Linux系统下USB2.0设备驱动程序的开发 - 中国学术期刊网络出版总库
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Linux系统下USB2.0设备驱动程序的开发
【Author】
AI Ni,ZENG Cheng-bin
【摘要】 USB2.0版本的发布使USB已逐步成为一种标准接口,Linux系统下的USB设备驱动程序的开发是一项比较繁琐的工作。本文介绍了USB2.0总线规范、LinuxUSB子系统及设备驱动程序框架,并重点描述了LinuxUSB设备驱动程序编程方法和开发实例。
【关键词】 ；
【DOI】10.ki.52-1046/th.
【分类号】TP311.11
【被引频次】8
【下载频次】338
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Linux下的硬件驱动――USB设备（下）（驱动开发部分)
Linux下的硬件驱动――USB设备（下）（驱动开发部分)
　　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。 　　前言
　　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。
　　USB驱动开发
　　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。
　　USB骨架
　　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。
　　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。
　　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。
　　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：
　　static struct usb_driver skel_driver = { 　　name: "skeleton", 　　probe: skel_probe, 　　disconnect: skel_disconnect, 　　fops: &skel_fops, 　　minor: USB_SKEL_MINOR_BASE, 　　id_table: skel_table, 　　};
　　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。
　　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。
　　USB骨架程序的关键几点如下：
　　USB驱动的注册和注销 　　　　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。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：
　　static void __exit usb_skel_exit(void) 　　{ 　　　/* deregister this driver with the USB subsystem */ 　　　usb_deregister(&skel_driver); 　　} 　　module_exit(usb_skel_exit);
　　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）：
　　/* table of devices that work with this driver */ 　　static struct usb_device_id skel_table [] = { 　　{ USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID, 　　USB_SKEL_PRODUCT_ID) }, 　　{ } /* Terminating entry */ 　　};
　　MODULE_DEVICE_TABLE (usb, skel_table);
　　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。
　　static void * skel_probe(struct usb_device *dev, 　　unsigned int ifnum, const struct usb_device_id *id)
　　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。
　　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：
　　/* initialize the devfs node for this device and register it */ 　　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, NULL);
　　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。
　　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。
　　/* remove our devfs node */ 　　devfs_unregister(skel-&devfs);
　　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。
　　/* increment our usage count for the module */ 　　MOD_INC_USE_COUNT; 　　++skel-&open_ 　　/* save our object in the file's private structure */ 　　file-&private_data =
　　当open完设备后，read、write函数就可以收、发数据了。
　　skel的write、和read函数他们是完成驱动对读写等操作的响应。
　　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。
　　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。
　　usb_bulk_msg函数 　　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。
　　skel_disconnect函数 　　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：
　　/* decrement our usage count for the device */ 　　--skel-&open_ 　　if (skel-&open_count &= 0) { 　　/* shutdown any bulk writes that might be 　　going on */ 　　usb_unlink_urb (skel-&write_urb); 　　skel-&open_count = 0; 　　} 　　/* decrement our usage count for the module */ 　　MOD_DEC_USE_COUNT;
　　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。
　　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。
　　Usb 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。
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楼主&&[其他]&
Re:Linux USB gadget设备驱动解析（4）--编写一个gadget驱动
积分:350分
总积分:659分
发表于 16:53
完整的一个系列 共4篇文章 希望对大家的学习有所帮助
1楼&&[其他]&
Linux USB gadget设备驱动解析（4）--编写一个gadget驱动
积分:350分
总积分:659分
发表于 16:53
作者：刘洪涛，讲师。一、编写计划通过前面几节的基础，本节计划编写一个简单的gadget驱动。重在让大家快速了解gadget驱动结构。上节中简单介绍了zero.c程序。这个程序考虑到了多配置、高速传输、USB OTG等因素。应该说写的比较清楚，是我们了解gadget驱动架构的一个非常好的途径。但把这些东西都放在一起，对很多初学人员来说还是不能快速理解。那就再把它简化一些，针对S3C2410平台，只实现一个配置、一个接口、一个端点，不考虑高速及OTG的情况。只完成单向从host端接收数据的功能，但要把字符设备驱动结合在里面。这需要有一个host端的驱动，来完成向device端发送数据。关于在主机端编写一个简单的USB设备驱动程序，有很多的资料。相信大家很快就会完成的。二、功能展示1、PC端编写了一个usbtransfer.ko，能够向device端发送数据2、对目标平台编写一个gadget驱动，名称是g_zero.ko3、测试步骤在目标平台（基于S3C2410）上加载gadget驱动# insmod g_zero.ko &&&&&&&&name=ep1-bulk&&&&&&&&smdk2410_udc: Pull-up enable&&&&&&&&# mknod /dev/usb_rcv c 251 0&&&&&&&&#在PC主机上加载驱动usbtransfer.ko#insmod usbtransfer.ko&&&&&&&&#mknod /dev/usbtransfer c 266 0连接设备，目标平台的终端显示：connected目标平台读取数据# cat /dev/usb_rcvPC端发送数据#echo “12345” & /dev/usbtransfer&&&&&&&&#echo “abcd” & /dev/usbtransfer设备端会显示收到的数据# cat /dev/usb_rcv&&&&&&&&12345&&&&&&&&abcd三、代码分析下面的代码是在原有的zero.c基础上做了精简、修改的。一些结构的名称还是保留以前的，但含义有所变化。如：loopback_config，不再表示loopback，而只是单向的接收数据。/** zero.c -- Gadget Zero, for simple USB development&&&&&&&&* .cn&&&&&&&&* All rights reserved.*/&&&&&&&&/* #define VERBOSE_DEBUG */#include &linux/kernel.h&&&&&&&&&#include &linux/utsname.h&&&&&&&&&#include &linux/device.h&&&&&&&&&#include &linux/usb/ch9.h&&&&&&&&&#include &linux/usb/gadget.h&&&&&&&&&#include "gadget_chips.h"&&&&&&&&#include &linux/slab.h&&&&&&&&&#include &linux/module.h&&&&&&&&&#include &linux/init.h&&&&&&&&&#include &linux/usb/input.h&&&&&&&&&#include &linux/cdev.h&&&&&&&&&#include &asm/uaccess.h&&&&&&&&&#include &linux/fs.h&&&&&&&&&#include &linux/poll.h&&&&&&&&&#include &linux/types.h& /* size_t */&&&&&&&&#include &linux/errno.h& /* error codes */&&&&&&&&#include &asm/system.h&&&&&&&&&#include &asm/io.h&&&&&&&&&#include &linux/sched.h&/*-------------------------------------------------------------------------*/&&&&&&&&static const char shortname[] = "zero";&&&&&&&&static const char loopback[] = "loop input to output";&&&&&&&&static const char longname[] = "Gadget Zero";&&&&&&&&static const char source_sink[] = "source and sink data";&&&&&&&&#define STRING_MANUFACTURER 25&&&&&&&&#define STRING_PRODUCT 42&&&&&&&&#define STRING_SERIAL 101&&&&&&&&#define STRING_SOURCE_SINK 250&&&&&&&&#define STRING_LOOPBACK 251//#define DRIVER_VENDOR_NUM 0x0525 /* NetChip */&&&&&&&&//#define DRIVER_PRODUCT_NUM 0xa4a0 /* Linux-USB "Gadget Zero" */&&&&&&&&#define DRIVER_VENDOR_NUM 0x5345 /* NetChip */&&&&&&&&#define DRIVER_PRODUCT_NUM 0x1234 /* Linux-USB "Gadget Zero" */static int usb_zero_major = 251;&&&&&&&&/*-------------------------------------------------------------------------*/&&&&&&&&static const char *EP_OUT_NAME; /* sink */&&&&&&&&/*-------------------------------------------------------------------------*//* big enough to hold our biggest descriptor */&&&&&&&&#define USB_BUFSIZ 256&&&&&&&&struct zero_dev { //zero设备结构&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&spinlock_&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&struct usb_gadget *&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&struct usb_request * /* for control responses */&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&struct usb_ep *out_&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&unsigned char data[128];&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&unsigned int data_&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&wait_queue_head_ &&&&&&&&};&&&&&&&&#define CONFIG_LOOPBACK 2&&&&&&&&static struct usb_device_descriptor device_desc = { //设备描述符&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.bLength = sizeof device_desc,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.bDescriptorType = USB_DT_DEVICE,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.bcdUSB = __constant_cpu_to_le16(0x0110),&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.bDeviceClass = USB_CLASS_VENDOR_SPEC,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.idVendor = __constant_cpu_to_le16(DRIVER_VENDOR_NUM),&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.idProduct = __constant_cpu_to_le16(DRIVER_PRODUCT_NUM),&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.iManufacturer = STRING_MANUFACTURER,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.iProduct = STRING_PRODUCT,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.iSerialNumber = STRING_SERIAL,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.bNumConfigurations = 1,&&&&&&&&};&&&&&&&&static struct usb_endpoint_descriptor fs_sink_desc = { //端点描述符&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.bLength = USB_DT_ENDPOINT_SIZE,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.bDescriptorType = USB_DT_ENDPOINT,&&&.bEndpointAddress = USB_DIR_OUT, //对主机端来说，输出&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.bmAttributes = USB_ENDPOINT_XFER_BULK,&&&&&&&&};static struct usb_config_descriptor loopback_config = { //配置描述符&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.bLength = sizeof loopback_config,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.bDescriptorType = USB_DT_CONFIG,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&/* compute wTotalLength on the fly */&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.bNumInterfaces = 1,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.bConfigurationValue = CONFIG_LOOPBACK,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.iConfiguration = STRING_LOOPBACK,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.bmAttributes = USB_CONFIG_ATT_ONE | USB_CONFIG_ATT_SELFPOWER,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.bMaxPower = 1, /* self-powered */&&&&&&&&};&&&&&&&&static const struct usb_interface_descriptor loopback_intf = { //接口描述符&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.bLength = sizeof loopback_intf,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.bDescriptorType = USB_DT_INTERFACE,&&&&.bNumEndpoints = 1,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.bInterfaceClass = USB_CLASS_VENDOR_SPEC,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.iInterface = STRING_LOOPBACK,&&&&&&&&};&&&&&&&&/* static strings, in UTF-8 */&&&&&&&&#define STRING_MANUFACTURER 25&&&&&&&&#define STRING_PRODUCT 42&&&&&&&&#define STRING_SERIAL 101&&&&&&&&#define STRING_SOURCE_SINK 250&&&&&&&&#define STRING_LOOPBACK 251&&&&&&&&static char manufacturer[50];&&&&&&&&/* default serial number takes at least two packets */&&&&&&&&static char serial[] = "..";&&&&&&&&static struct usb_string strings[] = { //字符串描述符&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&{ STRING_MANUFACTURER, manufacturer, },&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&{ STRING_PRODUCT, longname, },&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&{ STRING_SERIAL, serial, },&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&{ STRING_LOOPBACK, loopback, },&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&{ STRING_SOURCE_SINK, source_sink, },&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&{ } /* end of list */&&&&&&&&};static struct usb_gadget_strings stringtab = {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.language = 0x0409, /* en-us */&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.strings = strings,&&&&&&&&};static const struct usb_descriptor_header *fs_loopback_function[] = {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(struct usb_descriptor_header *) &loopback_intf,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(struct usb_descriptor_header *) &fs_sink_desc,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&NULL,&&&&&&&&};static int&&&&&&&&usb_zero_open (struct inode *inode, struct file *file) //打开设备&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&&&struct zero_dev *dev =&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&container_of (inode-&i_cdev, struct zero_dev, cdev);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&file-&private_data =&&&&&&&&&&&&&&&&&&init_waitqueue_head (&dev-&bulkrq);&&&&&&&& return 0;&&&&&&&&}static int&&&&&&&&usb_zero_release (struct inode *inode, struct file *file) //关闭设备&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&&&return 0;&&&&&&&&}&&&&&&&&static void free_ep_req(struct usb_ep *ep, struct usb_request *req)&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&kfree(req-&buf);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&usb_ep_free_request(ep, req);&&&&&&&&}&&&&&&&&static struct usb_request *alloc_ep_req(struct usb_ep *ep, unsigned length)//分配请求&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&struct usb_request *&&&&&&&&&&&&req = usb_ep_alloc_request(ep, GFP_ATOMIC);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&if (req) {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&req-&length =&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&req-&buf = kmalloc(length, GFP_ATOMIC);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&if (!req-&buf) {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&usb_ep_free_request(ep, req);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&req = NULL;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&static void source_sink_complete(struct usb_ep *ep, struct usb_request *req)//请求完成函数&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&struct zero_dev *dev = ep-&driver_&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int status = req-&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&switch (status) {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&case 0: /* normal completion */&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&if (ep == dev-&out_ep) {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&memcpy(dev-&data, req-&buf, req-& actual);//返回数据拷贝到req-&buf中， &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&//dev-&data_size=req-& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&dev-&data_size=req-& //实际长度为req-& actual；需要确认&&&&&&&&req –&short_not_ok为0。参考gadget.h中关于usb_request结构的注释&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&} &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&/* this endpoint is normally active while we're configured */&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&case -ECONNABORTED: /* hardware forced ep reset */&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&case -ECONNRESET: /* request dequeued */&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&case -ESHUTDOWN: /* disconnect from host */&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&printk("%s gone (%d), %d/%d\n", ep-&name, status,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&req-&actual, req-&length);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&case -EOVERFLOW: /* buffer overrun on read means that&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&* we didn't provide a big enough&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&* buffer.&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&*/&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&default:&&&&&&&&#if 1&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&printk("%s complete --& %d, %d/%d\n", ep-&name,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&status, req-&actual, req-&length);&&&&&&&&#endif&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&case -EREMOTEIO: /* short read */&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&free_ep_req(ep, req);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&wake_up_interruptible (&dev-&bulkrq); //唤醒读函数&&&&&&&&}static struct usb_request *source_sink_start_ep(struct usb_ep *ep)//构造并发送读请求&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&struct usb_request *&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&//printk("in %s\n",__FUNCTION__);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&req = alloc_ep_req(ep, 128);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&if (!req)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&return NULL;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&memset(req-&buf, 0, req-&length);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&req-&complete = source_sink_ //请求完成函数&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&status = usb_ep_queue(ep, req, GFP_ATOMIC); //递交请求&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&if (status) {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&struct zero_dev *dev = ep-&driver_&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&printk("start %s --& %d\n", ep-&name, status);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&free_ep_req(ep, req);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&req = NULL;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&ssize_t&&&&&&&&usb_zero_read (struct file * file, const char __user * buf, size_t count,loff_t * f_pos) //读设备&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&struct zero_dev *dev =file-&private_&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&struct usb_request *&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&struct usb_ep *&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&struct usb_gadget *gadget = dev-&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&ssize_t ret = 0;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&ep=dev-&out_&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&source_sink_start_ep(ep);//构造、递交读请求&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&if (count & 0)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&return -EINVAL;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&interruptible_sleep_on (&dev-&bulkrq);//睡眠，等到请求完成&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&if (copy_to_user (buf,dev-&data,dev-&data_size)) //拷贝读取的数据到用户空间&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&ret = -EFAULT;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&else&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&ret = dev-&data_&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}struct file_operations usb_zero_fops = {&&&&&&&&&&&&&&&&.owner = THIS_MODULE,&&&&&&&&&&&&&&&&.read = usb_zero_read,&&&&&&&&&&&&&&&&.open = usb_zero_open,&&&&&&&&&&&&&&&&.release = usb_zero_release,&&&&&&&&};static void&&&&&&&&usb_zero_setup_cdev (struct zero_dev *dev, int minor)//注册字符设备驱动&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&int err, devno = MKDEV (usb_zero_major, minor);&&&&&cdev_init(&dev-&cdev, &usb_zero_fops);&&&&&&&&&&&&&&&&dev-&cdev.owner = THIS_MODULE;&&&&&&&&&&&&&&&&err = cdev_add (&dev-&cdev, devno, 1);&&&&&&&&&&&&&&&&if (err)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&printk ("Error adding usb_rcv\n");&&&&&&&&}static void zero_setup_complete(struct usb_ep *ep, struct usb_request *req)//配置端点0的请求完成处理&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&&&&if (req-&status || req-&actual != req-&length)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&printk("setup complete --& %d, %d/%d\n",&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&req-&status, req-&actual, req-&length);&&&&&&&&}&&&&&&&&static void zero_reset_config(struct zero_dev *dev) //复位配置&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&usb_ep_disable(dev-&out_ep);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&dev-&out_ep = NULL;&&&&&&&&}&&&&&&&&static void zero_disconnect(struct usb_gadget *gadget)//卸载驱动时被调用，做一些注销工作&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&&&&struct zero_dev *dev = get_gadget_data(gadget);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&unregister_chrdev_region (MKDEV (usb_zero_major, 0), 1);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&cdev_del (&(dev-&cdev));&&&&&&&&&&&&&&&&&&&zero_reset_config(dev);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&printk("in %s\n",__FUNCTION__);&&&&&&&&}static int config_buf(struct usb_gadget *gadget,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&u8 *buf, u8 type, unsigned index)&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&&&&//int is_source_&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&const struct usb_descriptor_header **&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int hs = 0;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&function =fs_loopback_//根据fs_loopback_function，得到长度，&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&//此处len=配置（9）+1个接口（9）+1个端点（7）=25&&&&&&&&&&&&&&&&&&&len = usb_gadget_config_buf(&loopback_config,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&buf, USB_BUFSIZ, function);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&if (len & 0)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&((struct usb_config_descriptor *) buf)-&bDescriptorType =&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}static int set_loopback_config(struct zero_dev *dev)&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&int result = 0;&&&&&&&&&&&&&&&&struct usb_ep *&&&&&&&&&&&&&&&&struct usb_gadget *gadget = dev-&&&&&&&&&&&&&&&&&ep=dev-&out_&&&&&&&&&&&&&&&&const struct usb_endpoint_descriptor *d;&&&&&&&&&&&&&&&&d = &fs_sink_&&&&&&&&&&&&&&&&result = usb_ep_enable(ep, d); //激活端点&&&&&&&&&&&&&&&&//printk("");&&&&&&&&&&&&&&&&if (result == 0) {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&printk("connected\n"); //如果成功，打印“connected”&&&&&&&&&&&&&&&&} &&&&&&&&&&&&&&&&else&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&printk("can't enable %s, result %d\n", ep-&name, result);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&static int zero_set_config(struct zero_dev *dev, unsigned number)&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&int result = 0;&&&&&&&&&&&&&&&&struct usb_gadget *gadget = dev-&&&&&&&&&&&&&&&&&result = set_loopback_config(dev);//激活设备&&&&&&&&&&&&&&&&if (result)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&zero_reset_config(dev); //复位设备&&&&&&&&&&&&&&&&else {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&char *switch (gadget-&speed) {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&case USB_SPEED_LOW: speed = "low";&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&case USB_SPEED_FULL: speed = "full";&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&case USB_SPEED_HIGH: speed = "high";&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&default: speed = " ";&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&/***&&&&&&&&zero_setup完成USB设置阶段和具体功能相关的交互部分&&&&&&&&***/&&&&&&&&static int&&&&&&&&zero_setup(struct usb_gadget *gadget, const struct usb_ctrlrequest *ctrl)&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&struct zero_dev *dev = get_gadget_data(gadget);&&&&&&&&&&&&&&&&struct usb_request *req = dev-&&&&&&&&&&&&&&&&&int value = -EOPNOTSUPP;&&&&&&&&&&&&&&&&u16 w_index = le16_to_cpu(ctrl-&wIndex);&&&&&&&&&&&&&&&&u16 w_value = le16_to_cpu(ctrl-&wValue);&&&&&&&&&&&&&&&&u16 w_length = le16_to_cpu(ctrl-&wLength);/* usually this stores reply data in the pre-allocated ep0 buffer,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&* but config change events will reconfigure hardware.&&&&&&&&&&&&&&&&&&&*/&&&&&&&&&&&&&&&&req-&zero = 0;switch (ctrl-&bRequest) {&&&&&&&&&&&&&&&&case USB_REQ_GET_DESCRIPTOR: //获取描述符&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&if (ctrl-&bRequestType != USB_DIR_IN)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&switch (w_value && 8) {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&case USB_DT_DEVICE: //获取设备描述符&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&value = min(w_length, (u16) sizeof device_desc);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&memcpy(req-&buf, &device_desc, value);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&case USB_DT_CONFIG: //获取配置，注意：会根据fs_loopback_function读取到接口、端点描述符，注意通过config_buf完成读取数据及数量的统计。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&value = config_buf(gadget, req-&buf,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&w_value && 8,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&w_value & 0xff);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&if (value &= 0)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&value = min(w_length, (u16) value);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&case USB_DT_STRING:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&value = usb_gadget_get_string(&stringtab,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&w_value & 0xff, req-&buf);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&if (value &= 0)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&value = min(w_length, (u16) value);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&case USB_REQ_SET_CONFIGURATION:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&if (ctrl-&bRequestType != 0)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&spin_lock(&dev-&lock);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&value = zero_set_config(dev, w_value);//激活相应的端点&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&spin_unlock(&dev-&lock);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&default:&&&&&&&&unknown:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&printk(&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&"unknown control req%02x.%02x v%04x i%04x l%d\n",&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&ctrl-&bRequestType, ctrl-&bRequest,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&w_value, w_index, w_length);&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&&&&&/* respond with data transfer before status phase */&&&&&&&&&&&&&&&&& if (value &= 0) {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&req-&length =&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&req-&zero = value & w_&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&value = usb_ep_queue(gadget-&ep0, req, GFP_ATOMIC);//通过端点0完成setup&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&if (value & 0) {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&printk("ep_queue --& %d\n", value);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&req-&status = 0;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&zero_setup_complete(gadget-&ep0, req);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&&&& }&&&&&&&&&&&&&&&&& /* device either stalls (value & 0) or reports success */&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&static void zero_unbind(struct usb_gadget *gadget) //解除绑定&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&struct zero_dev *dev = get_gadget_data(gadget);printk("unbind\n");&&&&&&&&&&&&&&&&unregister_chrdev_region (MKDEV (usb_zero_major, 0), 1);&&&&&&&&&&&&&&&&cdev_del (&(dev-&cdev));&&&&&&&&&&&&&&&&/* we've already been disconnected ... no i/o is active */&&&&&&&&&&&&&&&&if (dev-&req) {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&dev-&req-&length = USB_BUFSIZ;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&free_ep_req(gadget-&ep0, dev-&req);&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&&&kfree(dev);&&&&&&&&&&&&&&&&set_gadget_data(gadget, NULL);&&&&&&&&}&&&&&&&&static int __init zero_bind(struct usb_gadget *gadget) //绑定过程 &&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&struct zero_dev *&&&&&&&&&&&&&&&&struct usb_ep *&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&usb_ep_autoconfig_reset(gadget);&&&&&&&&&&&&&&&&ep = usb_ep_autoconfig(gadget, &fs_sink_desc);//根据端点描述符及控制器端点情况，分配一个合适的端点。&&&&&&&&&&&&&&&&if (!ep)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&EP_OUT_NAME = ep-& //记录名称&&&&&&&&&&&&&&&&gcnum = usb_gadget_controller_number(gadget);//获得控制器代号&&&&&&&&&&&&&&&&if (gcnum &= 0)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&device_desc.bcdDevice = cpu_to_le16(0x0200 + gcnum);//赋值设备描述符&&&&&&&&&&&&&&&&else {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&pr_warning("%s: controller '%s' not recognized\n",&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&shortname, gadget-&name);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&device_desc.bcdDevice = __constant_cpu_to_le16(0x9999);&&&&&&&&}&&&&&&&&dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL); //分配设备结构体&&&&&&&&if (!dev)&&&&&&&&&&&&&&&&return -ENOMEM;&&&&&&&&spin_lock_init(&dev-&lock);&&&&&&&&dev-&gadget =&&&&&&&&set_gadget_data(gadget, dev);&&&&&&&&dev-&req = usb_ep_alloc_request(gadget-&ep0, GFP_KERNEL);//分配一个请求&&&&&&&&if (!dev-&req)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&dev-&req-&buf = kmalloc(USB_BUFSIZ, GFP_KERNEL);&&&&&&&&if (!dev-&req-&buf)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&dev-&req-&complete = zero_setup_&&&&&&&&dev-&out_ep= //记录端点（就是接收host端数据的端点）&&&&&&&&printk("name=%s\n",dev-&out_ep-&name); //打印出这个端点的名称&&&&&&&&ep-&driver_data=&&&&&&&&device_desc.bMaxPacketSize0 = gadget-&ep0-&&&&&&&&&usb_gadget_set_selfpowered(gadget);&&&&&&&&gadget-&ep0-&driver_data =&&&&&&&&snprintf(manufacturer, sizeof manufacturer, "%s %s with %s",&&&&&&&&&&&&&&&&init_utsname()-&sysname, init_utsname()-&release,&&&&&&&&gadget-&name);/**************************字符设备注册*******************/&&&&&&&&dev_t usb_zero_dev = MKDEV (usb_zero_major, 0); &&&&&&&&int result = register_chrdev_region (usb_zero_dev, 1, "usb_zero");&&&&&&&&if (result & 0)&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&printk (KERN_NOTICE "Unable to get usb_transfer region, error %d\n",result);&&&&&&&&&&&&&&&&return 0;&&&&&&&&}&&&&&&&&usb_zero_setup_cdev (dev, 0); &&&&&&&&return 0;&&&&enomem:&&&&&&&&zero_unbind(gadget);&&&&&&&&return -ENOMEM;&&&&}/*-------------------------------------------------------------------------*/&&&&&&&&static struct usb_gadget_driver zero_driver = { //gadget驱动的核心数据结构&&&&&&&&#ifdef CONFIG_USB_GADGET_DUALSPEED&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.speed = USB_SPEED_HIGH,&&&&&&&&#else&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.speed = USB_SPEED_FULL,&&&&&&&&#endif&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.function = (char *) longname,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.bind = zero_bind,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.unbind = __exit_p(zero_unbind),&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.setup = zero_setup,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.disconnect = zero_disconnect,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&//.suspend = zero_suspend, //不考虑电源管理的功能 &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&//.resume = zero_resume,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.driver = {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.name = (char *) shortname,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.owner = THIS_MODULE,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&},&&&&&&&&};&&&&&&&&MODULE_AUTHOR("David Brownell");&&&&&&&&MODULE_LICENSE("GPL");&&&&&&&&static int __init init(void)&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&return usb_gadget_register_driver(&zero_driver); //注册驱动，调用bind绑定到控制器 &&&&&&&&}&&&&&&&&module_init(init);static void __exit cleanup(void)&&&&&&&&{&&&&&&&&&&&&&&&&usb_gadget_unregister_driver(&zero_driver); //注销驱动，通常会调用到unbind解除绑定， //在s3c2410_udc.c中调用的是disconnect方法 &&&&&&&&}&&&&&&&&module_exit(cleanup);三、总结 &&&&时间关系，上面的代码没有做太多的优化，但功能都是测试通过。希望能给大家的学习提供一点帮助。最后想谈谈学习USB驱动的一些方法。 &&&&USB驱动比较难掌握，主要原因是： &&&&复杂的USB协议，包括USB基本协议、类规范等 &&&&控制器包括主机端、设备端。控制器本身相对复杂，其对应的主、从控制器驱动比较复杂 &&&&Hub功能及驱动、管理程序比较复杂 &&&&需要专业的硬件测试工具，硬件信号调试较困难 &&&&主、从端上层驱动程序本身不难，但由于对硬件不理解，及不好编写测试程序。所以往往望而却步。 我觉得学习USB驱动前应该有一个比较好的思路，个人建议可以按下面的过程学习&&&&熟悉USB协议。不用看完所有的协议，重点关注一些概念、配置过程及数据包格式
liuhongtao 编辑于 08:59
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