Gadget驱动简介

usb驱动分为主机测设备驱动UHC和从机测设备驱动UDC。其中Gadget（意为小器件）就是从机测驱动，包含各种usb外设驱动，常见的有usb声卡驱动、usb网卡驱动、usb串口驱动、u盘、usb鼠标键盘等。其驱动层次如下图所示：

gadget.png

常见Gadget驱动占用ep情况

EP0 EP In EP Out
ADB 1 1（bulk） 1（bulk）
UAC 1 1（isoc） 1（isoc）
UAC FU 1 1（int） 0
UAC Async 1 1（int） 0
HID 1 1（int） 1（int）
MTP 1 1（bulk） 1（bulk）
RNDIS/ACM（CDC） 1 2（int + bulk） 1（bulk）

我们A4/A5拥有的EP资源为EP0 + 3对EP（3个EP In + 3个EP Out），A1 拥有的资源为EP0 + 5对EP（5个EP In + 5个EP Out）。同时开启的功能占用EP资源数不能超过芯片支持的EP数。

Configfs配置步骤

usb gadget相关驱动基本上都是通过configfs配置的，使能一个module的方法就是在驱动中使能相应模块的config，例如我们要使能hid，只需要以下三个步骤即可：

  1. 使能相应驱动配置

    1
    CONFIG_USB_F_HID=y

  2. 在configfs中配置相应模块，这个配置的目的是使能相应的模块，并配置其功能，比如这里的HID配置是使能Volume±、Play/Pause、Mute

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23
    24
    25
    26
    27
    28
    29
    30
    31
    usb_f_hid_init()
    {
    	cd /sys/kernel/config/usb_gadget/amlogic
    	echo "hid" >  strings/0x409/configuration
    	mkdir functions/hid.0
    	echo 1 > functions/hid.0/protocol
    	echo 1 > functions/hid.0/subclass
    	echo 8 > functions/hid.0/report_length
    	# Report descriptor, include volume up/down mute and play/stop, do not change it easily
    	# 0x05, 0x0c // USAGE_PAGE (Consumer Page)
    	# 0x09, 0x01 // USAGE (Consumer Control)
    	# 0xa1, 0x01 // COLLECTION (Application)
    	# 0x09, 0xe9 // USAGE (Volume Increment)
    	# 0x09, 0xea // USAGE (Volume Decrement)
    	# 0x09, 0xe2 // USAGE (Mute)
    	# 0x09, 0xcd // USAGE (Play/Pause)
    	# 0x09, 0xb5 // USAGE (Scan Next Track)
    	# 0x09, 0xb6 // USAGE (Scan Previous Track)
    	# 0x15, 0x00 // LOGICAL_MINIMUM (0)
    	# 0x25, 0x01 // LOGICAL_MAXIMUM (1)
    	# 0x95, 0x06 // REPORT_COUNT (6)
    	# 0x75, 0x01 // REPORT_SIZE (1)
    	# 0x81, 0x02 // INPUT (Data,Var,Abs)
    	# 0x75, 0x02 // REPORT_SIZE (2)
    	# 0x95, 0x01 // REPORT_COUNT (1)
    	# 0x81, 0x03 // INPUT (Cnst,Var,Abs)
    	# 0xc0       //END_COLLECTION
    	echo -ne "\x05\x0c\x09\x01\xa1\x01\x09\xe9\x09\xea\x09\xe2\x09\xcd\x09\xb5\x09\xb6\x15\x00\x25\x01\x95\x06\x75\x01\x81\x02\x75\x02\x95\x01\x81\x03\xc0" > functions/hid.0/report_desc
    	ln -s functions/hid.0 configs/amlogic.1/hid.0
    	cd -
    }

  3. 添加到start函数中，start函数中的执行顺序是：

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    function start_usbgadget() {
        basic_setup
    		usb_f_hid_init
    		# 将配置绑定到特定的USB上
    		echo $udc_value > /sys/kernel/config/usb_gadget/amlogic/UDC

    }

其他模块也都是类似的添加步骤。

各模块配置参数

base配置

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
basic_setup()
{
	mount -t configfs none /sys/kernel/config
	mkdir /sys/kernel/config/usb_gadget/amlogic
	cd /sys/kernel/config/usb_gadget/amlogic
	echo 0x18D1 > idVendor
	echo 0x4e26 > idProduct
	mkdir strings/0x409
    #Read out serial number, and configure to ADB
    serialnumber=$(cat /proc/cmdline | sed -n 's/.*androidboot.serialno=\([0-9a-zA-Z]*\).*/\1/p')
    if [ -z "$serialnumber" ] || [ "$serialnumber" = "1234567890" ]; then
      serialnumber="0123456789ABCDEF"
    fi
	echo $serialnumber > strings/0x409/serialnumber
	echo amlogic > strings/0x409/manufacturer
	echo p212 > strings/0x409/product
	mkdir configs/amlogic.1
	mkdir configs/amlogic.1/strings/0x409
	cd /
}

adb配置

配置configfs

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
usb_adbd_init()
{
	cd /sys/kernel/config/usb_gadget/amlogic
	echo "adb" > /sys/kernel/config/usb_gadget/amlogic/configs/amlogic.1/strings/0x409/configuration
	mkdir /sys/kernel/config/usb_gadget/amlogic/functions/ffs.adb
	mkdir /dev/usb-ffs
	mkdir /dev/usb-ffs/adb
	mount -t functionfs adb /dev/usb-ffs/adb
	ln -s /sys/kernel/config/usb_gadget/amlogic/functions/ffs.adb /sys/kernel/config/usb_gadget/amlogic/configs/amlogic.1/ffs.adb
	start-stop-daemon --start --background /usr/bin/adbd
  #	/usr/bin/usb_monitor &
	cd -
}

UAC配置

使能uac驱动

1
2
CONFIG_USB_U_AUDIO=y
CONFIG_USB_F_UAC2=y

配置configfs

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
usb_f_uac_init()
{
	cd /sys/kernel/config/usb_gadget/amlogic
	mkdir configs/amlogic.1/strings/0x409
	echo "uac2" > configs/amlogic.1/strings/0x409/configuration
	mkdir functions/uac2.0
	# Enable capture capability from host
	echo 0x3 > functions/uac2.0/c_chmask
	echo 48000 > functions/uac2.0/c_srate
	echo 2 > functions/uac2.0/c_ssize
	# Enable playback capability to host
	echo 0x3 > functions/uac2.0/p_chmask
	echo 48000 > functions/uac2.0/p_srate
	echo 2 > functions/uac2.0/p_ssize
	if [ -f functions/uac2.0/c_volume_min ]; then
		echo -100 > functions/uac2.0/c_volume_min
	fi
	if [ -f functions/uac2.0/c_volume_max ]; then
		echo 0 > functions/uac2.0/c_volume_max
	fi
	if [ -f functions/uac2.0/c_volume_res ]; then
		echo 1 > functions/uac2.0/c_volume_res
	fi
	ln -s functions/uac2.0 configs/amlogic.1/uac2.0
	cd -
}

对于kernel6.6，默认开启FU和ASYNC，如果要关闭这两个模块添加如下即可：

1
2
3
4
5
6
7
8
# 关闭FU
echo 0 > functions/uac2.0/p_volume_present
echo 0 > functions/uac2.0/p_mute_present
echo 0 > functions/uac2.0/c_volume_present
echo 0 > functions/uac2.0/c_mute_present

# 关闭Async
echo adaptive > functions/uac2.0/c_sync

验证

成功后设备管理器中会增加以下两个设备。

uac.png

HID配置

使能hid驱动

1
CONFIG_USB_F_HID=y

配置configfs

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
usb_f_hid_init()
{
	cd /sys/kernel/config/usb_gadget/amlogic
	echo "hid" >  strings/0x409/configuration
	mkdir functions/hid.0
	echo 1 > functions/hid.0/protocol
	echo 1 > functions/hid.0/subclass
	echo 8 > functions/hid.0/report_length
	# Report descriptor, include volume up/down mute and play/stop, do not change it easily
	# 0x05, 0x0c // USAGE_PAGE (Consumer Page)
	# 0x09, 0x01 // USAGE (Consumer Control)
	# 0xa1, 0x01 // COLLECTION (Application)
	# 0x09, 0xe9 // USAGE (Volume Increment)
	# 0x09, 0xea // USAGE (Volume Decrement)
	# 0x09, 0xe2 // USAGE (Mute)
	# 0x09, 0xcd // USAGE (Play/Pause)
	# 0x09, 0xb5 // USAGE (Scan Next Track)
	# 0x09, 0xb6 // USAGE (Scan Previous Track)
	# 0x15, 0x00 // LOGICAL_MINIMUM (0)
	# 0x25, 0x01 // LOGICAL_MAXIMUM (1)
	# 0x95, 0x06 // REPORT_COUNT (6)
	# 0x75, 0x01 // REPORT_SIZE (1) 
	# 0x81, 0x02 // INPUT (Data,Var,Abs)
	# 0x75, 0x02 // REPORT_SIZE (2)
	# 0x95, 0x01 // REPORT_COUNT (1)
	# 0x81, 0x03 // INPUT (Cnst,Var,Abs)
	# 0xc0       //END_COLLECTION
	echo -ne "\x05\x0c\x09\x01\xa1\x01\x09\xe9\x09\xea\x09\xe2\x09\xcd\x09\xb5\x09\xb6\x15\x00\x25\x01\x95\x06\x75\x01\x81\x02\x75\x02\x95\x01\x81\x03\xc0" > functions/hid.0/report_desc
	ln -s functions/hid.0 configs/amlogic.1/hid.0
	cd -
}

验证

编译烧录后会发现设备管理器中多一个HID标准用户输入设备。

hid.png

MTP配置

buildroot添加umtprd这个package：uMTP-Responder. umtprd用来实现板端的MTP功能。

配置configfs

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
usb_mtp_init()
{
		cd /sys/kernel/config/usb_gadget/amlogic
    echo "mtp" > /sys/kernel/config/usb_gadget/amlogic/configs/amlogic.1/strings/0x409/configuration
    mkdir /sys/kernel/config/usb_gadget/amlogic/functions/ffs.mtp
    mkdir -p /dev/usb-ffs/mtp
    mount -t functionfs mtp /dev/usb-ffs/mtp
    ln -s /sys/kernel/config/usb_gadget/amlogic/functions/ffs.mtp /sys/kernel/config/usb_gadget/amlogic/configs/amlogic.1/ffs.mtp

    start-stop-daemon --start --background /usr/sbin/umtprd
    cd -
}

验证

编译烧录后可以在pc上看到u盘符代表安装成功。

RNDIS配置

使能rndis驱动

1
CONFIG_USB_F_RNDIS=y

配置configfs

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
usb_rndis_init()
{
	 cd /sys/kernel/config/usb_gadget/amlogic
   echo "rndis" > configs/amlogic.1/strings/0x409/configuration
   echo 500 > configs/amlogic.1/MaxPower
   mkdir functions/rndis.rndis
   ln -s functions/rndis.rndis configs/amlogic.1
   cd -
}

usb_net_ipconfig()
{
    ifconfig usb0 192.168.5.1 up
    #dnsmasq -iusb0 --dhcp-option=3,192.168.5.1 --dhcp-range=192.168.5.50,192.168.5.200,12h -p100 &
}

验证

由于RNDIS需要在windows平台上单独安装驱动，这个暂时未做验证，详细可以参考https://confluence.amlogic.com/display/~tao.qin/C3+USB+RNDIS

ACM配置

使能ACM驱动

1
CONFIG_USB_F_ACM=y

配置configfs

1
2
3
4
5
6
7
8
usb_acm_init()
{
	cd /sys/kernel/config/usb_gadget/amlogic
	echo "acm" > configs/amlogic.1/strings/0x409/configuration
	mkdir functions/acm.0
	ln -s functions/acm.0 configs/amlogic.1
	cd -
}

验证

编译烧录后可以在pc上看到以下串口设备代表安装成功

acm.png