USB gadget设备驱动解析（1）

USB gadget设备驱动解析（1）

　　作者：刘洪涛，www.dianzi6.com嵌入式学院金牌讲师。

　　利用Linux USB gadget设备驱动可以实现一些比较有意思的功能，举两个例子： 1、一个嵌入式产品中的某个存储设备，或是一个存储设备的某个分区，可以作为一个U盘被PC；设别，从而非常方便的完成文件交互，这个功能被广泛的应用于手机、数码相机等产品中。2、一个嵌入式设备通过USB连接到你的PC后，在你的PC端会出现一个新的网络连接，在嵌入式设备上也会有一个网卡设备，你可以配置它们的IP地址，并进行网络通讯，俗称USBNET。

　　所有USB通讯的设备端都有usb device程序，通常称它们为usb固件。在一些功能简单的设备里，用一些专用的可编程USB控制器就可以了。而在一些运行了类似linux操作系统的复杂的嵌入式系统中，要完成usb Device程序，就会要求你不仅熟悉usb device控制器的操作，还要熟悉操作系统的驱动架构。

　　我想通过 “功能体验”、“驱动调试”、“gadget驱动结构分析”、“编写一个自己的gadget驱动”这4个方面解析linux usb gadget设备驱动的编写方法。

　　一、linux模拟U盘功能的实现

　　在硬件环境为www.dianzi6.com的fs2410平台，软件环境为linux-2.6.26的linux系统上，实现模拟U盘的功能。

　　向内核添加代码

　　#include <asm/arch/regs-gpio.h>

　　#include <asm/arch/regs-clock.h>

　　#include <asm/plat-s3c24xx/udc.h>

　　修改arch/arm/mach-S3C2410/mach-smdk2410.c

　　/*USB device上拉电阻处理 */

　　static void smdk2410_udc_pullup(enum s3c2410_udc_cmd_e cmd)

　　{

　　u8 *s3c2410_pullup_info[] = {

　　" ",

　　"Pull-up enable",

　　"Pull-up disable",

　　"UDC reset, in case of"

　　};

　　printk("smdk2410_udc: %s\n",s3c2410_pullup_info[cmd]);

　　s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPG9, S3C2410_GPG9_OUTP);

　　switch (cmd)

　　{

　　case S3C2410_UDC_P_ENABLE :

　　s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG9, 1);   //set gpg9 output HIGH

　　break;

　　case S3C2410_UDC_P_DISABLE :

　　s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG9, 0);   //set gpg9 output LOW

　　break;

　　case S3C2410_UDC_P_RESET :

　　//FIXME!!!

　　break;

　　default:

　　break;

　　}

　　}

　　static struct s3c2410_udc_mach_info smdk2410_udc_cfg __initdata = {

　　.udc_command    = smdk2410_udc_pullup,

　　};

　　static struct platform_device *smdk2410_devices[] __initdata = {

　　…,

　　&s3c_device_usbgadget,  /*USB gadget device设备登记*/

　　};

　　static void __init sdmk2410_init(void)

　　{

　　u32 uPLL_value;

　　set_s3c2410fb_info(&smdk2410_lcdcfg);

　　s3c24xx_udc_set_platdata(&smdk2410_udc_cfg); /* 初始化*/

　　s3c_device_sdi.dev.platform_data = &smdk2410_mmc_cfg;

　　/* Turn off suspend on both USB ports, and switch the

　　* selectable USB port to USB device mode. */

　　s3c2410_modify_misccr(S3C2410_MISCCR_USBHOST |

　　S3C2410_MISCCR_USBSUSPND0 |

　　S3C2410_MISCCR_USBSUSPND1, 0x0);

　　/* 设置USB时钟 */

　　upll_value = (

　　0x78 << S3C2410_PLLCON_MDIVSHIFT)

　　| (0x02 << S3C2410_PLLCON_PDIVSHIFT)

　　| (0x03 << S3C2410_PLLCON_SDIVSHIFT);

　　while (upll_value != readl(S3C2410_UPLLCON)) {

　　writel(upll_value, S3C2410_UPLLCON);

　　udelay(20);

　　}

　　}

　　修改drivers/usb/gadget/file_storage.c

　　static void start_transfer(struct fsg_dev *fsg, struct usb_ep *ep,

　　struct usb_request *req, int *pbusy,

　　enum fsg_buffer_state *state)

　　{

　　int     rc;

　　udelay(800);

　　……

　　}

　　配置内核支持U盘模拟

　　<*>   USB Gadget Support  --->

　　USB Peripheral Controller (S3C2410 USB Device Controller)  --->

　　S3C2410 USB Device Controller

　　[*]       S3C2410 udc debug messages

　　<M>   USB Gadget Drivers

　　<M>     File-backed Storage Gadget

　　3、编译内核

　　#make zImage

　　#make modules

　　在目录drivers/usb/gadget下生成g_file_storage.ko

　　加载驱动，测试功能

　　利用前面的生成的内核，启动系统后，加载g_file_storage.ko

　　#insmod g_file_storage.ko

　　# insmod g_file_storage.ko file=/dev/mtdblock2 stall=0 removable=1

　　0.03 USB: usb_gadget_register_driver() 'g_file_storage'

　　0.04 USB: binding gadget driver 'g_file_storage'

　　0.05 USB: s3c2410_set_selfpowered()

　　g_file_storage gadget: File-backed Storage Gadget, version: 20 October 2004

　　g_file_storage gadget: Number of LUNs=1

　　g_file_storage gadget-lun0: ro=0, file: /dev/mtdblock3

　　0.06 USB: udc_enable called

　　smdk2410_udc: Pull-up enable

　　连接设备到windows，windows系统会自动设备到一个新的U盘加入。格式化U盘，存入文件。卸载U盘后，在目标板上执行如下操作：

　　# mkdir /mnt/gadget

　　# mount -t vfat /dev/mtdblock2 /mnt/gadget/

　　#ls

　　可以看到windows存入U盘的文件。

　　二、usbnet功能的实现

　　配置内核支持usbnet

　　<*>   USB Gadget Support  --->

　　USB Peripheral Controller (S3C2410 USB Device Controller)  --->

　　S3C2410 USB Device Controller

　　[*]       S3C2410 udc debug messages

　　<M>   USB Gadget Drivers

　　<M>     Ethernet Gadget (with CDC Ethernet support)

　　[*]       RNDIS support

　　2、编译内核

　　#make zImage

　　#make modules

　　在目录drivers/usb/gadget下生成g_ether.ko

　　3、加载驱动，测试功能

　　利用前面的生成的内核，启动系统后，加载g_ether.ko

　　#insmod g_ether.ko

　　#ifconfig usb0 192.168.1.120

　　……

　　usb0 Link encap:Ethernet HWaddr 5E:C5:F6:D4:2B:91

　　inet addr:192.168.1.120 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0

　　UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1

　　RX packets:253 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame.:0

　　TX packets:43 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

　　collisions:0 txqueuelen:1000

　　RX bytes:35277 (34.4 KiB) TX bytes:10152 (9.9 KiB)

　　连接设备到windows，windows系统会提示安装驱动，根据提示安装上RNDIS驱动。这个驱动可以在网络上找到。此时windows会新生成一个网络连接，配置它的ip地址等信息。然后就可以和目标系统通过USB实现网络通讯了。

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