旧版本源码usbip的移植

前言

由于工作需要usb透传功能，所以记录下移植usbip过程中遇到的难题和解决办法，可以给自己以后的移植工作做个参考，也可以给正在移植usbip的困惑者给点帮助。
这里先玩玩usbip的功能，后续博客再对usbip的原理进行解析

概述

usbip是一种利用以太网，将usb设备（键鼠、U盘等）共享到另一端网络驱动，提供了USB透传的功能（类似于USB延长线）
usbip刚开始是一个独立的项目（http://usbip.sourceforge.net），后来合并到linux分支下
- 旧版本Linux源码中在drivers/staging/usbip，用户测试源码在该目录下的userspace/目录下
- 新版本Linux源码中在drivers/usb/usbip，用户测试源码在tools/usb/usbip下
- 对于windows下，也有类似的开源项目，可能Windows上的用途会比较广，github路径为：https://github.com/cezanne/usbip-win

移植工作

准备工作

材料： Ubuntu12.04、 3352板子（内核源码3.2.0）、交叉编译工具（这里是TI源码6.0.0中的4.7.3交叉编译工具）
虚拟机和3352板子需要先ping通，百度上很多文章有讲到，这里不多说

3352移植（遇见的问题在下边汇总）

编译驱动：
- 可以选择编进内核或者编成模块，在源码根目录执行make menuconfig，在 Device Drivers ---> [*] Staging drivers ---> --- Staging drivers 下进行选择
- 编进内核的话将新内核镜像烧写到板子上，编成模块则有usbip-core.ko，usbip-host.ko和vhci-hcd.ko，insmod到板子上

编译用户测试源码：

事先安装一些依赖文件

 sudo apt-get install autoconf automake libtool libudev-dev libsysfs-dev

进入用户测试程序目录userspace/下，运行./autogen.sh,生成configure

接下来执行经典“三部曲”：./configure、make和make install，重点需要对configure的参数进行配置正确，不然会出现很多问题，我自己参考ti写了一个配置脚本build.sh（结尾有ti脚本的内容），执行./build.sh

  #!/bin/sh
  # build the CDVS Test Model
  # with full optimizations and multithreading:
  export CFLAGS=" -march=armv7-a  -marm -mthumb-interwork -mfloat-abi=hard -mfpu=neon -mtune=cortex-a8 --sysroot=/home/book/sysroots/armv7ahf-vfp-neon-3.2-oe-linux-gnueabi"
  export LDFLAGS=' --sysroot=/home/book/sysroots/armv7ahf-vfp-neon-3.2-oe-linux-gnueabi'
  export CPATH="/home/book/sysroots/armv7ahf-vfp-neon-3.2-oe-linux-gnueabi/usr/include"
  export PATH="$PATH:/home/book/sysroots/armv7ahf-vfp-neon-3.2-oe-linux-gnueabi/usr/bin:/home/book/sysroots/i686-arago-linux/usr/bin"

  mkdir -p build
  CC=arm-linux-gnueabihf-gcc CXX=arm-linux-gnueabihf-g++ LD=arm-linux-gnueabihf-ld AR=arm-linux-gnueabihf-ar AS=arm-linux-gnueabihf-as NM=arm-linux-gnueabihf-nm STRIP= RANLIB=arm-linux-gnueabihf-strip       OBJDUMP=arm-linux-gnueabihf-objdump ./configure  --target=arm-linux-gnueabihf  --host=arm-linux-gnueabihf --build=i686-linux --with-libtool-sysroot=/home/book/sysroots/armv7ahf-vfp-neon-3.2-oe-linux-gnueabi   --prefix=$HOME/usbip_build

  # build all binaries
  make
  # install all binaries in $HOME/bin (no need of admin priviledges)
  make install

交叉编译工具的详细信息

  book@www.100ask.org:~$ arm-linux-gnueabihf-gcc -v
  Using built-in specs.
  COLLECT_GCC=/home/book/sysroots/i686-arago-linux/usr/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc
  COLLECT_LTO_WRAPPER=/home/book/sysroots/i686-arago-linux/usr/bin/../libexec/gcc/arm-linux-gnueabihf/4.7.3/lto-wrapper
  Target: arm-linux-gnueabihf
  Configured with: /cbuild/slaves/oorts/crosstool-ng/builds/arm-linux-gnueabihf-linux/.build/src/gcc-linaro-4.7-2013.03/configure 
  --build=i686-build_pc-linux-gnu 
  --host=i686-build_pc-linux-gnu
  --target=arm-linux-gnueabihf
  --prefix=/cbuild/slaves/oorts/crosstool-ng/builds/arm-linux-gnueabihf-linux/install 
  --with-sysroot=/cbuild/slaves/oorts/crosstool-ng/builds/arm-linux-gnueabihf-linux/install/arm-linux-gnueabihf/libc 
  --enable-languages=c,c++,fortran 
  --enable-multilib 
  --with-arch=armv7-a 
  --with-tune=cortex-a9 
  --with-fpu=vfpv3-d16 
  --with-float=hard 
  --with-pkgversion='crosstool-NG linaro-1.13.1-4.7-2013.03-20130313 - Linaro GCC 2013.03' 
  --with-bugurl=https://bugs.launchpad.net/gcc-linaro 
  --enable-__cxa_atexit 
  --enable-libmudflap 
  --enable-libgomp 
  --enable-libssp 
  --with-gmp=/cbuild/slaves/oorts/crosstool-ng/builds/arm-linux-gnueabihf-linux/.build/arm-linux-gnueabihf/build/static 
  --with-mpfr=/cbuild/slaves/oorts/crosstool-ng/builds/arm-linux-gnueabihf-linux/.build/arm-linux-gnueabihf/build/static 
  --with-mpc=/cbuild/slaves/oorts/crosstool-ng/builds/arm-linux-gnueabihf-linux/.build/arm-linux-gnueabihf/build/static 
  --with-ppl=/cbuild/slaves/oorts/crosstool-ng/builds/arm-linux-gnueabihf-linux/.build/arm-linux-gnueabihf/build/static 
  --with-cloog=/cbuild/slaves/oorts/crosstool-ng/builds/arm-linux-gnueabihf-linux/.build/arm-linux-gnueabihf/build/static 
  --with-libelf=/cbuild/slaves/oorts/crosstool-ng/builds/arm-linux-gnueabihf-linux/.build/arm-linux-gnueabihf/build/static 
  --with-host-libstdcxx='-L/cbuild/slaves/oorts/crosstool-ng/builds/arm-linux-gnueabihf-linux/.build/arm-linux-gnueabihf/build/static/lib -lpwl' 
  --enable-threads=posix 
  --disable-libstdcxx-pch 
  --enable-linker-build-id 
  --enable-gold 
  --with-local-prefix=/cbuild/slaves/oorts/crosstool-ng/builds/arm-linux-gnueabihf-linux/install/arm-linux-gnueabihf/libc 
  --enable-c99 
  --enable-long-long 
  --with-mode=thumb
  Thread model: posix
  gcc version 4.7.3 20130226 (prerelease) (crosstool-NG linaro-1.13.1-4.7-2013.03-20130313 - Linaro GCC 2013.03)

脚本说明：
- 首先是CFLAGS，该选项为C编译器选项，里边定义的变量为后续configure需要用到的，-march选项是交叉编译工具中选项--with-arch的值armv7-a；选项-marm指定arm指令集；选项-mthumb-interwork是生成的目标文件允许在ARM和Thumb之间交叉调用； -mfloat-abi对应交叉编译工具选项--with-float的值hard；选项-mfpu是CPU类型编译器，根据自己需求选择；选项-mtune指定的是目标处理器的名称，这里3352板子是cortex-a8；由于ti的交叉编译工具是将执行文件和库文件分开，因此需要特别指定库文件根目录，即设置参数--sysroot，该选项是指定逻辑目录，在这里是/home/book/sysroots/armv7ahf-vfp-neon-3.2-oe-linux-gnueabi。（重点是选项-match、-mtune和--sysroot，其他的选项视实际情况指定）
- 常用的CPU类型编译器选项
- LDFLAGS添加库搜索目录，CPATH添加头文件搜索目录，PATH添加交叉编译工具的执行目录
- --target和--host指定目标机的运行环境，这里为arm-linux-gnueabihf， --build选项是指定在哪里编译该环境，这里是Ubuntu12.04，为i686(命令uname -a可以查看)，--prefix指定编译后的安装目录
- 到这里配置结束，之后make、 make install 完成编译和安装，一般都不会正常的结束，出现的问题在后边进行汇总
编译成功后在配置时选项prefix的指定目录下有相应文件，将整个文件打包到3352开发板上，进入sbin目录下执行文件，若出现链接不到库文件的情况，将usbip目录中的lib路径加到/etc/ld.so.conf中，执行ldconfig即可

Ubuntu12.04上的编译

Ubuntu12.04本机上已经有usbip驱动了（目录：/lib/modules/`uname -r`/kernel/drivers/staging/usbip），所以不用自己编译成模块

对于想自己手动编译内核的话，进入usbip/目录，将Makefile修改后编译即可

 KERN_DIR = /usr/src/linux-headers-3.5.0-25-generic/  #源码目录

 all:
         make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules
 clean:
         make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
         rm -rf modules.ordes

 ccflags-y := -DDEBUG

 obj-m += usbip-core.o
 usbip-core-y := usbip_common.o usbip_event.o

 obj-m += vhci-hcd.o
 vhci-hcd-y := vhci_sysfs.o vhci_tx.o vhci_rx.o vhci_hcd.o

 obj-m += usbip-host.o
 usbip-host-y := stub_dev.o stub_main.o stub_rx.o stub_tx.o

编译用户测试源码：
- 由于Ubuntu12.04的版本比较旧，如果直接执行 sudo apt-get install usbip来安装usbip的话，可能会出现版本不兼容的情况，因此需要手动安装
- 安装对应板子内核版本的源码（3.2.0），并执行初始化配置
```
  sudo apt-get install linux-source-3.2.0

  sudo tar -xjvf /usr/src/linux-source-3.2.0/linux-source-3.2.0.tar.bz2

  cd linux-source-3.2.0/drivers/staging/usbip/userspace

  sudo ./autogen.sh
```
- 接下来就是配置和安装了，但有个注意点，就是./configure后会产生一个config.h文件，里边包含了一些版本的信息，需要对版本信息进行确认，在3352板子上执行usbip version可以查到信息，我这里是usbip (usbip-utils 1.1.1)，因此不需要改动，如果网络两边的版本不一致，可能会出现“usbip: debug: usbip_network.c:149:[usbip_net_recv_op_common] version mismatch: 262 273”通讯不了的情况
- 配置和安装
```
  # sudo sed -i 's%USBIP_VERSION 0x00000111%USBIP_VERSION 0x00000106%g'  config.h （这里示范：1.1.1版本改为1.0.6，不需要改动的可以跳过）

  # sudo ./configure --prefix=/usr --sysconfdir=/etc

  # sudo make install
```
- 加载模块
```
  modprobe -l |grep usbip

  sudo modprobe -a usbip-core usbip-host vhci-hcd
```
- 需要进行开机设定的可以写入/etc/modules
```
  # sudo vim /etc/modules

  #+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
  usbip-core
  usbip-host
  vhci-hcd
  #+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
```

测试例子

说明

服务端是插入Usb设备的一端，而客户端是获取usb设备信息的一端，例如，在服务端插入USB鼠标，当客户端和服务端连接后，就可以在服务端上操作客户端桌面，类似远程连接

Server

服务端需要插入的模块是usbip-core.ko和usbip-host.ko

命令解析

usbipd -D  #启动后台守护进程

usbip list -l  #罗列插入的usb设备，注意busid（2-1.1）
- busid 2-1.1 (046d:c077)
  Logitech, Inc. : M105 Optical Mouse (046d:c077)

usbip bind -b 2-1.1  #绑定设备
usbip: info: bind device on busid 2-1.1: complete

usbip unbind -b 2-1.1  #解绑设备
usbip: info: unbind device on busid 2-1.1: complete

client

客户端需要插入的模块是usbip-core.ko和vhci-hcd.ko

命令解析

#usbip list –r <server端ip地址>
usbip list -r 192.168.202.150

#usbip attach -r <server端ip地址> -b <busid>
usbip attach -r 192.168.202.150 -b 2-1.1

#usbip detach-p <port>
usbip detach -p 0

测试结果

在服务端3352板子上插入USB设备，可以对客户端的Ubuntu进行操作，换做U盘时出现Ubuntu识别到挂接，但找不到挂载点（猜想是虚拟机VM的问题），暂时没解决
在服务端Ubuntu上挂接U盘，在客户端3352板子上可以看到挂接的目录和文件内容

缺陷

将服务端的USB设备拔插，需要重新执行连接命令才能使用，热拔插支持不是很好

问题汇总

运行./autogen.sh时出现 Missing /usr/include/sysfs/libsysfs.h

缺少相关的库，运行sudo apt-get install libsysfs-dev
对于头文件的缺失，由于头文件的名字是以lib开头的，可以大胆猜测是缺少某些库，百度下就会有
如果安装后还出现找不到的情况，检查对应路径文件是否存在，存在则用sudo增加权限

configure配置时出现的错误

configure执行不成功时会把错误信息保留在config.log文件中
对于找不到一些类似于.o、-lc链接不上的情况，看下configure时链接库路径有没有出错
pkg-config版本太老的问题，执行sudo apt-get install pkg-config 更新pkg配置，并且将PATH环境变量中将自己添加的部分放在系统变量的后边

运行时出现cannot open "/usr/share/hwdata/usb.ids", No such file or directory

这个没影响的，只是用于识别设备驱动的名称
解决办法：将Ubuntu12.04相应位置的usb.ids复制到开发板相应位置上即可

连接时出现error: recv op_common

出现这个问题一般就是断连的情况
检查客户端是否绑定成功，再运行下绑定设备的命令，确定是否绑定成功
检查USB硬件上是否松动，执行多次罗列设备的命令，看看是否会出现经常查不到当前USB设备的情况（我自己的USB设备硬件就是松动，多次查询后就找不到设备）

连接时出现error:sorry, it's a bug!

这个在移植过程中只碰到过一次，猜想是库文件的问题，可能要考虑重新编译用户测试程序

Ti的参考脚本

Ti的东西有很多是可以学习的，不妨去看看Ti的SDK

环境初始化脚本

SDK_PATH="/home/aspeed/ti-sdk-am335x-evm-06.00.00.00/linux-devkit"
if [ -z "$ZSH_NAME" ] && [ "x$0" = "x./environment-setup" ]; then
   echo "Error: This script needs to be sourced. Please run as ". ./environment-setup""
   exit 1
else
   if [ -n "$BASH_SOURCE" ]; then
       SDK_PATH="`dirname $BASH_SOURCE`"
   fi
   SDK_PATH=`readlink -f "$SDK_PATH"`
   export SDK_PATH
fi
export SDK_SYS=i686-arago-linux
export TARGET_SYS=armv7ahf-vfp-neon-3.2-oe-linux-gnueabi
export TOOLCHAIN_SYS=arm-linux-gnueabihf
export TOOLCHAIN_PREFIX=$TOOLCHAIN_SYS-
export SDK_PATH_NATIVE=$SDK_PATH/sysroots/$SDK_SYS
export SDK_PATH_TARGET=$SDK_PATH/sysroots/$TARGET_SYS
export PATH=$SDK_PATH_NATIVE/usr/bin:$PATH
export CPATH=$SDK_PATH_TARGET/usr/include:$CPATH
export PKG_CONFIG_SYSROOT_DIR=$SDK_PATH_TARGET
export PKG_CONFIG_PATH=$SDK_PATH_TARGET/usr/lib/pkgconfig
export PKG_CONFIG_ALLOW_SYSTEM_LIBS=1
export CONFIG_SITE=$SDK_PATH/site-config-$TARGET_SYS
export CC=${TOOLCHAIN_PREFIX}gcc
export CXX=${TOOLCHAIN_PREFIX}g++
export GDB=${TOOLCHAIN_PREFIX}gdb
export CPP="${TOOLCHAIN_PREFIX}gcc -E"
export NM=${TOOLCHAIN_PREFIX}nm
export AS=${TOOLCHAIN_PREFIX}as
export AR=${TOOLCHAIN_PREFIX}ar
export RANLIB=${TOOLCHAIN_PREFIX}ranlib
export OBJCOPY=${TOOLCHAIN_PREFIX}objcopy
export OBJDUMP=${TOOLCHAIN_PREFIX}objdump
export STRIP=${TOOLCHAIN_PREFIX}strip
export CONFIGURE_FLAGS="--target=$TARGET_SYS --host=$TARGET_SYS --build=i686-linux --with-libtool-sysroot=$SDK_PATH_TARGET"
export CPPFLAGS=" -march=armv7-a    -marm -mthumb-interwork -mfloat-abi=hard -mfpu=neon -mtune=cortex-a8 --sysroot=$SDK_PATH_TARGET"
export CFLAGS="$CPPFLAGS"
export CXXFLAGS="$CPPFLAGS"
export LDFLAGS=" --sysroot=$SDK_PATH_TARGET"
export OECORE_NATIVE_SYSROOT=$SDK_PATH_NATIVE
export OECORE_TARGET_SYSROOT=$SDK_PATH_TARGET
export OECORE_ACLOCAL_OPTS="-I $SDK_PATH_NATIVE/usr/share/aclocal"
export OECORE_DISTRO_VERSION="2013.05"
export OECORE_SDK_VERSION="2013.05"
export OE_QMAKE_CFLAGS="$CFLAGS"
export OE_QMAKE_CXXFLAGS="$CXXFLAGS"
export OE_QMAKE_LDFLAGS="$LDFLAGS"
export OE_QMAKE_CC=$CC
export OE_QMAKE_CXX=$CXX
export OE_QMAKE_LINK=$CXX
export OE_QMAKE_AR=$AR
export OE_QMAKE_LIBDIR_QT=$SDK_PATH_TARGET/usr/lib
export OE_QMAKE_INCDIR_QT=$SDK_PATH_TARGET/usr/include/qtopia
export OE_QMAKE_MOC=$SDK_PATH_NATIVE/usr/bin/moc4
export OE_QMAKE_UIC=$SDK_PATH_NATIVE/usr/bin/uic4
export OE_QMAKE_UIC3=$SDK_PATH_NATIVE/usr/bin/uic34
export OE_QMAKE_RCC=$SDK_PATH_NATIVE/usr/bin/rcc4
export OE_QMAKE_QDBUSCPP2XML=$SDK_PATH_NATIVE/usr/bin/qdbuscpp2xml4
export OE_QMAKE_QDBUSXML2CPP=$SDK_PATH_NATIVE/usr/bin/qdbusxml2cpp4
export OE_QMAKE_QT_CONFIG=$SDK_PATH_TARGET/usr/share/qtopia/mkspecs/qconfig.pri
export OE_QMAKE_STRIP="echo"
export QMAKESPEC=$SDK_PATH_TARGET/usr/share/qtopia/mkspecs/linux-g++
#export PS1="[e[32;1m][linux-devkit][e[0m]:w> "

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