实验 121 USB鼠标驱动分析.docx

实验 121 USB鼠标驱动分析.docx

《实验 121 USB鼠标驱动分析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验 121 USB鼠标驱动分析.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

实验121USB鼠标驱动分析

实验12-1USB鼠标驱动分析实验

【实验目的】

Ø了解一下USB的协议。

Ø掌握USB鼠标的驱动架构。

【实验步骤】

第一步:

PXA270的OHCI初始化分析；

1、PXA270USB端口配置：

打开arch\arm\march-pxa\xsbase270.c文件，xsbase270_ohci_init函数完成对PXA270UHCR初始化配置。

staticintxsbase270_ohci_init（structdevice*dev）

{

/*setupPort1GPIOpin.*/

pxa_gpio_mode（88|GPIO_ALT_FN_1_IN）;/*USBHPWR1*/

pxa_gpio_mode（89|GPIO_ALT_FN_2_OUT）;/*USBHPEN1*/

/*SetthePowerControlPolarityLowandPowerSense

PolarityLowtoactivelow.*/

UHCHR=（UHCHR|UHCHR_PCPL|UHCHR_PSPL）&

~（UHCHR_SSEP1|UHCHR_SSEP2|UHCHR_SSEP3|UHCHR_SSE）;

return0;

}

2、xsbase270_ohci_platform_data变量完成对基于PXA结构的OHCI数据结构体的配置。

staticstructpxaohci_platform_dataxsbase270_ohci_platform_data={

.port_mode=PMM_PERPORT_MODE,

.init=xsbase270_ohci_init,

};

3、系统启动时调用xsbase270_init（void）函数，用于完成对板级硬件的配置，其中pxa_set_ohci_info（&xsbase270_ohci_platform_data）;函数实现添加PXA270的OHCI数据信息，该函数主要实现整个IntelPXA架构硬件初始化。

staticvoid__initxsbase270_init（void）

{

structrtc_timewtime;

wtime=get_rtc4513_time（）;

xtime.tv_sec=mktime（wtime.tm_year,wtime.tm_mon,wtime.tm_mday,wtime.tm_hour,wtime.tm_min,wtime.tm_sec）;

ARB_CNTRL=ARB_CORE_PARK|0x234;

pxa_gpio_mode（GPIO45_SYSCLK_AC97_MD）;

platform_add_devices（platform_devices,ARRAY_SIZE（platform_devices））;

xsbase270_pxafb_info.modes=&lb064v02_mode;

set_pxa_fb_info（&xsbase270_pxafb_info）;

pxa_set_ohci_info（&xsbase270_ohci_platform_data）;

pxa_set_mci_info（&xsbase270_mci_platform_data）;

}

4、打开linux-2.6.22.10\drivers\usb\Host\Ohci-pxa27x.c文件，该文件主要实现对PXA27x的OHCI的驱动，其中ohci_hcd_pxa27x_driver驱动结构体主要由驱动侦测（ohci_hcd_pxa27x_drv_probe）、驱动移除（ohci_hcd_pxa27x_drv_remove）和驱动关闭（usb_hcd_platform_shutdown）等几个成员变量组成，该结构体最终由linux-2.6.22.10\drivers\usb\Host\ohci-hdc.c文件中的平台伪总线驱动注册函数platform_driver_register（&PLATFORM_DRIVER）调用，以完成平台在初始化过程中实现注册加载OHCIUSB总线驱动，下图为系统驱动时加载ohci驱动的信息。

linux-2.6.22.10\drivers\usb\Host\Ohci-pxa27x.c

staticstructplatform_driverohci_hcd_pxa27x_driver={

.probe=ohci_hcd_pxa27x_drv_probe,

.remove=ohci_hcd_pxa27x_drv_remove,

.shutdown=usb_hcd_platform_shutdown,

#ifdefCONFIG_PM

.suspend=ohci_hcd_pxa27x_drv_suspend,

.resume=ohci_hcd_pxa27x_drv_resume,

#endif

.driver={

.name="pxa27x-ohci",

},

};

5、运行makemenuconfig内核配置命令，在DeviceDrivers-->USBSupport配置菜单中选中<*>OHCIHCDsubpport选项，使系统支持USB的OHCI驱动，系统启动后的输出信息如下图二。

【图12-1-1】

【图12-1-2】

第二步:

USB鼠标驱动分析

1、USB鼠标驱动的初始化：

staticint__initusb_mouse_init（void）

{

intretval=usb_register（&usb_mouse_driver）;

if（retval==0）

info（DRIVER_VERSION":

"DRIVER_DESC）;

returnretval;

}

USB鼠标初始函数调用USB注册函数usb_register（structusb_driver*driver）注册一个USB设备驱动，在该函数里它会分配一个usb_driver对象usb_mouse_driver，该结构体中定义了USB设备的ID列表（id_table）、USB设备的插入侦测函数（probe）和断开后的断开连接函数（disconnect）等成员变量。

staticstructusb_driverusb_mouse_driver={

.name="usbmouse",

.probe=usb_mouse_probe,

.disconnect=usb_mouse_disconnect,

.id_table=usb_mouse_id_table,

};

usb_mouse_driver驱动结构体中的id_table为USB鼠标的接口类的相关信息，由于USB鼠标和键盘都属于HID类，因此在usb_mouse_id_table中利用USB_INTERFACE_INFO宏来匹配一个定义的特殊接口类。

USB_INTERFACE_CLASS_HID为接口类的值，USB_INTERFACE_SUBCLASS_BOOT接口子类的值，USB_INTERFACE_PROTOCOL_MOUSE为接口所使用的协议。

在linux-2.6.22.10/include/linux/hid.h文件中定义。

staticstructusb_device_idusb_mouse_id_table[]={

{USB_INTERFACE_INFO（USB_INTERFACE_CLASS_HID,USB_INTERFACE_SUBCLASS_BOOT,

USB_INTERFACE_PROTOCOL_MOUSE）},

{}/*Terminatingentry*/

};

/*

*USBHIDinterfacesubclassandprotocolcodes

*/

#defineUSB_INTERFACE_SUBCLASS_BOOT1

#defineUSB_INTERFACE_PROTOCOL_KEYBOARD1

#defineUSB_INTERFACE_PROTOCOL_MOUSE2

2、USB鼠标的侦测过程：

当USB鼠标插入后，操作系统便调用USB鼠标驱动探测函数，usb_mouse_probe先调用interface_to_usbdev函数获取USB设备的配置描述descriptor、然后对配置interface以及端点endpoint等相关信息进行判断。

驱动利用usb_endpoint_is_int_in函数判断USB鼠标是否具有中断的方式收发数据，如果具备，便分配USB鼠标驱动所需的pipe和最大收发包。

Linux操作系统中，USBHID驱动属于input驱动设备，所以在USB鼠标驱动侦测函数中调用input_allocate_device函数定义分配一个input设备，并调用input_register_device函数注册成一个input类设备。

USB鼠标驱动侦测函数程序并利用usb_alloc_urb函数申请一个URB，并调用usb_fill_int_urb函数填充URB内容。

staticintusb_mouse_probe（structusb_interface*intf,conststructusb_device_id*id）

{

structusb_device*dev=interface_to_usbdev（intf）;

structusb_host_interface*interface;

structusb_endpoint_descriptor*endpoint;

structusb_mouse*mouse;

structinput_dev*input_dev;

intpipe,maxp;

interror=-ENOMEM;

interface=intf->cur_altsetting;

if（interface->desc.bNumEndpoints!

=1）

return-ENODEV;

endpoint=&interface->endpoint[0].desc;

if（!

usb_endpoint_is_int_in（endpoint））;//判断端点是否能进行中断传输

return-ENODEV;

pipe=usb_rcvintpipe（dev,endpoint->bEndpointAddress）;//获取接收pipe

maxp=usb_maxpacket（dev,pipe,usb_pipeout（pipe））;//获取最大的接收包

mouse=kzalloc（sizeof（structusb_mouse）,GFP_KERNEL）;

input_dev=input_allocate_device（）;//input设备定义

if（!

mouse||!

input_dev）

gotofail1;

mouse->data=usb_buffer_alloc（dev,8,GFP_ATOMIC,&mouse->data_dma）;

//数据缓冲申请

if（!

mouse->data）

gotofail1;

mouse->irq=usb_alloc_urb（0,GFP_KERNEL）;//分配一个URB

if（!

mouse->irq）

gotofail2;

mouse->usbdev=dev;

mouse->dev=input_dev;

if（dev->manufacturer）//获取USB鼠标制造商信息

strlcpy（mouse->name,dev->manufacturer,sizeof（mouse->name））;

if（dev->product）{

if（dev->manufacturer）

strlcat（mouse->name,"",sizeof（mouse->name））;

strlcat（mouse->name,dev->product,sizeof（mouse->name））;

}

if（!

strlen（mouse->name））

snprintf（mouse->name,sizeof（mouse->name）,

"USBHIDBPMouse%04x:

%04x",

le16_to_cpu（dev->descriptor.idVendor）,

le16_to_cpu（dev->descriptor.idProduct））;

usb_make_path（dev,mouse->phys,sizeof（mouse->phys））;

strlcat（mouse->phys,"/input0",sizeof（mouse->phys））;

input_dev->name=mouse->name;

input_dev->phys=mouse->phys;

usb_to_input_id（dev,&input_dev->id）;

input_dev->dev.parent=&intf->dev;

input_dev->evbit[0]=BIT（EV_KEY）|BIT（EV_REL）;

input_dev->keybit[LONG（BTN_MOUSE）]=BIT（BTN_LEFT）|BIT（BTN_RIGHT）|BIT（BTN_MIDDLE）;

input_dev->relbit[0]=BIT（REL_X）|BIT（REL_Y）;

input_dev->keybit[LONG（BTN_MOUSE）]|=BIT（BTN_SIDE）|BIT（BTN_EXTRA）;

input_dev->relbit[0]|=BIT（REL_WHEEL）;

input_set_drvdata（input_dev,mouse）;

input_dev->open=usb_mouse_open;

input_dev->close=usb_mouse_close;

usb_fill_int_urb（mouse->irq,dev,pipe,mouse->data,

（maxp>8?

8:

maxp）,

usb_mouse_irq,mouse,endpoint->bInterval）;

mouse->irq->transfer_dma=mouse->data_dma;

mouse->irq->transfer_flags|=URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP;

error=input_register_device（mouse->dev）;

if（error）

gotofail3;

usb_set_intfdata（intf,mouse）;

return0;

fail3:

usb_free_urb（mouse->irq）;

fail2:

usb_buffer_free（dev,8,mouse->data,mouse->data_dma）;

fail1:

input_free_device（input_dev）;

kfree（mouse）;

returnerror;

}

3、USB鼠标的断开连接过程：

当USB鼠标断开连接时，Linux操作系统USB核便调用usb_mouse_disconnect函数进行USB设备断开时系统资源回收，但USB鼠标断开时，首先对URB包进行处理，然后调用input_unregister_device函数注销USB鼠标驱动。

分别调用相关资源回收函数回收驱动所占有的系统资源。

staticvoidusb_mouse_disconnect（structusb_interface*intf）

{

structusb_mouse*mouse=usb_get_intfdata（intf）;

usb_set_intfdata（intf,NULL）;

if（mouse）{

usb_kill_urb（mouse->irq）;

input_unregister_device（mouse->dev）;

usb_free_urb（mouse->irq）;

usb_buffer_free（interface_to_usbdev（intf）,8,mouse->data,mouse->data_dma）;

kfree（mouse）;

}

}

4、

USB鼠标设备的打开：

当应用程序利用open函数打开视频USB鼠标设备时，Linux文件系统调用usb_mouse_open函数打开USB鼠标设备。

staticintusb_mouse_open（structinput_dev*dev）

{

structusb_mouse*mouse=input_get_drvdata（dev）;

mouse->irq->dev=mouse->usbdev;

if（usb_submit_urb（mouse->irq,GFP_KERNEL））

return-EIO;

return0;

}

该函数先调用input_get_drvdata函数从input文件节点获取相关数据，由于USB鼠标采用中断进行数据的传送，所以在打开函数中调用usb_submit_urb函数提交一个URB请求。

5、USB数鼠标据的获取：

当鼠标进行操作时，便产生一个中断，分别调用input_report_key和input_report_rel函数提交鼠标的按键和飞梭操作，在这两个函数中，实际上调用了input_event函数产生一个事件操作（参考linux-2.6.22.10/drivers/input.c文件），然后再调用usb_submit_urb函数提交下一次数据的传输过程。

staticvoidusb_mouse_irq（structurb*urb）

{

structusb_mouse*mouse=urb->context;

signedchar*data=mouse->data;

structinput_dev*dev=mouse->dev;

intstatus;

……

input_report_key（dev,BTN_LEFT,data[0]&0x01）;//鼠标左键

input_report_key（dev,BTN_RIGHT,data[0]&0x02）;//鼠标右键

input_report_key（dev,BTN_MIDDLE,data[0]&0x04）;//鼠标中间键

input_report_key（dev,BTN_SIDE,data[0]&0x08）;

input_report_key（dev,BTN_EXTRA,data[0]&0x10）;

input_report_rel（dev,REL_X,data[1]）;//鼠标坐标的相当位置

input_report_rel（dev,REL_Y,data[2]）;//鼠标坐标的相当位置

input_report_rel（dev,REL_WHEEL,data[3]）;//鼠标飞梭

input_sync（dev）;

resubmit:

status=usb_submit_urb（urb,GFP_ATOMIC）;

if（status）

err（"can'tresubmitintr,%s-%s/input0,status%d",

mouse->usbdev->bus->bus_name,

mouse->usbdev->devpath,status）;

}

6、

设备的关闭：

当应用程序利用Close函数关闭USB鼠标设备时，操作系统调用usb_mouse_clos函数函数关闭USB鼠标设备。

该函数调用usb_kill_urb取消一个URB请求并等到请求结束。

staticvoidusb_mouse_close（structinput_dev*dev）

{

structusb_mouse*mouse=input_get_drvdata（dev）;

usb_kill_urb（mouse->irq）;

}

第三步:

USB鼠标驱动模块配置

1、运行makemenuconfig内核配置命令，在DeviceDrivers-->USBSupport配置菜单中选中<*>OHCIHCDsubpport选项，使系统支持USB的OHCI驱动。

【图12-1-3】

2、在DeviceDrivers-->HIDDevices配置菜单中选中<*>GenernicHIDsupport选项，使系统支持USB的input驱动

【图12-1-4】

3、由于实验将采用手动加载USB鼠标驱动，因此在内核配置命令中，需要去掉DeviceDrivers-->HIDdevices-->USBHIDBootProtocoldrivers配置菜单下的

<>USBHIDBPMouse（SimpleBoot）support

【图12-1-5】

第四步:

USB鼠标驱动模块的编译

1、将Linux-2.6.22.10/drivers/hid/Usbhid目录下的usbmouse.c复制到Linux下的一个工作目录中（如：

/root/work/usbmouse）,利用vi工具新建一个用于编译usbmouse.c的Makefile文件。

其中KERNELDIR?

=/root/work/linux-2.6.22.10为内核位置。

#MakefilefortheUSBMouse.#

CFLAGS+=$（DEBFLAGS）-Wall

ifneq（$（KERNELRELEASE）,）

obj-m:

=usbmouse.o

else

KERNELDIR?

=/root/work/linux-2.6.22.10

PWD:

=$（shellpwd）

ALL:

$（MAKE）$（CFLAGS）-C$（KERNELDIR）M=$（PWD）modules

endif

clean:

rm-fr*.o*.ko*.symvers*~core.depend.*.cmd*.mod.c.tmp_versions

2、

利用ma