​某设备提供了USB串口功能,上位机(Host端)可以通过USB串口与之通信。对于Linux上位机,比如Ubuntu,自带usbserial驱动,当安装usbserial驱动后,上位机就会生成ttyUSBx(x=0~n)设备,通过ttyUSBx就能与设备端进行USB串口通信。

该设备不仅提供了USB串口,也同时提供了adb口的功能。实际应用中发现,将设备通过USB线连接到Ubuntu PC后,有生成adb口,adb能正常使用;但是串口驱动默认没有加载,手动insmod usbserial后,串口可以正常使用,但是adb口却不通了。

usbserial的使用方法可参考kernel document:Documentation/usb/usb-serial.txt

  1. insmod usbserial vendor=0x#### product=0x####
  2. ####是vendor id和product id。

调查发现,Ubuntu加载usbserial驱动后,原来的adb口会被识别为USB串口,生成新的ttyUSBx设备,导致Ubuntu端的adb无法正常与设备端通信。从这个现象看,是Ubuntu端usbserial驱动错误地匹配了本来不应该属于它匹配的设备。具体情况如下。

成功执行adb shell后,加载usbserial驱动之前,在Ubuntu上执行 lsusb -t 指令得到的结果截取如下:

Bus 03.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci_hcd/10p, 480M

|__ Port 6: Dev 4, If 5, Class=Vendor Specific Class, Driver=, 480M

|__ Port 6: Dev 4, If 6, Class=Vendor Specific Class, Driver=usbfs, 480M

加载usbserial驱动之后,再次插拔USB,在Ubuntu上执行 lsusb -t 指令得到的结果截取如下:

Bus 03.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci_hcd/10p, 480M

|__ Port 6: Dev 4, If 5, Class=Vendor Specific Class, Driver=usbserial_generic, 480M

|__ Port 6: Dev 4, If 6, Class=Vendor Specific Class, Driver=usbserial_generic, 480M

If 5对应的是串口,If 6对应的是adb口;正常情况下,adb口匹配的驱动是usbfs ,异常情况下,adb口匹配的驱动是 usbserial_generic 。

为什么usbserial驱动会错误地匹配了本来不应该属于它匹配的设备呢?这个需要从源码码中去寻找答案(Linus名言:Read the fu*k source code  ^_^)。

代码路径在 drivers/usb/serial/*,关键代码如下,从match_flags可以看出,usb generic serial驱动是简单地通过vendor id和product id来匹配设备。

  1. drivers/usb/serial/generic.c
  2.  
  3. int usb_serial_generic_register(void)
  4. {
  5. int retval = 0;
  6.  
  7. #ifdef CONFIG_USB_SERIAL_GENERIC
  8. generic_device_ids[0].idVendor = vendor;
  9. generic_device_ids[0].idProduct = product;
  10. generic_device_ids[0].match_flags =
  11. USB_DEVICE_ID_MATCH_VENDOR | USB_DEVICE_ID_MATCH_PRODUCT;
  12.  
  13. retval = usb_serial_register_drivers(serial_drivers,
  14. "usbserial_generic", generic_device_ids);
  15. #endif
  16. return retval;
  17. }
  18.  
  19. drivers/usb/serial/usb-serial.c
  20.  
  21. static int __init usb_serial_init(void)
  22. {
  23. int result;
  24.  
  25. usb_serial_tty_driver = alloc_tty_driver(USB_SERIAL_TTY_MINORS);
  26. ...
  27. /* register the generic driver, if we should */
  28. result = usb_serial_generic_register();

由于该设备的adb口和串口都是基于同样的USB设备,具有同样的vendor id和product id,那adb口被识别成串口,也就能理解了。

原因找到了,那有没有办法解决这个问题呢?

1)上位机先执行adb shell把adb口占住,再加载usbserial驱动,则adb口不会被重新匹配serial驱动;但是重新插拔USB后,又需要卸载usbserial驱动,再重复此过程。临时用用倒是可以。

2)修改usbserial驱动。在开发嵌入式产品时,一般上位机也是需要源码级开发的,在这种场景下修改usbserial驱动比较适用。

看看adb和generic串口的接口描述符信息。在Ubuntu上执行lsusb -v指令后得到的adb接口描述符如下:

Interface Descriptor:

bLength                 9

bDescriptorType         4

bInterfaceNumber        6

bAlternateSetting       0

bNumEndpoints           2

bInterfaceClass       255 Vendor Specific Class

bInterfaceSubClass     66

bInterfaceProtocol      1

iInterface             10 ADB Interface

usb generic串口的接口描述符如下:

Interface Descriptor:

bLength                 9

bDescriptorType         4

bInterfaceNumber        5

bAlternateSetting       0

bNumEndpoints           2

bInterfaceClass       255 Vendor Specific Class

bInterfaceSubClass     0

bInterfaceProtocol      0

可以看到两者的 bInterfaceClass 是一样的,都是 Vendor Specific Class ,但是 bInterfaceSubClass 和 bInterfaceProtocol 不一样。所以可以考虑修改usbserial驱动的匹配规则,除了vendor id和product id之外,再加入按interface class和interface protocol联合匹配。

除了USB generic serial驱动外,还有一些厂商自定义的USB serial驱动,比如 drivers/usb/serial/option.c,该驱动就在probe函数里面设置了一些判断条件,避免匹配上不该匹配的设备,可用来参考。如下,代码注释得相当详细,不再赘述。

  1. static int option_probe(struct usb_serial *serial,
  2. const struct usb_device_id *id)
  3. {
  4. struct usb_interface_descriptor *iface_desc =
  5. &serial->interface->cur_altsetting->desc;
  6. unsigned long device_flags = id->driver_info;
  7.  
  8. /* Never bind to the CD-Rom emulation interface */
  9. if (iface_desc->bInterfaceClass == USB_CLASS_MASS_STORAGE)
  10. return -ENODEV;
  11.  
  12. /*
  13. * Don't bind reserved interfaces (like network ones) which often have
  14. * the same class/subclass/protocol as the serial interfaces. Look at
  15. * the Windows driver .INF files for reserved interface numbers.
  16. */
  17. if (device_flags & RSVD(iface_desc->bInterfaceNumber))
  18. return -ENODEV;
  19.  
  20. /*
  21. * Allow matching on bNumEndpoints for devices whose interface numbers
  22. * can change (e.g. Quectel EP06).
  23. */
  24. if (device_flags & NUMEP2 && iface_desc->bNumEndpoints != 2)
  25. return -ENODEV;
  26.  
  27. /* Store the device flags so we can use them during attach. */
  28. usb_set_serial_data(serial, (void *)device_flags);
  29.  
  30. return 0;
  31. }

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