Linux下的USB硬件驅(qū)動開發(fā)

1、Linux下的硬件驅(qū)動USB設(shè)備（上）相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)模塊（驅(qū)動程序）模塊（module）是在內(nèi)核空間運行的程序，實際上是一種目標對象文件，沒有鏈接，不能獨立運行，但是可以裝載到系統(tǒng)中作為內(nèi)核的一部分運行，從而可以動態(tài)擴充內(nèi)核的功能。模塊最主要的用處就是用來實現(xiàn)設(shè)備驅(qū)動程序。Linux下對于一個硬件的驅(qū)動，可以有兩種方式：直接加載到內(nèi)核代碼中，啟動內(nèi)核時就會驅(qū)動此硬件設(shè)備。另一種就是以模塊方式，編譯生成一個.o文件。當應(yīng)用程序需要時再加載進內(nèi)核空間運行。所以我們所說的一個硬件的驅(qū)動程序，通常指的就是一個驅(qū)動模塊。設(shè)備文件對于一個設(shè)備，它可以在/dev下面存在一個對應(yīng)的邏輯設(shè)備節(jié)點，這個節(jié)點以文件的

2、形式存在，但它不是普通意義上的文件，它是設(shè)備文件，更確切的說，它是設(shè)備節(jié)點。這個節(jié)點是通過mknod命令建立的，其中指定了主設(shè)備號和次設(shè)備號。主設(shè)備號表明了某一類設(shè)備，一般對應(yīng)著確定的驅(qū)動程序；次設(shè)備號一般是區(qū)分不同屬性，例如不同的使用方法，不同的位置，不同的操作。這個設(shè)備號是從/proc/devices文件中獲得的，所以一般是先有驅(qū)動程序在內(nèi)核中，才有設(shè)備節(jié)點在目錄中。這個設(shè)備號（特指主設(shè)備號）的主要作用，就是聲明設(shè)備所使用的驅(qū)動程序。驅(qū)動程序和設(shè)備號是一一對應(yīng)的，當你打開一個設(shè)備文件時，操作系統(tǒng)就已經(jīng)知道這個設(shè)備所對應(yīng)的驅(qū)動程序。SCSI設(shè)備SCSI是有別于IDE的一個計算機標準接口?，F(xiàn)在

3、大部分平板式掃描儀、CD-R刻錄機、M0光磁盤機等漸漸趨向使用SCSI接口，加之SCSI又能提供一個高速傳送通道，所以，接觸到SCSI設(shè)備的用戶會越來越多。Linux支持很多種的SCSI設(shè)備，例如：SCSI硬盤、SCSI光驅(qū)、SCSI磁帶機。更重要的是，Linux提供了IDE設(shè)備對SCSI的模擬（ide-scsi.o模塊），我們通常會就把IDE光驅(qū)模擬為SCSI光驅(qū)進行訪問。因為在Linux中很多軟件都只能操作SCSI光驅(qū)。例如大多數(shù)刻錄軟件、一些媒體播放軟件。通常我們的USB存儲設(shè)備，也模擬為SCSI硬盤而進行訪問。Linux硬件驅(qū)動架構(gòu)對于一個硬件，Linux是這樣來進行驅(qū)動的：首先，我們

4、必須提供一個.o的驅(qū)動模塊文件（這里我們只說明模塊方式，其實內(nèi)核方式是類似的）。我們要使用這個驅(qū)動程序，首先要加載運行它（insmod*.o）。這樣驅(qū)動就會根據(jù)自己的類型（字符設(shè)備類型或塊設(shè)備類型，例如鼠標就是字符設(shè)備而硬盤就是塊設(shè)備）向系統(tǒng)注冊，注冊成功系統(tǒng)會反饋一個主設(shè)備號，這個主設(shè)備號就是系統(tǒng)對它的唯一標識（例如硬盤塊設(shè)備在/proc/devices中顯示的主設(shè)備號為3，我們用ls-l/dev/had看到的主設(shè)備就肯定是3）。驅(qū)動就是根據(jù)此主設(shè)備號來創(chuàng)建一個一般放置在/dev目錄下的設(shè)備文件（mknod命令用來創(chuàng)建它，它必須用主設(shè)備號這個參數(shù)）。在我們要訪問此硬件時，就可以對設(shè)備文件通過

5、open、read、write等命令進行。而驅(qū)動就會接收到相應(yīng)的read、write操作而根據(jù)自己的模塊中的相應(yīng)函數(shù)進行了。其中還有幾個比較有關(guān)系的東西：一個是/lib/modules/2.4.XX目錄，它下面就是針對當前內(nèi)核版本的模塊。只要你的模塊依賴關(guān)系正確（可以通過depmod設(shè)置），你就可以通過modprobe命令加載而不需要知道具體模塊文件位置。另一個是/etc/modules.conf文件，它定義了一些常用設(shè)備的別名。系統(tǒng)就可以在需要此設(shè)備支持時，正確尋找驅(qū)動模塊。例如aliasethOelOO,就代表第一塊網(wǎng)卡的驅(qū)動模塊為e100.o。他們的關(guān)系圖如下：配置USB設(shè)備內(nèi)核中配置.

6、要啟用LinuxUSB支持，首先進入USBsupport節(jié)并啟用SupportforUSB選項（對應(yīng)模塊為usbcore.o）。盡管這個步驟相當直觀明了，但接下來的LinuxUSB設(shè)置步驟則會讓人感到糊涂。特別地，現(xiàn)在需要選擇用于系統(tǒng)的正確USB主控制器驅(qū)動程序。選項是EHCI（對應(yīng)模塊為ehci-hcd.o）、UHCI（對應(yīng)模塊為usb-uhci.o）、UHCI（alternatedriver）和OHCI（對應(yīng)模塊為usb-ohci.o）。這是許多人對Linux的USB開始感到困惑的地方。要理解EHCI及其同類是什么，首先要知道每塊支持插入USB設(shè)備的主板或PCI卡都需要有USB主控制器芯片

7、組。這個特別的芯片組與插入系統(tǒng)的USB設(shè)備進行相互操作，并負責(zé)處理允許USB設(shè)備與系統(tǒng)其它部分通信所必需的所有低層次細節(jié)。LinuxUSB驅(qū)動程序有三種不同的USB主控制器選項是因為在主板和PCI卡上有三種不同類型的USB芯片。EHCI驅(qū)動程序設(shè)計成為實現(xiàn)新的高速USB2.0協(xié)議的芯片提供支持。OHCI驅(qū)動程序用來為非PC系統(tǒng)上的（以及帶有SiS和ALi芯片組的PC主板上的）USB芯片提供支持。UHCI驅(qū)動程序用來為大多數(shù)其它PC主板（包括Intel和Via）上的USB實現(xiàn)提供支持。只需選擇與希望啟用的USB支持的類型對應(yīng)的?HCI驅(qū)動程序即可。如有疑惑，為保險起見，可以啟用EHCI、UHCI

8、（兩者中任選一種，它們之間沒有明顯的區(qū)別）和OHCI（趙明注：根據(jù)文檔，EHCI已經(jīng)包含了UHCI和OHCI，但目前就我個人的測試單獨加EHCI是不行的，通常我的做法是根據(jù)主板類型加載HCI或OHCI后，再加載EHCI這樣才可以支持USB2.0設(shè)備）。啟用了USBsupport和適當?shù)?HCIUSB主控制器驅(qū)動程序后，使USB啟動并運行只需再進行幾個步驟。應(yīng)該啟用“PreliminaryUSBdevicefilesystem，然后確保啟用所有特定于將與Linux一起使用的實際USB外圍設(shè)備的驅(qū)動程序。例如，為了啟用對USB游戲控制器的支持，我啟用了USBHumanInterfaceDevice

9、（fullHID）support。我還啟用了主“Inputcoresupport節(jié)下的Inputcoresupport和Joysticksupport。一旦用新的已啟用USB的內(nèi)核重新引導(dǎo)后，若/proc/bus/usb下沒有相應(yīng)USB設(shè)備信息，應(yīng)輸入以下命令將USB設(shè)備文件系統(tǒng)手動掛裝到/proc/bus/usb：#mount-tusbdevfsnone/proc/bus/usb為了在系統(tǒng)引導(dǎo)時自動掛裝USB設(shè)備文件系統(tǒng)，請將下面一行添加到/etc/fstab中的/proc掛裝行之后：none/proc/bus/usbusbdevfsdefaults00模塊的配置方法.在很多時候，我們的US

10、B設(shè)備驅(qū)動并不包含在內(nèi)核中。其實我們只要根據(jù)它所需要使用的模塊，逐一加載。就可以使它啟作用。首先要確保在內(nèi)核編譯時以模塊方式選擇了相應(yīng)支持。這樣我們就應(yīng)該可以在/lib/modules/2.4.XX目錄看到相應(yīng).o文件。在加載模塊時，我們只需要運行modprobexxx.o就可以了（modprobe主要加載系統(tǒng)已經(jīng)通過depmod登記過的模塊，insmod一般是針對具體.o文件進行加載）對應(yīng)USB設(shè)備下面一些模塊是關(guān)鍵的。usbcore.o要支持usb所需要的最基礎(chǔ)模塊usb-uhci.o（已經(jīng)提過）usb-ohci.o（已經(jīng)提過）uhci.o另一個uhci驅(qū)動程序，我也不知道有什么用，一般不

11、要加載，會死機的ehci-hcd.o(已經(jīng)提過usb2.0)hid.oUSB人機界面設(shè)備，像鼠標呀、鍵盤呀都需要usb-storage.oUSB存儲設(shè)備，U盤等用到相關(guān)模塊ide-disk.oIDE硬盤ide-scsi.o把IDE設(shè)備模擬SCSI接口scsi_mod.oSCSI支持注意kernelconfig其中一項：ProbeallLUNsoneachSCSIdevice最好選上，要不某些同時支持多個口的讀卡器只能顯示一個。若模塊方式就要帶參數(shù)安裝或提前在/etc/modules.conf中加入以下項，來支持多個LUN。addoptionsscsi_modmax_scsi_luns=9sd_

12、mod.oSCSI硬盤sr_mod.oSCSI光盤sg.oSCSI通用支持(在某些探測U盤、SCSI探測中會用到)常見USB設(shè)備及其配置在Linux2.4的內(nèi)核中已經(jīng)支持不下20種設(shè)備。它支持幾乎所有的通用設(shè)備如鍵盤、鼠標、modem、打印機等，并不斷地添加廠商新的設(shè)備象數(shù)碼相機、MP3、網(wǎng)卡等。下面就是幾個最常見設(shè)備的介紹和使用方法：USB鼠標：鍵盤和鼠標屬于低速的輸入設(shè)備，對于已經(jīng)為用戶認可的PS/2接口，USB鍵盤和USB鼠標似乎并沒有太多更優(yōu)越的地方。現(xiàn)在的大部分鼠標采用了PS/2接口，不過USB接口的鼠標也越來越多，兩者相比，各有優(yōu)勢：一般來說，USB的鼠標接口的帶寬大于PS/2鼠標

13、，也就是說在同樣的時間內(nèi)，USB鼠標掃描次數(shù)就要多于PS/2鼠標，這樣在定位上USB鼠標就更為精確；同時USB接口鼠標的默認采樣率也比較高，達到125HZ，而PS/2接口的鼠標僅有40HZ(Windows9x/Me)或是60HZ(WindowsNT/2000)。對于USB設(shè)備你當然必須先插入相應(yīng)的USB控制器模塊：usb-uhci.o或usbohci.omodprobeusbuhciUSB鼠標為了使其正常工作，您必須先插入模塊usbmouse.o和mousedev.omodprobeusbmousemodprobemousedev若你把HIDinputlayer支持和inputcore支持也作

14、為模塊方式安裝，那么啟動hid模塊和input模塊也是必要的。modprobehidmodprobeinputUSB鍵盤：一般的，我們現(xiàn)在使用的鍵盤大多是PS/2的，USB鍵盤還比較少見，但是下來的發(fā)展，鍵盤將向USB接口靠攏。使用USB鍵盤基本上沒有太多的要求，只需在主板的BIOS設(shè)定對USB鍵盤的支持，就可以在各系統(tǒng)中完全無障礙的使用，而且更可以真正做到在即插即用和熱插拔使用，并能提供兩個USB連接埠：讓您可以輕易地直接將具有USB接頭的裝置接在您的鍵盤上，而非計算機的后面。同樣你當然必須先插入相應(yīng)的USB控制器模塊：usb-uhci.o或usb-ohci.omodprobeusb-uhc

15、i然后您還必須插入鍵盤模塊usbkbd.o，以及keybdev.o,這樣usb鍵盤才能夠正常工作。此時，運行的系統(tǒng)命令：modprobeusbkbdmodprobekeybdev同樣若你把HIDinputlayer支持和inputcore支持也作為模塊方式安裝，那么啟動hid模塊和input模塊也是必要的。U盤和USB讀卡器：數(shù)碼存儲設(shè)備現(xiàn)在對我們來說已經(jīng)是相當普遍的了。CF卡、SD卡、MemoryStick等存儲卡已經(jīng)遍及我們的身邊，通常，他們的讀卡器都是USB接口的。另外，很多MP3、數(shù)碼相機也都是USB接口和計算機進行數(shù)據(jù)傳遞。更我們的U盤、USB硬盤，作為移動存儲設(shè)備，已經(jīng)成為我們的必

16、須裝備。在Linux下這些設(shè)備通常都是以一種叫做usb-storage的方式進行驅(qū)動。要使用他們必須加載此模塊modprobeusb-storage當然，usbcore.o和usb-uhci.o或usb-ohci也肯定是不可缺少的。另外，若你系統(tǒng)中SCSI支持也是模塊方式，那么下面的模塊也要加載modprobescsi_modmodprobesd_mod在加載完這些模塊后，我們插入U盤或存儲卡，就會發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中多了一個SCSI硬盤，通過正確地mount它，就可以使用了（SCSI硬盤一般為/dev/sd?，可參照文章后面的常見問題解答）。mount/dev/sdal/mntLinux支持的其他US

17、B設(shè)備。MODEM-（比較常見）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備攝像頭一（比較常見）例如ov511.o聯(lián)機線-可以讓你的兩臺電腦用USB線實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能。usbnet.o顯示器一（我沒見過）游戲桿電視盒一（比較常見）手寫板一（比較常見）掃描儀一（比較常見）刻錄機一（比較常見）打印機一（比較常見）注意：上面所說的每個驅(qū)動模塊，并不是都要手動加載，有很多系統(tǒng)會在啟動或你的應(yīng)用需要時自動加載的，寫明這些模塊，是便于你在不能夠使用USB設(shè)備時，可以自行檢查。只要用lsmod確保以上模塊已經(jīng)被系統(tǒng)加載，你的設(shè)備就應(yīng)該可以正常工作了。當然注意有些模塊已經(jīng)以內(nèi)核方式在kernel啟動時存在了（這些模塊文件在/lib/modules/

18、2.4.XX中是找不到的）?；仨撌鬃畛Ｓ鲆姷腢SB問題有USB設(shè)備的系統(tǒng)安裝完redhat7.3啟動死機問題有USB設(shè)備，當你剛裝完redhat7.3第一次啟動時，總會死掉。主要原因是Linux在安裝時探測到有usb-uhci和ehci-hcd兩個控制器，但在啟動時,加載完usb-uhci再加載ehci-hcd就會有沖突。分析認為redhat7.3系統(tǒng)內(nèi)核在支持USB2.0標準上存在問題。在其他版本的Linux中均不存在此問題。解決辦法：在lilo或grub啟動時用命令行傳遞參數(shù)init二/sbin/init。這樣在啟動后就不運行其他服務(wù)而直接啟動shell。然后運行mount-oremoun

19、t,rw/使/可寫，init直接啟動的系統(tǒng)默認只mount/為只讀然后vi/etc/modules.config文件刪除aliasusb-controllerlehci-hcd一行。或前面加#注釋掉然后mount-oremount,ro/使/只讀，避免直接關(guān)機破壞文件系統(tǒng)然后就可以按Ctrl-Alt-Delete直接重啟了或許，你有更簡單的辦法：換USB鍵盤和鼠標為PS2接口，啟動后修改/etc/modules.config文件。我們已經(jīng)知道U盤在Linux中會模擬為SCSI設(shè)備去訪問，可怎么知道它對應(yīng)那個SCSI設(shè)備呢？方法1：推測。通常你第一次插入一個SCSI設(shè)備，它就是sda，第二個就是

20、sdb以此類推。你啟動Linux插入一個U盤，就試試sda，換了一個就可能是sdb。這里注意兩個特例：1）你用的是聯(lián)想U盤，它可能存在兩個設(shè)備區(qū)（一個用于加密或啟動電腦），這樣就可能一次用掉兩個sda、sdb，換個U盤就是sdc、sdd。2）聯(lián)想數(shù)碼電腦中，可能已經(jīng)有了六合一讀卡器。它同樣也是USB存儲設(shè)備。它會占掉一個或兩個SCSI設(shè)備號。方法2：看信息。其實，只要你提前把usb-storage.o、scsi_mod.o、sd_mod.o模塊加載（直接在kernel中也可以）了，在你插入和拔出U盤時，系統(tǒng)會自動打出信息如下：SCSIdevicesda:60928512-bytehdwrsec

21、tors（31MB）sda:WriteProtectison根據(jù)此信息，你就知道它在sda上了。當然，可能你的系統(tǒng)信息級別比較高，上述信息可能沒有打出，這時候你只要tail/var/log/messages就可以看到了。方法3：同樣，cat/proc/partitions也可以看到分區(qū)信息，其中sd?就是U盤所對應(yīng)的了。若根本沒有sd設(shè)備，就要檢查你的SCSI模塊和usb-storage模塊是否正確加載了。在使用U盤或存儲卡時，我該mount/dev/sda還是/dev/sda1呢？這是一個歷史遺留問題。存儲卡最初尺寸很小，很多廠商在使用時，就直接使用存儲，不含有分區(qū)表信息。而隨著存儲卡尺寸的

22、不斷擴大，它也就引入了類似硬盤分區(qū)的概念。例如/dev/hda你可以分成主分區(qū)hda1、hda2擴展分區(qū)hda3，然后把擴展分區(qū)hda3又分為邏輯分區(qū)hda5、hda6、hda7等。這樣，通常的U盤就被分成一個分區(qū)sda1，類似把硬盤整個分區(qū)分成一個主分區(qū)hda1。實際上，我們完全可以通過fdisk/dev/sda對存儲卡進行完全類似硬盤的分區(qū)方式分成sda1、sda2甚至邏輯分區(qū)sda5、sda6。實際上，對USB硬盤目前你的確需要這樣，因為它通常都是多少G的容量。而且通常，它里面就是筆記本硬盤。一個好玩的問題。你在Linux下用fdisk/dev/sda對U盤進行了多分區(qū)，這時候到wind

23、ows下，你會發(fā)現(xiàn)怎么找，怎么格式化，U盤都只能找到第一個分區(qū)大小尺寸，而且使用看不出任何問題。這主要是windows驅(qū)動對U盤都只支持一個分區(qū)的緣故。你是不是可以利用它來進行一些文件的隱藏和保護？你是不是可以和某些人沒玩過Linux的人開些玩笑：你的U盤容量變小了J?，F(xiàn)在較多的數(shù)碼設(shè)備也和windows一樣，是把所有U盤容量分為一個，所以在對待U盤的時候，通常你mount的是sdal。但對于某些特殊的數(shù)碼設(shè)備格式化的U盤或存儲卡（目前我發(fā)現(xiàn)的是一款聯(lián)想的支持模擬USB軟盤的U盤和我的一個數(shù)碼相機），你就要mount/dev/sda。因為它根本就沒分區(qū)表（若mount/dev/sdal通常的效

24、果是死掉）。其實，這些信息，只要你注意了/proc/partitions文件，都應(yīng)該注意到的。每次插入U盤，都要尋找對應(yīng)設(shè)備文件名，都要手動mount,我能不能做到象windows那樣插入就可以使用呢。當然可以，不過你需要做一些工作。我這里只提供一些信息幫助你去嘗試完成設(shè)置：Linux內(nèi)核提供了一種叫hotplug支持的東西，它可以讓你系統(tǒng)在PCI設(shè)備、USB等設(shè)備插拔時做一些事情。而automount功能可以使你的軟驅(qū)、光盤等設(shè)備的分區(qū)自動掛載和自動卸載。你甚至可以在KDE桌面中創(chuàng)建相應(yīng)的圖標，方便你操作。具體設(shè)置方法就要你自己去嘗試了。反正我使用Linux已經(jīng)麻木了，不就是敲一行命令嘛。U

25、SB驅(qū)動開發(fā)在掌握了USB設(shè)備的配置后，對于程序員，我們就可以嘗試進行一些簡單的USB驅(qū)動的修改和開發(fā)了。這一段落，我們會講解一個最基礎(chǔ)USB框架的基礎(chǔ)上，做兩個小的USB驅(qū)動的例子。USB骨架在Linuxkernel源碼目錄中driver/usb/usb-skeleton.c為我們提供了一個最基礎(chǔ)的USB驅(qū)動程序。我們稱為USB骨架。通過它我們僅需要修改極少的部分，就可以完成一個USB設(shè)備的驅(qū)動。我們的USB驅(qū)動開發(fā)也是從她開始的。那些linux下不支持的USB設(shè)備幾乎都是生產(chǎn)廠商特定的產(chǎn)品。如果生產(chǎn)廠商在他們的產(chǎn)品中使用自己定義的協(xié)議，他們就需要為此設(shè)備創(chuàng)建特定的驅(qū)動程序。當然我們知道，有

26、些生產(chǎn)廠商公開他們的USB協(xié)議，并幫助Linux驅(qū)動程序的開發(fā)，然而有些生產(chǎn)廠商卻根本不公開他們的USB協(xié)議。因為每一個不同的協(xié)議都會產(chǎn)生一個新的驅(qū)動程序，所以就有了這個通用的USB驅(qū)動骨架程序，它是以pci骨架為模板的。如果你準備寫一個linux驅(qū)動程序，首先要熟悉USB協(xié)議規(guī)范。USB主頁上有它的幫助。一些比較典型的驅(qū)動可以在上面發(fā)現(xiàn)，同時還介紹了USBurbs的概念,而這個是usb驅(qū)動程序中最基本的。LinuxUSB驅(qū)動程序需要做的第一件事情就是在LinuxUSB子系統(tǒng)里注冊，并提供一些相關(guān)信息，例如這個驅(qū)動程序支持那種設(shè)備，當被支持的設(shè)備從系統(tǒng)插入或拔出時，會有哪些動作。所有這些信息都

27、傳送到USB子系統(tǒng)中，在usb骨架驅(qū)動程序中是這樣來表示的：staticstructusb_driverskel_driver=name:skeleton,probe:skel_probe,disconnect:skel_disconnect,fops:&skel_fops,minor:USB_SKEL_MINOR_BASE,id_table:skel_table,;變量name是一個字符串，它對驅(qū)動程序進行描述。probe和disconnect是函數(shù)指針，當設(shè)備與在id_table中變量信息匹配時，此函數(shù)被調(diào)用。fops和minor變量是可選的。大多usb驅(qū)動程序鉤住另外一個驅(qū)動系統(tǒng)，例如S

28、CSI，網(wǎng)絡(luò)或者tty子系統(tǒng)。這些驅(qū)動程序在其他驅(qū)動系統(tǒng)中注冊，同時任何用戶空間的交互操作通過那些接口提供，比如我們把SCSI設(shè)備驅(qū)動作為我們USB驅(qū)動所鉤住的另外一個驅(qū)動系統(tǒng)，那么我們此USB設(shè)備的read、write等操作，就相應(yīng)按SCSI設(shè)備的read、write函數(shù)進行訪問。但是對于掃描儀等驅(qū)動程序來說，并沒有一個匹配的驅(qū)動系統(tǒng)可以使用，那我們就要自己處理與用戶空間的read、write等交互函數(shù)。Usb子系統(tǒng)提供一種方法去注冊一個次設(shè)備號和file_operations函數(shù)指針，這樣就可以與用戶空間實現(xiàn)方便地交互。USB骨架程序的關(guān)鍵幾點如下：USB驅(qū)動的注冊和注銷Usb驅(qū)動程序在注

29、冊時會發(fā)送一個命令給usb_register,通常在驅(qū)動程序的初始化函數(shù)里。當要從系統(tǒng)卸載驅(qū)動程序時，需要注銷usb子系統(tǒng)。即需要usb_unregister函數(shù)處理：staticvoid_exitusb_skel_exit(void)/*deregisterthisdriverwiththeUSBsubsystem*/usb_deregister(&skel_driver);module_exit(usb_skel_exit);當usb設(shè)備插入時，為了使linux-hotplug(Linux中PCI、USB等設(shè)備熱插拔支持)系統(tǒng)自動裝載驅(qū)動程序，你需要創(chuàng)建一個MODULE_DEVICE_TA

30、BLE。代碼如下(這個模塊僅支持某一特定設(shè)備)：/*tableofdevicesthatworkwiththisdriver*/staticstructusb_device_idskel_table=USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID,USB_SKEL_PRODUCT_ID),/*Terminatingentry*/;MODULE_DEVICE_TABLE(usb,skel_table);USB_DEVICE宏利用廠商ID和產(chǎn)品ID為我們提供了一個設(shè)備的唯一標識。當系統(tǒng)插入一個ID匹配的USB設(shè)備到USB總線時，驅(qū)動會在USBcore中注冊。驅(qū)動程序中probe函數(shù)也就

31、會被調(diào)用。usb_device結(jié)構(gòu)指針、接口號和接口ID都會被傳遞到函數(shù)中。staticvoid*skel_probe(structusb_device*dev,unsignedintifnum,conststructusb_device_id*id)驅(qū)動程序需要確認插入的設(shè)備是否可以被接受，如果不接受，或者在初始化的過程中發(fā)生任何錯誤，probe函數(shù)返回一個NULL值。否則返回一個含有設(shè)備驅(qū)動程序狀態(tài)的指針。通過這個指針，就可以訪問所有結(jié)構(gòu)中的回調(diào)函數(shù)。在骨架驅(qū)動程序里，最后一點是我們要注冊devfs。我們創(chuàng)建一個緩沖用來保存那些被發(fā)送給usb設(shè)備的數(shù)據(jù)和那些從設(shè)備上接受的數(shù)據(jù)，同時USBu

32、rb被初始化，并且我們在devfs子系統(tǒng)中注冊設(shè)備，允許devfs用戶訪問我們的設(shè)備。注冊過程如下：/*initializethedevfsnodeforthisdeviceandregisterit*/sprintf(name,skel%d,skel-minor);skel-devfs=devfs_register(usb_devfs_handle,name,DEVFS_FL_DEFAULT,USB_MAJOR,USB_SKEL_MINOR_BASE+skel-minor,S_IFCHR|S_IRUSR|S_IWUSR|S_IRGRP|S_IWGRP|S_IROTH,&skel_fops,N

33、ULL);如果devfs_register函數(shù)失敗，不用擔心，devfs子系統(tǒng)會將此情況報告給用戶。當然最后，如果設(shè)備從usb總線拔掉，設(shè)備指針會調(diào)用disconnect函數(shù)。驅(qū)動程序就需要清除那些被分配了的所有私有數(shù)據(jù)、關(guān)閉urbs，并且從devfs上注銷調(diào)自己。/*removeourdevfsnode*/devfs_unregister(skel-devfs);現(xiàn)在，skeleton驅(qū)動就已經(jīng)和設(shè)備綁定上了，任何用戶態(tài)程序要操作此設(shè)備都可以通過file_operations結(jié)構(gòu)所定義的函數(shù)進行了。首先，我們要open此設(shè)備。在open函數(shù)中MODULE_INC_USE_COUNT宏是一個關(guān)

34、鍵，它的作用是起到一個計數(shù)的作用，有一個用戶態(tài)程序打開一個設(shè)備，計數(shù)器就加一，例如，我們以模塊方式加入一個驅(qū)動，若計數(shù)器不為零，就說明仍然有用戶程序在使用此驅(qū)動，這時候，你就不能通過rmmod命令卸載驅(qū)動模塊了。/*incrementourusagecountforthemodule*/MOD_INC_USE_COUNT;+skel-open_count;/*saveourobjectinthefilesprivatestructure*/file-private_data=skel;當open完設(shè)備后，read、write函數(shù)就可以收、發(fā)數(shù)據(jù)了。skel的write、和read函數(shù)他們是完成

35、驅(qū)動對讀寫等操作的響應(yīng)。在skel_write中，一個FILL_BULK_URB函數(shù)，就完成了urb系統(tǒng)callbak和我們自己的skel_write_bulk_callback之間的聯(lián)系。注意skel_write_bulk_callback是中斷方式，所以要注意時間不能太久，本程序中它就只是報告一些urb的狀態(tài)等。read函數(shù)與write函數(shù)稍有不同在于：程序并沒有用urb將數(shù)據(jù)從設(shè)備傳送到驅(qū)動程序，而是我們用usb_bulk_msg函數(shù)代替，這個函數(shù)能夠不需要創(chuàng)建urbs和操作urb函數(shù)的情況下，來發(fā)送數(shù)據(jù)給設(shè)備，或者從設(shè)備來接收數(shù)據(jù)。我們調(diào)用usb_bulk_msg函數(shù)并傳提一個存儲空間

36、，用來緩沖和放置驅(qū)動收到的數(shù)據(jù)，若沒有收到數(shù)據(jù)，就失敗并返回一個錯誤信息。usb_bulk_msg函數(shù)當對usb設(shè)備進行一次讀或者寫時，usb_bulk_msg函數(shù)是非常有用的；然而，當你需要連續(xù)地對設(shè)備進行讀/寫時，建議你建立一個自己的urbs，同時將urbs提交給usb子系統(tǒng)。skel_disconnect函數(shù)當我們釋放設(shè)備文件句柄時，這個函數(shù)會被調(diào)用。MOD_DEC_USE_COUNT宏會被用到(和MOD_INC_USE_COUNT剛好對應(yīng)，它減少一個計數(shù)器)，首先確認當前是否有其它的程序正在訪問這個設(shè)備，如果是最后一個用戶在使用，我們可以關(guān)閉任何正在發(fā)生的寫，操作如下：/*decrem

37、entourusagecountforthedevice*/-skel-open_count；if(skel-open_countwrite_urb)；skel-open_count=0；/*decrementourusagecountforthemodule*/MOD_DEC_USE_COUNT；最困難的是，usb設(shè)備可以在任何時間點從系統(tǒng)中取走，即使程序目前正在訪問它。usb驅(qū)動程序必須要能夠很好地處理解決此問題，它需要能夠切斷任何當前的讀寫，同時通知用戶空間程序：usb設(shè)備已經(jīng)被取走。如果程序有一個打開的設(shè)備句柄,在當前結(jié)構(gòu)里，我們只要把它賦值為空,就像它已經(jīng)消失了。對于每一次設(shè)備讀寫等

38、其它函數(shù)操作，我們都要檢查usb_device結(jié)構(gòu)是否存在。如果不存在，就表明設(shè)備已經(jīng)消失，并返回一個-ENODEV錯誤給用戶程序。當最終我們調(diào)用release函數(shù)時，在沒有文件打開這個設(shè)備時，無論usb_device結(jié)構(gòu)是否存在、它都會清空skel_disconnect函數(shù)所作工作。Usb骨架驅(qū)動程序，提供足夠的例子來幫助初始人員在最短的時間里開發(fā)一個驅(qū)動程序。更多信息你可以到linuxusb開發(fā)新聞組去尋找。U盤、USB讀卡器、MP3、數(shù)碼相機驅(qū)動對于一款windows下用的很爽的U盤、USB讀卡器、MP3或數(shù)碼相機，可能Linux下卻不能支持。怎么辦？其實不用傷心，也許經(jīng)過一點點的工作，

39、你就可以很方便地使用它了。通常是此U盤、USB讀卡器、MP3或數(shù)碼相機在WindowsXP中不需要廠商專門的驅(qū)動就可以識別為移動存儲設(shè)備，這樣的設(shè)備才能保證成功，其他的就看你的運氣了。USB存儲設(shè)備，他們的read、write等操作都是通過上章節(jié)中提到的鉤子，把自己的操作鉤到SCSI設(shè)備上去的。我們就不需要對其進行具體的數(shù)據(jù)讀寫處理了。第一步：我們通過cat/proc/bus/usb/devices得到當前系統(tǒng)探測到的USB總線上的設(shè)備信息。它包括Vendor、ProdID、Product等。下面是我買的一款雜牌CF卡讀卡器插入后的信息片斷：T:Bus=01Lev=01Prnt=01Port=

40、01Cnt=02Dev#=5Spd=12MxCh=0D:Ver=1.10Cls=00(ifc)Sub=00Prot=00MxPS=8#Cfgs=1P:Vendor=07c4ProdID=a400Rev=1.13S:Manufacturer=USBS:Product=MassStorageC:*#Ifs=1Cfg#=1Atr=80MxPwr=70mAI:If#=0Alt=0#EPs=2Cls=08(vend.)Sub=06Prot=50Driver=usb-storageE:Ad=81(I)Atr=02(Bulk)MxPS=64Ivl=0msE:Ad=02(O)Atr=02(Bulk)MxPS=

41、64Ivl=0ms其中，我們最關(guān)心的是Vendor=07c4ProdID=a400和Manufacturer二USB(果然是雜牌，廠商名都看不到)Product二MassStorage。對于這些移動存儲設(shè)備，我們知道Linux下都是通過usb-storage.o驅(qū)動模擬成scsi設(shè)備去支持的，之所以不支持，通常是usb-storage驅(qū)動未包括此廠商識別和產(chǎn)品識別信息(在類似skel_probe的USB最初探測時被屏蔽了)。對于USB存儲設(shè)備的硬件訪問部分，通常是一致的。所以我們要支持它，僅需要修改usb-storage中關(guān)于廠商識別和產(chǎn)品識別列表部分。第二部，打開drivers/usb/st

42、orage/unusual_devs.h文件，我們可以看到所有已知的產(chǎn)品登記表，都是以UNUSUAL_DEV(idVendor,idProduct,bcdDeviceMin,bcdDeviceMax,vendor_name,product_name,use_protocol,use_transport,init_function.Flags)方式登記的。其中相應(yīng)的涵義，你就可以根據(jù)命名來判斷了。所以只要我們?nèi)缦绿钊胛覀冏约旱淖?，就可以讓usb-storage驅(qū)動去認識和發(fā)現(xiàn)它。UNUSUAL_DEV(07c4,a400,0 x0000,0 xffff,USB,MassStorage,US_S

43、C_SCSI,US_PR_BULK,NULL,US_FL_FIX_INQUIRY|US_FL_START_STOP|US_FL_MODE_XLATE)注意：添加以上幾句的位置，一定要正確。比較發(fā)現(xiàn)，usb-storage驅(qū)動對所有注冊都是按idVendor,idProduct數(shù)值從小到大排列的。我們也要放在相應(yīng)位置。最后，填入以上信息，我們就可以重新編譯生成內(nèi)核或usb-storage.o模塊。這時候插入我們的設(shè)備就可以跟其他U盤一樣作為SCSI設(shè)備去訪問了。鍵盤飛梭支持目前很多鍵盤都有飛梭和手寫板，下面我們就嘗試為一款鍵盤飛梭加入一個驅(qū)動。在通常情況，當我們插入USB接口鍵盤時，在/proc

44、/bus/usb/devices會看到多個USB設(shè)備。比如：你的USB鍵盤上的飛梭會是一個，你的手寫板會是一個,若是你的USB鍵盤有USB擴展連接埠，也會看到。下面是具體看到的信息T:Bus=02Lev=00Prnt=00Port=00Cnt=00Dev#=1Spd=12MxCh=2B:Alloc=11/900us(1%),#Int=1,#Iso=0D:Ver=1.00Cls=09(hub)Sub=00Prot=00MxPS=8#Cfgs=1P:Vendor=0000ProdID=0000Rev=0.00S:Product=USBUHCIRootHubS:SerialNumber=d800C:

45、*#Ifs=1Cfg#=1Atr=40MxPwr=0mAI:If#=0Alt=0#EPs=1Cls=09(hub)Sub=00Prot=00Driver=hubE:Ad=81(I)Atr=03(Int.)MxPS=8Ivl=255msT:Bus=02Lev=01Prnt=01Port=01Cnt=01Dev#=3Spd=12MxCh=3D:Ver=1.10Cls=09(hub)Sub=00Prot=00MxPS=8#Cfgs=1P:Vendor=07e4ProdID=9473Rev=0.02S:Manufacturer=ALCORS:Product=MovadoUSBKeyboardC:*#I

46、fs=1Cfg#=1Atr=e0MxPwr=100mAI:If#=0Alt=0#EPs=1Cls=09(hub)Sub=00Prot=00Driver=hubE:Ad=81(I)Atr=03(Int.)MxPS=1Ivl=255ms找到相應(yīng)的信息后就可開始工作了。實際上，飛梭的定義和鍵盤鍵碼通常是一樣的，所以我們參照drivers/usb/usbkbd.c代碼進行一些改動就可以了。因為沒能拿到相應(yīng)的硬件USB協(xié)議，我無從知道飛梭在按下時通訊協(xié)議眾到底發(fā)什么，我只能把它的信息打出來進行分析。幸好，它比較簡單，在下面代碼的usb_kbd_irq函數(shù)中if(kbd-newO=(char)OxO1)和

47、if(kbd-newl4)&0 x0f)!=0 x7)就是判斷飛梭左旋。usb_kbd_irq函數(shù)就是鍵盤中斷響應(yīng)函數(shù)。他的掛接，就是在usb_kbd_probe函數(shù)中FILL_INT_URB(&kbd-irq,dev,pipe,kbd-new,maxp8?8:maxp,usb_kbd_irq,kbd,endpoint-bInterval);一句中實現(xiàn)。從usb骨架中我們知道，usb_kbd_probe函數(shù)就是在USB設(shè)備被系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)是運行的。其他部分就都不是關(guān)鍵了。你可以根據(jù)具體的探測值(Vendor=07e4ProdID=9473等)進行一些修改就可以了。值得一提的是，在鍵盤中斷中，我們的做

48、法是收到USB飛梭消息后，把它模擬成左方向鍵和右方向鍵，在這里，就看你想怎么去響應(yīng)它了。當然你也可以響應(yīng)模擬成F14、F15等擴展鍵碼。在了解了此基本的驅(qū)動后，對于一個你已經(jīng)拿到通訊協(xié)議的鍵盤所帶手寫板，你就應(yīng)該能進行相應(yīng)驅(qū)動的開發(fā)了吧。程序見附錄1：鍵盤飛梭驅(qū)動。使用此驅(qū)動要注意的問題：在加載此驅(qū)動時你必須先把hid設(shè)備卸載，加載完usbhkey.o模塊后再加載hid.o。因為若hid存在，它的probe會屏蔽系統(tǒng)去利用我們的驅(qū)動發(fā)現(xiàn)我們的設(shè)備。其實，飛梭本來就是一個hid設(shè)備，正確的方法，或許你應(yīng)該修改hid的probe函數(shù)，然后把我們的驅(qū)動融入其中?；仨撌讌⒖假Y料LINUX設(shè)備驅(qū)動程序A

49、LESSANDRORUBINI著LIS0LEG譯紅inux系統(tǒng)分析與高級編程技術(shù)周巍松編著LinuxKernel-2.4.20源碼和文檔說明回頁首附錄1：鍵盤飛梭驅(qū)動#include#include#include#include#include#include#include/*VersionInformation*/#defineDRIVER_VERSION#defineDRIVER_AUTHORTGEHOTKEY#defineDRIVER_DESCUSBHIDTgehotkeydriver#defineUSB_HOTKEY_VENDOR_ID0 x07e4#defineUSB_HOTKE

50、Y_PRODUCT_ID0 x9473/廠商和產(chǎn)品ID信息就是/proc/bus/usb/devices中看到的值MODULE_AUTHOR(DRIVER_AUTHOR);MODULE_DESCRIPTION(DRIVER_DESC);structusb_kbdstructinput_devdev;structusb_device*usbdev;unsignedcharnew8;unsignedcharold8;structurbirq,led;/devrequestdr;/這一行和下一行的區(qū)別在于kernel2.4.20版本對usb_kbd鍵盤結(jié)構(gòu)定義發(fā)生了變化structusb_ctrlr

51、equestdr;unsignedcharleds,newleds;charname128;intopen;/此結(jié)構(gòu)來自內(nèi)核中drivers/usb/usbkbd.cstaticvoidusb_kbd_irq(structurb*urb)structusb_kbd*kbd=urb-context;int*new;new=(int*)kbd-new;if(kbd-new0=(char)0 x01)if(kbd-new14)&0 x0f)!=0 x7)handle_scancode(0 xe0,1);handle_scancode(0 x4b,1);handle_scancode(0 xe0,0)

52、;handle_scancode(0 x4b,0);elsehandle_scancode(0 xe0,1);handle_scancode(0 x4d,1);handle_scancode(0 xe0,0);handle_scancode(0 x4d,0);printk(new=%x%x%x%x%x%x%x%x,kbd-new0,kbd-new1,kbd-new2,kbd-new3,kbd-new4,kbd-new5,kbd-new6,kbd-new7);staticvoid*usb_kbd_probe(structusb_device*dev,unsignedintifnum,conststructusb_device_id*id)structusb_interface*iface;structusb_interface_descriptor*interface;structusb_endpoint_descriptor*endpoint;structusb_kbd*kbd;intpipe,maxp;iface=&dev-actconfig-int