Linux下的USB裝置驅動

usb是我們常用的介面，它有四條引腳線：5v、d+、d-、gnd。pc的usb口的d+、d-接有下拉電阻，平時處於低電平狀態。usb裝置的usb口內部，d-或d+接有1.5k的上拉電阻；它一接入pc，就會把pc的usb口的d-或d+拉高，從硬體的角度通知pc有新裝置接入。所以usb能夠自動監測裝置。

簡單來說，usb驅動分為兩塊，一塊是usb匯流排驅動，這個在linux核心裡已經給我們做好了。當接入usb裝置時，它能察覺到usb裝置的接入，給usb裝置分配編號（位址），並告訴usb裝置給它分配的編號（位址）是多少，和獲取usb裝置的描述符。然後通過裝置描述符的資訊找打對應的usb裝置驅動程式，並給usb裝置驅動程式提供讀寫函式。第二塊就是usb裝置驅動程式，我們需要做的就是這一塊。usb裝置驅動程式用通過usb匯流排驅動程式提供的讀寫函式，根據不同的資料做不同的事情。

其他的一些概念：

1、usb是主從結構的，所有的usb傳輸都是從usb主機這方發起的，usb裝置沒有」主動」通知usb主機的能力。例子：usb滑鼠滑動一下立刻產生資料，但是它沒有能力通知pc機來讀資料，只能被動地等得pc機來讀。

2、 usb的傳輸型別:

a. 控制傳輸：可靠，時間***，比如：usb裝置的識別過程

b. 批量傳輸: 可靠, 時間沒***, 比如：u盤

c. 中斷傳輸：可靠，實時，比如：usb滑鼠

d. 實時傳輸：不可靠，實時，比如：usb攝像頭

3、usb傳輸的物件：端點(endpoint)

我們說」讀u盤」、」寫u盤」，可以細化為：把資料寫到u盤的端點1，從u盤的端點2裡讀出資料。除了端點0外，每乙個端點只支援乙個方向的資料傳輸，端點0用於控制傳輸，既能輸出也能輸入。

4、每乙個端點都有傳輸型別，傳輸方向。

5、術語裡、程式裡說的輸入(in)、輸出(out) 「都是」基於usb主機的立場說的。比如滑鼠的資料是從滑鼠傳到pc機, 對應的端點稱為」輸入端點」。

6、usb匯流排驅動程式的作用

a. 識別usb裝置

b. 查詢並安裝對應的裝置驅動程式

c. 提供usb讀寫函式

uhci: intel, 低速(1.5mbps)/全速(12mbps)

ohci: microsoft 低速/全速

ehci: 高速(480mbps)

從上面你的圖可知道當我們寫乙個usb 裝置驅動時，我們最主要的目的是解釋usb傳輸資料的含義（即要根據資料的內容去做事情）。在接受資料之前需要讓我們的usb裝置驅動程式和usb裝置建立乙個連線，它是怎麼連線的呢？通過向上註冊乙個usb_driver結構體，當裝置插入時，通過得到的裝置描述符與這個結構體進行比較匹配，當匹配時就建立聯絡，詳細的匹配過程很複雜，這裡就不深入了。當裝置和驅動建立連線時，將呼叫註冊的結構裡的probe函式。為了能完成驅動的一些事務，我們需要在這個函式內進行一些裝置相關操作。比如，設定資料傳輸的3要素（usb的源，資料長度，目的），使用3要素（urb），提交urb。

總結usb裝置的驅動的框架：

1、分配usb_driver結構體；

struct usb_driver ;

2、設定usb_driver結構體；

3、註冊usb_driver結構體；int usb_register(struct usb_driver *driver)

4、在插入時呼叫probe函式；在probe函式裡進行裝置相關的操作。比如：

a、設定資料傳輸3要素（usb的源，資料長度，目的）。

b、使用三要素：分配乙個urburb *usb_alloc_urb(int iso_packets, gfp_t mem_flags)

填充urb：

/*填充usb中斷型別urb*/
static
inline
void usb_fill_int_urb (struct urb *urb,
struct usb_device *dev,
unsigned
int pipe,
void *transfer_buffer,
int buffer_length,
usb_complete_t complete_fn,//接收到資料時呼叫的函式
void *context,
int interval)

完成這些步驟，我們就能寫出簡單的usb裝置驅動程式了。

usb滑鼠裝置驅動，將滑鼠當做按鍵，左鍵輸入l，右鍵輸入s，中間輸入回車。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
static
struct input_dev *uk_dev;
static
char *usb_buf;
static dma_addr_t usb_buf_phys;
static
int len;
static
struct urb *uk_urb;
static
void my_usb_mouse_irq(struct urb *urb)
if((pre_val & (1
<<1)) != (usb_buf[0] & (1
<<1)))
if((pre_val & (1
<<2)) != (usb_buf[0] & (1
<<2)))
pre_val = usb_buf[0];
usb_submit_urb(uk_urb, gfp_kernel);
}static
int my_usb_mouse_probe (struct usb_inte***ce *intf,const
struct usb_device_id *id)
static
void my_usb_mouse_disconnect (struct usb_inte***ce *intf)
static
struct usb_device_id my_usb_mouse_id_table = ,
/* terminating entry */
};static
struct usb_driver my_usb_mouse_driver = ;
static
int __init my_usb_mouse_init(void)
static
void __exit my_usb_mouse_exit(void)
module_init(my_usb_mouse_init);
module_exit(my_usb_mouse_exit);
module_license("gpl");

Linux下的USB裝置驅動

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USB裝置驅動

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