Linux環(huán)境下USB的原理、驅(qū)動(dòng)和配置
隨著生活水平的提高,人們對(duì)USB設(shè)備的使用也越來(lái)越多,鑒于Linux在硬件配置上尚不能全部即插即用,因此關(guān)于Linux如何配置和使用,成為困擾我們的一大問(wèn)題。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/70029.htmlinux操作系統(tǒng)文章專(zhuān)題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)
什么是USB?
USB是英文Universal Serial Bus的縮寫(xiě),意為通用串行總線(xiàn)。USB最初是為了替代許多不同的低速總線(xiàn)(包括并行、串行和鍵盤(pán)連接)而設(shè)計(jì)的,它以單一類(lèi)型的總線(xiàn)連接各種不同的類(lèi)型的設(shè)備。USB的發(fā)展已經(jīng)超越了這些低速的連接方式,它現(xiàn)在可以支持幾乎所有可以連接到PC上的設(shè)備。最新的USB規(guī)范修訂了理論上高達(dá)480Mbps的高速連接。Linux內(nèi)核支持兩種主要類(lèi)型的USB驅(qū)動(dòng)程序:宿主系統(tǒng)上的驅(qū)動(dòng)程序和設(shè)備上的驅(qū)動(dòng)程序,從宿主的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看(一個(gè)普通的宿主也就是一個(gè)PC機(jī)),宿主系統(tǒng)的USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序控制插入其中的USB設(shè)備,而USB設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序控制該設(shè)備如何作為一個(gè)USB設(shè)備和主機(jī)通信。
USB的具體構(gòu)成
在動(dòng)手寫(xiě)USB驅(qū)動(dòng)程序這前,讓我們先看看寫(xiě)的USB驅(qū)動(dòng)程序在內(nèi)核中的結(jié)構(gòu),如下圖:
USB驅(qū)動(dòng)程序存在于不同的內(nèi)核子系統(tǒng)和USB硬件控制器之間,USB核心為USB驅(qū)動(dòng)程序提供了一個(gè)用于訪(fǎng)問(wèn)和控制USB硬件的接口,而不必考慮系統(tǒng)當(dāng)前存在的各種不同類(lèi)型的USB硬件控制器。USB是一個(gè)非常復(fù)雜的設(shè)備,linux內(nèi)核為我們提供了一個(gè)稱(chēng)為USB的核心的子系統(tǒng)來(lái)處理大部分的復(fù)雜性,USB設(shè)備包括配置(configuration)、接口(interface)和端點(diǎn)(endpoint),USB設(shè)備綁定到接口上,而不是整個(gè)USB設(shè)備。如下圖所示:
USB通信最基本的形式是通過(guò)端點(diǎn)(USB端點(diǎn)分中斷、批量、等時(shí)、控制四種,每種用途不同),USB端點(diǎn)只能往一個(gè)方向傳送數(shù)據(jù),從主機(jī)到設(shè)備或者從設(shè)備到主機(jī),端點(diǎn)可以看作是單向的管道(pipe)。所以我們可以這樣認(rèn)為:設(shè)備通常具有一個(gè)或者更多的配置,配置經(jīng)常具有一個(gè)或者更多的接口,接口通常具有一個(gè)或者更多的設(shè)置,接口沒(méi)有或具有一個(gè)以上的端點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)程序把驅(qū)動(dòng)程序?qū)ο笞?cè)到USB子系統(tǒng)中,稍后再使用制造商和設(shè)備標(biāo)識(shí)來(lái)判斷是否已經(jīng)安裝了硬件。USB核心使用一個(gè)列表(是一個(gè)包含制造商ID和設(shè)備號(hào)ID的一個(gè)結(jié)構(gòu)體)來(lái)判斷對(duì)于一個(gè)設(shè)備該使用哪一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序,熱插撥腳本使用它來(lái)確定當(dāng)一個(gè)特定的設(shè)備插入到系統(tǒng)時(shí)該自動(dòng)裝載哪一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序。
上面我們簡(jiǎn)要說(shuō)明了驅(qū)動(dòng)程序的基本理論,在寫(xiě)一個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序之前,我們還要了解以下兩個(gè)概念:模塊和設(shè)備文件。
模塊:是在內(nèi)核空間運(yùn)行的程序,實(shí)際上是一種目標(biāo)對(duì)象文件,沒(méi)有鏈接,不能獨(dú)立運(yùn)行,但是可以裝載到系統(tǒng)中作為內(nèi)核的一部分運(yùn)行,從而可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)充內(nèi)核的功能。模塊最主要的用處就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。Linux下對(duì)于一個(gè)硬件的驅(qū)動(dòng),可以有兩種方式:直接加載到內(nèi)核代碼中,啟動(dòng)內(nèi)核時(shí)就會(huì)驅(qū)動(dòng)此硬件設(shè)備。另一種就是以模塊方式,編譯生成一個(gè).ko文件(在2.4以下內(nèi)核中是用.o作模塊文件,我們以2.6的內(nèi)核為準(zhǔn),以下同)。當(dāng)應(yīng)用程序需要時(shí)再加載到內(nèi)核空間運(yùn)行。所以我們所說(shuō)的一個(gè)硬件的驅(qū)動(dòng)程序,通常指的就是一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊。
設(shè)備文件:對(duì)于一個(gè)設(shè)備,它可以在/dev下面存在一個(gè)對(duì)應(yīng)的邏輯設(shè)備節(jié)點(diǎn),這個(gè)節(jié)點(diǎn)以文件的形式存在,但它不是普通意義上的文件,它是設(shè)備文件,更確切的說(shuō),它是設(shè)備節(jié)點(diǎn)。這個(gè)節(jié)點(diǎn)是通過(guò)mknod命令建立的,其中指定了主設(shè)備號(hào)和次設(shè)備號(hào)。主設(shè)備號(hào)表明了某一類(lèi)設(shè)備,一般對(duì)應(yīng)著確定的驅(qū)動(dòng)程序;次設(shè)備號(hào)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(gè)設(shè)備號(hào)是從/proc/devices文件中獲得的,所以一般是先有驅(qū)動(dòng)程序在內(nèi)核中,才有設(shè)備節(jié)點(diǎn)在目錄中。這個(gè)設(shè)備號(hào)(特指主設(shè)備號(hào))的主要作用,就是聲明設(shè)備所使用的驅(qū)動(dòng)程序。驅(qū)動(dòng)程序和設(shè)備號(hào)是一一對(duì)應(yīng)的,當(dāng)你打開(kāi)一個(gè)設(shè)備文件時(shí),操作系統(tǒng)就已經(jīng)知道這個(gè)設(shè)備所對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。對(duì)于一個(gè)硬件,Linux是這樣來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的:首先,我們必須提供一個(gè).ko的驅(qū)動(dòng)模塊文件。我們要使用這個(gè)驅(qū)動(dòng)程序,首先要加載它,我們可以用insmod xxx.ko,這樣驅(qū)動(dòng)就會(huì)根據(jù)自己的類(lèi)型(字符設(shè)備類(lèi)型或塊設(shè)備類(lèi)型,例如鼠標(biāo)就是字符設(shè)備而硬盤(pán)就是塊設(shè)備)向系統(tǒng)注冊(cè),注冊(cè)成功系統(tǒng)會(huì)反饋一個(gè)主設(shè)備號(hào),這個(gè)主設(shè)備號(hào)就是系統(tǒng)對(duì)它的唯一標(biāo)識(shí)。驅(qū)動(dòng)就是根據(jù)此主設(shè)備號(hào)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)一般放置在/dev目錄下的設(shè)備文件。在我們要訪(fǎng)問(wèn)此硬件時(shí),就可以對(duì)設(shè)備文件通過(guò)open、read、write、close等命令進(jìn)行。而驅(qū)動(dòng)就會(huì)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(jìn)行操作了。
USB驅(qū)動(dòng)程序如何應(yīng)用
了解了上述理論后,我們就可以動(dòng)手寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序,如果你基本功好,而且寫(xiě)過(guò)linux下的硬件驅(qū)動(dòng),USB的硬件驅(qū)動(dòng)和pci_driver很類(lèi)似,那么寫(xiě)USB的驅(qū)動(dòng)就比較簡(jiǎn)單了,如果你只是大體了解了linux的硬件驅(qū)動(dòng),那也不要緊,因?yàn)樵趌inux的內(nèi)核源碼中有一個(gè)框架程序可以拿來(lái)借用一下,這個(gè)框架程序在/usr/src/~(你的內(nèi)核版本,以下同)/drivers/usb下,文件名為usb-skeleton.c。寫(xiě)一個(gè)USB的驅(qū)動(dòng)程序最基本的要做四件事:驅(qū)動(dòng)程序要支持的設(shè)備、注冊(cè)USB驅(qū)動(dòng)程序、探測(cè)和斷開(kāi)、提交和控制urb(USB請(qǐng)求塊)(當(dāng)然也可以不用urb來(lái)傳輸數(shù)據(jù),下文我們會(huì)說(shuō)到)。
驅(qū)動(dòng)程序支持的設(shè)備:有一個(gè)結(jié)構(gòu)體struct usb_device_id,這個(gè)結(jié)構(gòu)體提供了一列不同類(lèi)型的該驅(qū)動(dòng)程序支持的USB設(shè)備,對(duì)于一個(gè)只控制一個(gè)特定的USB設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序來(lái)說(shuō),struct usb_device_id表被定義為:
/* 驅(qū)動(dòng)程序支持的設(shè)備列表 */
static struct usb_device_id skel_table [] = {
{ USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID, USB_SKEL_PRODUCT_ID) },
{ } /* 終止入口 */
};
MODULE_DEVICE_TABLE (usb, skel_table);
對(duì)于PC驅(qū)動(dòng)程序,MODULE_DEVICE_TABLE是必需的,而且usb必需為該宏的第一個(gè)值,而USB_SKEL_VENDOR_ID和USB_SKEL_PRODUCT_ID就是這個(gè)特殊設(shè)備的制造商和產(chǎn)品的ID了,我們?cè)诔绦蛑邪讯x的值改為我們這款USB的,如:
/* 定義制造商和產(chǎn)品的ID號(hào) */
#define USB_SKEL_VENDOR_ID 0x1234
#define USB_SKEL_PRODUCT_ID 0x2345
這兩個(gè)值可以通過(guò)命令lsusb,當(dāng)然你得先把USB設(shè)備先插到主機(jī)上了?;蛘卟榭磸S(chǎng)商的USB設(shè)備的手冊(cè)也能得到,在我機(jī)器上運(yùn)行l(wèi)susb是這樣的結(jié)果:
Bus 004 Device 001: ID 0000:0000
Bus 003 Device 002: ID 1234:2345 Abc Corp.
Bus 002 Device 001: ID 0000:0000
Bus 001 Device 001: ID 0000:0000
得到這兩個(gè)值后把它定義到程序里就可以了。
注冊(cè)USB驅(qū)動(dòng)程序:所有的USB驅(qū)動(dòng)程序都必須創(chuàng)建的結(jié)構(gòu)體是struct usb_driver。這個(gè)結(jié)構(gòu)體必須由USB驅(qū)動(dòng)程序來(lái)填寫(xiě),包括許多回調(diào)函數(shù)和變量,它們向USB核心代碼描述USB驅(qū)動(dòng)程序。創(chuàng)建一個(gè)有效的struct usb_driver結(jié)構(gòu)體,只須要初始化五個(gè)字段就可以了,在框架程序中是這樣的:
static struct usb_driver skel_driver = {
.owner = THIS_MODULE,
.name = "skeleton",
.probe = skel_probe,
.disconnect = skel_disconnect,
.id_table = skel_table,
};
struct module *owner :指向該驅(qū)動(dòng)程序的模塊所有者的批針。USB核心使用它來(lái)正確地對(duì)該USB驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行引用計(jì)數(shù),使它不會(huì)在不合適的時(shí)刻被卸載掉,這個(gè)變量應(yīng)該被設(shè)置為T(mén)HIS_MODULE宏。
const char *name:指向驅(qū)動(dòng)程序名字的指針,在內(nèi)核的所有USB驅(qū)動(dòng)程序中它必須是唯一的,通常被設(shè)置為和驅(qū)動(dòng)程序模塊名相同的名字。 {{分頁(yè)}}
int (*probe) (struct usb_interface *intf,const struct usb_device_id *id):這個(gè)是指向USB驅(qū)動(dòng)程序中的探測(cè)函數(shù)的指針。當(dāng)USB核心認(rèn)為它有一個(gè)接口(usb_interface)可以由該驅(qū)動(dòng)程序處理時(shí),這個(gè)函數(shù)被調(diào)用。
void (disconnect)(struct usb_interface *intf):指向USB驅(qū)動(dòng)程序中的斷開(kāi)函數(shù)的指針,當(dāng)一個(gè)USB接口(usb_interface)被從系統(tǒng)中移除或者驅(qū)動(dòng)程序正在從USB核心中卸載時(shí),USB核心將調(diào)用這個(gè)函數(shù)。
const struct usb_device_id *id_table:指向ID設(shè)備表的指針,這個(gè)表包含了一列該驅(qū)動(dòng)程序可以支持的USB設(shè)備,如果沒(méi)有設(shè)置這個(gè)變量,USB驅(qū)動(dòng)程序中的探測(cè)回調(diào)函數(shù)就不會(huì)被調(diào)用。
在這個(gè)結(jié)構(gòu)體中還有其它的幾個(gè)回調(diào)函數(shù)不是很常用,這里就不一一說(shuō)明了。以struct usb_driver 指針為參數(shù)的usb_register_driver函數(shù)調(diào)用把struct usb_driver注冊(cè)到USB核心。一般是在USB驅(qū)動(dòng)程序的模塊初始化代碼中完成這個(gè)工作的:
static int __init usb_skel_init(void)
{
int result;
/* 驅(qū)動(dòng)程序注冊(cè)到USB子系統(tǒng)中*/
result = usb_register(&skel_driver);
if (result)
err("usb_register failed. Error number %d", result);
return result;
}
當(dāng)USB驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒁恍堕_(kāi)時(shí),需要把struct usb_driver從內(nèi)核中注銷(xiāo)。通過(guò)調(diào)用usb_deregister_driver來(lái)完成這個(gè)工作,當(dāng)調(diào)用發(fā)生時(shí),當(dāng)前綁定到該驅(qū)動(dòng)程序上的任何USB接口都被斷開(kāi),斷開(kāi)函數(shù)將被調(diào)用:
static void __exit usb_skel_exit(void)
{
/* 從子系統(tǒng)注銷(xiāo)驅(qū)動(dòng)程序 */
usb_deregister(&skel_driver);
}
探測(cè)和斷開(kāi):當(dāng)一個(gè)設(shè)備被安裝而USB核心認(rèn)為該驅(qū)動(dòng)程序應(yīng)該處理時(shí),探測(cè)函數(shù)被調(diào)用,探測(cè)函數(shù)檢查傳遞給它的設(shè)備信息,確定驅(qū)動(dòng)程序是否真的適合該設(shè)備。當(dāng)驅(qū)動(dòng)程序因?yàn)槟撤N原因不應(yīng)該控制設(shè)備時(shí),斷開(kāi)函數(shù)被調(diào)用,它可以做一些清理工作。探測(cè)回調(diào)函數(shù)中,USB驅(qū)動(dòng)程序初始化任何可能用于控制USB設(shè)備的局部結(jié)構(gòu)體,它還把所需的任何設(shè)備相關(guān)信息保存到一個(gè)局部結(jié)構(gòu)體中,下面是探測(cè)函數(shù)的部分源碼,我們加以分析。
/* 設(shè)置端點(diǎn)信息 */
/* 只使用第一個(gè)批量IN和批量OUT端點(diǎn) */
iface_desc = interface->cur_altsetting;
for (i = 0; i < iface_desc->desc.bNumEndpoints; ++i) {
endpoint = &iface_desc->endpoint[i].desc;
if (!dev->bulk_in_endpointAddr &&
(endpoint->bEndpointAddress & USB_DIR_IN) &&
((endpoint->bmAttributes & USB_ENDPOINT_XFERTYPE_MASK)
== USB_ENDPOINT_XFER_BULK)) {
/* 找到一個(gè)批量IN端點(diǎn) */
buffer_size = endpoint->wMaxPacketSize;
dev->bulk_in_size = buffer_size;
dev->bulk_in_endpointAddr = endpoint->bEndpointAddress;
dev->bulk_in_buffer = kmalloc(buffer_size, GFP_KERNEL);
if (!dev->bulk_in_buffer) {
err("Could not allocate bulk_in_buffer");
goto error;
}
}
if (!dev->bulk_out_endpointAddr &&
!(endpoint->bEndpointAddress & USB_DIR_IN) &&
((endpoint->bmAttributes & USB_ENDPOINT_XFERTYPE_MASK)
== USB_ENDPOINT_XFER_BULK)) {
/* 找到一個(gè)批量OUT端點(diǎn) */
dev->bulk_out_endpointAddr = endpoint->bEndpointAddress;
}
}
if (!(dev->bulk_in_endpointAddr && dev->bulk_out_endpointAddr)) {
err("Could not find both bulk-in and bulk-out endpoints");
goto error;
}
在探測(cè)函數(shù)里,這個(gè)循環(huán)首先訪(fǎng)問(wèn)該接口中存在的每一個(gè)端點(diǎn),給該端點(diǎn)一個(gè)局部指針以便以后訪(fǎng)問(wèn):
for (i = 0; i < iface_desc->desc.bNumEndpoints; ++i) {
endpoint = &iface_desc->endpoint[i].desc;
在一輪探測(cè)過(guò)后,我們就有了一個(gè)端點(diǎn),在還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)批量IN類(lèi)型的端點(diǎn)時(shí),探測(cè)該端點(diǎn)方向是否為IN,這可以通過(guò)檢查USB_DIR_IN是否包含在bEndpointAddress端點(diǎn)變量有確定,如果是的話(huà),我們?cè)谔綔y(cè)該端點(diǎn)類(lèi)型是否為批量,先用USB_ENDPOINT_XFERTYPE_MASK位掩來(lái)取bmAttributes變量的值,然后探測(cè)它是否和USB_ENDPOINT_XFER_BULK值匹配:
if (!dev->bulk_out_endpointAddr &&
!(endpoint->bEndpointAddress & USB_DIR_IN) &&
((endpoint->bmAttributes & USB_ENDPOINT_XFERTYPE_MASK)
== USB_ENDPOINT_XFER_BULK))
如果所有這些探測(cè)都通過(guò)了,驅(qū)動(dòng)程序就知道它已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了正確的端點(diǎn)類(lèi)型,可以把該端點(diǎn)的相關(guān)信息保存到一個(gè)局部結(jié)構(gòu)體中以便稍后用它來(lái)和端點(diǎn)進(jìn)行通信:
/* 找到一個(gè)批量IN類(lèi)型的端點(diǎn) */
buffer_size = endpoint->wMaxPacketSize;
dev->bulk_in_size = buffer_size;
dev->bulk_in_endpointAddr = endpoint->bEndpointAddress;
dev->bulk_in_buffer = kmalloc(buffer_size, GFP_KERNEL);
if (!dev->bulk_in_buffer) {
err("Could not allocate bulk_in_buffer");
goto error;
}
因?yàn)閁SB驅(qū)動(dòng)程序要在設(shè)備的生命周期的稍后時(shí)間獲取和接口相關(guān)聯(lián)的局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體,所以調(diào)用了usb_set_intfdata函數(shù),把它保存到struct usb_interface結(jié)構(gòu)體中以便后面的訪(fǎng)問(wèn)
/* 把數(shù)據(jù)指針保存到這個(gè)接口設(shè)備中 */
usb_set_intfdata(interface, dev);
我們以后調(diào)用usb_set_intfdata函數(shù)來(lái)獲取數(shù)據(jù)。當(dāng)這一切都完成后,USB驅(qū)動(dòng)程序必須在探測(cè)函數(shù)中調(diào)用usb_register_dev函數(shù)來(lái)把該設(shè)備注冊(cè)到USB核心里:
/* 注冊(cè)設(shè)備到USB核心 */
retval = usb_register_dev(interface, &skel_class);
if (retval) {
/* 有些情況下是不允許注冊(cè)驅(qū)動(dòng)程序的 */
err("Not able to get a minor for this device.");
usb_set_intfdata(interface, NULL);
goto error;
}
當(dāng)一個(gè)USB設(shè)備被斷開(kāi)時(shí),和該設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所有資源都應(yīng)該被盡可能的清理掉,在此時(shí),如果已在在探測(cè)函數(shù)中調(diào)用了注冊(cè)函數(shù)來(lái)為該USB設(shè)備分配了一個(gè)次設(shè)備號(hào)話(huà),必須調(diào)用usb_deregister_dev函數(shù)來(lái)把次設(shè)備號(hào)交還給USB核心。在斷開(kāi)函數(shù)中,從接口獲取之前調(diào)用usb_set_intfdata設(shè)置的任何數(shù)據(jù)也是很重要的。然后設(shè)置struct usb_interface結(jié)構(gòu)體中的數(shù)據(jù)指針為NULL,以防任何不適當(dāng)?shù)膶?duì)該數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤訪(fǎng)問(wèn)。
在探測(cè)函數(shù)中會(huì)對(duì)每一個(gè)接口進(jìn)行一次探測(cè),所以我們?cè)趯?xiě)USB驅(qū)動(dòng)程序的時(shí)候,只要做好第一個(gè)端點(diǎn),其它的端點(diǎn)就會(huì)自動(dòng)完成探測(cè)。在探測(cè)函數(shù)中我們要注意的是在內(nèi)核中用結(jié)構(gòu)體struct usb_host_endpoint來(lái)描述USB端點(diǎn),這個(gè)結(jié)構(gòu)體在另一個(gè)名為struct usb_endpoint_descriptor的結(jié)構(gòu)體中包含了真正的端點(diǎn)信息,struct usb_endpoint_descriptor結(jié)構(gòu)體包含了所有的USB特定的數(shù)據(jù),該結(jié)構(gòu)體中我們要關(guān)心的幾個(gè)字段是:
bEndpointAddress:這個(gè)是特定的USB地址,可以結(jié)合USB_DIR_IN和USB_DIR_OUT來(lái)使用,以確定該端點(diǎn)的數(shù)據(jù)是傳向設(shè)備還是主機(jī)。
bmAttributes:這個(gè)是端點(diǎn)的類(lèi)型,這個(gè)值可以結(jié)合位掩碼USB_ENDPOINT_XFERTYPE_MASK來(lái)使用,以確定此端點(diǎn)的類(lèi)型是USB_ENDPOINT_XFER_ISOC(等時(shí))、USB_ENDPOINT_XFER_BULK(批量)、USB_ENDPOINT_XFER_INT的哪一種。
wMaxPacketSize:這個(gè)是端點(diǎn)一次可以處理的最大字節(jié)數(shù),驅(qū)動(dòng)程序可以發(fā)送數(shù)量大于此值的數(shù)據(jù)到端點(diǎn),在實(shí)際傳輸中,數(shù)據(jù)量如果大于此值會(huì)被分割。
bInterval:這個(gè)值只有在端點(diǎn)類(lèi)型是中斷類(lèi)型時(shí)才起作用,它是端點(diǎn)中斷請(qǐng)求的間隔時(shí)間,以毫秒為單位。 {{分頁(yè)}}
提交和控制urb:當(dāng)驅(qū)動(dòng)程序有數(shù)據(jù)要發(fā)送到USB設(shè)備時(shí)(大多數(shù)情況是在驅(qū)動(dòng)程序的寫(xiě)函數(shù)中),要分配一個(gè)urb來(lái)把數(shù)據(jù)傳輸給設(shè)備:
/* 創(chuàng)建一個(gè)urb,并且給它分配一個(gè)緩存*/
urb = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL);
if (!urb) {
retval = -ENOMEM;
goto error;
}
當(dāng)urb被成功分配后,還要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)DMA緩沖區(qū)來(lái)以高效的方式發(fā)送數(shù)據(jù)到設(shè)備,傳遞給驅(qū)動(dòng)程序的數(shù)據(jù)要復(fù)制到這塊緩沖中去:
buf = usb_buffer_alloc(dev->udev, count, GFP_KERNEL, &urb->transfer_dma);
if (!buf) {
retval = -ENOMEM;
goto error;
}
if (copy_from_user(buf, user_buffer, count)) {
retval = -EFAULT;
goto error;
}
當(dāng)數(shù)據(jù)從用戶(hù)空間正確復(fù)制到局部緩沖區(qū)后,urb必須在可以被提交給USB核心之前被正確初始化:
/* 初始化urb */
usb_fill_bulk_urb(urb, dev->udev,
usb_sndbulkpipe(dev->udev, dev->bulk_out_endpointAddr),
buf, count, skel_write_bulk_callback, dev);
urb->transfer_flags |= URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP;
然后urb就可以被提交給USB核心以傳輸?shù)皆O(shè)備了:
/* 把數(shù)據(jù)從批量OUT端口發(fā)出 */
retval = usb_submit_urb(urb, GFP_KERNEL);
if (retval) {
err("%s - failed submitting write urb, error %d", __FUNCTION__, retval);
goto error;
}
當(dāng)urb被成功傳輸?shù)経SB設(shè)備之后,urb回調(diào)函數(shù)將被USB核心調(diào)用,在我們的例子中,我們初始化urb,使它指向skel_write_bulk_callback函數(shù),以下就是該函數(shù):
static void skel_write_bulk_callback(struct urb *urb, struct pt_regs *regs)
{
struct usb_skel *dev;
dev = (struct usb_skel *)urb->context;
if (urb->status &&
!(urb->status == -ENOENT ||
urb->status == -ECONNRESET ||
urb->status == -ESHUTDOWN)) {
dbg("%s - nonzero write bulk status received: %d",
__FUNCTION__, urb->status);
}
/* 釋放已分配的緩沖區(qū) */
usb_buffer_free(urb->dev, urb->transfer_buffer_length,
urb->transfer_buffer, urb->transfer_dma);
}
有時(shí)候USB驅(qū)動(dòng)程序只是要發(fā)送或者接收一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù),驅(qū)動(dòng)程序也可以不用urb來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸,這是里涉及到兩個(gè)簡(jiǎn)單的接口函數(shù):usb_bulk_msg和usb_control_msg ,在這個(gè)USB框架程序里讀操作就是這樣的一個(gè)應(yīng)用:
/* 進(jìn)行阻塞的批量讀以從設(shè)備獲取數(shù)據(jù) */
retval = usb_bulk_msg(dev->udev,
usb_rcvbulkpipe(dev->udev, dev->bulk_in_endpointAddr),
dev->bulk_in_buffer,
min(dev->bulk_in_size, count),
&count, HZ*10);
/*如果讀成功,復(fù)制到用戶(hù)空間 */
if (!retval) {
if (copy_to_user(buffer, dev->bulk_in_buffer, count))
retval = -EFAULT;
else
&n
linux操作系統(tǒng)文章專(zhuān)題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)linux相關(guān)文章:linux教程
評(píng)論