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嵌入式linux之USB设备驱动概念

2019-07-12 22:15发布

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这里写图片描述 现象：把USB设备接到PC 1. 右下角弹出"发现android phone" 2. 跳出一个对话框，提示你安装驱动程序 问1. 既然还没有"驱动程序"，为何能知道是"android phone" 答1. windows里已经有了USB的总线驱动程序，接入USB设备后，是"总线驱动程序"知道你是"android phone" 提示你安装的是"设备驱动程序" USB总线驱动程序负责：识别USB设备, 给USB设备找到对应的驱动程序 问2. USB设备种类非常多，为什么一接入电脑，就能识别出来？ 答2. PC和USB设备都得遵守一些规范。 比如：USB设备接入电脑后，PC机会发出"你是什么"？ USB设备就必须回答"我是xxx", 并且回答的语言必须是中文 USB总线驱动程序会发出某些命令想获取设备信息(描述符)， USB设备必须返回"描述符"给PC 问3. PC机上接有非常多的USB设备，怎么分辨它们？ USB接口只有4条线: 5V,GND,D-,D+ 答3. 每一个USB设备接入PC时，USB总线驱动程序都会给它分配一个编号 接在USB总线上的每一个USB设备都有自己的编号(地址) PC机想访问某个USB设备时，发出的命令都含有对应的编号(地址) 问4. USB设备刚接入PC时，还没有编号；那么PC怎么把"分配的编号"告诉它？ 答4. 新接入的USB设备的默认编号是0，在未分配新编号前，PC使用0编号和它通信。 问5. 为什么一接入USB设备，PC机就能发现它？ 答5. PC的USB口内部，D-和D+接有15K的下拉电阻，未接USB设备时为低电平 USB设备的USB口内部，D-或D+接有1.5K的上拉电阻；它一接入PC，就会把PC USB口的D-或D+拉高，从硬件的角度通知PC有新设备接入 其他概念: 1. USB是主从结构的 所有的USB传输，都是从USB主机这方发起；USB设备没有"主动"通知USB主机的能力。 例子：USB鼠标滑动一下立刻产生数据，但是它没有能力通知PC机来读数据，只能被动地等得PC机来读。 2. USB的传输类型: a. 控制传输：可靠，时间有保证，比如：USB设备的识别过程 b. 批量传输: 可靠, 时间没有保证, 比如：U盘 c. 中断传输：可靠，实时，比如：USB鼠标 d. 实时传输：不可靠，实时，比如：USB摄像头 3. USB传输的对象：端点(endpoint) 我们说"读U盘"、"写U盘"，可以细化为：把数据写到U盘的端点1，从U盘的端点2里读出数据 除了端点0外，每一个端点只支持一个方向的数据传输 端点0用于控制传输，既能输出也能输入 4. 每一个端点都有传输类型，传输方向 5. 术语里、程序里说的输入(IN)、输出(OUT) "都是" 基于USB主机的立场说的。 比如鼠标的数据是从鼠标传到PC机, 对应的端点称为"输入端点" 6. USB总线驱动程序的作用 a. 识别USB设备 b. 查找并安装对应的设备驱动程序 c. 提供USB读写函数 USB驱动程序框架: app: ------------------------------------------- USB设备驱动程序 // 知道数据含义 内核 -------------------------------------- USB总线驱动程序 // 1. 识别, 2. 找到匹配的设备驱动, 3. 提供USB读写函数 (它不知道数据含义) ------------------------------------------- USB主机控制器 UHCI OHCI EHCI 硬件 ----------- USB设备 UHCI: intel, 低速(1.5Mbps)/全速(12Mbps) OHCI: microsoft 低速/全速 EHCI: 高速(480Mbps) USB总线驱动程序的作用 1. 识别USB设备 1.1 分配地址 1.2 并告诉USB设备(set address) 1.3 发出命令获取描述符 描述符的信息可以在includelinuxusbCh9.h看到 2. 查找并安装对应的设备驱动程序 3. 提供USB读写函数 把USB设备接到开发板上，看输出信息: usb 1-1: new full speed USB device using s3c2410-ohci and address 2 usb 1-1: configuration #1 chosen from 1 choice scsi0 : SCSI emulation for USB Mass Storage devices scsi 0:0:0:0: Direct-Access HTC Android Phone 0100 PQ: 0 ANSI: 2 sd 0:0:0:0: [sda] Attached SCSI removable disk 拔掉 usb 1-1: USB disconnect, address 2 再接上: usb 1-1: new full speed USB device using s3c2410-ohci and address 3 usb 1-1: configuration #1 chosen from 1 choice scsi1 : SCSI emulation for USB Mass Storage devices scsi 1:0:0:0: Direct-Access HTC Android Phone 0100 PQ: 0 ANSI: 2 sd 1:0:0:0: [sda] Attached SCSI removable disk 在内核目录下搜: grep "USB device using" * -nR drivers/usb/core/hub.c:2186: "%s %s speed %sUSB device using %s and address %d ", hub_irq kick_khubd hub_thread hub_events hub_port_connect_change udev = usb_alloc_dev(hdev, hdev->bus, port1); dev->dev.bus = &usb_bus_type; choose_address(udev); // 给新设备分配编号(地址) hub_port_init // usb 1-1: new full speed USB device using s3c2410-ohci and address 3 hub_set_address // 把编号(地址)告诉USB设备 usb_get_device_descriptor(udev, 8); // 获取设备描述符 retval = usb_get_device_descriptor(udev, USB_DT_DEVICE_SIZE); usb_new_device(udev) err = usb_get_configuration(udev); // 把所有的描述符都读出来，并解析 usb_parse_configuration device_add // 把device放入usb_bus_type的dev链表, // 从usb_bus_type的driver链表里取出usb_driver， // 把usb_interface和usb_driver的id_table比较 // 如果能匹配，调用usb_driver的probe 怎么写USB设备驱动程序？ 1. 分配/设置usb_driver结构体 .id_table .probe .disconnect 2. 注册 测试1th/2th: 1. make menuconfig去掉原来的USB鼠标驱动 -> Device Drivers -> HID Devices <> USB Human Interface Device (full HID) support 2. make uImage 并使用新的内核启动 3. insmod usbmouse_as_key.ko 4. 在开发板上接入、拔出USB鼠标 测试3th: 1. insmod usbmouse_as_key.ko 2. ls /dev/event* 3. 接上USB鼠标 4. ls /dev/event* 5. 操作鼠标观察数据 测试4th: 1. insmod usbmouse_as_key.ko 2. ls /dev/event* 3. 接上USB鼠标 4. ls /dev/event* 5. cat /dev/tty1 然后按鼠标键 6. hexdump /dev/event0

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