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Linux下的硬件驱动——USB设备(下)(驱动开发部分)

[ 来源:http://www.121xia.com/ | 作者: | 时间:2008-9-6 10:50:31 | 浏览: 人次 ]

USB骨架代码">程序(usb-skeleton),是USB驱动代码">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。但对于做系统高速下载站(绿色软件资源站)">系统设计的代码">程序员来说,这是远远不够的,我们还需要具有驱动代码">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,对于代码">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驱动代码">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代码">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驱动代码">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代码">程序,所以就有了这个通用的USB驱动骨架代码">程序, 它是以pci 骨架为模板的。

  如果你准备写一个linux驱动代码">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驱动代码">程序中最基本的。

Linux USB 驱动代码">程序需要做的第一件事情就是在Linux USB 子系统高速下载站(绿色软件资源站)">系统里注册,并提供一些相关信息,例如这个驱动代码">程序支持那种设备,当被支持的设备从系统高速下载站(绿色软件资源站)">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 子系统高速下载站(绿色软件资源站)">系统中,在usb骨架驱动代码">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,它对驱动代码">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驱动代码">程序钩住另外一个驱动系统高速下载站(绿色软件资源站)">系统,例如SCSI,网络或者tty子系统高速下载站(绿色软件资源站)">系统。这些驱动代码">程序在其他驱动系统高速下载站(绿色软件资源站)">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高速下载站(绿色软件资源站)">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代码">程序来说,并没有一个匹配的驱动系统高速下载站(绿色软件资源站)">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子系统高速下载站(绿色软件资源站)">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骨架代码">程序的关键几点如下:

  • USB驱动的注册和注销

      Usb驱动代码">程序在注册时会发送一个命令给usb_register,通常在驱动代码">程序的初始化函数里。

      当要从系统高速下载站(绿色软件资源站)">系统卸载驱动代码">程序时,需要注销usb子系统高速下载站(绿色软件资源站)">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)系统高速下载站(绿色软件资源站)">系统自动装载驱动代码">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。当系统高速下载站(绿色软件资源站)">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。驱动代码">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)

     

      驱动代码">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代码">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。

      在骨架驱动代码">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子系统高速下载站(绿色软件资源站)">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子系统高速下载站(绿色软件资源站)">系统会将此情况报告给用户。