linux-3.4.2\driver\hid\usbhid\usbmouse.c 内核只带USB驱动程序

(hub和usb是两个不同的设备,hub在内核上电的过程中在usb_hub_init函数中调用usb_register来注册,usb驱动才是我们自己写的驱动,也是用usb_register来注册,内核只带驱动程序是通过宏module_usb_driver来注册的,作用和usb_register一样)

现象:把USB设备接到PC

1. 右下角弹出"发现android phone"
2. 跳出一个对话框,提示你安装驱动程序

问1. 既然还没有"驱动程序",为何能知道是"android phone"
答1. windows里已经有了USB的总线驱动程序,接入USB设备后,是"总线驱动程序"知道你是"android phone"
提示你安装的是"设备驱动程序"

USB总线驱动程序负责:识别USB设备, 给USB设备找到对应的驱动程序

问2. USB设备种类非常多,为什么一接入电脑,就能识别出来?
答2. PC和USB设备都得遵守一些规范。
比如:USB设备接入电脑后,PC机会发出"你是什么"?
USB设备就必须回答"我是xxx", 并且回答的语言必须是中文
USB总线驱动程序会发出某些命令想获取设备信息(描述符),
USB设备必须返回"描述符"给PC

问3. PC机上接有非常多的USB设备,怎么分辨它们?
USB接口只有4条线: 5V,GND,D-,D+
答3. 每一个USB设备接入PC时,USB总线驱动程序都会给它分配一个编号
接在USB总线上的每一个USB设备都有自己的编号(地址)
PC机想访问某个USB设备时,发出的命令都含有对应的编号(地址)

问4. USB设备刚接入PC时,还没有编号;那么PC怎么把"分配的编号"告诉它?
答4. 新接入的USB设备的默认编号是0,在未分配新编号前,PC使用0编号和它通信。

问5. 为什么一接入USB设备,PC机就能发现它?
答5. PC的USB口内部,D-和D+接有15K的下拉电阻,未接USB设备时为低电平
USB设备的USB口内部,D-或D+接有1.5K的上拉电阻;它一接入PC,就会把PC USB口的D-或D+拉高,从硬件的角度通知PC有新设备接入

其他概念:
1. USB是主从结构的
所有的USB传输,都是从USB主机这方发起;USB设备没有"主动"通知USB主机的能力。
例子:USB鼠标滑动一下立刻产生数据,但是它没有能力通知PC机来读数据,只能被动地等得PC机来读。

2. USB的传输类型:
a. 控制传输:可靠,时间有保证,比如:USB设备的识别过程
b. 批量传输: 可靠, 时间没有保证, 比如:U盘
c. 中断传输(通过不断查询来读取数据):可靠,实时,比如:USB鼠标
d. 实时传输:不可靠,实时,比如:USB摄像头

3. USB传输的对象:端点(endpoint)
我们说"读U盘"、"写U盘",可以细化为:把数据写到U盘的端点1,从U盘的端点2里读出数据
除了端点0外,每一个端点只支持一个方向的数据传输
端点0用于控制传输,既能输出也能输入

4. 每一个端点都有传输类型,传输方向

5. 术语里、程序里说的输入(IN)、输出(OUT) "都是" 基于USB主机的立场说的。
比如鼠标的数据是从鼠标传到PC机, 对应的端点称为"输入端点"

6. USB总线驱动程序的作用
a. 识别USB设备
b. 查找并安装对应的设备驱动程序
c. 提供USB读写函数

USB驱动程序框架:

app:
-------------------------------------------
USB设备驱动程序 // 知道数据含义
内核 --------------------------------------
USB总线驱动程序 // 1. 识别, 2. 找到匹配的设备驱动, 3. 提供USB读写函数 (它不知道数据含义)
-------------------------------------------
USB主机控制器
UHCI OHCI EHCI
硬件 -----------
USB设备

UHCI: intel, 低速(1.5Mbps)/全速(12Mbps)
OHCI: microsoft 低速/全速
EHCI: 高速(480Mbps)

USB总线驱动程序的作用
1. 识别USB设备
1.1 分配地址
1.2 并告诉USB设备(set address)
1.3 发出命令获取描述符
描述符的信息可以在include\linux\usb\Ch9.h看到

2. 查找并安装对应的设备驱动程序

3. 提供USB读写函数

把USB设备接到开发板上,看输出信息:
usb 1-1: new full speed USB device using s3c2410-ohci and address 2
usb 1-1: configuration #1 chosen from 1 choice
scsi0 : SCSI emulation for USB Mass Storage devices
scsi 0:0:0:0: Direct-Access HTC Android Phone 0100 PQ: 0 ANSI: 2
sd 0:0:0:0: [sda] Attached SCSI removable disk
拔掉
usb 1-1: USB disconnect, address 2

再接上:
usb 1-1: new full speed USB device using s3c2410-ohci and address 3
usb 1-1: configuration #1 chosen from 1 choice
scsi1 : SCSI emulation for USB Mass Storage devices
scsi 1:0:0:0: Direct-Access HTC Android Phone 0100 PQ: 0 ANSI: 2
sd 1:0:0:0: [sda] Attached SCSI removable disk

在内核目录下搜:
grep "USB device using" * -nR
drivers/usb/core/hub.c:2186: "%s %s speed %sUSB device using %s and address %d\n",

usb_hub_init

  khubd_task = kthread_run(hub_thread, NULL, "khubd");

                wait_event_freezable

hub_irq  //主机设备驱动注册的中断,调用kick_khubd
  kick_khubd  //会唤醒hub_thread里面休眠的进程
    hub_thread
      hub_events
        hub_port_connect_change

          udev = usb_alloc_dev(hdev, hdev->bus, port1);
              dev->dev.bus = &usb_bus_type;

          choose_address(udev); // 给新设备分配编号(地址)

          hub_port_init // usb 1-1: new full speed USB device using s3c2410-ohci and address 3

            hub_set_address // 把编号(地址)告诉USB设备

            usb_get_device_descriptor(udev, 8); // 获取设备描述符,先获得8字节长度,其中有设备支持的包长度,下面在发一次获取描述符,用真实长度
            retval = usb_get_device_descriptor(udev, USB_DT_DEVICE_SIZE);

          usb_new_device(udev)
              err = usb_get_configuration(udev); // 把所有的描述符都读出来,并解析
              usb_parse_configuration

              device_add // 把device放入usb_bus_type的dev链表,
                    // 从usb_bus_type的driver链表里取出usb_driver,
                    // 把usb_interface和usb_driver的id_table比较
                    // 如果能匹配,调用usb_driver的probe

<LINUX内核源代码情景分析>

怎么写USB设备驱动程序?(驱动是针对接口来说的)
1. 分配/设置usb_driver结构体
.id_table
.probe
.disconnect
2. 注册

(本例子用的是usb鼠标的端点是中断端点,例子中很多函数名中有个int,实时端点是iso,批量端点是bulk,控制端点是control)

测试1th/2th:
1. make menuconfig去掉原来的USB鼠标驱动
-> Device Drivers
-> HID Devices
<> USB Human Interface Device (full HID) support

2. make uImage 并使用新的内核启动

3. insmod usbmouse_as_key.ko
4. 在开发板上接入、拔出USB鼠标

测试3th:
1. insmod usbmouse_as_key.ko
2. ls /dev/event*
3. 接上USB鼠标
4. ls /dev/event*
5. 操作鼠标观察数据

鼠标发送给PC的数据每次4个字节 :(不同鼠标可能不同)
BYTE1 BYTE2 BYTE3 BYTE4 
定义分别是: 
BYTE1 -- 
       |--bit7:   1   表示   Y   坐标的变化量超出-256   ~   255的范围,0表示没有溢出  ;
       |--bit6:   1   表示   X   坐标的变化量超出-256   ~   255的范围,0表示没有溢出;  
       |--bit5:   Y   坐标变化的符号位,1表示负数,即鼠标向下移动  ;
       |--bit4:   X   坐标变化的符号位,1表示负数,即鼠标向左移动  ;
       |--bit3:     恒为1  ;
       |--bit2:     1表示中键按下  ;
       |--bit1:     1表示右键按下  ;
       |--bit0:     1表示左键按下  ;
BYTE2 -- X坐标变化量,与byte的bit4组成9位符号数,负数表示向左移,正数表右移。用补码表示变化量;  
BYTE3 -- Y坐标变化量,与byte的bit5组成9位符号数,负数表示向下移,正数表上移。用补码表示变化量 ;
BYTE4 -- 滚轮变化。 
BYTE1的4-7全为0的时候,BYTE2 BYTE3的正负表示鼠标移动方向 。

测试4th:
1. insmod usbmouse_as_key.ko
2. ls /dev/event*
3. 接上USB鼠标
4. ls /dev/event*
5. cat /dev/tty1 然后按鼠标键
6. hexdump /dev/event0

关键代码分析:

/* d. 硬件相关操作 */
/* 数据传输3要素: 源,目的,长度 */
/* 源: USB设备的某个端点 */
pipe = usb_rcvintpipe(dev, endpoint->bEndpointAddress);    //就是个宏,里面有端点地址、类型、方向等信息

/* 长度: */
len = endpoint->wMaxPacketSize;

/* 目的: */
usb_buf = usb_alloc_coherent(dev, len, GFP_ATOMIC, &usb_buf_phys);    //usb_buf_phys是分配的物理地址usb数据保存位置,usb_buf是对应的虚拟地址

/* 使用"3要素" */
/* 分配usb request block */
uk_urb = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL);
/* 使用"3要素设置urb" */

//usbmouse_as_key_irq回调函数,回调函数在URB提交过程后被调用,负责检查提交状态、释放传输输出缓冲区

//韦东山的程序中,选直接在回调函数中打印数据,根据鼠标动作参数的数据在定义其不同的意思

//主机查询频率bInterval,主机不断查询,当有数据并且把数据存放后会调用回调函数
usb_fill_int_urb(uk_urb, dev, pipe, usb_buf, len, usbmouse_as_key_irq, NULL, endpoint->bInterval);
uk_urb->transfer_dma = usb_buf_phys;
uk_urb->transfer_flags |= URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP;

/* 使用URB */
usb_submit_urb(uk_urb, GFP_KERNEL);

USB描述符

12、USB设备驱动程序的更多相关文章

  1. USB设备驱动程序学习笔记(一)

    现象:把USB设备接到PC1. 右下角弹出"发现android phone"2. 跳出一个对话框,提示你安装驱动程序 问1. 既然还没有"驱动程序",为何能知道 ...

  2. USB设备驱动程序(一)

    USB驱动编程原理: 当我们把USB设备插入USB口时会提示需要安装相对应的驱动,如USB鼠标.USB键盘等,这些电脑自己自身已经自带有相对于的驱动程序, 当电脑检查到该USB设备类型相同就去帮你安装 ...

  3. USB设备驱动程序1

    目的:USB鼠标用作按键,左键相当于字母L,右键相当于字母S,中键相当于Enter.如何来实现?用到输入子系统:1)分配input_dev2)设置3)注册4)硬件相关操作对于USB鼠标来说,硬件操作应 ...

  4. EDK II之USB设备驱动程序的加载与运行

    本文简单介绍一下USB设备的驱动程序是如何匹配设备以及被加载的: 上文(UDK中USB总线驱动的实现框架)提到USB总线枚举设备的最后一步是调用gBS->ConnectController()去 ...

  5. USB驱动程序之USB设备驱动程序1简单编写

    1.驱动编写分析 (1)usb总线驱动程序在我们接入USB设备的时候会帮我们构造一个新的usb_device.注册到总线里面来.左边这一块已经帮我们做好了,我们要做的是右边这一块.我们要构造一个usb ...

  6. USB驱动程序之USB设备驱动程序2鼠标用作键盘学习笔记

    1.usbmouse.c (1)probe函数 在这个probe函数后判断是不是一个鼠标,先得到usb_host_interface结构体,除了端点0外,端点个数如果不是1,返回错误,表示不是自己能支 ...

  7. USB设备驱动程序(二)

    首先我们来看USB设备描述符的结构: 在USB总线识别设备阶段就将USB描述符发送给了USB总线驱动程序,设备的数据传输对象是端点,端点0是特殊端点,在USB总线驱动程序识别阶段, 会分配一个地址给U ...

  8. USB设备驱动程序学习笔记(二)

    一.usbmouse_as_key.c /* * drivers\hid\usbhid\usbmouse.c */ #include <linux/kernel.h>#include &l ...

  9. usb设备驱动程序

    韦老师写的,供参考 /*  * drivers\hid\usbhid\usbmouse.c  */ #include <linux/kernel.h> #include <linux ...

随机推荐

  1. xsy3320 string

    xsy3320 string 题意: ​ 给一颗树,每条边上有一个字符,求有多少条路径是回文的.(\(N\leq50000\),\(c\in\{1,2\}\)) 题解: ​ 前置芝士:回文前缀& ...

  2. BZOJ1814: Ural 1519 Formula 1(插头Dp)

    Description Regardless of the fact, that Vologda could not get rights to hold the Winter Olympic gam ...

  3. linux系统常用日志

    系统日志记录着系统运行中的记录信息,在服务或者系统发生故障的时候,通过查询系统日志,可以帮助我们诊断.系统日志可以预警安全问题,系统日志一般都存放在/var/log目录下 /var/log/dmesg ...

  4. Day 3 EX 购物车自写

    # -*- coding: utf_8 _*_# Author:Vi import copygoods = [0,[1,'iphone',20],[2,'ipad',2500]]salary = in ...

  5. chrome模拟手机功能

    在搭建好web側环境之后.能够使用chrome来模拟手机的功能 直接上图吧: 图1是直接模拟一个通用的界面 图2里面能够选择不同的手机型号,还是比較全的! 选择一个查看一下,和手机是一样的效果,非常赞 ...

  6. Linux - 用 Konstruct 安装 KDE 3.x

    make-kde3.x Linux - 用 Konstruct 安装 KDE 3.x 找个截图工具 khtml2png (http://khtml2png.sourceforge.net/), 现在都 ...

  7. resource-color 的引用

    1.在xml文件中引用 android:textColor="@color/tv_top_title_color" 2.在代码中引用 1)在color.xml中定义 <?xm ...

  8. [NOI.AC#35]string 缩点+拓扑排序

    链接 因为有交换相邻字母,因此给你字符串就相当于给你了这个字符串的所有排列 把等价的串映射到整数范围,再根据 \(m\) 种魔法连边,缩点后在 DAG 上DP即可 无耻地用了int128 #inclu ...

  9. gomail发送附件

    采用github.com/go-gomail/gomail/ 的邮件功能,可以发送附件 以及html文档,下面是其给出的demo,测试通过. package main //cmd: go get go ...

  10. 阅读笔记——Web应用程序

    Web应用程序与DD文件 Web应用程序 web应用程序是一种可以通过Web访问的应用程序.Web应用程序最大的好处是永和很容易访问应用程序.用户只需要有浏览器即可,不需要安装其他任何软件.一个Web ...