USB驱动移植教程

USB驱动移植教程

一.USB驱动框架

在Linux系统中，提供了主机侧和设备侧视角的USB驱动框架，这里，仅仅讲解主机侧角度看到的USB驱动框架。

从主机侧的角度而言，需要编写的USB驱动程序包括主机控制器驱动和设备驱动两类。USB主机控制器驱动程序控

制插入其中的USB设备，而USB设备驱动程序控制该设备如何作为设备与主机通信。在USB主机控制器驱动和USB

设备驱动之间还有一层叫USB核心层。USB核心负责USB驱动管理和协议处理工作，它通过定义一些数据结构、宏

和功能函数，向上为USB设备驱动提供编程接口，向下为USB主机控制器驱动提供编程接口；通过全局变量维护整个

系统的USB设备信息，完成设备热插拔控制、总线数据传输控制等。说了那么多，无图无真相啊~~

Linux USB主机侧驱动总体框架

二．USB驱动移植步骤

1.S5PV210主机控制驱动的移植

USB主机控制器有3种规范，UHCI(Universal Host Controller Interface)，这种规范主要是Intel、Via芯片公司提供支

持PC主板的；OHCI(Open Host Controller Interface)，这种规范是微软提出来的，主要应用在非PC系统上的嵌入式

领域上的USB芯片；EHCI(Enhanced Host Controller Interface)，这种后来为提高USB速度而提出的规范，它支持

最高速度为480Mbps。

在《S5PV210_UM_REV1.1》手册上搜索OHCI关键词，会发现下面一段话

这表明S5PV210这款CPU支持一个USB主机接口，同时支持EHCI和OHCI这两种规范，支持USB1.1和USB2.0规范，支持最高的外设传输速率为480Mbps。注意了，它并不支持USB3.0规范的USB设备，所以做测试的时候，千万不要拿USB3.0规范的USB设备去测试。

2.1移植ohci-s5p驱动

打开内核目录:driversusbhost，发现Linux系统提供了大量的主机控制器驱动，找遍所有平台，都没有找到ohci-s5p.c源码。很遗憾，3.8的内核没有提供S5PV210的USB HOST控制器驱动程序。最好验证有没有提供的办法就是，

烧写网蜂提供的第二版的uImage进去，然后找个U盘、或者鼠标插入Webee210开发板的USB HOST接口，看看串

口有没有打印什么信息，结果是不会有任何反应的。既然没有提供，这就需要我们自己来编写了，这下不好办了吧？

不用紧张，仔细再找找，还是能发现一些类似的源码，可供我们移植的。我们发现，内核虽然没有提供ohci-s5p.c源码，但是有提供ehci-s5p.c源码，还有ohci相关的其他平台的源码，比如ohci-s3c2410.c、ohci-exynos.c供我们移植参考。

2.1.1 ohci-s5p.c程序

内核既然没有ohci-s5p.c，那我们使用其他平台的ohci源码，这里我们拷贝driversusbhost目录下的ohci-exynos.c

为ohci-s5p.c。然后将所有exynos字符串替换成s5p，由于有些地方是exynos4，所以还需要将s5p4替换为s5p。最后

还需要修改一下头文件，将

#include

改为：

#include

2.2 usb-ohci-s5p.h程序

打开内核目录includelinuxplatform_data，然后拷贝

usb-exynos.h为usb-ohci-s5p.h。将所有的exynos4字符串

替换为s5p，将EXYNOS替换为S5P。

最后添加平台数据：

static struct s5p_ohci_platdata s5p_ohci_platdata;

为了以后支持EHCI还添加echi的平台数据，最后usb-ohci-s5p.h修改为：

#ifndef __MACH_S5P_OHCI_H

#define __MACH_S5P_OHCI_H

/**************Add by Webee*******************/

#ifdef CONFIG_S5P_DEV_USB_EHCI

static struct s5p_ehci_platdata s5p_ehci_platdata;

#endif

static struct s5p_ohci_platdata s5p_ohci_platdata;

/**************Add by Webee*******************/

struct s5p_ohci_platdata {

int (*phy_init)(struct platform_device *pdev, int type);

int (*phy_exit)(struct platform_device *pdev, int type);

};

extern void s5p_ohci_set_platdata(struct s5p_ohci_platdata *pd); #endif /* __MACH_S5P_OHCI_H */

2.3 添加s5p_ohci_driver到ohci_hcd.c

打开driversusbhostohci-hcd.c，在CONFIG_USB_OHCI_EXYNOS前面添加如下代码：

#ifdef CONFIG_USB_OHCI_S5P

#include "ohci-s5p.c"

#define PLATFORM_DRIVERs5p_ohci_driver

#endif

因为S5PV210 USB HOST控制器驱动由driversusbhostohci-hcd.c(支持各种SoC下的主机控制器驱动的通

用部分)和driversusbhostohci-s5p.c共同完成。

2.4 添加平台设备

前面我们移植ohci-s5p.c主要是围绕platform_driver来编程的，这又回到了平台驱动设备模型了。还记得

我们移植gpio-key驱动了吗？里面就添加了平台设备来支持平台驱动。今天，我们同样需要添加平台设备

来支持s5p_ohci_driver这个平台驱动。怎么添加呢？参考别人怎么写！

打开archarmplat-samsungdevs.c，找到s5p_device_ehci这个平台设备，模仿它来修改。

打开archarmmach-s5pv210mach-smdkv210.c，在

smdkv210_devices[ ]前，添加如下代码：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

static struct resource s5p_ohci_resource[] = {

[0] = DEFINE_RES_MEM(0xEC300000, SZ_256),

[1] = DEFINE_RES_IRQ(S5P_IRQ_VIC1(23)),

};

static u64 samsung_device_dma_mask = DMA_BIT_MASK(32);

struct platform_device s5p_device_ohci = {

.name = "s5p-ohci",

.id = -1,

.num_resources = ARRAY_SIZE(s5p_ohci_resource),

.resource = s5p_ohci_resource,

.dev = {

.dma_mask = & samsung_device_dma_mask,

.coherent_dma_mask = DM A_BIT_MASK(32),

}

};

void __init s5p_ohci_set_platdata(struct s5p_ohci_platdata *pd) {

struct s5p_ohci_platdata *npd;

npd = s3c_set_platdata(pd, sizeof(struct s5p_ohci_platdata) ,

&s5p_device_ohci);

if (!npd->phy_init)

npd->phy_init = s5p_usb_phy_init;

if (!npd->phy_exit)

npd->phy_exit = s5p_usb_phy_exit;

}

怎么确定s5p_ohci_resource里面的内存地址呢？这自然要回到《S5PV210_UM_REV1.1》手册了，在USB

HOST

这章的寄存器介绍里面有这么一段描述：

而IRQ的确定，则是找到下面这段话。

/ * 参考archarmmach-s5pc100includemachirqs.h */

#define IRQ_UHOSTS5P_IRQ_VIC1(23)

然后将定义设置好的s5p_device_ohci添加到smdkv210_devices[]，如：static struct platform_device *smdkv210_devices[] __initdata = {

&s5p_device_ohci,/* Add by Webee */

……

&webee210_button_device,/* Add by Webee */ };

最后，在smdkv210_machine_init函数中添加平台数据的设置函数。

#ifdef CONFIG_S5P_DEV_USB_OHCI

s5p_ohci_set_platdata(&s5p_ohci_platdata);

#endif

2.5 修改Kconfig

2.5.1 移植driversusbhost目录下的Kconfig

打开driversusbhost目录下的Kconfig，在USB_OHCI_EXYNOS前面添加USB_OHCI_S5P的配置支持。

修改后如下：

# Add by Webee

config USB_OHCI_S5P

boolean "OHCI support for Samsung S5P SoC Series"

depends on USB_OHCI_HCD && PLAT_S5P

select S5P_DEV_USB_OHCI

help

Enable support for the Samsung S5P SOC's on-chip OHCI controller.

#Add by Webee

2.5.2 移植archarmplat-samsung目录下的Kconfig

打开archarmplat-samsung目录下的Kconfig，在S5P_DEV_USB_EHCI后面添加S5P_DEV_USB_OHCI的配

置支持，修改后如下：

#Add by Webee

config S5P_DEV_USB_OHCI

bool

help

Compile in platform device definition for USB OHCI

#Add by Webee

2.5.3 移植driversusb目录下的Kconfig

在内核目录下输入make menuconfig配置内核时，搜索

S5P_DEV_USB_OHCI发现如下现象，它表明S5P_DEV_USB_OHCI的配置需要先将PLAT_S5P配置上。

搜索：先按‘/’

打开driversusb目录下的Kconfig，在USB_ARCH_HAS_OHCI模块下添加如下内容：

default y if PLAT_S5P

2.6 创建setup-usb-phy.c文件

在archarmmach-s5pv210目录下创建setup-usb-phy.c文件，为什么要创建这么一个文件呢？还记得前面在smdkv210_machine_init()函数里添加过

s5p_ohci_set_platdata(&s5p_ohci_platdata);这个函数吗？

其中就会去设置s5p_ohci_platdata里的phy_init、phy_exit这两个成员函数。那么就需要实现，s5p_usb

_phy_init函数和s5p_usb_phy_exit函数。最后将setup-usb-phy.c文件添加如下代码：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

int s5p_usb_phy_init(struct platform_device *pdev, int type) {

int err;

struct clk *otg_clk;

if (type != S5P_USB_PHY_HOST)

return -EINVAL;

otg_clk = clk_get(&pdev->dev, "otg");

if (IS_ERR(otg_clk)) {

dev_err(&pdev->dev, "Failed to get otg clockn");

return PTR_ERR(otg_clk);

}

err = clk_enable(otg_clk);

if (err) {

clk_put(otg_clk);

return err;

}

if (readl(S5PV210_USB_PHY_CON) & (0x1<<1)) {

clk_disable(otg_clk);

clk_put(otg_clk);

return 0;

}

__raw_writel(__raw_readl(S5PV210_USB_PHY_CON) | (0x1<<1),

S5PV210_USB_PHY_CON);

__raw_writel((__raw_readl(S3C_PHYPWR)

& ~(0x1<<7) & ~(0x1<<6)) | (0x1<<8) | (0x1<<5) | (0x 1<<4),

S3C_PHYPWR);

__raw_writel((__raw_readl(S3C_PHYCLK) &~(0x1<<7)) | (0x3<< 0),

S3C_PHYCLK);

__raw_writel((__raw_readl(S3C_RSTCON)) | (0x1<<4) | (0x1< <3),

S3C_RSTCON);

__raw_writel(__raw_readl(S3C_RSTCON) & ~(0x1<<4) & ~(0x1< <3),

S3C_RSTCON);

/* "at least 10uS" for PHY reset elsewhere, 20 not enough here... */

udelay(50);

clk_disable(otg_clk);

clk_put(otg_clk);

return 0;

}

int s5p_usb_phy_exit(struct platform_device *pdev, int type) {

if (type != S5P_USB_PHY_HOST)

return -EINVAL;

__raw_writel(__raw_readl(S3C_PHYPWR) | (0x1<<7)|(0x1<<6),

S3C_PHYPWR);

__raw_writel(__raw_readl(S5PV210_USB_PHY_CON) & ~(1<<1),

S5PV210_USB_PHY_CON);

return 0;

}

主要工作是获取otg时钟，设置USB相关的寄存器。

2.6.1 编写setup-usb-phy.h文件

在include/linux/platform_data目录下创建setup-usb-phy.h

文件。必须创建该头文件，才能使得archarm

mach-s5pv210mach-smdkv210.c里面的程序得以生效，否则在编译时会出错的。

具体代码如下：

3. make menuconfig 配置工作

前面做了那么多工作，为谁而做？为配置选项而做的。这是本章节的重头戏。

在内核目录下输入make menuconfig，进入内核配置菜单栏，配置如下：

具体配置如下所示，由于篇幅有限，这里就不一一截图啦，相信根据下面的方法配置能让大家清晰了解整个

配置过程。

Device Drivers------->

SCSI device support-------->

<*>SCSI device support

[ * ]legacy /proc/scsi/support

<*>SCSI disk support

<*>SCSI CDROM support

<*>SCSI generic support

HID support---------------->

<*>Generic HID driver

[*]USB support------------>

<*>Support for Host-side USB

<*>EHCI HCD ( USB 2.0 ) support

[ * ]Improved Transaction Translator schedulin g

[ * ]S5P EHCI support

<*>OHCI HCD support

[ * ]OHCI support for Samsung S5P SoC Serie s

[ * ]Generic OHCI driver for a platform dev ice

<*>Generic EHCI driver for a platform device

<*>USB Mass Storage support

[ * ]USB Mass Storage verbose debug

<*>SanDisk SDDR-09 (and other SmartMedia,includ ing DPCM support )

<*>SanDisk SDDR-o5 SmartMedia support

完成以上所有移植后，就可以编译内核了，在内核目录下使用make uImage命令编译内核。如果编译

过程中出现说获取不到usbhost时钟，那么将ohci-s5p.c里的s5p_ohci_probe()函数里的：

s5p_ohci->clk = devm_clk_get(&pdev->dev, "usbhost");

改为：

s5p_ohci->clk = devm_clk_get(&pdev->dev, "usb-host");

三．S5PV210主机控制器驱动的测试

移植了那么久，终于可以见证下结果了，是不是有点兴奋呢。好啦，废话就不多说了，让我们一起

见证奇迹吧。

将新的uImage烧到webee210开发板，启动内核，如果能够成功启动内核，并且出现下面的信息：

表明前面的移植是成功的。在这里先肯定下自己。

接下来，好戏即将上场。

四．驱动之手动测试

4.1 U盘测试

将U盘(注意，不要插USB3.0的U盘)插入webee210开发板的USB HOST接口，观察打印信息(不同U盘信息可能不完全一致)：

插入U盘的瞬间，就输出那么多的信息。从信息里，我们可以知道，webee210开发板已经识别出你插入的是U盘，

并且知道你的U盘的容量有多大等等信息。那我们接下来测试一下U盘能不能读写呗~~先挂接U盘，然后进入mnt

目录

查下U盘的内容

别大惊小怪哦，打？的是由于中文字体无法正常显示的原因。

接下来我们来验证一下U盘能不能被读写。先创建一个temp.txt文件:

然后往temp.txt里写数据:

/* 注意了，使用echo命令，输入的内容不能有空格*/

查看是否写入成功，用命令:

拔掉U盘时，显示：

4.2 驱动测试之鼠标

将鼠标(注意，不要插USB3.0的鼠标)插入webee210开发板的USB HOST 接口，观察打印信息(不同鼠标信

息可能不完全一致)：

Webee210开发板也能识别出你插入的是鼠标，并帮你找到相应的鼠标驱动并安装上。当然了，接入不同的

鼠标打印的信息可能会有差别。包括后面的hexdump命令输出的信息也有可能不同。

说到测试，怎么测试鼠标设备驱动呢?还记得输入子系统里怎么测试驱动了吗？还记得input_event结构体？

对，鼠标设备驱动除了有与USB相关，还与输入子系统密切相关。这里，我们使用下面命令来测试鼠标。

当你挪动鼠标，往左挪动、往右挪动；往前挪动、往后挪动；向前滚动鼠标中键、向后滚动鼠标中键；

按下左键、按下右键；只要你对鼠标有动作，它都会上报，并将信息打印出来。具体这些数据有什么含义，

自己去研究一下。有意思的是，不同厂家的鼠标，滚动的动作在input_event

结构体里的代表的意义有可能

不一样。到这里，USB HOST相关的驱动就移植完了，USB设备也可以正常使用了。

说明：还可以用于手机usb连接，由于一时之间找不到数据线，所以无法演示效果，相信经过上面的步骤演示，

大家应该也知道手机的测试做法也差不多的。