 |
    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。 * q9 |( v: F) p, ~3 P8 n
    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。   @- k9 R& f) {$ j$ q! @# Z
    USB骨架程序的关键几点如下:
    ) e) {5 i  o$ Q  K  i  ]' O# W1. USB驱动的注册和注销  
    * G) Y4 }5 Q6 H5 s/ S: F! zUsb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。 . N. w; l# _! I$ R2 W
    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:
    * u3 L! B  w, N" ostatic void __exit usb_skel_exit(void)   G! c# i1 }& L$ h8 q
    {
    6 |) ~5 _" N" k' y. ~5 F" f   /* deregister this driver with the USB subsystem */ ( Y. W6 q$ C- c' q: ^
       usb_deregister(&amp;skel_driver);
    8 Y6 H# B- K$ k4 N  `- w; P} 5 w2 P: o9 P- V% @, F
    module_exit(usb_skel_exit);
    1 Y* E1 J4 n% {/ c6 r8 T6 z  Y# g. I
    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): 7 H9 y# N2 M, e
    /* table of devices that work with this driver */ ; y( N6 f$ A/ B( P1 I
    static struct usb_device_id skel_table [] = { 8 X9 W+ K4 \; U0 f
        { USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID, + [' V' N4 R% [) r
          USB_SKEL_PRODUCT_ID) }, 0 V- L6 i/ Q  f8 T: q+ t; ~5 E5 c
        { }                      /* Terminating entry */
    ! c& p) w$ q0 K% d7 ^};
    8 y, B8 C/ D- s: X% a5 s5 p/ b
    + z! j& N0 S. o  t7 ], h$ [' wMODULE_DEVICE_TABLE (usb, skel_table);
    + d6 B3 R2 q+ i/ u) }% R5 b  |: e- a6 ~  l! Y
    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。 : D  f: s% t6 I9 T
    static void * skel_probe(struct usb_device *dev, 3 V, k+ V. \7 J' L" F) \- O3 G
    unsigned int ifnum, const struct usb_device_id *id)
    ; t2 t3 l3 x+ G2 u4 E5 t! Z驱动程序需要确认插入的设备是否可以被接受,如果不接受,或者在初始化的过程中发生任何错误,probe函数返回一个NULL值。否则返回一个含有设备驱动程序状态的指针。通过这个指针,就可以访问所有结构中的回调函数。 0 V* f8 B" s; j! C6 e
    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: # k) q' L+ a9 [3 d( M' K7 U
    $ {9 x- ?* K8 n& n8 g+ T0 ]  G: e+ U  g
    /* initialize the devfs node for this device
    ' s4 Q! L/ h! p% k7 M   and register it */ 5 s0 i% H+ k' x6 p
    sprintf(name, "skel%d", skel-&gt;minor); 5 @; B$ ~/ o$ A% o
    skel-&gt;devfs = devfs_register  
    4 {% t) S* M) Z5 K7 y              (usb_devfs_handle, name, - B7 \2 u# T1 x4 v) ~9 o
                   DEVFS_FL_DEFAULT, USB_MAJOR, 5 L2 |1 C& ]+ a3 |# s
                   USB_SKEL_MINOR_BASE + skel-&gt;minor,
    # R; F2 X+ @8 L% Z9 W               S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR |
    ) u2 p: ^9 ~0 X9 a               S_IRGRP | S_IWGRP | S_IROTH, ) i3 I7 K7 L& T& `) m
                   &amp;skel_fops, NULL);
    2 h6 A' d5 c1 c& r; \$ B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。 % o) Z# Z8 C+ L/ n
    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。
    , ~( F# J; V0 z- p# R4 ^) @& I: s0 g0 X7 J& N: q
    /* remove our devfs node */
    ; t, J6 ^- u6 K) s, b: I0 G4 Odevfs_unregister(skel-&gt;devfs);
    % I( @3 G& V: m/ a9 R3 D2 K+ F: [& _: O- r9 e8 t. x. w( q
    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。
    2 D4 L" O7 I8 y' M9 M1 y0 Z6 X5 ?
    - q* F5 R3 e5 z$ \9 l- d* `  N6 c
    /* increment our usage count for the module */ 5 x# f0 [( h2 Y( f
    MOD_INC_USE_COUNT;
    & ~) e9 w0 a: ?2 N" y9 v++skel-&gt;open_count; : _* S; ^8 Z8 }
    /* save our object in the file's private structure */
    6 P/ W3 r9 ~& ufile-&gt;private_data = skel; * }' [& N4 ~/ O0 I. {

    4 h9 O9 G. S" T- Z当open完设备后,read、write函数就可以收、发数据了。 & U- g3 g8 |: W0 u1 Q- z2 }
    2. skel的write、和read函数  ! P1 [$ H2 j9 }6 i: b/ D
    他们是完成驱动对读写等操作的响应。 & E1 H$ C! g+ w- Y: C5 P
    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。 1 p- P* [9 ?9 j5 a. e8 y
    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。
    ; i  Y5 y+ i" F3. usb_bulk_msg函数  ; T" ~7 {7 a# w( _, H1 m
    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。 * E1 x8 t% p/ G! `4 `3 M9 w
    4. skel_disconnect函数  ; m  l  |7 |! B" z0 ]
    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:  
    ! V8 g5 d$ |$ M: ^6 g4 B! V
    ' s: f3 d$ \% f. V) F  V
    6 W2 C/ S5 y( ^/* decrement our usage count for the device */ 8 u7 ~$ i. d8 ?$ I6 J
    --skel-&gt;open_count; 9 W* D# S, C( ?  n
    if (skel-&gt;open_count &lt;= 0) { ) f) I+ |! e0 ^1 m
       /* shutdown any bulk writes that might be / B' V. o! _! _! r
          going on */
    ! i1 F9 a8 N: s: V7 h' H   usb_unlink_urb (skel-&gt;write_urb);
    & N7 I# o" B; c- b" X   skel-&gt;open_count = 0;
    : P8 l0 ]/ _4 }/ d! e& N} 6 \( @0 |* f) k: i' ?+ q
    /* decrement our usage count for the module */
    " R8 }+ Q# C# I! U/ A. z" s; G( jMOD_DEC_USE_COUNT;
    : C7 w# O( K( N- ?% s/ `0 i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。 / \$ v5 `4 e) L. I/ y- w; @
    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。
    . N0 G. Y4 e; A4 {" M% I/ m0 RUsb 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。 5 x+ U) h$ {" x' x5 J1 f
    U盘、USB读卡器、MP3、数码相机驱动 - R7 _% `' @$ s6 A' J  h2 D1 c
    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。 ! W( N0 U0 Z5 Y& H+ Z) m* `
    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。 0 N' G& o6 l! l2 l
    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 X' z0 Q  O

    2 t- I9 d' O/ j2 K+ K$ R3 [* w0 ], J' u2 {. M* c
    T: Bus=01 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=02 Dev#= 5 Spd=12 MxCh= 0  ' C) q9 [$ w1 X- c% P
    D: Ver= 1.10 Cls=00(&gt;ifc ) Sub=00 Prot=00 MxPS=8 #Cfgs= 1  
    + ?0 i$ L" f/ ^P: Vendor=07c4 ProdID=a400 Rev= 1.13  
    ! m7 t; d8 t: W5 m6 QS: Manufacturer=USB  * X% A0 _  p1 c/ W% w2 L; N
    S: Product=Mass Storage  " h& \# m4 ]) _5 j) U4 R
    C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=80 MxPwr=70mA  0 u# N4 a  f9 s! R! T  b6 N
    I: If#= 0 Alt= 0 #EPs= 2 Cls=08(vend.) Sub=06 Prot=50 Driver=usb-storage  + E& T5 ~$ ~, ~+ b% V
    E: Ad=81(I) Atr=02(Bulk) MxPS= 64 Ivl= 0ms
    $ ?6 R& }) B3 u- @E: Ad=02(O) Atr=02(Bulk) MxPS= 64 Ivl= 0ms 2 {' g4 M; {) l( K% V/ O5 e; ^
    ) o  [: _8 g8 a" d% w0 V, B; X
    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。 0 m& B  q8 D  @: t( w
    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。
    2 V, j  ]* ~; {* T& f0 M2 U" j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,  
    ; I8 N2 b0 t! z4 w- s* \" USB ", " Mass Storage ",  
    2 S) a/ p% R. r8 y$ t- P, B3 wUS_SC_SCSI, US_PR_BULK, NULL,  
    ; g; `4 Q4 {- [6 }0 D+ wUS_FL_FIX_INQUIRY | US_FL_START_STOP |US_FL_MODE_XLATE ) * n& q$ S3 A+ k9 Q2 M  L% U/ _
    9 ~- ?3 t0 e: b- r! O6 C
    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。
    2 V5 s. C  V0 O# B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。 : \+ S1 A( s0 [
    键盘飞梭支持 1 o& A5 J5 M" M3 q' h9 n
    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。
    1 p5 T2 l7 r0 [" C# o- r- |下面是具体看到的信息
    ' w- `" S4 M& ]* \: ^3 d) }
    2 o. ^% z) A% X1 |T:  Bus=02 Lev=00 Prnt=00 Port=00 Cnt=00 Dev#=  1 Spd=12  MxCh= 2
    3 m/ A$ |7 q* ]6 J3 D! u% `B:  Alloc= 11/900 us ( 1%), #Int=  1, #Iso=  0 ) G& r- y% [0 D/ Z2 ?+ K
    D:  Ver= 1.00 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1
    4 V- B' j- p( B1 n+ K1 qP:  Vendor=0000 ProdID=0000 Rev= 0.00 6 k! y- T& d6 v) H$ l6 F% L
    S:  Product=USB UHCI Root Hub % V" |+ U( D' v1 I5 l/ D. y
    S:  SerialNumber=d800
    4 M0 w* ^- }# u. D2 e( PC:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=40 MxPwr=  0mA * c1 d6 D4 B. K$ ^4 E9 X3 O! _
    I:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub
    0 @- b6 t. N+ Y( U) W/ QE:  Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS=   8 Ivl=255ms
    ! h8 A$ F6 g  o. ]' I; tT:  Bus=02 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=01 Dev#=  3 Spd=12  MxCh= 3
    ! O, m5 Y4 H1 W3 O  oD:  Ver= 1.10 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1 " F+ I- Z  G2 d* s$ C
    P:  Vendor=07e4 ProdID=9473 Rev= 0.02
    5 H* m1 h' S# kS:  Manufacturer=ALCOR $ K3 {. e: J: j2 E# U+ c
    S:  Product=Movado USB Keyboard ( N  r2 a' t7 |3 s  n3 S
    C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=e0 MxPwr=100mA
    - p! C2 O& H. _! rI:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub + |, p6 ^) ?& J8 k
    E:  Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS=   1 Ivl=255ms
    & `) U5 N+ v# o. ]( g" [3 h% 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  
    / M- T. b4 f0 D& z' _/ f$ _2 A# D1 F# {- L$ u4 d( k2 y
    FILL_INT_URB(&amp;kbd-&gt;irq, dev, pipe, kbd-&gt;new, maxp &gt; 8 ? 8 : maxp,
    " y; l) G  D  J3 o* T, Ousb_kbd_irq, kbd, endpoint-&gt;bInterval);
    ) {" G- z( n7 k) H* p4 c3 E/ ^5 p- F. [  V! B
    一句中实现。
    / I+ u% W7 h6 `$ T" d1 m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 T2 a) P" a! |5 I; c  ]
    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。
    % e5 ]! T8 q$ K: J# m4 R程序见附录1:键盘飞梭驱动。 0 L2 M( v8 t! n* g: `5 ^- X# R/ z! ^
    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。
    - r: }! A# B* H! K" w参考资料
    " n. |, [: j, G% w7 {& m3 w* v1. 《LINUX设备驱动程序》
    " m$ s$ q" T7 K( p1 _; ]ALESSANDRO RUBINI著
    ; M  S! h: @, ?0 `6 P- ^, FLISOLEG 译 * u( T4 y, Q5 R' v
    2. 《Linux系统分析与高级编程技术》
    - s' _9 s  P$ w/ k周巍松 编著  
    2 _1 B* v* J, V" W; I- h' B& d8 m( Y. W* a$ O3. Linux Kernel-2.4.20源码和文档说明
    & X& z0 Z7 B( ]2 K0 P' G0 P附录1:键盘飞梭驱动
    6 f8 d; m( D8 d6 E
    , ]& Q1 Y2 E0 B4 _#include &lt;linux/kernel.h&gt;
    7 H) j5 V3 H7 ^, d$ {, ^# S7 @#include &lt;linux/slab.h&gt; * g& _8 y- |1 \, C% L8 b; L
    #include &lt;linux/module.h&gt;
    ( ]7 O* a8 ^4 v5 l, C; u#include &lt;linux/input.h&gt; : p4 \7 W3 {. H3 i$ h1 E
    #include &lt;linux/init.h&gt; 4 r! X0 p2 H' W5 N) U* l
    #include &lt;linux/usb.h&gt; : W: ?9 \& [( s* I0 c% t& A. R
    #include &lt;linux/kbd_ll.h&gt; 9 R/ W' n) d8 J4 m0 a* i* n
    6 Z; b5 y# W; {* ^/ j. N2 V
    /* 4 m: X$ B, L1 J# X, L
    * Version Information * e2 H* R, `) l6 t; {7 q0 Q: W. p: X
    */
    ) l. O) }2 v9 G, _3 ~#define DRIVER_VERSION ""
    : z# j/ e- X: \3 M0 @; I' t: G#define DRIVER_AUTHOR "TGE HOTKEY "
    1 G) U" O3 ^8 d- P5 d% Q2 A#define DRIVER_DESC "USB HID Tge hotkey driver" + r7 J' e# q' W

    3 Q$ C9 y5 }. }' L: x/ w#define USB_HOTKEY_VENDOR_ID 0x07e4 ! \: V# K6 m8 k6 }
    #define USB_HOTKEY_PRODUCT_ID 0x9473
    ' N. G) T& l# A% b* K7 a4 y# U9 R5 [//厂商和产品ID信息就是/proc/bus/usb/devices中看到的值
    $ j+ |+ A. L7 ^2 N* [% W( t" W3 s3 x8 F( h! M* ]
    MODULE_AUTHOR( DRIVER_AUTHOR );
    7 I  p2 v: o1 }0 A" E7 o$ {' PMODULE_DESCRIPTION( DRIVER_DESC ); - C0 x& z$ j. s% h
    8 R# s+ T" c( l0 u3 M3 v  M9 c
    struct usb_kbd {   t: J% m3 W' {% ?! V
    struct input_dev dev;
    ! }; P6 q& k% @' d1 b- bstruct usb_device *usbdev; ) T0 ~! d# g) S4 B1 O
    unsigned char new[8];
    % b/ k0 K  Y2 uunsigned char old[8]; ; A, j" O$ o0 L* w4 S
    struct urb irq, led;
    8 p% g- U5 v% _$ o// devrequest dr;      
    " T+ a" v( o: D. `//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
    ; j* p- o: f, Q) N      struct usb_ctrlrequest dr;
    $ A/ Z' b2 I4 e9 \unsigned char leds, newleds; 5 U) @7 m" l/ E
    char name[128]; - B/ T  n& Z- z: A% L
    int open;
    & H$ x" Z! e, Q$ q8 Y/ |};
    # l" @4 o6 V& O* u$ X//此结构来自内核中drivers/usb/usbkbd..c
    6 B# x2 ^4 d6 a8 \! U6 U; S- N2 X7 S8 S, X
    static void usb_kbd_irq(struct urb *urb)
    5 _' [( Z& w8 s9 K0 G5 p; K{
    ) `) k! j9 L; J; gstruct usb_kbd *kbd = urb-&gt;context; 3 e8 J+ l0 k. V8 L
            int *new; 6 Y- o8 J- O: N. z8 p
            new = (int *) kbd-&gt;new;
    8 X, O# p( ]7 {$ \4 A: p
    # l) \( a9 N9 [, g/ i. t. Jif(kbd-&gt;new[0] == (char)0x01) 8 a0 c! }3 t+ N, K7 U: d
    {   z- m( @3 I; ]% J2 Q- i+ ^
    if(((kbd-&gt;new[1]&gt;&gt;4)&amp;0x0f)!=0x7) ) A. \5 I3 ^! C% G0 r
    {
    3 z6 H1 c# g; x4 W0 _handle_scancode(0xe0,1); % Q4 b' T% P2 s% o4 ~% q2 t/ A+ M) p4 C
    handle_scancode(0x4b,1);
    # l+ U; X: Q  r                handle_scancode(0xe0,0);
    7 @3 V' F! g3 K9 c5 k! `; ?* L                handle_scancode(0x4b,0); 4 |  ~; V) _2 c+ s! b1 P
    }
    * e' i+ [3 m' }1 }else % n! Q9 J! L8 U' {; z; V2 v
    {
    4 ~' D+ U% w% d% \# {& whandle_scancode(0xe0,1); ; {& x' K  g7 ]& m2 R
                    handle_scancode(0x4d,1);
    $ D9 B) r8 R( f8 X$ L0 r7 F* v                handle_scancode(0xe0,0);
    : A; G; S- Q: i                handle_scancode(0x4d,0);
      Y! Z- v5 H* M}
    : ^0 Z* u6 R& x( E" j# d} 8 I, J8 s1 y& M  a' X* X

    + g" z% Y0 t# G" K7 a% F. D! |+ {& h0 C# ^- E
    printk("new=%x %x %x %x %x %x %x %x", " w; [: U' V( e' e( ~+ U; }
    kbd-&gt;new[0],kbd-&gt;new[1],kbd-&gt;new[2],kbd-&gt;new[3], / m0 {& A, w# Q
    kbd-&gt;new[4],kbd-&gt;new[5],kbd-&gt;new[6],kbd-&gt;new[7]);  & X! d6 [" v1 I$ s& t
    8 q0 ?- d% r- ?8 @6 m4 Z- J
    } ; A, A* q+ o/ R/ |3 C# X: `
    0 C- `" }+ c3 P* w% k1 _3 i
    static void *usb_kbd_probe(struct usb_device *dev, unsigned int ifnum,
    : G5 t$ v# J6 H  b, u; }; }1 S                           const struct usb_device_id *id) 0 j) x5 M# t* X
    { 2 l& Z' v5 I9 B" u! F
    struct usb_interface *iface; ( y  X( h3 \) Z* g3 ?) E) K
            struct usb_interface_descriptor *interface;
    / S3 s' k+ R) X# g, Ostruct usb_endpoint_descriptor *endpoint;
    ( ^) E6 c. F; k% b7 i0 q6 A        struct usb_kbd *kbd;
    5 a9 R: d6 K$ y1 b+ I, r& I        int  pipe, maxp;
    ! G2 |5 ]2 @; ^
    ! `0 o3 {" B! p( R3 Iiface = &amp;dev-&gt;actconfig-&gt;interface[ifnum];
    3 ~1 E. ~0 U; k. R        interface = &amp;iface-&gt;altsetting[iface-&gt;act_altsetting];
    8 A' z  g" x8 V: C! k
    # S. B: k1 a% |5 A6 Nif ((dev-&gt;descriptor.idVendor != USB_HOTKEY_VENDOR_ID) || 4 ^5 }. Z! ^$ G. K9 q' J9 \5 k
    (dev-&gt;descriptor.idProduct != USB_HOTKEY_PRODUCT_ID) ||
    % s' [7 s0 e% P' V+ G) q7 [. u(ifnum != 1))
    - S) W: `5 B4 {2 b- Q: z: M{ / P( ^$ l0 b) d0 R3 H1 t* Y) a
    return NULL;
    7 \- e; B3 Y+ w# y& A}
    1 B- s4 l: {1 s6 @/ _" R2 f8 xif (dev-&gt;actconfig-&gt;bNumInterfaces != 2) & z% E$ T5 k, }% {* U
    { / R# o& Q, u. n9 h% a# I
    return NULL;
    9 C% q6 g# t% e5 p/ l}
    * m; _- _) v0 I& b
    % G2 ^3 g% d: a2 |7 dif (interface-&gt;bNumEndpoints != 1) return NULL; - x9 }3 v0 {( D% F: S8 q

    4 O$ f% C8 I, Z8 ?" ?$ g9 B        endpoint = interface-&gt;endpoint + 0;
    % o# B& @& }2 n; y/ K2 q
    # t: v% I7 n$ i# ]+ D8 m* F" _        pipe = usb_rcvintpipe(dev, endpoint-&gt;bEndpointAddress);
    5 J6 i" Z9 _  b6 y; @' Z        maxp = usb_maxpacket(dev, pipe, usb_pipeout(pipe));
    / L, E* [  a4 g" F/ H! j
    + t( c5 G7 X7 D; i* {% ?' ?8 g& i        usb_set_protocol(dev, interface-&gt;bInterfaceNumber, 0); + Y4 J; O& Y( f4 x
            usb_set_idle(dev, interface-&gt;bInterfaceNumber, 0, 0); # _2 R$ {& v- F# S/ n
    : A8 D1 a) }+ p9 Y! }( f6 w
    printk(KERN_INFO "GU Vid = %.4x, Pid = %.4x, Device = %.2x, ifnum = %.2x, bufCount = %.8x\\n", 8 ?, }* d" i* u+ j
    dev-&gt;descriptor.idVendor,dev-&gt;descriptor.idProduct,dev-&gt;descriptor.bcdDevice, ifnum, maxp); $ m# R( i, y& y7 ^
    - z0 D1 T! s, u( C8 }, a( T  G
            if (!(kbd = kmalloc(sizeof(struct usb_kbd), GFP_KERNEL))) return NULL; 1 g# }+ x* o2 v
            memset(kbd, 0, sizeof(struct usb_kbd)); ( D9 I  V# e9 d/ C, D

    3 K1 T, @" a% I4 L, D, `, d+ n+ b        kbd-&gt;usbdev = dev; + F" p' r6 a% I- P9 E  }* S

    5 S" `5 U* w* n; P, G4 A. m5 E        FILL_INT_URB(&amp;kbd-&gt;irq, dev, pipe, kbd-&gt;new, maxp &gt; 8 ? 8 : maxp, . n- J, \" }- F& Y
    usb_kbd_irq, kbd, endpoint-&gt;bInterval); ' |# E; [9 U; v% s5 e; U$ Q3 e

    / ?# L7 f3 p# Okbd-&gt;irq.dev = kbd-&gt;usbdev;
    3 v, V) G$ Q8 e) i  v. R$ M  m5 G5 ^1 G4 `8 Y
    if (dev-&gt;descriptor.iManufacturer) 4 L% i; O$ b$ d4 K" E2 C9 p
                    usb_string(dev, dev-&gt;descriptor.iManufacturer, kbd-&gt;name, 63);
    . Z# V+ o2 K, O
    8 o$ [0 c- f2 |; p  k# Dif (usb_submit_urb(&amp;kbd-&gt;irq)) {
    ' b3 ~, J2 i4 `% R, A                kfree(kbd);
    # e9 y" k: g; o7 n                return NULL; - `1 _4 w( r9 \8 O+ z( }
            } 8 w! W; N# [# T& z+ ?/ G% g# h

    . ~& g, O( @+ a) P8 j6 W4 n0 r% `printk(KERN_INFO "input%d: %s on usb%d:%d.%d\\n", 6 b* v) Y' [4 S5 F
                     kbd-&gt;dev.number, kbd-&gt;name, dev-&gt;bus-&gt;busnum, dev-&gt;devnum, ifnum);
    ( v8 W7 i( E4 H' X3 E
    5 L3 T7 n' i' F, w1 w- N        return kbd; 2 Y* M2 j0 L& b, P$ k* R$ L; W
    } 3 p0 U6 g& r; Z. V( t8 E% n
    9 t1 N" r! Z2 @8 S/ s
    static void usb_kbd_disconnect(struct usb_device *dev, void *ptr) * Z3 H0 M. @$ K9 P) N2 B
    { / O, [  b6 o( z, `  g0 r8 p7 f
    struct usb_kbd *kbd = ptr; " c! r( \' |% z* r0 I8 K
            usb_unlink_urb(&amp;kbd-&gt;irq); $ v3 E6 V& _6 s. `. B6 ^) ]
            kfree(kbd);
    ; o" @1 P  X8 }* y; y; L$ r! g2 @& r+ x# Y5 E7 y
    }
    6 G3 O6 I. S, G7 S; _/ |, s9 V7 w; J1 |/ z
    static struct usb_device_id usb_kbd_id_table [] = { ! J0 C* V- v/ i) b$ J9 x
    { USB_DEVICE(USB_HOTKEY_VENDOR_ID, USB_HOTKEY_PRODUCT_ID) }, + v( s" e! N* W/ A3 R
    { } /* Terminating entry */
    ; _; x0 O% ^" Q: x};
    + v: }4 a! K% ]! `  \3 Q' k9 Z, f3 S, F2 P5 C9 l
    MODULE_DEVICE_TABLE (usb, usb_kbd_id_table);
    2 X! ?! X/ Z+ ~5 u# a/ c9 o
    * B( Q7 H) e6 j) `5 i5 ?static struct usb_driver usb_kbd_driver = {
    8 i; B. k4 u% ~& s( y; iname: "Hotkey",
    # J- J: o# K( k" |& G2 S% cprobe: usb_kbd_probe, 5 T0 q8 {" d1 R4 b/ A( q
    disconnect: usb_kbd_disconnect,
    $ F" \( w$ ^! X  b; W8 O5 p/ q: v/ |id_table: usb_kbd_id_table, 6 i/ A: F, q7 e- |/ m' [7 r9 k( N
    NULL,
    : Y* u* M& N$ t}; 5 f& F* {, e5 L$ |4 X# A0 H
    . l2 x) ?5 ]5 r) R( {
    static int __init usb_kbd_init(void)
    ! K, B9 ^- M: ]- J{ 3 ]4 T$ x  A7 c, U* J; ~" U% t
    usb_register(&amp;usb_kbd_driver);
    5 s7 E. ^+ a0 X( _info(DRIVER_VERSION ":" DRIVER_DESC);
    ! k& g" F& P$ ~. V  \9 }, I; K+ Creturn 0;
    3 M4 R0 v& v$ {5 g} ( H  J! L9 H1 Y9 G
    ; d" Y& H4 i& \
    static void __exit usb_kbd_exit(void)
    2 Y3 a: R  D& i, h  I1 }) A{ ! ?: W4 S7 D/ O
    usb_deregister(&amp;usb_kbd_driver); 6 q' s- e- ]( B; \
    }
    9 \- H3 ?' N) k4 G  `( a: M" Q: G; b, B: |1 x
    module_init(usb_kbd_init); ! d1 R4 e# K2 J$ g$ G% T6 W& t
    module_exit(usb_kbd_exit);
    数学中国网站是以数学中国社区为主体的综合性学术社区,下分建模、编程、学术理论、工程应用等版块。从2003年11月建站以来一直致力于数学建模的普及和推广工作,目前已经发展成国内会员最多,资源最丰富,流量最大的数学建模网络平台。我们始终秉承服务大众的理念,坚持资源共享、共同进步的原则,努力营造出严肃、认真、务实、合作的学术氛围,为中国数学的发展做出应有的贡献。
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