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）.
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
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; //虚拟地址缓存区 10 static dma_addr_t usb_buf_phys; //DMA缓存区 11 static int len; //数据包长度 12 static struct urb *uk_urb; //urb数据传输所用结构体 13 14 static struct usb_device_id myusb_mouseid_table [] = { 15 { USB_INTERFACE_INFO( 16 USB_INTERFACE_CLASS_HID, //接口类：hid类 17 USB_INTERFACE_SUBCLASS_BOOT, //子类：启动设备类 18 USB_INTERFACE_PROTOCOL_MOUSE) }, // USB协议：鼠标协议 19 }; 20 21 static void myusb_mouseirq(struct urb *urb) 22 { 23 static unsigned char pre_val; 25 /* USB鼠标数据含义* data[0]: bit0-左键, 1-按下, 0-松开 26 * bit1-右键, 1-按下, 0-松开 27 * bit2-中键, 1-按下, 0-松开 29 */ 30 if ((pre_val & (1<<0)) != (usb_buf[0] & (1<<0))) 31 { 32 /* 左键发生了变化 */ 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 /* 右键发生了变化 */ 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 /* 中键发生了变化 */ 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); // 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 60 struct usb_host_interface *interface; // 当前接口 61 struct usb_endpoint_descriptor *endpoint; 62 int pipe; // 端点管道 63 64 interface = intf->cur_altsetting; 65 endpoint = &interface->endpoint[0].desc; // 当前接口下的端点描述符 66 67 /* a. 分配一个input_dev */ 68 uk_dev = input_allocate_device(); 70 /* b. 设置 */ 71 /* 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)
72 set_bit(EV_KEY, uk_dev->evbit);
73 set_bit(EV_REP, uk_dev->evbit); 74 75 /* b.2 能产生哪些事件 */ 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. 注册 */ 81 input_register_device(uk_dev); 82 83 /* d. 硬件相关操作 */ 84 /* 数据传输3要素: 源,目的,长度 */ 85 /* 源: USB设备的某个端点 */ 86 pipe = usb_rcvintpipe(dev, endpoint->bEndpointAddress); 87 88 /* 长度: */ 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传输素具的urb结构体 97 /* 使用"3要素设置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; //设置DMA地址 100 uk_urb->transfer_flags |= URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP; //设置使用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! "); 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/设置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. 注册 */ 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、源码分析
3.1 id_table
1 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
1 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);
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
1 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);
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);
1 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
参考：https://www.cnblogs.com/lifexy/p/7641602.html