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Linux USB 设备驱动开发 作者：赵明，联想软件设计中心嵌入式研发处系统设计工程师 整理：青瓜王子，QQ：1788586 一、驱动配置部分 USB 设备越来越多，而 Linux 在硬件配置上仍然没有做到完全即插即用，对于 Linux怎样配置和 使用他们，也越来越成为困扰我们的一大问题。本文分两部分着力从 Linux 系统下设备驱动的 架构，去阐述怎样去使用和配置以及怎样编制 USB 设备驱动。对于一般用户，可以使我们明晰 Linux 设备驱动方式，为更好地配置和使用 USB设备提供了方便；而对于希望开发 Linux 系统下 USB 设备驱动的程序员，提供了初步学习 USB 驱动架构的机会。 前言 USB 是英文”Universal Serial Bus”的缩写，意为”通用串行总线”。是由 Compaq(康柏)、 DEC、IBM、Intel、NEC、微软以及 Northern Telecom（北方电讯）等公司于 1994 年 11 月共同 提出的，主要目的就是为了解决接口标准太多的弊端。USB使用一个 4针插头作为标准插头，并 通过这个标准接头，采用菊花瓣形式把所有外设连接起来，它采用串行方式传输数据，目前最 大数据传输率为 12Mbps, 支持多数据流和多个设备并行操作，允许外设热插拔。 目前 USB 接口虽然只发展了 2 代（USB1.0/1.1，USB2.0），但是 USB 综合了一个多平台标准的 所有优点 — 包括降低成本，增加兼容性，可连接大量的外部设备，融合先进的功能和品质。 使其逐步成为 PC 接口标准，进入了高速发展期。 那么对于使用 Linux 系统，正确支持和配置常见的 USB 设备，就是其使用必不可少的关键一步。 模块（驱动程序） 模块（module）是在内核空间运行的程序，实际上是一种目标对象文件，没有链接，不能独立 运行，但是可以装载到系统中作为内核的一部分运行，从而可以动态扩充内核的功能。模块最 主要的用处就是用来实现设备驱动程序。 Linux 下对于一个硬件的驱动，可以有两种方式：直接加载到内核代码中，启动内核时就会驱动 此硬件设备。另一种就是以模块方式，编译生成一个.o 文件。当应用程序需要时再加载进内核 空间运行。所以我们所说的一个硬件的驱动程序，通常指的就是一个驱动模块。 设备文件 对于一个设备，它可以在/dev 下面存在一个对应的逻辑设备节点，这个节点以文件的形式存在， 但它不是普通意义上的文件，它是设备文件，更确切的说，它是设备节点。这个节点是通过 mknod 命令建立的，其中指定了主设备号和次设备号。主设备号表明了某一类设备，一般对应着确定 的驱动程序；次设备号一般是区分不同属性，例如不同的使用方法，不同的位置，不同的操作。 这个设备号是从/proc/devices 文件中获得的，所以一般是先有驱动程序在内核中，才有设备节 点在目录中。这个设备号（特指主设备号）的主要作用，就是声明设备所使用的驱动程序。驱 动程序和设备号是一一对应的，当你打开一个设备文件时，操作系统就已经知道这个设备所对 应的驱动程序。 SCSI 设备 SCSI 是有别于 IDE 的一个计算机标准接口。现在大部分平板式扫描仪、CD-R 刻录机、MO 光磁盘 机等渐渐趋向使用 SCSI接口，加之 SCSI 又能提供一个高速传送通道，所以，接触到 SCSI 设备 的用户会越来越多。Linux 支持很多种的 SCSI 设备，例如：SCSI 硬盘、SCSI 光驱、SCSI 磁带 机。更重要的是，Linux提供了 IDE设备对 SCSI的模拟（ide-scsi.o 模块），我们通常会就把 IDE 光驱模拟为 SCSI 光驱进行访问。因为在 Linux 中很多软件都只能操作 SCSI 光驱。例如大多 数刻录软件、一些媒体播放软件。通常我们的 USB 存储设备，也模拟为 SCSI 硬盘而进行访问。 Linux 硬件驱动架构 对于一个硬件，Linux 是这样来进行驱动的：首先，我们必须提供一个.o 的驱动模块文件（这 里我们只说明模块方式，其实内核方式是类似的）。我们要使用这个驱动程序，首先要加载运 行它（insmod *.o）。这样驱动就会根据自己的类型（字符设备类型或块设备类型，例如鼠标 就是字符设备而硬盘就是块设备）向系统注册，注册成功系统会反馈一个主设备号，这个主设 备号就是系统对它的唯一标识（例如硬盘块设备在/proc/devices 中显示的主设