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嵌入式Linux USB驱动开发之教你一步步编写USB驱动程序

发布于：2017-11-03 10:18:03 来自：电气工程/工业自动化 [复制转发]

编写与一个USB 设备驱动程序的方法和其他总线驱动方式类似，驱动程序把驱动程序对象注册到 USB 子系统中，稍后再使用制造商和设备标识来判断是否安装了硬件。当然，这些制造商和设备标识需要我们编写进 USB 驱动程序中。

USB 驱动程序依然遵循设备模型 —— 总线、设备、驱动。和 I2C 总线设备驱动编写一样，所有的 USB 驱动程序都必须创建的主要结构体是 struct usb_driver ，它们向 USB 核心代码描述了 USB 驱动程序。但这是个外壳，只是实现设备和总线的挂接，具体的 USB 设备是什么样的，如何实现的，比如一个字符设备，我们还需填写相应的文件操作接口，下面我们从外到里进行剖析，学习如何搭建这样的一个 USB 驱动外壳框架：

一、注册USB 驱动程序

Linux 的设备驱动，特别是这种 hotplug 的 USB 设备驱动，会被编译成模块，然后在需要时挂在到内核。所以 USB 驱动和注册与正常的模块注册、卸载是一样的，下面是 USB 驱动的注册与卸载：

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1. static int __init usb_skel_init(void)

2. {

3. int result;

4. /* register this driver with the USB subsystem */

5. result = usb_register(&skel_driver);

6. if (result)

7. err("usb_register failed. Error number %d", result);

9. return result;

10. }

11.

12. static void __exit usb_skel_exit(void)

13. {

14. /* deregister this driver with the USB subsystem */

15. usb_deregister(&skel_driver);

16. }

17.

18. module_init (usb_skel_init);

19. module_exit (usb_skel_exit);

20. MODULE_LICENSE("GPL");

USB 设备驱动的模块加载函数通用的方法是在 I2C 设备驱动的模块加载函数中使用 usb_register （ struct *usb_driver ）函数添加 usb_driver 的工作 , 而在模块卸载函数中利用 usb_deregister （ struct *usb_driver ）做相反的工作。对比 I2C 设备驱动中的 i2c_add_driver(&i2c_driver) 与 i2c_del_driver(&i2c_driver) 。

struct usb_driver 是 USB 设备驱动 , 我们需要实现其成员函数：

[cpp] view plain copy

1. static struct usb_driver skel_driver = {

2. .owner = THIS_MODULE,

3. .name = "skeleton",

4. .id_table = skel_table,

5. .probe = skel_probe,

6. .disconnect = skel_disconnect,

7. };

从代码看来，usb_driver 需要初始化五个字段：

模块的所有者 THIS_MODULE
模块的名字 skeleton
probe 函数 skel_probe
disconnect 函数 skel_disconnect
id_table

最重要的当然是probe 函数与 disconnect 函数 , 这个在后面详细介绍，先谈一下 id_table ：

id_table 是 struct usb_device_id 类型，包含了一列该驱动程序可以支持的所有不同类型的 USB 设备。如果没有设置该变量， USB 驱动程序中的探测回调该函数将不会被调用。对比 I2C 中 struct i2c_device_id *id_table ，一个驱动程序可以对应多个设备， i2c 示例：

[cpp] view plain copy

1. static const struct i2c_device_id mpu6050_id[] = {

2. { "mpu6050", 0},

3. {}

4. };

usb 子系统通过设备的 production ID 和 vendor ID 的组合或者设备的 class 、 subclass 跟 protocol 的组合来识别设备，并调用相关的驱动程序作处理。我们可以看看这个 id_table 到底是什么东西：

[cpp] view plain copy

1. static struct usb_device_id skel_table [] = {

2. { USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID, USB_SKEL_PRODUCT_ID) },

3. { } /* Terminating entry */

4. };

6. MODULE_DEVICE_TABLE (usb, skel_table);

MODULE_DEVICE_TABLE 的第一个参数是设备的类型，如果是 USB 设备，那自然是 usb 。后面一个参数是设备表，这个设备表的最后一个元素是空的，用于标识结束。代码定义了 USB_SKEL_VENDOR_ID 是 0xfff0 ， USB_SKEL_PRODUCT_ID 是 0xfff0 ，也就是说，当有一个设备接到集线器时， usb 子系统就会检查这个设备的 vendor ID 和 product ID ，如果它们的值是 0xfff0 时，那么子系统就会调用这个 skeleton 模块作为设备的驱动。