USB设备驱动程序（一）

时间：2024-02-18 07:33:42

USB驱动编程原理：

当我们把USB设备插入USB口时会提示需要安装相对应的驱动，如USB鼠标、USB键盘等，这些电脑自己自身已经自带有相对于的驱动程序，

当电脑检查到该USB设备类型相同就去帮你安装相对于驱动，但有些由于系统没有自带有相对于的USB驱动程序，需要联网或者厂家资料自带有

就需要手动安装驱动，如USB转串口驱动，搞开发搭建前期时需要安装一大推驱动程序开可以进行开发。

 

USB驱动开发依据主从关系的：也就是把USB口这一端作为主设备，也即开发板，USB设备作为从设备，主设备上具备有一个USB控制器来进行设置，

 

USB驱动开发遵循USB_Bus_Type模式，但有点特别的是，总线（总线驱动程序，虚拟的总线）一端注册一个设备不需要你编写程序，内核已经帮你写好了，只关注驱动一端程序的编写

 

 

我们做一个USB鼠标实验，实现输入左键为L字母，右键为S字母，中建为Enter按键，符合输入子系统，该按键驱动在probe函数里编写

既然符合输入子设备类型，则编写驱动程序思路大概如下：

1、分配一个input_dev结构体

2、配置这个结构体

3、注册它

4、硬件相关的操作

 

USB驱动程序编写框架：

APP

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内核：                       USB设备驱动（了解数据含义）

                     --------------------------------------------------------

                              USB总线驱动程序

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硬件：                       USB主机控制器

                    ---------------------------------------------------------

                                USB设备

USB总线驱动程序需要做的事情：

1、识别设备

2、找到相对于的设备驱动程序

3、提供USB读写函数（不了解数据含义）

 

USB总线驱动程序的作用
1. 识别USB设备
1.1 分配地址
1.2 并告诉USB设备(set address)
1.3 发出命令获取描述符
描述符的信息可以在include\linux\usb\Ch9.h看到


2. 查找并安装对应的设备驱动程序

3. 提供USB读写函数

把USB设备接到开发板上，看输出信息:
usb 1-1: new full speed USB device using s3c2410-ohci and address 2
usb 1-1: configuration #1 chosen from 1 choice
scsi0 : SCSI emulation for USB Mass Storage devices
scsi 0:0:0:0: Direct-Access     HTC      Android Phone    0100 PQ: 0 ANSI: 2
sd 0:0:0:0: [sda] Attached SCSI removable disk
拔掉
usb 1-1: USB disconnect, address 2

再接上:
usb 1-1: new full speed USB device using s3c2410-ohci and address 3
usb 1-1: configuration #1 chosen from 1 choice
scsi1 : SCSI emulation for USB Mass Storage devices
scsi 1:0:0:0: Direct-Access     HTC      Android Phone    0100 PQ: 0 ANSI: 2
sd 1:0:0:0: [sda] Attached SCSI removable disk

在内核目录下搜:
grep "USB device using" * -nR
drivers/usb/core/hub.c:2186:              "%s %s speed %sUSB device using %s and address %d\n",

hub_irq
    kick_khubd
        hub_thread
            hub_events
                hub_port_connect_change
                
                    udev = usb_alloc_dev(hdev, hdev->bus, port1);
                                dev->dev.bus = &usb_bus_type;
                
                    choose_address(udev); // 给新设备分配编号(地址)
                    
                    
                    hub_port_init   // usb 1-1: new full speed USB device using s3c2410-ohci and address 3
                        
                        hub_set_address  // 把编号(地址)告诉USB设备
                        
                        usb_get_device_descriptor(udev, 8); // 获取设备描述符
                        retval = usb_get_device_descriptor(udev, USB_DT_DEVICE_SIZE);
                        
                        usb_new_device(udev)   
                            err = usb_get_configuration(udev); // 把所有的描述符都读出来，并解析
                            usb_parse_configuration
                            
                            device_add  // 把device放入usb_bus_type的dev链表, 
                                        // 从usb_bus_type的driver链表里取出usb_driver，
                                        // 把usb_interface和usb_driver的id_table比较
                                        // 如果能匹配，调用usb_driver的probe
                            
<LINUX内核源代码情景分析>

怎么写USB设备驱动程序？
1. 分配/设置usb_driver结构体
        .id_table
        .probe
        .disconnect
2. 注册

测试1th/2th:
1. make menuconfig去掉原来的USB鼠标驱动
-> Device Drivers 
  -> HID Devices
  <> USB Human Interface Device (full HID) support 

2. make uImage 并使用新的内核启动

3. insmod usbmouse_as_key.ko
4. 在开发板上接入、拔出USB鼠标

具体参考代码如下：该函数主要实现了识别USB设备，probe只是打印了一些信息

/*
 * drivers\hid\usbhid\usbmouse.c
 */

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/usb/input.h>
#include <linux/hid.h>

static struct usb_device_id usbmouse_as_key_id_table [] = {
    { USB_INTERFACE_INFO(USB_INTERFACE_CLASS_HID, USB_INTERFACE_SUBCLASS_BOOT,
        USB_INTERFACE_PROTOCOL_MOUSE) },
    //{USB_DEVICE(0x1234,0x5678)},
    { }    /* Terminating entry */
};


static int usbmouse_as_key_probe(struct usb_interface *intf, const struct usb_device_id *id)
{
    printk("found usbmouse!\n");
    return 0;
}

static void usbmouse_as_key_disconnect(struct usb_interface *intf)
{
    printk("disconnect usbmouse!\n");
}

/* 1. 分配/设置usb_driver */
static struct usb_driver usbmouse_as_key_driver = {
    .name        = "usbmouse_as_key_",
    .probe        = usbmouse_as_key_probe,
    .disconnect    = usbmouse_as_key_disconnect,
    .id_table    = usbmouse_as_key_id_table,
};


static int usbmouse_as_key_init(void)
{
    /* 2. 注册 */
    usb_register(&usbmouse_as_key_driver);
    return 0;
}

static void usbmouse_as_key_exit(void)
{
    usb_deregister(&usbmouse_as_key_driver);    
}

module_init(usbmouse_as_key_init);
module_exit(usbmouse_as_key_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

Makefile：

KERN_DIR = /work/system/linux-2.6.22.6

all:
    make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules 

clean:
    make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
    rm -rf modules.order

obj-m    += usbmouse_as_key.o

 

 下章：USB设备驱动程序(二)

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