LinuxU盘驱动设计.docVIP

成 绩 评 阅 人 评阅日期 计算机科学与技术系 《计算机操作系统》 课程设计 设计题目： Linux下 USB驱动设计 班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师： 2011年 6 月 16 日 实验目的： 实现在Linux下对硬件设备Kingston U盘的驱动； 实验环境： Linux 系统：Red Hat Enterprise Linux 5 内核：2.6.18-53.el5(系统内核版本)、2.6.16(编写USB驱动内核版本) 实验原理： 1、设备驱动和文件系统的关系 图1显示了Linux内核的体系结构， 从图中可以看出应用程序是通过文件子系统来访问底层设备的。一个物理设备，在文件系统中对应一个或多个逻辑结点， 设备文件的属性由三部分信息组成：文件的类型(c/b)、主设备号、次设备号，其中设备类型和主设备号结合在一起唯一地确定了设备文件的驱动程序及其界面， 而次设备号则说明目标设备是同类设备中的第几个。 2、Linux驱动程序的基本原理 Linux下开发设备驱动程序的原理较之Windows系统来说结构简单层次清楚。挂在Linux上的每个设备都被描述为设备驱动程序文件， 一些与设备有关的设备参数文件被保存在/dev目录下。用户自己提供或编写设备驱动时，也需要在/dev目录下有一个设备文件。设备驱动程序可以分为三个主要组成部分：①自动配置和初始化子程序；②服务于I/O请求的子程序；③中断服务子程序。骨架关系如图2： 3、USB骨架驱动程序 （1）USB驱动的注册 Linux USB驱动程序需要做的第一件事情就是在Linux USB子系统里注册，并提供一些相关信息，例如这个驱动程序支持那种设备。注册时会通过初始化函数发送一个命令给usb_register。 当 USB 设备插入时，为了使 linux_hotplug（Linux 中PCI、USB等设备热插拔支持）系统自动装载驱动程序，就需要创建一个MODULE_DEVICE_TABLE,代码如下： static struct usb_device_id skel_table [] = { { USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID, USB_SKEL_PRODUCT_ID) }, { } /* Terminating entry */ }; MODULE_DEVICE_TABLE (usb, skel_table); USB_DEVICE 宏，利用厂商 ID 和产品 ID 为我们提供了一个设备的唯一标识。 当系统插入一个ID 匹配的USB设备到USB总线时，驱动会在USB core中注册，驱动程序中probe 函数也就会被调用。USB_DEVICE 结构指针、接口号和接口ID都会被传递到函数中。 驱动程序需要确认插入的设备是否可以被接受， 如果不接受，或者在初始化的过程中发生任何错误，probe 函数返回一个 NULL 值，否则返回一个含有设备驱动程序状态的指针，通过这个指针，就可以访问所有结构中的回调函数。 当被支持的设备从系统插入或拔出时，会有哪些动作，所有这些信息都传送到USB子系统中。在USB骨架程序中可以这样来完成： static struct usb_driver skel_driver = { name: skeleton, probe: skel_probe, disconnect: skel_disconnect, fops: skel_fops, minor: USB_SKEL_MINOR_BASE, id_table: skel_table, }; 变量 name 是一个字符串，它对驱动程序进行描述；probe和disconnect是函数指针， 当设备与在id_table中变量信息匹配时，此函数被调用；fops和 minor变量是可选的。大多数USB驱动程序钩住另外一个驱动系统，例如SCSI、网络或 tty 子系统。这些驱动程序在其他驱动系统中注册，同时任何用户空间的交互操作通过那些接口提供，比如把SCSI设备驱动作为USB驱动所钩住的另外一个驱动系统，那么我们对USB设备的read、write等操作，就相应按SCSI设备的read、write函数进行访问。 （2）USB驱动的注销 USB驱动从系统卸载驱动程序时， 需要注销US