嵌入式linux下的usb設(shè)備驅(qū)動(dòng)技術(shù)

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1、嵌入式Linux下的USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)技術(shù)Linux以其穩(wěn)定、高效、易定制、硬件支持廣泛、源代碼開放等特點(diǎn)，已在嵌入式領(lǐng)域迅速崛起，被國際上許多大型的跨國企業(yè)用作嵌入式產(chǎn)晶的系統(tǒng)平臺(tái)。USB是UniversalSerialBus(通用串行總線)的縮寫，是1995年由Microsoft、Compaq、舊M等公司聯(lián)合制定的一種新的PC串行通信協(xié)議。它是-種快速、靈活的總線接口。與其它通信接口相比較，USB接U的最人特點(diǎn)是易于使川，這也足USB的主要設(shè)計(jì)R標(biāo)。USB的成功得益于在USB標(biāo)準(zhǔn)屮除定義丫通信的物理S和電器S標(biāo)準(zhǔn)外。還定義了一套相對(duì)完整的軟件I辦議堆桟。這使

2、得多數(shù)USB設(shè)備都很容易在各種T?臺(tái)上工作。作為一種高速總線接UI,USB適川丁?多種沒備(如數(shù)碼相機(jī)、MP3播放器、商速數(shù)據(jù)采集沒備等)。另外，USB接U還支持熱插拔，而且所科的配H過程都由系統(tǒng)￡

3、動(dòng)完成，無須用戶干預(yù)。1Linux下的USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)在Linux內(nèi)核的不斷升級(jí)過程中，驅(qū)動(dòng)程序的結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定。凼于USB設(shè)備也是外圍設(shè)備的一種，因此，它的驅(qū)動(dòng)程序結(jié)構(gòu)與普通設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序相同。Linux系統(tǒng)的設(shè)備分為字符'沒備(CharDevice)和塊設(shè)備(BlockDevice)。字符設(shè)備支持而A塊字符的I/0操作，它不通過系統(tǒng)的快速緩存，而只支持順序存取。

4、塊設(shè)備則支持刖向塊的I/O操作，所有塊設(shè)備的i/o操作都通過在內(nèi)核地址空間的i/o緩沖區(qū)進(jìn)行，可以支持幾乎任意長度和任意位置上的I/O請(qǐng)求。塊設(shè)備與字符設(shè)備還有一點(diǎn)不同，就是塊設(shè)備必須能夠隨機(jī)存取(RandomAccess),字符沒備則沒奮這個(gè)要求。典型的字符沒備包拈鼠標(biāo)、鍵盤、串行U等，而塊設(shè)備主要包括硬盤軟盤設(shè)備、CD-Rom等。由十USB設(shè)備主要都是通過快速串行通訊來讀寫數(shù)裾，因此一般都可作為字符設(shè)備來進(jìn)行處理。2Linux卜的USBcore2.1Linux中USBcore與USB的結(jié)構(gòu)關(guān)系Linux操作系統(tǒng)屮奮?一個(gè)叫做“USBcore”的子系統(tǒng)，川

5、提供支持USB沒備驅(qū)動(dòng)程序的API和USB主機(jī)控制器的驅(qū)動(dòng)程呼。同時(shí)提供有許多數(shù)裾結(jié)構(gòu)、宏定義和功能函數(shù)來對(duì)硬件或設(shè)備進(jìn)行支持。在Linux下編寫USB設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，從嚴(yán)格意義h講，就是使用這呰USBcore的了系統(tǒng)所定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、宏和函數(shù)來編3數(shù)據(jù)的處理功能。在Linux下，core、hostcontroller和driver三者之間的關(guān)系如圖1所示。91Linux下的USBtt構(gòu)央系ffl2.2USBcore的初始化USBcore從USB子系統(tǒng)的初始化開始。USBf?系統(tǒng)的初始化則在文件drivers/usb/core/usb.c里。其代碼如下:s

6、ubsys_initcall(usb」nit);module_exit(usb_exit)；代碼中的subsysjnitcall是一個(gè)宏，相當(dāng)于module_init，只不過因?yàn)檫@部分代碼足核心，開發(fā)者通常把它看作-個(gè)子系統(tǒng)，而不僅僅足一個(gè)模塊。因?yàn)閁SBcore模塊代表的不是某一個(gè)設(shè)備，而是所有USB設(shè)備賴以生存的模塊。W此，在Linux屮，像這樣把一個(gè)類別的設(shè)備驅(qū)動(dòng)歸結(jié)為一個(gè)了?系統(tǒng)(比如PCI了?系統(tǒng)、scsi了?系統(tǒng)等)。菽木上，drivers/R錄下而第一層的每個(gè)n錄都可算作一個(gè)子系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈兇砹艘活愒O(shè)備。一般地，usbjnit是真K的初始化函

7、數(shù)，而usb_exit()則是整個(gè)USB子系統(tǒng)結(jié)柬時(shí)的清理函數(shù)：staticint_initusbjnit(void)Iretval=bus—register(&usb一busjype);retval=U9b_register_device_driver(&usb__gener-ic-driver,THIS一MODULE);函數(shù)usbinit主要完成初始化和汴冊(cè)設(shè)備2.3USB里的設(shè)備模型Linux里一個(gè)很重要的概念是設(shè)備模型。對(duì)于驅(qū)動(dòng)來說，設(shè)備的概念就是總線和與其相連的各種設(shè)備。在內(nèi)核里，總線、設(shè)備、驅(qū)動(dòng)也就是bus、device、driver是設(shè)備模型很

8、重要的三個(gè)概念，它們都有自己專屬的結(jié)構(gòu)。在include/linux/devide.h里的定義為：structbus_type{}：structdevice{）；structdevice_driver{}；每次出現(xiàn)一個(gè)設(shè)備都要h'd總線注冊(cè)，每次出現(xiàn)一個(gè)驅(qū)動(dòng)，也要M總線注冊(cè)。系統(tǒng)初始化時(shí)，應(yīng)掃描連接許多設(shè)備，并為每一個(gè)設(shè)備建立一個(gè)structdevice的變雖。每一次都應(yīng)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)程炸，并要準(zhǔn)備-個(gè)structdevice_driver結(jié)構(gòu)的變量。還要把這作變雖加入和皮的鍵表（如把device插入devices鏈表，driver插入drivers鏈表）。這樣

9、，通過總線就能找到每一個(gè)設(shè)備和每一個(gè)驅(qū)動(dòng)。然而，假如