基于USB接口的OTG應用技術開發(fā)

usb驅動程序由主機驅動程序,usb子系統(tǒng),usb設備驅動程序組成。在linux操作系統(tǒng)中,存在一個連接usb設備驅動程序和主控制器驅動程序的子系統(tǒng)usbcore,它通過定義一些數(shù)據(jù)結構,宏和功能函數(shù)來抽象所有的硬件設備。usbcore提供了為硬件處理的所有下層接口。包含所有usb設備驅動和主機控制的通用程序,可稱為upperapi和lowerapi。usb子系統(tǒng)提供與設備驅動程序的接口,讀取并解釋usb設備描述符,配置描述符。為usb設備分配唯一的地址,使用默認的配置來配置設備,支持基本的usb命令請求,連接設備與相應的驅動程序,轉發(fā)設備驅動程序的數(shù)據(jù)包。

設備驅動程序是內核的一部分,它完成以下的功能：

（1）對設備初始化和釋放。

（2）把數(shù)據(jù)從內核傳送到硬件和從硬件讀取數(shù)據(jù)。

（3）讀取應用程序傳送給設備文件的數(shù)據(jù)和會送應用程序請求的數(shù)據(jù)。

（4）監(jiān)測和處理設備出現(xiàn)的錯誤。

用戶對設備的訪問,主要有以下的函數(shù)：

open 打開函數(shù),read、write讀寫函數(shù),ioltrl設備控制函數(shù),用戶各類設備的特殊控制。設備驅動程序的設計就是實現(xiàn)上述四個函數(shù)與外加一個設備初始化的函數(shù),這些函數(shù)在設備驅動程序中可以skel_init()、skel_open()、skel_read()、skel_ioctrl()等調用。聲明一個稱之為file operation的結構體將用戶級的open等函數(shù)與設備skel_open()等函數(shù)聯(lián)系起來。

static struct file_operations skel_fops = {
.owner = this_module,
.read = skel_read,
.write = skel_write,
.open = skel_open,
.release = skel_release,
};
打開設備：
static int skel_open(struct inode *inode, struct file *file)
{ struct usb_skel *dev;
struct usb_interface *interface;
int subminor;
int retval = 0;
subminor = iminor(inode);
interface = usb_find_interface(skel_driver, subminor);
if (!interface) {
err ("%s - error, cant find device for minor %d", __function__, subminor);
retval = -enodev;
goto exit;
}
dev = usb_get_intfdata(interface);
if (!dev) {
retval = -enodev;
goto exit;
}
/* increment our usage count for the device */
kref_get(dev->kref);
/* save our object in the files private structure */
file->private_data = dev;
exit:
return retval;
}

read 函數(shù)與write 函數(shù)稍有不同：程序并沒有用urb 將數(shù)據(jù)從設備傳送到驅動程序,而是用usb_bulk_msg 函數(shù)代替,這個函數(shù)能夠在不需要創(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)。調用usb_bulk_msg函數(shù)并傳遞一個存儲空間,用來緩沖和放置驅動收到的數(shù)據(jù),若沒收到數(shù)據(jù),就失敗并返回一個錯誤信息。

static ssize_t skel_read(struct file *file, char __user *buffer, size_t count, loff_t *ppos)
{ struct usb_skel *dev;
int retval = 0;
dev = (struct usb_skel *)file->private_data;
/* do a blocking bulk read to get data from the device */
retval = usb_bulk_msg(dev->udev,
usb_rcvbulkpipe(dev->udev, dev->bulk_in_endpointaddr),
dev->bulk_in_buffer,
min(dev->bulk_in_size, count),
count, hz*10);
/* if the read was successful, copy the data to userspace */
if (!retval) {
if (copy_to_user(buffer, dev->bulk_in_buffer, count))
retval = -efault;
else
retval = count;
}
return retval;
}

skel_disconnect函數(shù)
當我們釋放設備文件句柄時,這個函數(shù)會被調用。

static void skel_disconnect(struct usb_interface *interface)
{ struct usb_skel *dev;
int minor = interface->minor;
lock_kernel();
dev = usb_get_intfdata(interface);
usb_set_intfdata(interface, null);
/* give back our minor */
usb_deregister_dev(interface, skel_class);
unlock_kernel();
/* decrement our usage count */
kref_put(dev->kref, skel_delete);
info("usb skeleton #%d now disconnected", minor);
}

結束語

本文是在基于arm9開發(fā)板linux操作系統(tǒng)下實現(xiàn)usb接口的otg應用技術,實現(xiàn)了雙角色設備的開發(fā)。隨著otg技術的發(fā)展,usb的應用將會更為廣泛,并且移動設備間的直接數(shù)據(jù)傳輸成為可能。