Mini2440 USB gadget --使用与测试

USB Gadget驱动又称USB器件驱动。主要用于运行linux的嵌入式系统中，使得系统拥有普通USB设备的功能。mini2440具有USB1.1设备控制器，所以可以使用USB Gadget功能。但是linux2.6.32.2内核对于mini2440的支持不是很完全。开启USB Gadget功能之后，不能使得主机发现USB硬件。这个问题主要是USB接口的上拉电阻的问题，mini2440使用GPC5来上拉USB，使得主机集线器发现有USB设备链接从而枚举设备。但是在linux2.6.32.2内核中，没有设置GPC5的代码。所以导致不能使用Gadget功能。解决办法网上也有一些，就是增加额外的模块置位GPC5,但是我认为这样不是最好的办法。认真分析s3c2410_udc.c以及g_zero.c的代码后，发现在注册Gadget功能驱动的时候会调用s3c2410_udc.c提供的usb_gadget_register_driver函数，而这个函数最后会调用s3c2410_udc_enable。这个函数就是使能UDC的。代码如下：

1. static void s3c2410_udc_enable(struct s3c2410_udc *dev)  

2. {  

3.     int i;  

4.   

5.     dprintk(DEBUG_NORMAL, 's3c2410_udc_enable calledn');  

6.   

7.     /* dev->gadget.speed = USB_SPEED_UNKNOWN; */  

8.     dev->gadget.speed = USB_SPEED_FULL;  

9.   

10.     /* Set MAXP for all endpoints */  

11.     for (i = 0; i < S3C2410_ENDPOINTS; i++) {  

12.         udc_write(i, S3C2410_UDC_INDEX_REG);  

13.         udc_write((dev->ep[i].ep.maxpacket & 0x7ff) >> 3,  

14.                 S3C2410_UDC_MAXP_REG);  

15.     }  

16.   

17.     /* Set default power state */  

18.     udc_write(DEFAULT_POWER_STATE, S3C2410_UDC_PWR_REG);  

19.   

20.     /* Enable reset and suspend interrupt interrupts */  

21.     udc_write(S3C2410_UDC_USBINT_RESET | S3C2410_UDC_USBINT_SUSPEND,  

22.             S3C2410_UDC_USB_INT_EN_REG);  

23.   

24.     /* Enable ep0 interrupt */  

25.     udc_write(S3C2410_UDC_INT_EP0, S3C2410_UDC_EP_INT_EN_REG);  

26.   

27.     /* time to say 'hello, world' */  

28.   

29.     if (udc_info && udc_info->udc_command) {  

30.         udc_info->udc_command(S3C2410_UDC_P_ENABLE);  

31.     }  

32. }  

        我们发现这个函数除了前面使能中断的操作后，最后有个判断语句，判断udc_info以及udc_info->command是否有值。然后调用udc_command,这个函数的调用参数为S3C2410_UDC_P_ENABLE。很显然这个就是使能UDC的关键操作。我们看一下udc_info又是什么，在s3c2410_udc.c的最开始有这样的定义：

        static struct s3c2410_udc_mach_info *udc_info;

        说明这是一个指向s3c2410_udc_mach_info结构的指针。s3c2410_udc_mach_info结构在udc.h中定义：

1. struct s3c2410_udc_mach_info {  

2.     void    (*udc_command)(enum s3c2410_udc_cmd_e);  

3.     void    (*vbus_draw)(unsigned int ma);  

4.     unsigned int vbus_pin;  

5.     unsigned char vbus_pin_inverted;  

6. };  

        那么这个指针又是什么时候赋值的，是在s3c2410_udc_probe函数中。这就说明在注册s3c2410_udc驱动的时候，由platform总线找到相应的设备匹配后，调用的。如下：
udc_info = pdev->dev.platform_data;
        那么什么又是platfom_data呢,这个又是在什么时候赋值的呢。要理解这个还得需要平台驱动的只是，也就是platform driver的知识。s3c2410的udc驱动是一个platform驱动，所以USB设备控制器是platform device。那么这个platform_data又是在哪赋的值。一般而言platform device在系统板级初始化的时候初始化的。也就是板级初始化的时候赋值。但是用Kscope怎么也找不到给他赋值的语句。说明根本就没人给他赋值。所以在注册g_zero功能驱动的时候udc_info是空的，没有执行udc_info->udc_command()。我们要做的就是给usb gadget platform device的platform_data初始化。在mach-mini2440.c中增加如下代码：

1. static void s3c2410_udc_pullup(enum s3c2410_udc_cmd_e cmd)  

2. {  

3.     switch (cmd) {  

4.     case S3C2410_UDC_P_ENABLE :  

5.         s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPC(5), 1);  

6.         break;  

7.     case S3C2410_UDC_P_DISABLE :  

8.         s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPC(5), 0);  

9.         break;  

10.     case S3C2410_UDC_P_RESET :  

11.         break;  

12.     default:  

13.         break;  

14.     }  

15. }  

        这个函数就是udc_info->udc_command()执行的函数，在这里使得GPC5为高电平，使能USB设备。

1. static struct s3c2410_udc_mach_info s3c2410_udc_cfg __initdata = {  

2.     .udc_command        = s3c2410_udc_pullup,  

3. };  

        这个结构体定义了platform_data的初始值。

        修改mini2440_machine_init函数，增加s3c24xx_udc_set_platdata(&s3c2410_udc_cfg);如下

1. static void __init mini2440_machine_init(void)  

2. {  

3. #if defined (LCD_WIDTH)   

4.     s3c24xx_fb_set_platdata(&mini2440_fb_info);  

5. #endif   

6.     s3c_i2c0_set_platdata(NULL);  

7.   

8.     s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPC(0), S3C2410_GPC0_LEND);  

9.   

10.     s3c_device_nand.dev.platform_data = &friendly_arm_nand_info;  

11.     s3c_device_sdi.dev.platform_data = &mini2440_mmc_cfg;  

12.     s3c24xx_udc_set_platdata(&s3c2410_udc_cfg); //增加的代码   

13.     platform_add_devices(mini2440_devices, ARRAY_SIZE(mini2440_devices));  

14.     s3c_pm_init();  

15. }  

        s3c24xx_udc_set_platdata()这个函数定义与devs.c，如下：

1. void __init s3c24xx_udc_set_platdata(struct s3c2410_udc_mach_info *pd)  

2. {  

3.     struct s3c2410_udc_mach_info *npd;  

4.   

5.     npd = kmalloc(sizeof(*npd), GFP_KERNEL);  

6.     if (npd) {  

7.         memcpy(npd, pd, sizeof(*npd));  

8.         s3c_device_usbgadget.dev.platform_data = npd;  

9.     } else {  

10.         printk(KERN_ERR 'no memory for udc platform datan');  

11.     }  

12. }  

        最后还要在头文件中包含plat/udc.h。这样我们注册Gadget功能驱动的时候自动使能了USB设备功能。但是在卸载驱动的时候发生了问题，内核打印出一大堆调试信息。问题出在composite.c中的composite_unbind函数中。这个函数开头有一行代码WARN_ON(cdev->config);就是如果cdev-config不为0,那么内核就会打印出调试信息。上面还给了注释
/* composite_disconnect() must already have been called
* by the underlying peripheral controller driver!
* so there's no i/o concurrency that could affect the
* state protected by cdev->lock.
*/
        这个composite_unbind是在卸载udc功能驱动的时候调用的，调用关系如下：usb_composite_unregister 调用 usb_gadget_unregister_driver而usb_gadget_unregister_driver如下定义：

1. int usb_gadget_unregister_driver(struct usb_gadget_driver *driver)  

2. {  

3.     struct s3c2410_udc *udc = the_controller;  

4.   

5.     if (!udc)  

6.         return -ENODEV;  

7.   

8.     if (!driver || driver != udc->driver || !driver->unbind)  

9.         return -EINVAL;  

10.   

11.     dprintk(DEBUG_NORMAL,'usb_gadget_register_driver() '%s'n',  

12.         driver->driver.name);  

13.   

14.     driver->disconnect(&udc->gadget);  

15. //此处为新加语句，这条语句调用 composite_disconnect，然后使得cdev->config为NULL   

16.     driver->unbind(&udc->gadget);  

17. //这里就是composite_unbind   

18.   

19.   

20.     device_del(&udc->gadget.dev);  

21.     udc->driver = NULL;  

22.   

23.     /* Disable udc */  

24.     s3c2410_udc_disable(udc);  

25.   

26.     return 0;  

27. }  

        从注释上可以看出调用composite_unbind的前提是要首先保证composite_disconnect被调用。这样才不会出现警告的内核信息。在增加上面的代码后重新编译内核，将USB Gadget设置称为模块。然后make modules 在通过ftp将s3c2410_udc.ko与g_zero.ko传入开发板，先后加载这两个模块。在主机上lsusb会发现出现新设备
Bus 005 Device 023: ID 0525:a4a0 Netchip Technology, Inc. Linux-USB 'Gadget Zero'
        卸载g_zero.ko后，新设备就会消失。这样基本的USB Gadget驱动功能就开启了。类似的还可以测试其他的USB Gagget。