嵌入式Linux下USB驅(qū)動程序的設計

　?。?）probe()函數(shù)

　　probe()函數(shù)的編寫格式為：static void * skel_probe(struct usb_device *dev, unsigned int ifnum, const struct usb_device_id *id)；驅(qū)動程序需要確認插入的設備是否可以被接受，如果不接受，或者在初始化的過程中發(fā)生任何錯誤，probe()函數(shù)返回一個NULL值。否則返回一個含有設備驅(qū)動程序狀態(tài)的指針，通過這個指針，就可以訪問所有結(jié)構中的回調(diào)函數(shù)。

　　在驅(qū)動程序里，最后一點是要注冊devfs（設備文件系統(tǒng)）。首先創(chuàng)建一個緩沖用來保存那些被發(fā)送給USB設備的數(shù)據(jù)和那些從設備上接受的數(shù)據(jù)，并為設備傳輸創(chuàng)建一個USB請求塊（URB）以向設備寫入數(shù)據(jù)，同時USB urb 被初始化，然后在devfs子系統(tǒng)中注冊設備，允許devfs用戶訪問USB的設備。注冊過程如下：

　　/* initialize the devfs node for this device and register it */

　　sprintf(name, "skel%d", skel->minor);

　　skel->devfs = devfs_register (usb_devfs_handle, name, DEVFS_FL_DEFAULT, USB_MAJOR, USB_SKEL_MINOR_BASE + skel->minor, S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IWGRP | S_IROTH, skel_fops, NULL);

　　如果devfs_register函數(shù)失敗， devfs子系統(tǒng)會將此情況報告給用戶。如果設備從USB總線拔掉，設備指針會調(diào)用disconnect 函數(shù)。驅(qū)動程序就需要清除那些被分配了的所有私有數(shù)據(jù)、關閉urbs，并且從devfs上注銷調(diào)自己。調(diào)用函數(shù)的格式為：

　　/* remove our devfs node */

　　devfs_unregister(skel->devfs);

　　現(xiàn)在，skeleton驅(qū)動就已經(jīng)和設備綁定上了，任何用戶態(tài)程序要操作此設備都可以通過file_operations結(jié)構所定義的函數(shù)進行了。

　?。?）open()、write()和read()函數(shù)

　　首先，要打開此設備。在open()函數(shù)中MODULE_INC_USE_COUNT 宏是一個關鍵，它起到一個計數(shù)的作用，有一個用戶態(tài)程序打開一個設備，計數(shù)器就加1。例如，以模塊方式加入一個驅(qū)動，若計數(shù)器不為零，就說明仍然有用戶程序在使用此驅(qū)動，這時候，就不能通過rmmod命令卸載驅(qū)動模塊了。

　　/* increment our usage count for the module */

　　MOD_INC_USE_COUNT;

　　++skel->open_count;

　　/* save our object in the file's private structure */

　　file->private_data = skel;

　　當open完設備后，read()、write()函數(shù)就可以收、發(fā)數(shù)據(jù)了。

　　read()函數(shù)首先從open()函數(shù)中保存的fi。

　　Write()函數(shù)和read()函數(shù)是完成驅(qū)動對讀寫等操作的響應。在skel_write中，一個FILL_BULK_URB函數(shù)，就完成了urb 系統(tǒng)callbak和的skel_write_bulk_callback之間的聯(lián)系。注意skel_write_bulkcallback是中斷方式，所以要注意時間不能太久，本程序中它就只是報告一些urb的狀態(tài)等。 read 函數(shù)與write 函數(shù)稍有不同在于：程序并沒有用urb 將數(shù)據(jù)從設備傳送到驅(qū)動程序，而是用usb_bulk_msg 函數(shù)代替，這個函數(shù)能夠不需要創(chuàng)建urbs 和操作urb函數(shù)的情況下，來發(fā)送數(shù)據(jù)給設備，或者從設備來接收數(shù)據(jù)。調(diào)用usb_bulk_msg函數(shù)并傳到一個存儲空間，用來緩沖和放置驅(qū)動收到的數(shù)據(jù)，若沒有收到數(shù)據(jù)表示失敗并返回一個錯誤信息。

　　usb_bulk_msg函數(shù)：當對usb設備進行一次讀或者寫時，usb_bulk_msg 函數(shù)是非常有用的; 然而, 當需要連續(xù)地對設備進行讀/寫時，應建立一個自己的urbs，同時將urbs 提交給USB子系統(tǒng)。

　　skel_disconnect函數(shù)：當釋放設備文件句柄時，這個函數(shù)會被調(diào)用。

　　MOD_DEC_USE_COUNT宏也會被調(diào)用到（和MOD_INC_USE_COUNT剛好對應，它減少一個計數(shù)器），首先確認當前是否有其他的程序正在訪問這個設備，如果是最后一個用戶在使用，可以關閉任何正在發(fā)生的寫，操作如下：

　　/* decrement our usage count for the device */

　　--skel->open_count;

　　if (skel->open_count = 0) {

　　/* shutdown any bulk writes that might be

　　going on */

　　usb_unlink_urb (skel->write_urb);

　　skel->open_count = 0;

　　}

　　/* decrement our usage count for the module */

　　MOD_DEC_USE_COUNT;

　　USB設備可以在任何時間點從系統(tǒng)中取走，即使程序目前正在訪問它。USB驅(qū)動程序必須要能夠很好地處理解決此問題，它需要能夠切斷任何當前的讀寫，同時通知用戶空間程序：USB設備已經(jīng)被取走。

　　2.設計實例

　　下面通過介紹鍵盤飛梭驅(qū)動程序的實例來讓讀者更好的理解USB驅(qū)動程序的工作原理，實現(xiàn)代碼如下：

　　/*需要的頭文件*/

　　#include linux/kernel.h>

　　#include linux/slab.h>

　　#include linux/module.h>

　　#include linux/input.h>

　　#include linux/init.h>

　　#include linux/usb.h>

　　#include linux/kbd_ll.h>

　　/* 驅(qū)動程序版本信息*/

　　#define DRIVER_VERSION ""

　　#define DRIVER_AUTHOR " TGE HOTKEY "

　　#define DRIVER_DESC "USB HID Tge hotkey driver"

　　#define USB_HOTKEY_VENDOR_ID 0x07e4

　　#define USB_HOTKEY_PRODUCT_ID 0x9473

　　/*廠商和產(chǎn)品ID信息就是/proc/bus/usb/devices中看到的值，通過cat/proc/bus/usb/devices得到當前系統(tǒng)探測到的USB總線上的設備信息。它包括Vendor、ProdID、Product等*/

　　MODULE_AUTHOR( DRIVER_AUTHOR );

　　MODULE_DESCRIPTION( DRIVER_DESC );

　　/*此結(jié)構來自內(nèi)核中drivers/usb/usbkbd.c*/

　　struct usb_kbd {

　　struct input_dev dev;

　　struct usb_device *usbdev;

　　unsigned char new[8];

　　unsigned char old[8];

　　struct urb irq, led;

　　struct usb_ctrlrequest dr;

　　unsigned char leds, newleds;

　　char name[128];

　　int open;

　　};

　　static void usb_kbd_irq(struct urb *urb) /*urb為USB請求塊*/

　　{

　　struct usb_kbd *kbd = urb->context;

　　int *new;

　　new = (int *) kbd->new;

　　if(kbd->new[0] == (char)0x01)

　　{

　　if(((kbd->new[1]>>4)0x0f)!=0x7)

　　{

　　handle_scancode(0xe0,1);

　　handle_scancode(0x4b,1);

　　handle_scancode(0xe0,0);

　　handle_scancode(0x4b,0);

　　}