Linux2.6内核usb gadget驱动移植

Linux2.6内核usb gadget驱动移植

在写之前恶补一点usb slave端的知识
在kernel 2.4版本中，嵌入式USB驱动是在kernel/arch/arm目录下的ep0.c  ep**.c, 在调试USB驱动的时候比较难，主要是如果在中断了加太多的printk, 会影响USB的时序，导致枚举就失败或不停地USB reset。
在kernel 2.6版本中，USB的驱动改为了gadget接口，在/kernel/drivers/usb/gadget目录下，有一系列的文件，这些文件都是USB的驱动，其中serial.c是bulk驱动或CDC ACM驱动， 运行make menuconfig配置好所有的USB功能后，make modules,则在gadget目录下有一些g_serial.ko,  g_enther.ko, g_rnds.ko, g_file_storage.ko, g_gadget.ko. 其中g_serial.ko运行的时候有个参数是use_acm, 若为0则是普通的USB bulk驱动，最好修改serial.c文件，改为不要和tty关联，这时候windows端用USB bulk驱动，在DDK下有源代码，编译一下就可以了。如果不`想写windows端的驱动，可以把use_acm置为1, host端用windows自带的usbser.sys驱动，即USB转串口驱动，有时候在 c:/windows/driver/dllcach目录下，可以用expand把它解出来，具体参考/kernel/document.  在windows端需写个inf文件， 在inf文件里可以把USB转为一个MODEM, 这样Windows就可以拿它来拨号上网了，当然在小机端要和GPRS模组通讯,模组的初始化AT命令可以写在INF文件里。在windows的资源管理中是看不见串口的，只能看到modem (comX), 在超级终端中打不开这个串口，但是在secureCRT中是可以访问这个串口的。如果想虚拟出真正的串口，可以修改INF文件，把它虚拟出真正的串口，想添加MODEM的时候可以选择添加标准MODEM，模组的初始化AT命令可以写在MODEM的属性-->初始化命令中,比如ATD*99***1#
g_file_storage.ko是U盘的驱动，比如把SD卡当U盘，insmod g_file_storage.ko file=/mnt/mmc luns=1,若有3个分区可以当U盘，则luns=3. 注意busybox中没有mkdosfs来格式化FAT文件系统，需要自己编译修改mkdosfs的源代码。
g_enter.ko是把USB虚拟出一个网卡，在windows端用usblan.sys就可以构成直接对接的网络了。
g_rnds.ko只在XP下有windows端的驱动，windows 2000下要字迹开发，可以到微软的网站上查RNDS.其中可以拿RNDS来调试程序
不论用USB转串口还是USB网卡来配合GDB调试程序，都比tty串口调试快多了

1、  配置选项
配置选项相关解释
screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window/nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" οnclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(this.src);}" alt="" src="http://blogimg.chinaunix.net/blog/upfile2/081130201717.png" οnlοad="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window/nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" border=0>

选项配置模块g_file_storage.ko
File-backed Storage Gadget
配置选项，产生模块s3c2410_udc.ko文件
USB Peripheral Controller (S3C2410 USB Device Controller)  --->
(X) S3C2410 USB Device Controller
编译后生成对应的驱动
[root@vm-dev linux-2.6.24.4]# ls drivers/usb/gadget/*.ko
drivers/usb/gadget/g_file_storage.ko  drivers/usb/gadget/s3c2410_udc.ko
[root@vm-dev linux-2.6.24.4]#
2、  编译错误
在编译的时出现关于debugfs的错误，这时注释掉相应的代码就可以了，无关驱动，至于这个debugfs，我也搞不清楚是个什么东西，也没在细研究他，有知道的朋友可以分享一下。
// drivers/usb/gadget/s3c2410_udc.c
static int __init udc_init(void)
{
        int retval;
        ……..
#if 0
//no idea about debugfs
//delete by lyj
        s3c2410_udc_debugfs_root = debugfs_create_dir(gadget_name, NULL);
        if (IS_ERR(s3c2410_udc_debugfs_root)) {
                printk(KERN_ERR "%s: debugfs dir creation failed %ld/n",
                        gadget_name, PTR_ERR(s3c2410_udc_debugfs_root));
                s3c2410_udc_debugfs_root = NULL;
        }      
#endif
        ………
}
3、  probe函数不能正常执行的问题。网上也有很多仁兄抱怨s3c2410_udc_probe函数没有执行，看来linux2.6还是不那么普及，哈哈！这个是因为还不是很熟悉linux2.6 platform device的调用过程导致的，只需在/arch/arm/mach-s3c2410.c中添加s3c_device_usbgadget的结构体就可以了。
//add end
static struct platform_device *smdk2410_devices[] __initdata = {
        &s3c_device_usb,
              …….
        &s3c_device_usbgadget,
        &s3c_device_ts,
        &s3c_device_ds,
        &s3c_device_gpio,
        //&s3c_device_ad7655,
};
//add by lyj
其中大多数的结构体platform_device定义都在arch/arm/plat-s3c24xx/devs.c文件里，小部分定义在/arch/arm/mach-s3c2410.c文件中，自己在添加新的platform_device的时候，建议添加到mach-s3c2410.c文件中，因为devs.c文件中大部分是自带的，可以直接使用的设备。
// arch/arm/plat-s3c24xx/devs.c
#if 1
/* USB Device (Gadget)*/

static struct resource s3c_usbgadget_resource[] = {
        [0] = {
                .start = S3C24XX_PA_USBDEV,
                .end   = S3C24XX_PA_USBDEV + S3C24XX_SZ_USBDEV - 1,
                .flags = IORESOURCE_MEM,
        },
        [1] = {
                .start = IRQ_USBD,
                .end   = IRQ_USBD,
                .flags = IORESOURCE_IRQ,
        }

};
#endif
struct platform_device s3c_device_usbgadget = {
        .name             = "s3c2410-usbgadget",
        .id               = -1,
        .num_resources    = ARRAY_SIZE(s3c_usbgadget_resource),
        .resource         = s3c_usbgadget_resource,
};

EXPORT_SYMBOL(s3c_device_usbgadget);
4、  时序问题
偶的驱动程序加载之后，没有出现任何的问题，在电脑端也可以看到对应的usb设备显示为U盘设备，但是内容是空的！这个让人很头痛。
       后来在高人的指点下，使用抓包工具（原来只知道调试网络要用抓包工具，原来调试usb设备也要用这玩意儿）。发现在最开是的时候报头是完整的，但是后面的内容不再进行传输。正常的USB设备在挂载时，首先是传递整个USB的存盘信息，然后会有不断的一收一发的交互信息，这个在2410连接的时候也是没有的，也就是在连接显示了u盘之后，就不再有任何的交互信息。
       在高人的启发下，在drivers/usb/gadget/file_storage.c文件中添加了无数的调试信息，终于定位到是usb传输的时序问题。在整个gadget的修改中只改了一行代码：
/* Use this for bulk or interrupt transfers, not ep0 */
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;
//      printk("start_transfer/n");
        udelay(1000);
        if (ep == fsg->bulk_in)

这是我打的一个补丁：usb_gadget.patch
--- linux-2.6.24.4/drivers/usb/gadget/file_storage.c  2008-03-25 02:49:18.000000000 +0800
+++ drivers/usb/gadget/file_storage.c   2016-11-25 15:35:23.000000000 +0800
@@ -1090,7 +1090,7 @@
static int ep0_queue(struct fsg_dev *fsg)
{      
        int     rc;
-
+//     printk("ep0_queue / n");
        rc = usb_ep_queue(fsg->ep0, fsg->ep0req, GFP_ATOMIC);
        if (rc != 0 && rc != -ESHUTDOWN) {

@@ -1098,6 +1098,7 @@
                WARN(fsg, "error in submission: %s --> %d/n",
                                fsg->ep0->name, rc);
        }               
+//     printk("ep0_queue end / n");
        return rc;      
}              
        
@@ -1452,7 +1453,7 @@
        struct fsg_dev          *fsg = get_gadget_data(gadget);
        int                     rc;
        int                     w_length = le16_to_cpu(ctrl->wLength);
-               
+//     printk("fsg_steup /n");
        ++fsg->ep0_req_tag;             // Record arrival of a new request
        fsg->ep0req->context = NULL;
        fsg->ep0req->length = 0;
@@ -1489,7 +1490,8 @@
                enum fsg_buffer_state *state)
{      
        int     rc;
-
+//     printk("start_transfer/n");
+       udelay(1000);
        if (ep == fsg->bulk_in)
                dump_msg(fsg, "bulk-in", req->buf, req->length);
        else if (ep == fsg->intr_in)
@@ -2573,7 +2575,7 @@
                start_transfer(fsg, fsg->intr_in, fsg->intreq,
                                &fsg->intreq_busy, &bh->state);
        }
-
+//     printk("send_status /n");
        fsg->next_buffhd_to_fill = bh->next;
        return 0;
}
@@ -2961,7 +2963,7 @@
                halt_bulk_in_endpoint(fsg);
                return -EINVAL;
        }
-
+//     printk("received_cbw /n");      
        /* Is the CBW meaningful? */
        if (cbw->Lun >= MAX_LUNS || cbw->Flags & ~USB_BULK_IN_FLAG ||
                        cbw->Length Length > MAX_COMMAND_SIZE) {
@@ -3245,7 +3247,7 @@
                        raise_exception(fsg, FSG_STATE_EXIT);
                }
        }
-
+       printk("handle_exception /n");
        /* Cancel all the pending transfers */
        if (fsg->intreq_busy)
                usb_ep_dequeue(fsg->intr_in, fsg->intreq);
@@ -4031,7 +4033,6 @@
static void fsg_suspend(struct usb_gadget *gadget)
{
        struct fsg_dev          *fsg = get_gadget_data(gadget);
-
        DBG(fsg, "suspend/n");
        set_bit(SUSPENDED, &fsg->atomic_bitflags);
}
5、  关于硬件连接的问题
screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window/nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" οnclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(this.src);}" alt="" src="http://blogimg.chinaunix.net/blog/upfile2/081130202014.png" οnlοad="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window/nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" border=0>
说明一下VBUS管脚会在usb从口有设备插入式由主口端的电平将它拉高，从而产生插入中断。但是在s3c2410中有一个USBD的中断信号，是由s3c2410芯片产生的，所以这个插入中断并没有起到实际的左右。真正作用的是USBD信号！多说几句其实那么对应USB host的中断也是采用的USBH，都是在数据收发的时候起作用。
       实际上对于s3c2410来讲，usb设备的使用很简单，用的时候，直接就有D+和D-信号几乎不需要做任何事情！
参考了一些其他的电路，发现一些不同的地方
screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window/nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" οnclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(this.src);}" alt="Click here to open new window CTRL+Mouse wheel to zoom in/out" src="http://blogimg.chinaunix.net/blog/upfile2/081130201952.png" width=716 οnlοad="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window/nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" border=0 resized="true">
这里他把VBUS信号断开，也就是不要插入中断的信号，但是这里的外部中断17还连接到D+上，我一时就搞糊涂了，而且进过验证这个电路不能正常工作，原因在于EINT17的电平直接影响到D+的信号，导致不能正常通信，在实际的测试过程中，连USBD中断信号都搞没了。实在是可恶之极，索性不管他浪费的这个外部中断，把他当作普通的GPIO输出，输出为高电平时，所有的现象又恢复正常，所以说这种连接方法是一种浪费，不过2410的外中断引脚很多，洒洒水啦！
       这里说上几句，在实际的嵌入式编程的过程中会碰到很多的硬件问题，当然这有的时候和硬件工程师的素质有关，但是作为资深的嵌入式工程师，还是要有一定的硬件功底的，如果在软件上是在是行不通，找不到毛病，最好是转头怀疑下硬件。当然有的朋友说，硬件严格测试过了我们才才开始开发的，呵呵，这个在国内还比较少吧！有时候还要考虑是不是器件问题，还要考虑是不是焊接问题，哈哈，想起这些就头大！
6、  加载驱动之后才可以插入设备，如果你是事先插入的USB那么是不会被识别的！因为没有产生所有的插入中断。
7、  如何正确使用
来看一把我是使用方法，呵呵，并不推荐这么使用
2410-S:~/usb_slave #cat liu.sh
#!/bin/sh
#insmod g_file_storage.ko file=/dev/mmc/blk0/part1 stall=0 removable=1
insmod s3c2410_udc.ko
#insmod g_file_storage.ko file=/dev/mtdblock3 stall=0 removable=1
insmod g_file_storage.ko file=/dev/sda1 stall=0 removable=1
8、  后来又想到一种好的方法
cd /tmp
dd if=/dev/zero of=img bs=1k count=12k ;
insmod /usr/g_file_storage.ko file=img
在主设备那边访问直接就与U盘一样
在从设备这边访问
cd /tmp/
rmmod g_file_storage
mkdir udisk
mount –o loop –t vfat img udisk/
mount
ls udisk/

9、  另外，2410上挂载的usb设备也是可以被访问的，曾经有端时间自己的sd卡转接口不见了，就是那2410来当作sd卡转接口用的，哈哈
对应的语句就是这个了
insmod g_file_storage.ko file=/dev/sda1 stall=0 removable=1