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1、USB驱动程序编写linux下usb驱动编写(内核2.4)2.6与此接口有区别2006-09-1514:57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。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
2、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Linuxkernel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
3、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USBurbs的概念，而这个是usb驱动程序中最基本的。LinuxUSB驱动程序需要做的第一件事情就是在LinuxUSB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：staticstructusb_
4、driverskel_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
5、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
6、。即需要usb_unregister函数处理：staticvoid_exitusb_skel_exit(void)/*deregisterthisdriverwiththeUSBsubsystem*/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)：/*tableofdevicesthatworkwiththisdrive
7、r*/staticstructusb_device_idskel_table口=USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID,USB_SKEL_PRODUCT_ID),/*Terminatingentry*/;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USBcore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。staticvoid*skel_probe(
8、structusb_device*dev,unsignedintifnum,conststructusb_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USBurb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：/*initiali
9、zethedevfsnodeforthisdeviceandregisterit*/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
10、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。/*removeourdevfsnode*/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
11、使用此驱动，这时候，你就不能通过rmmod命令卸载驱动模块了。/*incrementourusagecountforthemodule*/MOD_INC_USE_COUNT;+skel-open_count;/*saveourobjectinthefilesprivatestructure*/file-private_data=skel;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
12、_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_bul
13、k_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：/*decrementourusagecountforthedevice*/-skel-open_count;if(skel-open_countwrite_urb)
14、;skel-open_count=0;/*decrementourusagecountforthemodule*/MOD_DEC_USE_COUNT;最困难白是，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re
15、lease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linuxusb开发新闻组去寻找。U盘、USB读卡器、MP3、数码相机驱动对于一款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。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。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
