Linux系统中的gadgetfs介绍

Linux提供了一套API，使得嵌入式的Linux系统软件可以以USB外设的方式工作。Kernel中提供了Gadget的Framework及相关的Demo，开发者可以参考用于开发自己的USB Gadget Driver。但并非所有的开发者都希望在Kernel中编程，或者依赖于Linux提供的Kernel API，所以Kernel中还提供了一套称为gadgetfs的文件系统，用于User Mode的代码直接与USB Host侧通信。另外，使用Gadgetfs实现的用户空间的驱动还可以避免版权的问题。

要使用Gadgetfs，首先需要在Kernel中打开Gadgetfs的支持；之后，开发者需要手动挂载这个文件系统，一般命令如下：

$mkdir /dev/gadget

$mount -t gadgetfs gadgetfs /dev/gadget

挂载成功后，可以在/dev/gadget下看到一个文件，该文件的名称与硬件平台提供的USB Device Controller有关，在这儿以$CHIP的替代。该文件相当于USB Device的Control Endpoint0，Host诸如SETUP, Get Descriptor操作都会由Gadgetfs通过此文件转发到用户程序中。用户在虚拟Gadget Driver之前，需要写入此Gadget的基本配置信息，该信息由以下部分构成：

Tag：4字节，当前版本该值必须为0；

Config Descriptor：长度不定，必须包括Config Descriptor + n个Interface Descriptor + 各Interface包含的low/full speed的Endpoint Descriptor，根据不同的硬件配置，可能还要提供n个Interface Descriptor + 各Interface包含的High Speed的Endpoint Descriptor。Gadgetfs只提供一个configuration的支持。

Device Descriptor：18字节，按USB标准提供。

以上数据通过write方式写入到$CHIP中，Gadgetfs会在/dev/gadget/目录下生成Endpoint的文件，文件名同样与底层的USB Device Controller有关，我们在这儿以$EP替代。

一旦Gadget接入到Host中，设备会被枚举。可以通过poll操作，获取$CHIP是否有数据写入，通过read操作，取得Host发起的动作信息，如，Get Descriptor，或者Set Configuration等。Set Configuration时，需要将Endpoint Descriptor信息写入到相关的$EP中，之后就可以使用$EP（read/write)与Host侧通信了，数据的内容根据USB协议来打包（Bulk, Interrupt和iso传输没有指定的数据格式）。