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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

  • TA的每日心情
    开心
    2011-9-26 17:31
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    [LV.2]偶尔看看I

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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>& i1 j, t# j8 Z6 b6 @8 h7 G, W
    <>赵明(carl__zhao@163.com)
    & y4 Z' g2 b8 K6 C3 o1 r- M联想软件设计中心嵌入式研发处系统设计工程师
    4 |+ P. j9 r' e3 Q2003年7月 # @; O/ H$ c* b% p+ R9 G
    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。 ) t% c/ \# T, j
    前言
    0 a4 N0 D6 [/ r& uUSB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 H# w0 s8 `# q/ o- w
    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 G& \. K+ E" t" p+ c* o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。
    1 S( Q! f/ s8 D2 a9 R相关技术基础 8 X3 X+ C. V: s; \1 ~. i( |4 ?6 F3 s
    模块(驱动程序) * k1 a, p2 w' O0 w1 j
    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 r& W) R( l3 m1 G: ]
    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。
    # b6 ]- I3 u7 j- Y设备文件 ( y) ?  L! ~0 T. {
    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 R  C  G4 O5 xSCSI 设备
    2 k( q# `1 Q% RSCSI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 O. K! P! i+ m3 u8 bLinux硬件驱动架构 ) o9 L0 m4 N' l: R) i/ r
    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。 $ h/ ^: g! V+ H" f5 H% W; |
    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)
    $ v7 S# w. n# O: Q( o+ l) A( j
    " e8 ~$ m6 o% h. g# d8 V- N7 n& T配置USB设备
    , U: Q# B% |# }6 ~3 f% p' e内核中配置. 6 m2 K& f6 v/ g) A+ P2 n
    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。  ( t5 f+ t; J" v' c
    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。  
    + d7 y$ w) B% D$ k8 }. QLinux 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)。 + R9 f/ e1 c2 R5 B8 j
    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"。  
    ) T( u% i+ L7 c$ q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:  ' Y- z4 C7 n0 E3 ~8 ^& S

    / h- s0 A% _3 T/ _# mount -t usbdevfs none /proc/bus/usb  
    ; m9 o( N/ x2 D( \: \' u$ @. _0 m  k* l* `: c" I/ h
    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:  9 H: k# F5 W: ~/ x2 x% L

    . o& N( |# [" C# jnone /proc/bus/usb usbdevfs defaults 0 0  
    5 r" f; W  `; ^; |1 U# E1 T% `  j7 a8 q$ P7 v$ ]5 z
    模块的配置方法.
      x6 d& O. I/ X4 X9 T" r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。
    % y0 D0 A# g" u3 G; d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)
    8 o$ Q& u8 l! }# n( P2 f) O对应USB设备下面一些模块是关键的。
    % }2 Z( e8 a  q" v8 k' C0 Ausbcore.o 要支持usb所需要的最基础模块 # X6 V- n3 f: k% s( ^+ F3 b- I5 ]
    usb-uhci.o (已经提过)
    ' x; @4 @. w' Zusb-ohci.o (已经提过)   ?, R+ x; N, N2 G
    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
    , ?  v6 K* H- {- ^) S. Dehci-hcd.o (已经提过 usb2.0)
    - L8 q. h+ X) P0 ~) b6 W* O# Vhid.o USB人机界面设备,像鼠标呀、键盘呀都需要 0 w& S! Z  j6 ]) j4 c
    usb-storage.o USB存储设备,U盘等用到
    8 O" Q/ p# X  E( o  t相关模块 3 T# `+ T. x7 p* j7 ?6 T3 A& }9 v
    ide-disk.o IDE硬盘
    6 T& F% Z( b- X1 {" Dide-scsi.o 把IDE设备模拟SCSI接口 7 \- \: a1 W" y# \. |: A
    scsi_mod.o SCSI支持 * A- W/ P+ y3 Z$ d; r6 b
    注意kernel config其中一项: ) A7 D/ ?: f6 L3 O6 R

    - C0 M4 y) g' A  ?, `Probe all LUNs on each SCSI device , i8 \) i  s5 R6 R
    6 }0 f* m* t! U* ^
    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。 / z5 ?, W& w# G1 D' C
    ' ?; V+ v5 C6 \7 ?
    add options scsi_mod max_scsi_luns=9   4 n2 J1 o( z" g! H& V* t
    . [" F% y" ^' o: `& w
    sd_mod.o SCSI硬盘
    1 f4 R+ H  H; r% \. l7 Hsr_mod.o SCSI光盘 / E4 P3 i; s+ u7 q: \
    sg.o SCSI通用支持(在某些探测U盘、SCSI探测中会用到) 0 {7 i7 w8 \0 m3 f2 j) Z$ x/ q
    常见USB设备及其配置 $ |7 v9 Z) z! ?. C/ @! 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:
    1 J: v& M9 }8 B5 t1 TUSB鼠标:
    - F! i; J. `9 b% l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)。 # ~$ L/ O+ @' L$ G
    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 ( \- u. [8 W$ k1 u: E

    : k  s: U( H$ h, o; ymodprobe usb-uhci
    4 f6 `! f$ V7 E* _, ?3 f
    $ p" M) x% e  Z) O. wUSB鼠标为了使其正常工作,您必须先插入模块usbmouse.o和mousedev.o " e3 h, Z% q0 X' K% l7 |% C% o

    : i" f- F" y" i9 s0 g, k9 amodprobe usbmouse
    8 k, I6 z+ I" Kmodprobe mousedev 9 k% h7 g( k: r+ _. q$ e
    5 J+ }" ?# D) r- N, R
    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。
    % P& u2 k0 z* E4 h/ {0 p% p2 c) n) I
    5 k/ q4 ]9 d3 E) A3 F- tmodprobe hid
    ! |" I& n; A9 N$ D: c. L+ n, Gmodprobe input # g# h/ P2 Y* n' |% T
    3 g1 Y1 q# I3 \  G0 U% i
    USB键盘:
    * e& Y% @1 g, [  b) R7 i6 V! @0 d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。   T+ j; M; G+ g$ O5 ]1 p
    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 n8 d" _( Z0 q! N1 t2 J) s. R3 _2 f% Z9 [& ?; h$ t  a2 w
    modprobe usb-uhci
    ! a( C+ r9 h" m  p% ?+ A" v
    8 T" F4 @) f: w  Q" 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:
    ) n, |+ W) c6 Z5 |' P
    5 b0 u+ p( S% w8 {8 j6 `" vmodprobe usbkbd   u9 W8 g; Q: a+ U
    modprobe keybdev
    ; ?+ o: r9 J/ U5 t+ g" B4 U) F, B* ?* M
    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。 $ h* V8 t7 ^5 _
    U盘和USB读卡器: * ~# Q- _4 }, O! D! E) X: }
    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。 ) G5 I7 G6 m0 ?1 q2 |  c
    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
    ' ~8 u/ ^8 f5 `; F& t7 r$ v8 H' C
    modprobe usb-storage 1 k; ~# A, k$ d* |( \

    $ I  g4 V' g8 j& @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
    / V1 H' a) t$ C" J* |- U$ K) E% y$ |. x* n6 h8 c0 {
    modprobe scsi_mod
    ( Z" p* s7 a: o! Fmodprobe sd_mod
    1 ]- G+ @& k1 H! _6 F+ p2 b* E* t/ z; ^$ E3 h6 j: t$ j0 d
    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)。 7 T; Q  S. I( L; \4 k
    4 J+ R( a! q: {, B* |
    mount /dev/sda1 /mnt / E( i$ Q8 B2 r  V( j
    4 T( L$ r' c+ d! L! h& e& a
    Linux支持的其他USB设备。
    8 R0 x  W0 L/ s  o5 eMODEM--(比较常见)
    / |' S: j  F9 w9 d5 K0 A6 l) F网络设备 1 f) u5 D0 |- G4 n* {0 O7 s
    摄像头--(比较常见)例如ov511.o
      |5 o' G, T  @9 p9 V联机线--可以让你的两台电脑用USB线实现网络功能。usbnet.o 4 H6 ~, v; |% t. w6 p1 v2 |$ L
    显示器--(我没见过)
    3 F% y4 i% E6 G. S游戏杆 1 i9 q8 K/ e, E
    电视盒--(比较常见) & p2 n. U! L! W
    手写板--(比较常见) 6 x" I& z) l# n4 }
    扫描仪--(比较常见) ( J2 k1 F' m8 f2 o
    刻录机--(比较常见) - x$ a0 g! ~" s6 s( G  h7 t( U
    打印机--(比较常见)
    # n3 C1 ]5 e9 D. H3 b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)。 : n5 s. w" I& I' r  l7 J- C
    最常遇见的USB问题
    8 R6 H" ^" [3 C/ T1. 有USB设备的系统安装完redhat 7.3启动死机问题  
    ) P3 e- N+ [' ]5 W4 o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。 7 W/ g6 k9 ]" z% h/ ^
    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
    ' y/ P4 n" T% o1 Rmount -o remount,rw / 使/ 可写,init直接启动的系统默认只mount /为只读 ( c% {& M+ [! I8 A: {0 q- ]% m$ w. [
    然后vi /etc/modules.config文件
    , U3 d7 T- g( O删除alias usb-controller1 ehci-hcd一行。或前面加#注释掉 3 P- z% I5 N7 z4 j& W* b3 v9 _
    然后mount -o remount,ro / 使/ 只读,避免直接关机破坏文件系统 5 X6 q( n, F2 J
    然后就可以按Ctrl-Alt-Delete直接重启了 * ^! j9 s- _* a/ e. O
    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。
    6 i! S5 L4 r7 w1 u2. 我们已经知道U盘在Linux中会模拟为SCSI设备去访问,可怎么知道它对应那个SCSI设备呢?  
    5 p1 s. B( |4 f: H( Y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 I& Y5 n1 N% B6 s+ m( v: \
    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: Z! Q9 {- V3 H
    ) x' A( t2 S. v& i+ L2 S# I; j1 L
    SCSI device sda: 60928 512-byte hdwr sectors ( 31 MB  
    # X& O% v1 ]1 M+ J% Hsda: Write Protect is on ) `7 _; Y0 V5 r1 I8 u5 P+ z
    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# c3 F  @* B% m8 B: ~- H% m( V方法3:同样,cat /proc/partitions也可以看到分区信息,其中sd?就是U盘所对应的了。若根本没有sd设备,就要检查你的SCSI模块和usb-storage模块是否正确加载了。
    9 c" s+ V# F4 b+ L9 d3. 在使用U盘或存储卡时,我该mount /dev/sda还是/dev/sda1呢?  
    3 [% p) l$ j# {- z% h0 @0 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。 + p& i! Q  T- e) x0 H1 Z' T3 K
    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 p8 E4 |; Y# }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。 % ?1 S+ {0 P6 W2 S
    4. 每次插入U盘,都要寻找对应设备文件名,都要手动mount,我能不能做到象windows那样插入就可以使用呢。  * G1 [% V& V7 K6 r# H% O# q" 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。
    4 {; R0 X8 y* ~3 J  i+ g- h参考资料 ; o0 s" q  W3 z0 Y4 a
    1. 《LINUX设备驱动程序》
    # {/ A7 g4 V6 B. T: f# J; \% CALESSANDRO RUBINI著
    3 g0 L5 @* k0 h% U  F/ s7 dLISOLEG 译
    8 P8 b0 R' h1 C* e% ?2. 《Linux系统分析与高级编程技术》
    , ?7 D/ c. z  [$ m- ?周巍松 编著  
    3 ^& P6 P) p( o3. Linux Kernel-2.4.20源码和文档说明- f. @( f$ j6 v8 z

    + d: ?  ?7 `; x" U% e9 M8 C
    % n4 J. Y) Y$ E
    ) P# e% |: u, w: u
    3 P- h' Z* C, y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) 8 d" x, {2 A& X
    联想软件设计中心嵌入式研发处系统设计工程师 5 }& D  x4 F/ S0 L
    2003年7月 6 D9 B4 ]& w/ d* A5 P5 b$ j
    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。 & I' X& y6 v& N
    前言
    7 J: f* F, S  `3 Q) H1 _6 n/ E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。
    7 Y; i6 M' X! \8 r% Z1 i+ HUSB驱动开发
    ! {8 Z0 I& c8 M) y/ F: f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。 . H' a' I' t; H+ ~  S  Y: c
    USB骨架
    . N+ V) s/ \4 s" s1 L) v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。 & u. {( C! Y  e* c) v
    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。 2 H" j% E2 Z  B8 a3 g0 h* h
    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。 4 C/ R! ]: [, ]& H' i( ~
    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:
      x* k( A4 m& Tstatic struct usb_driver skel_driver = {
    & K+ Z5 u* w+ K5 e     name:        "skeleton", . k) A3 Z1 Z; v# L$ }: {3 ]/ p. L
         probe:       skel_probe, 4 `4 k* D/ f$ V  B; J
         disconnect:  skel_disconnect,
    - E7 L2 v, g6 H6 G* U6 a     fops:        &amp;skel_fops,
    & x# W1 A& e0 \* G# ~5 K4 N! r     minor:       USB_SKEL_MINOR_BASE,
    ) }* J0 Y# i4 W. u8 i$ p/ j     id_table:    skel_table,
    & j' C- ]' [0 q- o+ T6 I  ?};
    $ ^- Z7 w5 p' Y) X% o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。 9 R9 j2 c& k( b5 L( n8 O7 e
    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。
    1 |+ j( Z, E* {! tUSB骨架程序的关键几点如下: 3 n' T. u( D. Z' r( [# \4 Y
    1. USB驱动的注册和注销  + Z# K% D" n; j3 D
    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。 - y. w1 C" w3 P. N/ A, [6 E
    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:
    9 `' C+ W: x! I9 |6 Sstatic void __exit usb_skel_exit(void)
    ' f3 f" v2 I- c* i{ 0 w8 y6 J, I$ W' w2 N$ I
       /* deregister this driver with the USB subsystem */ 4 N0 ^& @  A* j! x: O
       usb_deregister(&amp;skel_driver); / U5 j$ `2 W0 h+ m1 {8 {6 D9 ^
    }
    $ O1 ?9 C: y3 `, Z; Qmodule_exit(usb_skel_exit);
    # j: @( [4 \; y5 k3 f" _: T
    9 U/ _' k' s2 w& u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 Z2 K0 F$ {3 x0 f  H0 R/* table of devices that work with this driver */ : v  Y0 ~: ?2 Y, |
    static struct usb_device_id skel_table [] = {
    7 J- ~1 \/ C* Z. W1 E    { USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID, 8 t2 V. l2 S9 {$ R0 v$ u: ^
          USB_SKEL_PRODUCT_ID) }, % s9 W" C. Z( g( s1 {
        { }                      /* Terminating entry */   O4 L. j5 d, k( @, F2 ~
    }; * r2 r6 u$ {7 d( S: H

    / U3 o  F$ O/ `, X  GMODULE_DEVICE_TABLE (usb, skel_table); # C' |" d; J% a& b- J
    % E, `; [3 N( Y; n2 A
    USB_DEVICE宏利用厂商ID和产品ID为我们提供了一个设备的唯一标识。当系统插入一个ID匹配的USB设备到USB总线时,驱动会在USB core中注册。驱动程序中probe 函数也就会被调用。usb_device 结构指针、接口号和接口ID都会被传递到函数中。
    5 b( i. l5 X+ w7 Gstatic void * skel_probe(struct usb_device *dev, ( r( y* Y" O. I0 L. ]
    unsigned int ifnum, const struct usb_device_id *id) , O. r) ^( @* m" \. q
    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。
    / V/ U; {8 A( x* g% I, j: 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:
    . x! a( k0 e; c0 O& E; D! B
    # ~0 i0 R6 N  j' i# P% f/* initialize the devfs node for this device
    & \4 H5 k: F8 {, ]# U, S1 {# K   and register it */
    / q) ~% u1 x/ X) ?. a3 X1 _& Zsprintf(name, "skel%d", skel-&gt;minor); ; u! ?- Y0 S/ L( }
    skel-&gt;devfs = devfs_register  1 z$ n; b1 H+ D# d4 W" p
                  (usb_devfs_handle, name, 0 ~' w) h4 p# X8 H' w* S$ e
                   DEVFS_FL_DEFAULT, USB_MAJOR,
    9 O2 P' }  f; K3 v3 v& p               USB_SKEL_MINOR_BASE + skel-&gt;minor, 6 q& T5 J) [& R; @
                   S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR | + L' d! A* p* c' q& d
                   S_IRGRP | S_IWGRP | S_IROTH,
    / _. q0 E* Z3 ]; V               &amp;skel_fops, NULL);
    ( s' q5 z8 m6 ]9 G% Z' g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。
    ; T0 j9 l- Q+ A* o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。 + ~) i7 F( O" A+ S

    $ S  F; E" R! I/* remove our devfs node */ , a0 R& y3 _, n  }
    devfs_unregister(skel-&gt;devfs);
    - F  e3 q/ w" L, m' u7 F/ z5 t; k; e! o$ |* @' X! |
    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。
    # y4 s3 Q6 O6 Y% r- ~" E, H( B6 n) V: w
    . f- @" d6 M$ }6 E
    /* increment our usage count for the module */ 4 N0 K# L7 O# @4 {" {+ G4 t
    MOD_INC_USE_COUNT;
    + L3 y3 d8 u) I- e, l7 F% h++skel-&gt;open_count; $ ~* Q! ^( I, y" P! q
    /* save our object in the file's private structure */ $ D* |. l% k2 d* b
    file-&gt;private_data = skel; , R, @+ t4 {* g" Z
    0 ~2 U* d: l/ X8 w6 d
    当open完设备后,read、write函数就可以收、发数据了。
    - Q# {% _# m* {$ V/ G  `1 m2. skel的write、和read函数  
    6 c: K. V8 G# u/ C9 R他们是完成驱动对读写等操作的响应。
    % i8 f0 n" p& U+ ~% J3 z/ t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。
    , R" m+ X  m% Eread 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。
    . M0 H. k* t5 Z3 W( [: X6 b0 r% i+ z3. usb_bulk_msg函数  ) z1 [2 |3 m5 `6 n7 o4 C& e/ L
    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。
    & b7 X6 d# V/ b4. skel_disconnect函数  , L  q3 w/ x+ i% L2 @9 g8 H/ @
    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:  ; H; [3 Z, h- E- U  ?7 H
    8 E9 X& _! v/ j0 i6 ?

    9 ^8 M" G5 v5 x* o/* decrement our usage count for the device */
    % d' s& x+ |' J  g; y: t--skel-&gt;open_count; ; `& Y/ V3 S0 J0 D7 q
    if (skel-&gt;open_count &lt;= 0) { - O3 o4 o; J1 D  X( g. k( M; j
       /* shutdown any bulk writes that might be $ E' R1 N. X' }% @: t! I
          going on */ & y& s( v& O, q8 q/ P
       usb_unlink_urb (skel-&gt;write_urb);
    & v, h- o+ q( Q5 d5 a* \. i+ {# y7 S   skel-&gt;open_count = 0; / s3 ~( H: K3 M, C
    }
    # r9 J" a5 Z/ l' ^& b- W1 U/ X/* decrement our usage count for the module */
    " x2 H5 J1 D- f1 U9 ~MOD_DEC_USE_COUNT; * U! C; s8 B* G% F7 m5 c2 x
    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。 : L2 X1 i, c( z& D% `. {
    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。
    . ]1 y2 }: E- k& G) xUsb 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。
    1 c  ]0 B6 L: J2 wU盘、USB读卡器、MP3、数码相机驱动
    + B" K2 b5 w! @7 e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。
    " p4 ]' g. l' f" {1 AUSB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。
    5 C' @7 [* B$ }+ W3 k( ]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:
    ' _0 y+ g$ ]5 @  a" b! i0 O3 z. m$ G5 p
    - v5 y* W  W+ X! A2 i1 |
    T: Bus=01 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=02 Dev#= 5 Spd=12 MxCh= 0  ) N5 v. J) S. s, e
    D: Ver= 1.10 Cls=00(&gt;ifc ) Sub=00 Prot=00 MxPS=8 #Cfgs= 1  ) S4 d% ]/ d6 V0 n, u
    P: Vendor=07c4 ProdID=a400 Rev= 1.13  : [+ {. }" B& ]) |
    S: Manufacturer=USB  $ U' e, M: Y5 ~2 i4 V) Q
    S: Product=Mass Storage  
    . l: a' n; k) @2 NC:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=80 MxPwr=70mA  " _- k- a% I4 @: @# z( D% t
    I: If#= 0 Alt= 0 #EPs= 2 Cls=08(vend.) Sub=06 Prot=50 Driver=usb-storage    y: o! m/ M  x3 s6 E2 M
    E: Ad=81(I) Atr=02(Bulk) MxPS= 64 Ivl= 0ms ( c( J3 E1 Y; ^3 |$ x& m" X' R% z
    E: Ad=02(O) Atr=02(Bulk) MxPS= 64 Ivl= 0ms 2 F1 ~* p& T% b( }

    ; T! e7 P& |6 L- `6 A7 u0 R5 ~) U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。   `- @. o" n) {. i/ N) r8 a
    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 W( Z! u7 L; H8 M0 Z2 V
    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,  - x$ |4 O- f6 i0 O4 {3 P7 d; g9 U
    " USB ", " Mass Storage ",  
    4 D% @' h+ |' s7 p/ yUS_SC_SCSI, US_PR_BULK, NULL,  % v6 V1 X  I7 B$ m! {
    US_FL_FIX_INQUIRY | US_FL_START_STOP |US_FL_MODE_XLATE )
    ; m3 n, \: G$ {) b8 L# f: t
    3 p; }! ^) S7 _) Y+ o+ `: 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。 + @$ O) s. g8 [/ F9 V) l7 s7 k
    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。
    " X/ l- r* x' e& b: f! a  b% p) {- V  h键盘飞梭支持 1 E( d4 ~: {6 R7 w' |. H
    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。 ' }$ m6 `% z3 r- X- t( U' Q
    下面是具体看到的信息 - f+ x. D* t" K
    # j0 l) L: L6 K. e3 d
    T:  Bus=02 Lev=00 Prnt=00 Port=00 Cnt=00 Dev#=  1 Spd=12  MxCh= 2   C" D# Z$ M5 \! M- u
    B:  Alloc= 11/900 us ( 1%), #Int=  1, #Iso=  0
    2 B" w! g# t' r$ w' zD:  Ver= 1.00 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1 ! B3 \6 p9 z  w6 }: \& m" }
    P:  Vendor=0000 ProdID=0000 Rev= 0.00
    * E9 @8 ?/ e3 N1 Z* I) j7 b. \5 }' H% jS:  Product=USB UHCI Root Hub " J8 ^& X2 p5 S* j
    S:  SerialNumber=d800
    9 h% e: x; P/ {' d4 oC:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=40 MxPwr=  0mA
    # S: z" e% ^; `2 bI:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub
    3 c8 L9 \7 L; H/ tE:  Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS=   8 Ivl=255ms
    8 D0 Y5 Y) r' `6 uT:  Bus=02 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=01 Dev#=  3 Spd=12  MxCh= 3 : c$ z* h3 R9 M" p. _5 l7 L
    D:  Ver= 1.10 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1 ; h0 r9 ~# A8 I( A9 `
    P:  Vendor=07e4 ProdID=9473 Rev= 0.02 . K3 s) {( q5 K7 A. p  v  T
    S:  Manufacturer=ALCOR 4 U+ _6 C* T1 g# o
    S:  Product=Movado USB Keyboard 9 N" v1 P2 `4 E2 j
    C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=e0 MxPwr=100mA - F- |* R: I# F# u
    I:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub  ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub ' @3 B* r5 X( B' O' l" v
    E:  Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS=   1 Ivl=255ms
    # a$ t. v* T6 s3 p' W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  
    . z; y) @9 @. d4 }3 r) \2 i8 G7 d6 f% Q8 s  e
    FILL_INT_URB(&amp;kbd-&gt;irq, dev, pipe, kbd-&gt;new, maxp &gt; 8 ? 8 : maxp,
    0 {- L- \/ ?( a1 U# {8 Q% l' E# ~usb_kbd_irq, kbd, endpoint-&gt;bInterval);
    ( x' Y. I3 Q6 T+ i( F7 p* Q- j: V0 H* x; o$ j: A0 A$ }
    一句中实现。
    + C( a: Y0 l$ Z8 ~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 R9 O6 b- q; d; J" W# K  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。
    ! C, ^! N- x( |程序见附录1:键盘飞梭驱动。 8 m5 ~5 \( M) U8 S6 {
    使用此驱动要注意的问题:在加载此驱动时你必须先把hid设备卸载,加载完usbhkey.o模块后再加载hid.o。因为若hid存在,它的probe会屏蔽系统去利用我们的驱动发现我们的设备。其实,飞梭本来就是一个hid设备,正确的方法,或许你应该修改hid的probe函数,然后把我们的驱动融入其中。 6 I5 [. V: v" W- v9 I  {' j* K
    参考资料 " Z: q2 i& i% i* P4 f3 @+ N9 k
    1. 《LINUX设备驱动程序》 ' F% V6 v7 V1 w: Y- q, g
    ALESSANDRO RUBINI著
    7 r9 @. X" L# g6 P8 C& F6 h9 FLISOLEG 译
    7 z6 K% c$ N+ z  \) M$ ~2. 《Linux系统分析与高级编程技术》 , @4 z$ r3 x4 @' A1 W! k' j
    周巍松 编著  
    " M6 m# V: Q; u  r6 }5 d3 ^  B) g3. Linux Kernel-2.4.20源码和文档说明 0 x$ v1 H3 P6 G8 p
    附录1:键盘飞梭驱动 : K" k- P. h7 V
    . c5 m- L" I9 j+ p- U7 c
    #include &lt;linux/kernel.h&gt;
    8 F7 `/ f0 K) _" [& F#include &lt;linux/slab.h&gt; * z$ ^3 _# Z( H& [3 \* Q+ N, h' l6 s3 i
    #include &lt;linux/module.h&gt;
    5 P! {: [3 w3 G" y- r) Q#include &lt;linux/input.h&gt;
    5 M' j& r- q. K9 ^#include &lt;linux/init.h&gt; ! S' a* p- B8 s: B0 g
    #include &lt;linux/usb.h&gt;
    ; r3 e' y2 E+ v# y#include &lt;linux/kbd_ll.h&gt;
    9 _# ~9 c6 K+ m; U9 @+ j5 X3 D$ a* V: i
    /* 9 a0 `2 y4 ^( E4 z$ {5 ^; V; b
    * Version Information   R$ M3 U0 D( P5 c; B
    */
    # c6 {& _( t2 V' c5 E4 Y2 _$ D#define DRIVER_VERSION "" 4 J1 I; s' |+ m" ?. B' l# S3 h: y
    #define DRIVER_AUTHOR "TGE HOTKEY "
    ( [2 F, ]! Y+ {' D#define DRIVER_DESC "USB HID Tge hotkey driver" - L. }5 \% D- b2 u- ?4 k% ~
    ) P5 K3 q' ^) U: H  {
    #define USB_HOTKEY_VENDOR_ID 0x07e4
    0 m( Z% ?% q% f! C9 b, Z#define USB_HOTKEY_PRODUCT_ID 0x9473
    5 |+ @% S! G" v; K. b  y//厂商和产品ID信息就是/proc/bus/usb/devices中看到的值 $ E. g  i' U' B- s
    0 L# r- L( a$ F! Z. V2 R4 T- S
    MODULE_AUTHOR( DRIVER_AUTHOR ); 1 d. z2 U; Z1 n& u8 |
    MODULE_DESCRIPTION( DRIVER_DESC ); ( ^& G7 x: _2 ?6 L* q: y: X

    , Y4 k! N6 P8 w3 T5 |  ystruct usb_kbd { - U( {6 S" Y" e% C  z3 K, x
    struct input_dev dev;
    . w5 m8 d7 U: K! l! _1 Bstruct usb_device *usbdev;
    1 L1 C/ c$ P3 ^* V% q/ C+ Tunsigned char new[8]; ' p- ~% k4 r& U  z! ?8 b8 N1 A" B
    unsigned char old[8]; + m2 H- j  O) _: M' Q
    struct urb irq, led;
    9 a" X& h6 I0 c// devrequest dr;      & I/ D6 u7 \/ f( a! j
    //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 J8 r& q8 I, r      struct usb_ctrlrequest dr;
    1 h% R( u* T. @3 S" E- bunsigned char leds, newleds; ; ]; S; m) F, D) ?' C
    char name[128];
    2 `' }6 E9 ?( m& F) S6 @( \int open;
    8 \0 {4 k- I$ I: N3 p};
    ) ~1 E. {0 V9 ?; g//此结构来自内核中drivers/usb/usbkbd..c
    " {0 P+ U3 b8 I6 p! |1 E/ \% Z* v, a& f) c+ S2 C% s
    static void usb_kbd_irq(struct urb *urb)
    / \4 E$ t; {9 x& H{ 7 {" H; r7 u& I# R
    struct usb_kbd *kbd = urb-&gt;context; 1 s9 T% p4 K$ C/ M+ Z
            int *new;
    ' f) y4 M7 n+ X, n3 w! O        new = (int *) kbd-&gt;new; ! @- n! ~0 r9 r% g; l6 O/ j0 e7 V! l

    ! ^- j/ K6 _" V3 `" U3 Y( Xif(kbd-&gt;new[0] == (char)0x01)   N6 w4 I' B3 R0 Y( c$ N
    {   L; x7 \: ^% u% m5 m7 t/ F% Z2 g
    if(((kbd-&gt;new[1]&gt;&gt;4)&amp;0x0f)!=0x7) * W! F4 ~# ]& g& J0 Q
    {
    7 q: l, _4 d# s5 }( h& Qhandle_scancode(0xe0,1);
    6 s+ x: ?" N. N' B/ X3 rhandle_scancode(0x4b,1); 2 I' K' O. S& x/ Q- [
                    handle_scancode(0xe0,0); & n; v! X7 k7 I& O
                    handle_scancode(0x4b,0); 8 o" R% l2 V7 t) j  d+ F; h4 S
    } + K$ l' Y* `( @/ a1 W2 \% ^. A
    else
    1 K7 d" P+ a& y7 Y5 s{
    5 G- Y( g" q* K8 \2 H8 Nhandle_scancode(0xe0,1);
    9 J8 a1 f, {6 X" o/ j0 ]# s                handle_scancode(0x4d,1);
    ; f7 l$ d0 `+ e# t% [                handle_scancode(0xe0,0); - @% d. |& @: c3 U3 Q
                    handle_scancode(0x4d,0); & l. t; ]7 x9 _( @7 L
    } : s) A" F! ?0 X* {; w; l3 O( r% I4 n
    }
    % S. v4 o) K. t$ n
    + U4 F  D& s) L
    * P# i0 s9 c* @+ y, vprintk("new=%x %x %x %x %x %x %x %x",
    + M$ F6 h; ^  _3 q$ Lkbd-&gt;new[0],kbd-&gt;new[1],kbd-&gt;new[2],kbd-&gt;new[3],
    $ R7 a$ B3 f" e3 mkbd-&gt;new[4],kbd-&gt;new[5],kbd-&gt;new[6],kbd-&gt;new[7]);  " X+ f% m' ^6 U8 s4 V# Z* ~

    ( @; `; c. H  L, X+ E}
    # Z$ _; Q  a- W# ~+ L6 Z1 d7 L0 Y% t8 V( B( _
    static void *usb_kbd_probe(struct usb_device *dev, unsigned int ifnum, ) p! B, n! a3 n. b" B2 z
                               const struct usb_device_id *id) / c- V$ {  ~  l0 ~/ Z0 H
    {
    8 ^5 q0 D3 ?( w* N2 N# }struct usb_interface *iface; * y* D, c% T0 }0 E% g7 n7 j! \
            struct usb_interface_descriptor *interface; - y% X' w' k! r& ]) [9 h9 w, S# d- V& ?
    struct usb_endpoint_descriptor *endpoint;   c0 Z+ w$ w! n& E8 D
            struct usb_kbd *kbd; 3 b+ m! W# M7 m# k$ U, ^- P* k
            int  pipe, maxp;
    - }2 F5 Q4 V9 u0 L- B8 ^4 \6 C+ Q+ k0 c1 |/ i. K
    iface = &amp;dev-&gt;actconfig-&gt;interface[ifnum];
    - ]7 q. y7 |( v        interface = &amp;iface-&gt;altsetting[iface-&gt;act_altsetting]; , t4 I) F! F. c6 `- X! ?

    . x1 C2 ^& r1 F0 Z2 ?if ((dev-&gt;descriptor.idVendor != USB_HOTKEY_VENDOR_ID) || ) j- B+ O0 I& H0 ]' w, d; |6 q6 t) f
    (dev-&gt;descriptor.idProduct != USB_HOTKEY_PRODUCT_ID) || % o2 j6 X! ?* i. J* {  w
    (ifnum != 1))
    * c2 ]% L, q; s- K{ + L$ Y7 _0 b; O+ i3 I/ g6 ?7 n
    return NULL;
    - N1 k, ~/ U: ]& a( o}
    3 t( c, q; |$ ~8 j( zif (dev-&gt;actconfig-&gt;bNumInterfaces != 2)
    4 X9 F6 T; C0 {; H$ k9 n$ W) i, {{
    ! |4 u+ z; Y) Z: t$ M  `return NULL; , |2 u6 Q+ _6 W0 q( d" S/ Y- E
    } " M, k, L" y+ S  c' `7 I
    - L  s. ^2 d- u  F" v  h
    if (interface-&gt;bNumEndpoints != 1) return NULL;
    + Y7 N' Y5 m# u7 R! N! F; Z- _7 ~8 C) K3 f( W1 q  l3 K( p- s5 M
            endpoint = interface-&gt;endpoint + 0;
    $ i* M& S" j$ O  Q: X: l+ p/ ~% G7 c% y; j+ h6 F% s
            pipe = usb_rcvintpipe(dev, endpoint-&gt;bEndpointAddress);
    * b7 C3 V- p+ W' G+ I        maxp = usb_maxpacket(dev, pipe, usb_pipeout(pipe)); ( n9 V" V/ g* a0 A. o2 E7 g
    2 ?' `7 g( g1 X4 B, R3 T
            usb_set_protocol(dev, interface-&gt;bInterfaceNumber, 0);
    5 ?* R6 S: r8 {" g        usb_set_idle(dev, interface-&gt;bInterfaceNumber, 0, 0);
      i3 }6 X4 B) v1 g6 e4 D0 {. Z
    5 u! y5 u8 P5 h4 b" J/ L+ T3 F! Dprintk(KERN_INFO "GU Vid = %.4x, Pid = %.4x, Device = %.2x, ifnum = %.2x, bufCount = %.8x\\n",
    - A1 `3 ^6 J7 l4 @6 o" \dev-&gt;descriptor.idVendor,dev-&gt;descriptor.idProduct,dev-&gt;descriptor.bcdDevice, ifnum, maxp);
    / E4 H' v5 o. x/ f  x
    0 t9 ~( x, p! Y9 n  m        if (!(kbd = kmalloc(sizeof(struct usb_kbd), GFP_KERNEL))) return NULL; $ p: j9 e" _; j% r/ T
            memset(kbd, 0, sizeof(struct usb_kbd)); 3 A, N- W; K) ^' C
    4 y) \( T; g+ J9 t
            kbd-&gt;usbdev = dev;
    3 B8 g. Y4 X- E6 y; A% `, U- s3 G% n/ f- |
            FILL_INT_URB(&amp;kbd-&gt;irq, dev, pipe, kbd-&gt;new, maxp &gt; 8 ? 8 : maxp,
    6 a" ~/ L/ B0 T! U3 |2 d0 Z. d6 jusb_kbd_irq, kbd, endpoint-&gt;bInterval);
    + ]+ C2 W7 ?7 x: N* d) K- @* n) P2 ?2 r5 Z( ]- u* V2 c
    kbd-&gt;irq.dev = kbd-&gt;usbdev;   J" E- t0 C" R
    $ z, z& c  b. R
    if (dev-&gt;descriptor.iManufacturer) 3 ~: z: F- _9 X; P: H+ }# P
                    usb_string(dev, dev-&gt;descriptor.iManufacturer, kbd-&gt;name, 63);
    ( W. a8 g. k$ R
    $ @; s, g  \0 l8 A) sif (usb_submit_urb(&amp;kbd-&gt;irq)) {
    - f- G$ V$ y$ y$ W1 `# V                kfree(kbd);
    " |" U2 w8 o: q" v. y, m. G# g$ g                return NULL;
    * P! F! k0 v! o9 V& R& x9 S        }
    * |$ D; G' V- H3 A; h; e4 l+ [1 ^! M) u
    printk(KERN_INFO "input%d: %s on usb%d:%d.%d\\n",
    * `8 |5 J" i- d! t' ~2 d. a9 x                 kbd-&gt;dev.number, kbd-&gt;name, dev-&gt;bus-&gt;busnum, dev-&gt;devnum, ifnum); & y! g4 _2 Q: C% V

    ! m1 K4 Q9 Y! r' R9 ]; {        return kbd;
    , r% q' n9 Q% l& @( h) \} " I% T5 B9 W/ X) {9 n
    * X5 ~5 t2 X  ?/ I* m
    static void usb_kbd_disconnect(struct usb_device *dev, void *ptr)
    8 }& T* q& e( H' W7 N5 F/ a{ * s% Q) W* k5 n
    struct usb_kbd *kbd = ptr; ; N9 q* Z6 }6 j; B7 }
            usb_unlink_urb(&amp;kbd-&gt;irq);
    " A3 L6 a' V5 G# F6 I- @+ |5 |        kfree(kbd);
    1 J4 Y" P& E: r# T' f% W. v
    6 q7 j4 q, z# O1 h0 l}
    : i- \4 J: I. `' d1 b
    ( k6 P0 H6 [- l5 w0 Q# I! b% Sstatic struct usb_device_id usb_kbd_id_table [] = { $ f& i% A0 _( ]9 M; U
    { USB_DEVICE(USB_HOTKEY_VENDOR_ID, USB_HOTKEY_PRODUCT_ID) },
    - z% S) a8 k. C; y2 J$ x- o, ?  E& o{ } /* Terminating entry */ : {% Q$ Z' Z- O  R% N
    };
    4 a" h7 |% i0 L# X. O
    % J3 _6 D; s; c' RMODULE_DEVICE_TABLE (usb, usb_kbd_id_table); , s* U9 S3 i% t, \  `1 s8 k

    / A8 O: i: s+ G" v: t( K, pstatic struct usb_driver usb_kbd_driver = {
    ; A7 [9 c: Z0 p' N( x9 P( V: Vname: "Hotkey",
    . [$ @% Z7 D; [probe: usb_kbd_probe, : U' X3 p; i  r7 h6 g+ x$ l
    disconnect: usb_kbd_disconnect, 9 X/ \# p0 X3 H" S( f5 G' h
    id_table: usb_kbd_id_table, 5 Z9 t9 [# |! y1 @. Q$ s2 z% p
    NULL,
    / n$ P5 ^* H/ L  c};
    ! a/ |5 O8 e7 S3 Q. y+ o# \# ?9 t  q& Y
    static int __init usb_kbd_init(void) " _1 ?* }- k4 [5 r  a: ?6 r
    { + N1 G# l; d1 A4 m9 n
    usb_register(&amp;usb_kbd_driver);
    - q0 O) Q) e9 u2 [info(DRIVER_VERSION ":" DRIVER_DESC);
    8 ~9 D$ e. b0 G3 ~return 0; ! G8 T% m3 j2 t& g8 t- I/ y% y
    }
    ) O+ d1 v- O' `1 D& m/ R& v& ~1 o3 `; |4 ]3 a$ y
    static void __exit usb_kbd_exit(void)
    . v; _+ x5 @' Z9 f( _{
    + j, K0 \1 }: u5 L" b& Z3 Yusb_deregister(&amp;usb_kbd_driver); 8 p3 ~5 x7 E$ a- f" w
    } 2 v. E  y0 b( e9 F( g

    , l$ ^0 ^1 ^- H, i, c) d1 y; Z$ h* ?3 Jmodule_init(usb_kbd_init); ) ^2 G2 f3 K. d) r2 V8 C# h2 X2 I
    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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