學習目標：編寫USB鼠標驅動程序，並測試（將USB鼠標的左鍵當作L按鍵,將USB鼠標的右鍵當作S按鍵,中鍵當作回車按鍵）.
一、怎么寫USB設備驅動程序？步驟如下：
1. 首先先定義全局變量usb_driver結構體，並在入口函數中通過usb_register()函數進行注冊；
2. 分別寫usb_driver結構體的成員函數：myusb_mouseprobe、myusb_mousedisconnect、myusb_mouseid_table
--> 2.1 usb_driver的probe函數
1) 分配一個input_dev結構體
2) 設置input_dev結構體,使它支持L、S、回車3個按鍵事件；
3) 注冊input_dev結構體
4) 硬件相關的操作，即設置USB數據傳輸3要素和urb結構體:
->4.1) 通過usb_rcvintpipe()創建一個接收中斷類型的端點管道,用來端點和數據緩沖區之間的連接
->4.2) 通過usb_buffer_alloc()申請USB緩沖區
->4.3) 申請urb結構體，並利用usb_fill_int_urb()初始化,用來傳輸數據
->4.4) 因為我們2440支持DMA,所以要告訴urb結構體,使用DMA緩沖區地址
->4.5) 使用usb_submit_urb()提交urb.
--> 2.2 編寫probe函數調用的鼠標中斷函數
1）判斷緩存區數據是否改變,若改變，則通過input_event上傳鼠標事件
2）使用usb_submit_urb()提交urb
--> 2.3 usb_driver的disconnect函數中
1) 通過usb_kill_urb()殺掉提交到內核中的urb
2) 釋放urb結構體
3 )釋放USB緩存區
4）注銷並釋放input_device結構體
3. 出口函數通過usb_deregister ()函數注銷usb_driver結構體
二、程序源碼
1 #include <linux/kernel.h> 2 #include <linux/slab.h> 3 #include <linux/module.h> 4 #include <linux/init.h> 5 #include <linux/usb/input.h> 6 #include <linux/hid.h> 7 8 static struct input_dev *uk_dev; //input_dev 9 static char *usb_buf; //虛擬地址緩存區 10 static dma_addr_t usb_buf_phys; //DMA緩存區 11 static int len; //數據包長度 12 static struct urb *uk_urb; //urb數據傳輸所用結構體 13 14 static struct usb_device_id myusb_mouseid_table [] = { 15 { USB_INTERFACE_INFO( 16 USB_INTERFACE_CLASS_HID, //接口類：hid類 17 USB_INTERFACE_SUBCLASS_BOOT, //子類：啟動設備類 18 USB_INTERFACE_PROTOCOL_MOUSE) }, // USB協議：鼠標協議 19 }; 20 21 static void myusb_mouseirq(struct urb *urb) 22 { 23 static unsigned char pre_val; 25 /* USB鼠標數據含義* data[0]: bit0-左鍵, 1-按下, 0-松開 26 * bit1-右鍵, 1-按下, 0-松開 27 * bit2-中鍵, 1-按下, 0-松開 29 */ 30 if ((pre_val & (1<<0)) != (usb_buf[0] & (1<<0))) 31 { 32 /* 左鍵發生了變化 */ 33 input_event(uk_dev, EV_KEY, KEY_L, (usb_buf[0] & (1<<0)) ? 1 : 0); 34 input_sync(uk_dev); 35 } 37 if ((pre_val & (1<<1)) != (usb_buf[0] & (1<<1))) 38 { 39 /* 右鍵發生了變化 */ 40 input_event(uk_dev, EV_KEY, KEY_S, (usb_buf[0] & (1<<1)) ? 1 : 0); 41 input_sync(uk_dev); 42 } 44 if ((pre_val & (1<<2)) != (usb_buf[0] & (1<<2))) 45 { 46 /* 中鍵發生了變化 */ 47 input_event(uk_dev, EV_KEY, KEY_ENTER, (usb_buf[0] & (1<<2)) ? 1 : 0); 48 input_sync(uk_dev); 49 } 51 pre_val = usb_buf[0]; 53 /* 重新提交urb */ 54 usb_submit_urb(uk_urb, GFP_KERNEL); 55 } 57 static int myusb_mouseprobe(struct usb_interface *intf, const struct usb_device_id *id) 58 { 59 struct usb_device *dev = interface_to_usbdev(intf); // 設備，通過usb_ interface接口獲取usb_device設備,為后面設置USB數據傳輸用 60 struct usb_host_interface *interface; // 當前接口 61 struct usb_endpoint_descriptor *endpoint; 62 int pipe; // 端點管道 63 64 interface = intf->cur_altsetting; 65 endpoint = &interface->endpoint[0].desc; // 當前接口下的端點描述符 66 67 /* a. 分配一個input_dev */ 68 uk_dev = input_allocate_device(); 70 /* b. 設置 */ 71 /* b.1 能產生哪類事件 */ //鍵盤變量定義在:include/linux/input.h, 比如: KEY_L(按鍵L)
72 set_bit(EV_KEY, uk_dev->evbit);
73 set_bit(EV_REP, uk_dev->evbit); 74 75 /* b.2 能產生哪些事件 */ 76 set_bit(KEY_L, uk_dev->keybit); 77 set_bit(KEY_S, uk_dev->keybit); 78 set_bit(KEY_ENTER, uk_dev->keybit); 79 80 /* c. 注冊 */ 81 input_register_device(uk_dev); 82 83 /* d. 硬件相關操作 */ 84 /* 數據傳輸3要素: 源,目的,長度 */ 85 /* 源: USB設備的某個端點 */ 86 pipe = usb_rcvintpipe(dev, endpoint->bEndpointAddress); 87 88 /* 長度: */ 89 len = endpoint->wMaxPacketSize; 90 91 /* 目的: */ 92 usb_buf = usb_buffer_alloc(dev, len, GFP_ATOMIC, &usb_buf_phys); 93 94 /* 使用"3要素" */ 95 /* 分配usb request block */ 96 uk_urb = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL);//usb傳輸素具的urb結構體 97 /* 使用"3要素設置urb" */ 98 usb_fill_int_urb(uk_urb, dev, pipe, usb_buf, len, myusb_mouseirq, NULL, endpoint->bInterval); 99 uk_urb->transfer_dma = usb_buf_phys; //設置DMA地址 100 uk_urb->transfer_flags |= URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP; //設置使用DMA地址 101 102 /* 使用URB */ 103 usb_submit_urb(uk_urb, GFP_KERNEL); 104 105 return 0; 106 } 108 static void myusb_mousedisconnect(struct usb_interface *intf) 109 { 110 struct usb_device *dev = interface_to_usbdev(intf); 112 //printk("disconnect usbmouse!\n"); 113 usb_kill_urb(uk_urb); 114 usb_free_urb(uk_urb); 115 116 usb_buffer_free(dev, len, usb_buf, usb_buf_phys); 117 input_unregister_device(uk_dev); 118 input_free_device(uk_dev); 119 } 121 /* 1. 分配/設置usb_driver */ 122 static struct usb_driver myusb_mousedriver = { 123 .name = "myusb_mouse", 124 .probe = myusb_mouseprobe, 125 .disconnect = myusb_mousedisconnect, 126 .id_table = myusb_mouseid_table, 127 }; 130 static int myusb_mouseinit(void) 131 { 132 /* 2. 注冊 */ 133 usb_register(&myusb_mousedriver); 134 return 0; 135 } 137 static void myusb_mouseexit(void) 138 { 139 usb_deregister(&myusb_mousedriver); 140 } 142 module_init(myusb_mouseinit); 143 module_exit(myusb_mouseexit); 145 MODULE_LICENSE("GPL");
三、源碼分析
3.1 id_table
1 struct usb_device_id usbmouse_id_table []=USB_INTERFACE_INFO(cl,sc,pr);
USB_INTERFACE_INFO()設置usb_driver驅動的id_table成員
cl:接口類,我們USB鼠標為HID類,所以填入0X03,也就是USB_INTERFACE_CLASS_HID
sc:接口子類為啟動設備,填入USB_INTERFACE_SUBCLASS_BOOT
pr:接口協議為鼠標協議,填入USB_INTERFACE_PROTOCOL_MOUSE
3.2 usb_rcvintpipe()函數
1 pipe=usb_rcvintpipe(dev,endpoint->bEndpointAddress);
創建一個接收(rcv)中斷(int)類型的端點管道(pipe),用來端點和數據緩沖區之間的連接, 鼠標為接收中斷型
dev: usb_device設備結構體
endpoint->bEndpointAddress:為端點描述符的成員，即端點地址
1）對於控制類型的端點管道使用: usb_sndctrlpipe()/usb_rcvctrlpipe()
2）對於實時類型的端點管道使用: usb_sndisocpipe()/usb_sndisocpipe()
3）對於批量類型的端點管道使用: usb_sndbulkpipe()/usb_rcvbulkpipe()
3.3 usb_driver注冊函數
1 usb_deregister(struct usb_driver *driver);
注意：注冊一個usb_driver驅動,然后內核會通過usb_driver的成員.id_table函數匹配一次USB設備,匹配成功就會調用usb_driver的成員.probe函數
3.4 usb_buf = usb_buffer_alloc(dev, len, GFP_ATOMIC, &usb_buf_phys);
1 char *usb_buffer_alloc(struct usb_device *dev,size_t size,gfp_t mem_flags,dma_addr_t *dma);
作用：分配一個usb緩沖區,該緩存區的物理地址會與虛擬地址的數據一致,分配成功返回一個char型緩沖區虛擬地址
*dev: usb_device設備結構體
size: 分配的緩沖區大小，這里填端點描述符的成員endpoint->wMaxPacketSize len //端點最大包長
mem_flags: 分配內存的參數,這里填GFP_ATOMIC,表示從不睡眠
dma: DMA緩沖區物理地址
注銷/釋放函數：
void usb_buffer_free(struct usb_device *dev,size_t size,void *addr,dma_addr_t dma);
注銷分配的usb緩沖區,在usb_driver的disconnect成員函數中使用
addr: 要注銷的緩沖區虛擬地址
dma: 要注銷的DMA緩沖區虛擬地址
3.5 uk_urb = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL);//usb傳輸數據的urb結構體
1 struct urb *usb_alloc_urb(int iso_packets, gfp_t mem_flags);
分配一個urb數據結構體, 分配成功返回一個urb結構體
urb全稱為usb request block,USB傳輸數據時,就是打包成urb結構體來傳輸
iso_packets:表示iso類型的包個數,這里我們不是iso類型包,直接填0
mem_flags:分配內存的參數,這里填入GFP_KERNEL,正常分配
3.6 usb_fill_int_urb(uk_urb, dev, pipe, usb_buf, len, myusb_mouseirq, NULL, endpoint->bInterval);
1 static inline void usb_fill_int_urb(struct urb *urb,struct usb_device *dev,unsigned int pipe, 2 void *transfer_buffer,int buffer_length, 3 usb_complete_t complete_fn,void *context,int interval);
初始化中斷型端點的urb數據結構體
1）針對批量型端點的urb使用usb_fill_bulk_urb()
2）針對控制型端點的urb使用usb_fill_control_urb()
3）針對等時型端點的urb 需要手動初始化。
urb:指向要初始化的urb
dev:指向要傳輸的usb設備
pipe:要傳輸的端點管道, 本節的pipe通過usb_rcvintpipe()宏獲取
transfer_buffer:指向要傳輸數據的虛擬地址緩沖區
buffer_length:數據大小, 這里填端點描述符的成員endpoint->wMaxPacketS //端點最大包長
complete_fn:數據傳輸完成后產生的中斷函數
context:會放在urb->context結構成員中,用來給中斷函數用,本節不需要,填NULL即可
interval:間隔時間,表示間隔多少時間讀一次數據,填入endpoint-> bInterval即可
3.7 usb_submit_urb(uk_urb, GFP_KERNEL);
1 int usb_submit_urb(struct urb *urb,gfp_t mem_flags);
提交urb到內核,初始化urb和中斷函數退出時,都要重新提交一次,告訴內核初始化內存緩存等.
三、測試
1. 在源碼下去除原先的usb鼠標驅動，執行 make menuconfig
--> Device Drivers
--> HID Devices
<> USB Human Interface Device (full HID) support
make uImage編譯內核，並燒寫，啟動。
2. ubuntu環境下編譯生成驅動模塊：myusbmouse.ko
3. 開發板掛載ubuntu的/work/nfs_root/first_fs目錄： # mount -t nfs -o nolock,vers=2 10.70.12.103:/work/nfs_root/ /mnt
4. 加載驅動：# insmod myusbmouse.ko
5. 插入USB鼠標，查看設備節點： ls /dev/event*
6. cat /dev/tty1 點擊鼠標按鍵
（注意：出現亂碼，需要關掉QT，#vi /etc/init.d/rcs 屏蔽一行 #/bin/qpe.sh &）
執行命令 # exec 0</dev/tty0 可以當做鍵盤使用ls命令，（這里exec 0</dev/tty1 表示將/dev/tty1的輸入作為標准輸，0代表的是STDIN，標准輸入）
退出時輸入：# exec 0 即可。
7. hexdump /dev/event1
參考：https://www.cnblogs.com/lifexy/p/7641602.html