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USB驱动编写指南
1 概念：模块和设备文件
1.1模块
模块是在核空间运行的程序，实际上是一种目标对象文件，没有，不能独立运行，但是可以装载到系统中作为核的一部分运行，从而可以动态扩充核的功能。模块最主要的用处就是用来实现设备驱动程序。Linux下对于一个硬件的驱动，可以有两种方式：直接加载到核代码中，启动核时就会驱动此硬件设备。另一种就是以模块方式，编译生成一个.ko文件(在2.4以下核中是用.o作模块文件，我们以2.6的核为准，以下同)。当应用程序需要时再加载到核空间运行。所以我们所说的一个硬件的驱动程序，通常指的就是一个驱动模块。 1.2设备文件
设备文件对于一个设备，它可以在/dev下面存在一个对应的逻辑设备节点，这个节点以文件的形式存在，但它不是普通意义上的文件，它是设备文件，更确切 的说，它是设备节点。这个节点是通过mknod命令建立的，其中指定了主设备号和次设备号。主设备号表明了某一类设备，一般对应着确定的驱动程序；次设备号一般是区分不同属性，例如不同的使用方法，不同的位置，不同的操作。这个设备号是从/proc/devices文件中获得的，所以一般是先有驱动程序在核中，才有设备节点在目录中。这个设备号（特指主设备号）的主要作用，就是声明设备所使用的驱动程序。驱动程序和设备号是一一对应的，当你打开一个设备文件时，操作系统就已经知道这个设备所对应的驱动程序。对于一个硬件，Linux是这样来进行驱动的：首先，我们必须提供一个.ko的驱动模块文件。我们要使用这个驱动程序，首先要加载它，我们可以用insmod xxx.ko，这样驱动就会根据自己的类型（字符设备类型或块设备类型，例如鼠标就是字符设备而硬盘就是块设备）向系统注册，注册成功系统会反馈一个主设备号，这个主设备号就是系统对它的唯一标识。驱动就是根据此主设备号来创建一个一般放置在/dev目录下的设备文件。在我们要访问此硬件时，就可以对设备文件通过open、read、write、close等命令进行。而驱动就会接收到相应的read、write操作而根据自己的模块中的相应函数进行操作 了。
2USB驱动程序如何应用
了解了上述理论后，我们就可以动手写驱动程序，如果你基本功好，而且写过linux下的硬件驱动，USB的硬件驱动和pci_driver很类似，那么写 USB的驱动就比较简单了，如果你只是大体了解了linux的硬件驱动，那也不要紧，因为在linux的核源码中有一个框架程序可以拿来借用一下，这个框架程序在/usr/src/~（你的核版本，以下同）/drivers/usb下，文件名为usb-skeleton.c。写一个USB的驱动程序最基本的要做四件事：驱动程序要支持的设备、注册USB驱动程序、探测和断开、提交和控制urb（USB请求块）（当然也可以不用urb来传输数据，下文我们会说到）。 2.1驱动程序支持的设备
驱动程序支持的设备有一个结构体struct usb_device_id，这个结构体提供了一列不同类型的该驱动程序支持的USB设备，对于一个只控制一个特定的USB设备的驱动程序来说，struct usb_device_id表被定义为： /* 驱动程序支持的设备列表 */
static struct usb_device_id skel_table = {
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{ USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID, USB_SKEL_PRODUCT_ID) }, { } /* 终止入口 */ };
MODULE_DEVICE_TABLE (usb, skel_table);
对于PC驱动程序，MODULE_DEVICE_TABLE是必需的，而且usb必需为该宏的第一个值，而USB_SKEL_VENDOR_ID和 USB_SKEL_PRODUCT_ID就是这个特殊设备的制造商和产品的ID了，我们在程序中把定义的值改为我们这款USB的，如： /* 定义制造商和产品的ID号 */
#define USB_SKEL_VENDOR_ID 0x1234 #define USB_SKEL_PRODUCT_ID 0x2345 这两个值可以通过命令lsusb，当然你得先把USB设备先插到主机上了。或者查看厂商的USB设备的手册也能得到，在我机器上运行lsusb是这样的结果： Bus 004 Device 001: ID 0000:0000
Bus 003 Device 002: ID 1234:2345 Abc Corp. Bus 002 Device 001: ID 0000:0000 Bus 001 Device 001: ID 0000:0000
得到这两个值后把它定义到程序里就可以了。 2.2注册USB驱动程序
注册USB驱动程序所有的USB驱动程序都必须创建的结构体是struct usb_driver。这个结构体必须由USB驱动程序来填写，包括许多回调函数和变量，它们向USB核心代码描述USB驱动程序。创建一个有效的struct usb_driver结构体，只须要初始化五个字段就可以了，在框架程序中是这样的：
static struct usb_driver skel_driver = { .owner = THIS_MODULE, .name = \.probe = skel_probe,
.disconnect = skel_disconnect, .id_table = skel_table, };
struct module *owner ：指向该驱动程序的模块所有者的批针。USB核心使用它来正确地对该USB驱动程序进行引用计数，使它不会在不合适的时刻被卸载掉，这个变量应该被设置为THIS_MODULE宏。
const char *name：指向驱动程序名字的指针，在核的所有USB驱动程序中它必须是唯一的，通常被设置为和驱动程序模块名相同的名字。
int (*probe) (struct usb_interface *intf,const struct usb_device_id *id)：这个是指向USB驱动程序中的探测函数的指针。当USB核心认为它有一个接口（usb_interface）可以由该驱动程序处理时，这个函数被调用。
void (disconnect)(struct usb_interface *intf)：指向USB驱动程序中的断开函数的指针，当一个USB接口（usb_interface）被从系统中移除或者驱动程序正在从USB核心中卸载时，USB核心将调用这个函数。
const struct usb_device_id *id_table：指向ID设备表的指针，这个表包含了一列该驱动程序可以支持的USB设备，如果没有设置这个变量，USB驱动程序中的探测回调函数就不会被调用。
在这个结构体中还有其它的几个回调函数不是很常用，这里就不一一说明了。以struct
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usb_driver 指针为参数的usb_register_driver函数调用把struct usb_driver注册到USB核心。一般是在USB驱动程序的模块初始化代码中完成这个工作的： static int __init usb_skel_init(void) {
int result;
/* 驱动程序注册到USB子系统中*/ result = usb_register(&skel_driver); if (result)
err(\return result; }
当USB驱动程序将要被卸载时，需要把struct usb_driver从核中注销。通过调用usb_deregister_driver来完成这个工作，当调用发生时，当前绑定到该驱动程序上的任何USB接口都被断开，断开函数将被调用： static void __exit usb_skel_exit(void) {
/* 从子系统注销驱动程序*/ usb_deregister(&skel_driver); }
2.3探测和断开
探测和断开当一个设备被安装而USB核心认为该驱动程序应该处理时，探测函数被调用，探测函数检查传递给它的设备信息，确定驱动程序是否真的适合该设备。当驱动程序因为某种原因不应该控制设备时，断开函数被调用，它可以做一些清理工作。探测回调函数中，USB驱动程序初始化任何可能用于控制USB设备的局部结构体，它还把所需的任何设备相关信息保存到一个局部结构体中，下面是探测函数的部分源码，我们加以分析。 /* 设置端点信息 */
/* 只使用第一个批量IN和批量OUT端点 */ iface_desc = interface->cur_altsetting;
for (i = 0; i < iface_desc->desc.bNumEndpoints; ++i) { endpoint = &iface_desc->endpoint.desc; if (!dev->bulk_in_endpointAddr &&
(endpoint->bEndpointAddress & USB_DIR_IN) &&
((endpoint->bmAttributes & USB_ENDPOINT_XFERTYPE_MASK) == USB_ENDPOINT_XFER_BULK)) { /* 找到一个批量IN端点 */
buffer_size = endpoint->wMaxPacketSize; dev->bulk_in_size = buffer_size;
dev->bulk_in_endpointAddr = endpoint->bEndpointAddress; dev->bulk_in_buffer = kmalloc(buffer_size, GFP_KERNEL); if (!dev->bulk_in_buffer) {
err(\goto error; }
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USB驱动编程指南
