Gadget应用实例之serial
Gadget应用实例之serial
文章目录
- Gadget应用实例之serial
- 参考资料：
-
- 一、硬件体验
- 二、 Serial分析
-
- 2.1 软件框架
- 2.2 数据传输
-
- 2.2.1 APP访问
- 2.2.2 printk
- 3. 编程
- 4. 上机实验
- 致谢
参考资料：
- 简单记录一下Linux gadget serial的工作
- Linux文档：Documentation\usb\gadget_serial.txt
- UART
- 回顾TTY的概念
- 回顾console的概念
一、硬件体验
使用USB线连接板子的OTG口和PC的USB口。
然后在板子加载驱动程序后，可以看到新的设备节点/dev/ttyGS0：
# modprobe g_serial
g_serial gadget: Gadget Serial v2.4
g_serial gadget: g_serial ready
g_serial gadget: high-speed config #2: CDC ACM config
# ls /dev/ttyGS0 -l
crw-rw---- 1 root dialout 246, 0 Jan 1 00:30 /dev/ttyGS0
在PC上，如果是Windows系统，可以在设备管理器里看到新的USB串口：
在PC上，如果是VMware上的Linux系统，按下图操作，先把USB串口连接到VMware：
然后在PC Linux中可以看到新的设备节点：
[email protected]:~$ dmesg
[ 286.903239] usb 1-1: new high-speed USB device number 2 using ehci-pci
[ 287.254549] usb 1-1: New USB device found, idVendor=0525, idProduct=a4a7, bcdDevice= 4.09
[ 287.254550] usb 1-1: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=0
[ 287.254551] usb 1-1: Product: Gadget Serial v2.4
[ 287.254552] usb 1-1: Manufacturer: Linux 4.9.88 with 2184000.usb
[ 287.342786] cdc_acm 1-1:2.0: ttyACM0: USB ACM device
[ 287.343202] usbcore: registered new interface driver cdc_acm
[ 287.343202] cdc_acm: USB Abstract Control Model driver for USB modems and ISDN adapters
[email protected]:~$ ls /dev/ttyACM0 -l
crw-rw---- 1 root dialout 166, 0 Mar 5 22:38 /dev/ttyACM0
二、 Serial分析
2.1 软件框架
Gadget串口的框架如下：
u_serial提供了有2种方法来使用Gadget串口：
-
u_serial.c里注册console结构体gserial_cons。启动Linux内核时传入commandline参数"console=ttyGS0"后，内核的printk的信息通过Gadget串口打印出来(Host要打开USB串口)：
注册TTY和console的过程：
gs_bind // drivers\usb\gadget\legacy\serial.c
status = serial_register_ports(cdev, &serial_config_driver,
"acm");
fi_serial[i] = usb_get_function_instance(f_name);
acm_alloc_instance // drivers\usb\gadget\function\f_acm.c
ret = gserial_alloc_line(&opts->port_num); // drivers\usb\gadget\function\u_serial.c
// 注册TTY
tty_dev = tty_port_register_device(&ports[port_num].port->port,
gs_tty_driver, port_num, NULL);
// 注册console
gserial_console_init();
register_console(&gserial_cons);
2.2 数据传输
2.2.1 APP访问
注意，在USB中数据传输总是由Host发起，所以：
- 板子要事先准备好空间(设置好out方向的usb_request并放入队列)，以便接收Host发来的数据；
- 板子有数据想发送给Host时需要设置in方向的usb_request，以便Host读取。
板子上的APP访问/dev/ttyGS0时，就会导致gs_tty_ops结构体的对应函数被调用：
APP调用open函数时，会导致如下调用：
gs_open
gs_start_io(port);
// 取出out端点(对应Host来说是out, 对于板子来说就是输入)
struct usb_ep *ep = port->port_usb->out;
// 给out端点分配usb_request
status = gs_alloc_requests(ep, head, gs_read_complete,
&port->read_allocated);
// 给in端点分配usb_request, 但是在open时并没有把in方向的usb_request放入队列
status = gs_alloc_requests(port->port_usb->in, &port->write_pool,
gs_write_complete, &port->write_allocated);
// 把usb_request放入队列, 如果Host发来数据, 这个usb_request的complete函数被调用
started = gs_start_rx(port);
status = usb_ep_queue(out, req, GFP_ATOMIC);
APP调用write函数时，会导致如下调用：
gs_write
gs_start_tx(port);
// 把usb_request放入队列, Host读取数据时就可以从中得到数据
status = usb_ep_queue(in, req, GFP_ATOMIC);
2.2.2 printk
启动Linux内核时传入commandline参数"console=ttyGS0"后，内核的printk的信息通过Gadget串口打印出来(Host要打开USB串口)。
内核的printk函数会导致gserial_cons结构体中的write指针即gs_console_write函数被调用：
gs_console_write函数的调用关系如下：
gs_console_write
// 把要打印的数据放入环形buffer
gs_buf_put(&info->con_buf, buf, count);
// 唤醒内核线程
wake_up_process(info->console_thread);
// 内核线程
gs_console_thread
// 被唤醒后
// 取出输入端点和它的usb_request
req = info->console_req;
ep = port->port_usb->in;
// 从环形buffer得到数据、设置usb_request
xfer = gs_buf_get(&info->con_buf, req->buf, size);
req->length = xfer;
// 把usb_request放入队列，以便Host读取
ret = usb_ep_queue(ep, req, GFP_ATOMIC);
3. 编程
PC: open/read/write /dev/ttyACM0
板子: open/read/write /dev/ttyGS0
参考资料：https://stackoverflow.com/questions/7469139/what-is-the-equivalent-to-getch-getche-in-linux
源码：
#include
*/
int main(int argc, char **argv)
{
int fd;
int iRet;
char c;
pthread_t tid;
/* 1. open */
/* 2. setup
* 115200,8N1
* RAW mode
* return data immediately
*/
/* 3. write and read */
if (argc != 2)
{
printf("Usage: \n");
printf("%s \n", argv[0]);
return -1;
}
fd = open_port(argv[1]);
if (fd < 0)
{
printf("open %s err!\n", argv[1]);
return -1;
}
iRet = set_opt(fd, 115200, 8, 'N', 1);
if (iRet)
{
printf("set port err!\n");
return -1;
}
/* 创建一个读线程 */
iRet = pthread_create(&tid, NULL, my_read_thread_func, (void *)fd);
if (iRet)
{
printf("pthread_create err!\n");
return -1;
}
printf("Enter a char: ");
initTermios(1);
// 写线程
while (1)
{
c = getchar();
iRet = write(fd, &c, 1);
if (iRet != 1)
printf("can not write data\n");
}
resetTermios();
return 0;
}
4. 上机实验
编译2个版本：PC、ARM
gcc -o serial_send_recv_pc serial_send_recv.c -lpthread
arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc -o serial_send_recv_arm serial_send_recv.c -lpthread
使用USB线连接板子的OTG口、PC的USB口，PC上监测到USB串口后把它连接到VMWare，确定：
- 开发板上有设备节点：/dev/ttyGS0
- Ubuntu上有设备节点：/dev/ttyACM0
测试：
- 在Ubuntu上执行：
sudo ./serial_send_recv_pc /dev/ttyACM0 - 在板子上执行：
sudo ./serial_send_recv_arm /dev/ttyGS0 - 双方即可互发数据
PC上监测到USB串口后把它连接到VMWare，确定：
- 开发板上有设备节点：/dev/ttyGS0
- Ubuntu上有设备节点：/dev/ttyACM0
测试：
- 在Ubuntu上执行：
sudo ./serial_send_recv_pc /dev/ttyACM0 - 在板子上执行：
sudo ./serial_send_recv_arm /dev/ttyGS0 - 双方即可互发数据
致谢
以上笔记源自
韦东山老师的视频课程，感谢韦老师,韦老师是嵌入式培训界一股清流，为嵌入式linux开发点起的星星之火，也愿韦老师桃李满园。聚是一团火，散是满天星！
在这样一个速食的时代，坚持做自己，慢下来，潜心琢磨，心怀敬畏，领悟知识，才能向下扎到根，向上捅破天，背着世界往前行！
仅此向嵌入行业里的每一个认真做技术的从业者致敬！