8.1 编写USB鼠标驱动程序，并测试

学习目标：编写USB鼠标驱动程序，并测试（将USB鼠标的左键当作L按键,将USB鼠标的右键当作S按键,中键当作回车按键）.

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一、怎么写USB设备驱动程序？步骤如下：

1. 首先先定义全局变量usb_driver结构体，并在入口函数中通过usb_register()函数进行注册；

2. 分别写usb_driver结构体的成员函数：myusb_mouseprobe、myusb_mousedisconnect、myusb_mouseid_table

--> 2.1 usb_driver的probe函数

　　1) 分配一个input_dev结构体

　　2) 设置input_dev结构体,使它支持L、S、回车3个按键事件；

　　3) 注册input_dev结构体

　　4) 硬件相关的操作，即设置USB数据传输3要素和urb结构体:

　　 ->4.1) 通过usb_rcvintpipe()创建一个接收中断类型的端点管道,用来端点和数据缓冲区之间的连接

　　 ->4.2) 通过usb_buffer_alloc()申请USB缓冲区

　　 ->4.3) 申请urb结构体，并利用usb_fill_int_urb()初始化,用来传输数据

　　 ->4.4) 因为我们2440支持DMA,所以要告诉urb结构体,使用DMA缓冲区地址

　　 ->4.5) 使用usb_submit_urb()提交urb.

--> 2.2 编写probe函数调用的鼠标中断函数

　　1）判断缓存区数据是否改变,若改变，则通过input_event上传鼠标事件

　　2）使用usb_submit_urb()提交urb

--> 2.3 usb_driver的disconnect函数中

　　1) 通过usb_kill_urb()杀掉提交到内核中的urb

　　2) 释放urb结构体

　　3 )释放USB缓存区

　　4）注销并释放input_device结构体

3. 出口函数通过usb_deregister ()函数注销usb_driver结构体

二、程序源码

 #include <linux/kernel.h>
 #include <linux/slab.h>
 #include <linux/module.h>
 #include <linux/init.h>
 #include <linux/usb/input.h>
 #include <linux/hid.h>

 static struct input_dev *uk_dev;        //input_dev
 static char *usb_buf;                   //虚拟地址缓存区
 static dma_addr_t usb_buf_phys;         //DMA缓存区
 static int len;                         //数据包长度
 static struct urb *uk_urb;              //urb数据传输所用结构体

 static struct usb_device_id myusb_mouseid_table [] = {
     { USB_INTERFACE_INFO(
                             USB_INTERFACE_CLASS_HID,         //接口类：hid类
                             USB_INTERFACE_SUBCLASS_BOOT,     //子类：启动设备类
                             USB_INTERFACE_PROTOCOL_MOUSE) }, // USB协议：鼠标协议
 };

 static void myusb_mouseirq(struct urb *urb)
 {
     static unsigned char pre_val;
     /* 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[] & (<<)) ?  : );
         input_sync(uk_dev);
     }
     if ((pre_val & (<<)) != (usb_buf[] & (<<)))
     {
         /* 右键发生了变化 */
         input_event(uk_dev, EV_KEY, KEY_S, (usb_buf[] & (<<)) ?  : );
         input_sync(uk_dev);
     }
     if ((pre_val & (<<)) != (usb_buf[] & (<<)))
     {
         /* 中键发生了变化 */
         input_event(uk_dev, EV_KEY, KEY_ENTER, (usb_buf[] & (<<)) ?  : );
         input_sync(uk_dev);
     }
     pre_val = usb_buf[];
     /* 重新提交urb */
     usb_submit_urb(uk_urb, GFP_KERNEL);
 }
 static int myusb_mouseprobe(struct usb_interface *intf, const struct usb_device_id *id)
 {
     struct usb_device *dev = interface_to_usbdev(intf); // 设备，通过usb_ interface接口获取usb_device设备,为后面设置USB数据传输用
     struct usb_host_interface *interface;               // 当前接口
     struct usb_endpoint_descriptor *endpoint;
     int pipe;                                            // 端点管道

     interface = intf->cur_altsetting;
     endpoint = &interface->endpoint[].desc;            // 当前接口下的端点描述符

     /* a. 分配一个input_dev */
     uk_dev = input_allocate_device();
     /* b. 设置 */
     /* b.1 能产生哪类事件 */ //键盘变量定义在:include/linux/input.h, 比如: KEY_L(按键L)
     set_bit(EV_KEY, uk_dev->evbit);

     set_bit(EV_REP, uk_dev->evbit);

     /* b.2 能产生哪些事件 */
     set_bit(KEY_L, uk_dev->keybit);
     set_bit(KEY_S, uk_dev->keybit);
     set_bit(KEY_ENTER, uk_dev->keybit);

     /* c. 注册 */
     input_register_device(uk_dev);

     /* d. 硬件相关操作 */
     /* 数据传输3要素: 源,目的,长度 */
     /* 源: USB设备的某个端点 */
     pipe = usb_rcvintpipe(dev, endpoint->bEndpointAddress);

     /* 长度: */
     len = endpoint->wMaxPacketSize;

     /* 目的: */
     usb_buf = usb_buffer_alloc(dev, len, GFP_ATOMIC, &usb_buf_phys);

     /* 使用"3要素" */
     /* 分配usb request block */
     uk_urb = usb_alloc_urb(, GFP_KERNEL);//usb传输素具的urb结构体
     /* 使用"3要素设置urb" */
     usb_fill_int_urb(uk_urb, dev, pipe, usb_buf, len, myusb_mouseirq, NULL, endpoint->bInterval);
     uk_urb->transfer_dma = usb_buf_phys;   //设置DMA地址
     uk_urb->transfer_flags |= URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP; //设置使用DMA地址

     /* 使用URB */
     usb_submit_urb(uk_urb, GFP_KERNEL);

     return ;
 }
 static void myusb_mousedisconnect(struct usb_interface *intf)
 {
     struct usb_device *dev = interface_to_usbdev(intf);
     //printk("disconnect usbmouse!\n");
     usb_kill_urb(uk_urb);
     usb_free_urb(uk_urb);

     usb_buffer_free(dev, len, usb_buf, usb_buf_phys);
     input_unregister_device(uk_dev);
     input_free_device(uk_dev);
 }
 /* 1. 分配/设置usb_driver */
 static struct usb_driver myusb_mousedriver = {
     .name        = "myusb_mouse",
     .probe        = myusb_mouseprobe,
     .disconnect    = myusb_mousedisconnect,
     .id_table    = myusb_mouseid_table,
 };
 static int myusb_mouseinit(void)
 {
     /* 2. 注册 */
     usb_register(&myusb_mousedriver);
     return ;
 }
 static void myusb_mouseexit(void)
 {
     usb_deregister(&myusb_mousedriver);
 }
 module_init(myusb_mouseinit);
 module_exit(myusb_mouseexit);
 MODULE_LICENSE("GPL");

三、源码分析

3.1 id_table

 struct usb_device_id usbmouse_id_table []=USB_INTERFACE_INFO(cl,sc,pr);

USB_INTERFACE_INFO()设置usb_driver驱动的id_table成员

cl:接口类,我们USB鼠标为HID类,所以填入0X03,也就是USB_INTERFACE_CLASS_HID

sc:接口子类为启动设备,填入USB_INTERFACE_SUBCLASS_BOOT

pr:接口协议为鼠标协议,填入USB_INTERFACE_PROTOCOL_MOUSE

3.2 usb_rcvintpipe()函数

1 pipe=usb_rcvintpipe(dev,endpoint->bEndpointAddress);

创建一个接收(rcv)中断(int)类型的端点管道(pipe),用来端点和数据缓冲区之间的连接, 鼠标为接收中断型

dev: usb_device设备结构体

endpoint->bEndpointAddress:为端点描述符的成员，即端点地址

1）对于控制类型的端点管道使用: usb_sndctrlpipe()/usb_rcvctrlpipe()

2）对于实时类型的端点管道使用: usb_sndisocpipe()/usb_sndisocpipe()

3）对于批量类型的端点管道使用: usb_sndbulkpipe()/usb_rcvbulkpipe()

3.3 usb_driver注册函数

 usb_deregister(struct usb_driver *driver);

注意：注册一个usb_driver驱动,然后内核会通过usb_driver的成员.id_table函数匹配一次USB设备,匹配成功就会调用usb_driver的成员.probe函数

3.4 usb_buf = usb_buffer_alloc(dev, len, GFP_ATOMIC, &usb_buf_phys);

 char *usb_buffer_alloc(struct usb_device *dev,size_t size,gfp_t mem_flags,dma_addr_t *dma);

作用：分配一个usb缓冲区,该缓存区的物理地址会与虚拟地址的数据一致,分配成功返回一个char型缓冲区虚拟地址

*dev: usb_device设备结构体

size: 分配的缓冲区大小，这里填端点描述符的成员endpoint->wMaxPacketSize   len  //端点最大包长

mem_flags: 分配内存的参数,这里填GFP_ATOMIC,表示从不睡眠

dma: DMA缓冲区物理地址

注销/释放函数：

void usb_buffer_free(struct usb_device *dev,size_t size,void *addr,dma_addr_t dma);

注销分配的usb缓冲区,在usb_driver的disconnect成员函数中使用

addr: 要注销的缓冲区虚拟地址

dma: 要注销的DMA缓冲区虚拟地址

3.5 uk_urb = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL);//usb传输数据的urb结构体

 struct urb *usb_alloc_urb(int iso_packets, gfp_t mem_flags);

分配一个urb数据结构体, 分配成功返回一个urb结构体

urb全称为usb request block,USB传输数据时,就是打包成urb结构体来传输

iso_packets:表示iso类型的包个数,这里我们不是iso类型包,直接填0

mem_flags:分配内存的参数,这里填入GFP_KERNEL,正常分配

3.6 usb_fill_int_urb(uk_urb, dev, pipe, usb_buf, len, myusb_mouseirq, NULL, endpoint->bInterval);

 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,void *context,int interval);

初始化中断型端点的urb数据结构体

1）针对批量型端点的urb使用usb_fill_bulk_urb()

2）针对控制型端点的urb使用usb_fill_control_urb()

3）针对等时型端点的urb  需要手动初始化。

urb:指向要初始化的urb

dev:指向要传输的usb设备

pipe:要传输的端点管道, 本节的pipe通过usb_rcvintpipe()宏获取

transfer_buffer:指向要传输数据的虚拟地址缓冲区

buffer_length:数据大小, 这里填端点描述符的成员endpoint->wMaxPacketS
//端点最大包长

complete_fn:数据传输完成后产生的中断函数

context:会放在urb->context结构成员中,用来给中断函数用,本节不需要,填NULL即可

interval:间隔时间,表示间隔多少时间读一次数据,填入endpoint-> bInterval即可

3.7 usb_submit_urb(uk_urb, GFP_KERNEL);

 int usb_submit_urb(struct urb *urb,gfp_t mem_flags);

提交urb到内核,初始化urb和中断函数退出时,都要重新提交一次,告诉内核初始化内存缓存等.

三、测试

1. 在源码下去除原先的usb鼠标驱动，执行 make menuconfig

　　--> Device Drivers
  　　　　--> HID Devices
  　　　　　　<> USB Human Interface Device (full HID) support

make uImage编译内核，并烧写，启动。

2. ubuntu环境下编译生成驱动模块：myusbmouse.ko

3. 开发板挂载ubuntu的/work/nfs_root/first_fs目录： # mount -t nfs -o nolock,vers=2 10.70.12.103:/work/nfs_root/ /mnt

4. 加载驱动：# insmod myusbmouse.ko

5. 插入USB鼠标，查看设备节点： ls /dev/event*

6.  cat /dev/tty1    点击鼠标按键

（注意：出现乱码，需要关掉QT，#vi /etc/init.d/rcs   屏蔽一行 #/bin/qpe.sh &）

执行命令 # exec 0</dev/tty0 可以当做键盘使用ls命令，（这里exec 0</dev/tty1 表示将/dev/tty1的输入作为标准输，0代表的是STDIN，标准输入）

退出时输入：# exec 0 即可。

7.  hexdump /dev/event1

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参考：https://www.cnblogs.com/lifexy/p/7641602.html