liunx驱动----USB驱动

现象：把usb设备接入电脑

1.Windows发现设备

2.跳出一个对话框提示安装驱动程序

问1：既然没有驱动程序，为什么了够知道是什么驱动了？？

答1：Windows里面已经有了usb总线驱动程序，接入usb设备后，是“总线驱动程序知道”是什么驱动。提示安装设备驱动程序

　　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设备种类多，为什么接入电脑就能够识别出来了？

答2.PC和USB设备都的遵守一些规范。

　　比如：USB接入电脑后PC机会发出，读取设备类型的命令（描述符）。然后USB设备就回答给PC机（描述符）。

问3.PC机上接有非常多的USB设备，怎么分辨？

答3.接在USB总线上的每个USB设备都有自己的编号（地址）PC机想访问某个USB设备的时候，发出的信息都有对方的编号（地址）

问4.USB设备刚接入PC的时候还没有编号，那么PC怎么把分配的编号告诉

答4.新接入的USB设备的默认编号为0，在没有分配新的编号前。PC使用0编号和USB通讯。

问5.为什么一接入USB设备，PC机就能发现USB设备

答5.PC的USB口内部。D-和D+接了下拉电阻，没有接入USB的时候为低电平，USB设备的USB口内部，D-或D+接了上啦电阻，接入时就有一个硬件的信号通知PC机有USB设备接入。　　

其它概念：

1.USB是主从设备（主从结构）

　　所有的USB传输都是从USB主机发起的。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，只能被动的等待PC机来读取数据

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，U盘

c.中断传输：可靠，实时，USB鼠标

d.实时传输：不可靠，实时，USB摄像头

3.USB传输的对象：端点（endpoint）

　　读写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读出数据

　　除了端点0以外，每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。

　　比如说对于鼠标，数据是从鼠标传输到PC机的。对应的端点称为“输出端点”

USB驱动

设备驱动：　　　　　　　　　　1.知道数据的含义。

USB总线驱动程序（的作用）----> 1.识别设备

　　　　　　　　　　　　　　　2.找到并安装对应的USB设备驱动

　　　　　　　　　　　　　　　3.提供USB读写函数

硬件：　　　　USB主机控制器

USB驱动程框架：

APP：

---------------------------------------------

　　　　USB设备驱动程序

内核--------------------------------------

　　　　USB总线驱动程序

---------------------------------------------

　　　　　USB主机控制器

　　
硬件　　　---------------------

　　　　　　USB设备

/*****************************USB总线驱动程序****************************************/

USB设备驱动程序编写：

1.分配/设置usb_derver结构体

　　.id_table  表示支持哪些usb设备

.probe

　　.disconnect

2.注册

测试：

1.make munconfig 去掉内核中原来的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

使用新内核启动：nfs 30000000 192.168.1.102:/home/book/work/nfs_root/first_fs/uImage_nohid; 30000000

挂接根文件系统：mount -t nfs -o nolock,vers=2 192.168.1.102:/home/book/work/nfs_root/first_fs  /mut

3.insmod usbmonus_as_key.ko

实验1：

目的：通过控制台将数据数据移动按下数据打印出来。

步骤1：得到  usb_host_interface  结构体

interface = intf->cur_altsetting;//interface结构体

步骤2：获取端点描述符

endpoint = &interface->endpoint[0].desc;//端点描述符

步骤3：//1.分配一个input_dev 结构体

uk_dev = input_allocate_device();

步骤4：设置uk_dev结构体

步骤5：注册input_dev结构体

步骤6：硬件相关的操作 (使用usb总线设备驱动来收发数据）

//数据传输的三要素: 源 、目的、长度
//源：USB的某个端点

代码分为：

usbmouse_as_key_probe函数（初始化需要操作鼠标的设置）

usbmouse_as_key_irq函数（当鼠标有数据变化时将调用这个函数）

usbmouse_as_key_disconnect函数（鼠标的断开处理函数）

usbmouse_as_key_probe代码如下：

static int usbmouse_as_key_probe(struct usb_interface *intf, const struct usb_device_id *id)
{
    /*打印厂家Id设备ID*/

    struct usb_device *dev = interface_to_usbdev(intf);
    struct usb_host_interface *interface;
    struct usb_endpoint_descriptor *endpoint;
    int pipe;

    interface = intf->cur_altsetting;//interface结构体  

    endpoint = &interface->endpoint[].desc;//端点描述符
#if  0
    struct usb_device *dev = interface_to_usbdev(intf);//通过  interface_to_usbdev接口函数得到  usb_device          id
    printk("bcd_USB = %x\n",dev->descriptor.bcdUSB);
    printk("vid = 0x%x\n",dev->descriptor.idVendor);
    printk("pid = 0x%x\n",dev->descriptor.idProduct);
    printk("found usbmonuse!\n");
#endif

    //1.分配一个input_dev 结构体
    uk_dev = input_allocate_device();

    //2.设置分配的这个结构体
    //2.1能产生那类事件
    set_bit(EV_KEY, uk_dev->evbit);//设置能够产生按键类事件uk_dev->evbit是表示能够产生那类事件
    set_bit(EV_REP, uk_dev->evbit);//设置能够产生重复类事件uk_dev->evbit是表示能够产生那类事件
    //2.2能产生哪些事件
    set_bit(KEY_L,uk_dev->keybit);//通过设置uk_dev->keybit   实现产生一个KEY_L的事件  (相当于按键按下 L 键)
    set_bit(KEY_S,uk_dev->keybit);//通过设置uk_dev->keybit   实现产生一个KEY_S的事件  (相当于按键按下 S 键)
    set_bit(KEY_ENTER,uk_dev->keybit);//通过设置uk_dev->keybit   实现产生一个KEY_ENTER的事件  (相当于按键按下 ENTER 键)
    //3.注册input_dev结构体
    input_register_device(uk_dev);
    //4.硬件相关的操作   (使用usb总线设备驱动来收发数据）
    //数据传输的三要素:  源  、目的、长度
    //源：USB的某个端点
    pipe = usb_rcvintpipe(dev, endpoint->bEndpointAddress);

    //长度：
    len =endpoint->wMaxPacketSize;//长度等于端点描述符的wMaxPacketSize（最大包大小）

    //目的：使用usb_buffer_alloc分配一个数据缓冲区
    usb_buf=usb_buffer_alloc(dev, len, GFP_ATOMIC, &usb_buf_pyhs);

    //使用三要素  usb requset block
    uk_urb = usb_alloc_urb(, GFP_KERNEL);

    //使用三要素  设置usb requset block
    /*             usb请求块， */
    usb_fill_int_urb(uk_urb, dev, pipe, usb_buf, len, usbmouse_as_key_irq, NULL, endpoint->bInterval);
    uk_urb->transfer_dma = usb_buf_pyhs;//设置usb传输的目的 的物理地址
    uk_urb->transfer_flags |= URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP;//设置标记

    //使用urb
    usb_submit_urb (uk_urb, GFP_KERNEL);//提交数据 提交urb
    return ;
}

usbmouse_as_key_irq代码如下：（当鼠标数据发生变化时执行此函数）

static void usbmouse_as_key_irq(struct urb *urb)
{
    int i;
    static int cnt=;
    /*将鼠标数据打印出来*/
    printk("usb data %d: ",++cnt);
    for(i=;i<len;i++)
        {
            printk("%02x ",usb_buf[i]);
        }
    printk("\n");
    //重新提交urb
    usb_submit_urb (uk_urb, GFP_KERNEL);//提交数据 提交urb
}

usbmouse_as_key_disconnect代码如下：其实就是usbmouse_as_key_probe的逆向操作

static void usbmouse_as_key_disconnect(struct usb_interface *intf)
{
    struct usb_device *dev = interface_to_usbdev(intf);

//printk("dsiconnect usbmonuse!\n");
    usb_kill_urb (uk_urb);//清除urb
    usb_free_urb(uk_urb);//释放urb
    usb_buffer_free(dev,len,usb_buf,usb_buf_pyhs);//去除  usb_buf
    input_unregister_device(uk_dev);
    input_free_device(uk_dev);
}

测试步骤：

1、insmod usbmonus_as_key.ko  挂载驱动

2、ls /dev/event*        查看事件

3、移动或者按下鼠标

数据1：按键值

数据2：x方向位移 数据

数据3：y方向位移 数据

数据4：滚轮数据

实验2：

目的：使用鼠标上的按键实现  L  S 和ENTER 键值  在控制台上输出

通过实验一，已经将鼠标数据读了出来，所以要实现按键的话只关心第一个数据就可以了

所以只需要修改usbmouse_as_key_disconnect

static void usbmouse_as_key_irq(struct urb *urb)
{
    static int pre_val;//用来保存上次的数据

#if 0
    int i;
    static int cnt=;

    /*将鼠标数据打印出来*/
    printk("usb data %d: ",++cnt);
    for(i=;i<len;i++)
        {
            printk("%02x ",usb_buf[i]);
        }
    printk("\n");
#endif

    /*
    * USB鼠标数据含义
    * data[0]:bit0-左键   1-按下   0-松开
    *          bit1-右键   1-按下   0-松开
    *          bit2-中键   1-按下   0-松开
    */
    if((pre_val & (<<)) != (usb_buf[] & (<<)))
        {
            //左键发生了变化
            input_event(uk_dev,EV_KEY,KEY_L,(usb_buf[] & (<<))?  : );//使用input_event上报按键事件
            input_sync(uk_dev);//同步信号
        }
    if((pre_val & (<<)) != (usb_buf[] & (<<)))
        {
            //右键发生了变化
            input_event(uk_dev,EV_KEY,KEY_S,(usb_buf[] & (<<))?  : );//使用input_event上报按键事件
            input_sync(uk_dev);//同步信号
        }
    if((pre_val & (<<)) != (usb_buf[] & (<<)))
        {
            //中键发生了变化
            input_event(uk_dev,EV_KEY,KEY_ENTER,(usb_buf[] & (<<))?  : );//使用input_event上报按键事件
            input_sync(uk_dev);//同步信号
        }
    pre_val = usb_buf[];
    //重新提交urb
    usb_submit_urb (uk_urb, GFP_KERNEL);//提交数据 提交urb
}

使用/dev/tty1 测试：

使用hexdump /dev/event1 测试：