Tìm hiểu cơ chế viết Driver cho thiết bị chuẩn USB trên Linux. Ứng dụng viết Driver cho máy điện tim 3 đạo trình

Thư mục directory trong Linux cũng là một loại tệp, hệ thống xử lý thư mục cũng bằng các dòng byte, nhưng dữ liệu ở đây là tên các tệp trong thư mục đó và có khuôn dạng định sẵn sao cho

TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Ngày nay chuẩn truyền thông USB luôn là lựa chọn hàng đầu cho giải pháp kết nối tới máy tính của các nhà phát triển Tuy nhiên việc viết một Driver lại không hề đơn giản với một kỹ

sư công nghệ thông tin, do việc này đòi hỏi phải có cái nhìn bao quát về hệ thống: từ mức firmware trên thiết bị tới kiến trúc hệ điều hành trên máy tính

Trong đề tài này em đã tìm hiểu các kiến thức liên quan và làm tài liệu về các nội dung đã tìm hiểu được, nhằm đưa ra một quy trình mà theo đó một kỹ sư công nghệ thông tin có thể áp dụng để viết thành công một USB Device Driver Các nội dung được trình bày từ mức tổng quan về hệ thống Linux, chuẩn truyền thông USB tới mức chi tiết về các hàm cần cài đặt khi viết một USB Device Driver Đồ án cũng bao gồm việc ứng dụng viết Driver cho máy điện tim 3 đạo trình và chương trình hiển thị sóng điện tim trên nền tảng Qt, sau đó chuyển toàn bộ chương trình xuống chạy kiểm thử trên nền tảng Linux nhúng (KIT FriendlyARM)

MỤC LỤC

TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1

ABSTRACT OF THESIS 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH 5

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, TỪ VIẾT TẮT 6

MỞ ĐẦU 7

PHẦN 1 CÁC KIẾN THỨC TỔNG QUAN 9

CHƯƠNG 1 KIẾN TRÚC HỆ ĐIỀU HÀNH LINUX GIỚI THIỆU VỀ LẬP TRÌNH MÔ-ĐUN NHÂN TRÊN LINUX 9

1.1 Tổng quan kiến trúc hệ điều hành Linux 9

1.2 Hệ thống tệp tin trên hệ điều hành Linux 10

1.3 Cơ chế quản lý thiết bị trên hệ điều hành Linux 11

1.3.1 Khái niệm Device Driver 11

1.3.2 Định danh thiết bị trên hệ điều hành Linux 12

1.3.3 Device File Đường dẫn /dev trong hệ thống tệp tin 13

1.3.4 Cơ chế tạo ra tệp tin thiết bị tự động sử dụng udev 16

1.4 Giới thiệu về lập trình mô-đun nhân trên Linux 18

1.4.1 Khái niệm mô-đun nhân trong Linux 18

1.4.2 Chương trình HelloWorld 20

CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG USB TRÊN LINUX 24

2.1 Tổng quan về giao thức usb 24

2.1.1 Kiến trúc bus 24

2.1.2 Các lớp thiết bị usb 24

2.1.3 Các khái niệm Endpoint, Interface, Configuration 27

2.2 Hệ thống USB trên hệ điều hành Linux 29

2.2.1 Mô hình phân lớp hệ thống USB trên Linux 29

2.2.2 Cách thức giao tiếp trong hệ thống USB 30

PHẦN 2 THỰC HIỆN VIẾT USB DEVICE DRIVER TRÊN LINUX 36

CHƯƠNG 3 TRÌNH TỰ VIẾT USB DEVICE DRIVER TRÊN LINUX 36

3.1 Tìm hiểu phần cứng 36

3.2 Khai báo cấu trúc dữ liệu liên quan tới thiết bị 36

3.3 Khai báo danh sách các thiết bị có thể được điều khiển bởi Driver 37

3.4 Đăng kí và hủy đăng kí USB Device Driver 37

3.5 Hàm thăm dò 39

3.5.1 Truy nhập các thông tin về Endpoint 39

3.5.2 Lưu lại các thông tin đã truy nhập và cấp phát 40

3.5.3 Đăng kí lớp thiết bị 41

3.6 Hàm ngắt kết nối thiết bị 42

3.7 Các hàm mở / đọc / ghi thiết bị 43

3.7.1 Hành động mở tệp tin 43

3.7.2 Hành động đọc / ghi 44

CHƯƠNG 4 VIẾT DRIVER CHO MÁY ĐIỆN TIM 3 ĐẠO TRÌNH 45

4.1 Viết Driver cho máy điện tim 3 đạo trình 45

4.1.1 Tìm hiểu phần cứng 45

4.1.2 Khai báo các cấu trúc dữ liệu và các biến toàn cục cần thiết 45

4.1.3 Khai báo danh sách thiết bị được hỗ trợ bởi Driver 46

4.1.4 Đăng kí và gỡ bỏ driver khỏi hệ thống 48

4.1.5 Thăm dò thiết bị 48

4.1.6 Cài đặt các hành động mở, đọc, ghi thiết bị 50

4.2 Chương trình hiển thị tín hiệu điện tim trên nền tảng Qt 54

4.2.1 Xây dựng giao diện 54

4.2.2 Sử dụng Driver đã viết để giao tiếp với máy điện tim 55

4.3 Chạy kiểm thử trên KIT FriendlyARM 57

4.3.1 Biên dịch lại Driver 57

4.3.2 Chuyển Driver và chương trình hiển thị tín hiệu xuống KIT 58

4.4 Kết quả chương trình 58

KẾT LUẬN 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 Mô hình kiến trúc hệ thống Linux 9

Hình 2 Hệ thống tệp tin trong Linux 10

Hình 3 Số hiệu loại thiết bị và số hiệu thiết bị riêng lẻ 12

Hình 4 Các số hiệu loại thiết bị đã được nhân Linux gán cố định 13

Hình 5 Các thiết bị được tìm thấy tại đường dẫn /dev 14

Hình 6 Tạo tệp tin thiết bị mới 15

Hình 7 Các mô-đun được tải vào nhân 19

Hình 8 Kết quả biên dịch hello-1.c 21

Hình 9 Kiểm tra thông tin mô-đun hello-1.ko 22

Hình 10 Kiểm tra mô-đun hello-1.ko đã được tải lên 22

Hình 11 Nhật ký hệ thống khi thêm và gỡ bỏ mô-đun hello-1.ko 23

Hình 12 Mô hình bus USB 24

Hình 13 Mối quan hệ Endpoint, Interface, Configuration 28

Hình 14 Mô hình phân lớp hệ thống USB trên Linux 29

Hình 15 Chu trình của một URB 30

Hình 16 Lưu đồ hàm thăm dò và hàm ngắt kết nối thiết bị 43

Hình 17 Kết quả chạy lệnh lsusb 45

Hình 18 Lệnh lsusb hiển thị thông tin phần cứng 47

Hình 19 Kết nối mạch với máy tính 58

Hình 20 Tệp tin thiết bị liên kết với Driver của máy điện tim 59

Hình 21 Kiểm tra các mô-đun đã được tải vào nhân hệ điều hành 59

Hình 22 Chương trình Qt hiển thị tín hiệu điện tim 60

Hình 23 Kết quả khi chạy trên Kit FriendlyARM 61

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, TỪ VIẾT TẮT

Thuật ngữ / Từ viết tắt Từ nguyên gốc Dịch nghĩa

USB Universal Serial Bus Bus nối tiếp đa năng

URB USB Request Block Khối yêu cầu USB

Driver / Device Driver Trình điều khiển thiết bị

khối Interrupt Endpoint Điểm cuối kiểu truyền theo

ngắt Isochronous Endpoint Điểm cuối kiểu truyền

đẳng thời Control Endpoint Điểm cuối kiểu truyền điều

khiển HID Human Interface Device Thiết bị giao tiếp người

dùng

nhân

MỞ ĐẦU

Ngày nay trong các thiết bị ngoại vi, chuẩn truyền thông USB đã trở nên rất phổ biến Sự đa năng và ưu điểm về tốc độ, khoảng cách, khả năng chịu lỗi đã giúp cho kết nối USB được rất nhiều nhà phát triển phần cứng lựa chọn cho thiết bị của mình Ta có thể bắt gặp kết nối USB ở hầu hết các loại điện thoại di động thông thường, điện thoại thông minh, máy tính bảng, chuột, bàn phím, loa… Các ứng dụng người dùng muốn giao tiếp với thiết bị phải thông qua các Driver Các Driver có tác dụng làm ẩn đi sự phức tạp và đa dạng về kiến trúc phần cứng với ứng dụng người dùng Trên hệ điều hành Linux, các Driver cho một số lớp thiết bị USB phổ biến như HID, Mass Storage, Audio… đã được xây dựng sẵn trong nhân hệ điều hành Tuy nhiên nếu phát triển một thiết bị mới chưa được hệ điều hành hỗ trợ thì nhà phát triển phải tự xây dựng Driver cho thiết bị của mình Công việc này khá khó khăn với đa số lập trình viên do vừa phải hiểu được nguyên lý của phần cứng, vừa phải biết lập trình hệ thống trên Linux Được

sự gợi ý và giúp đỡ của thầy hướng dẫn em đã thực hiện đề tài: “Tìm hiểu cơ chế viết

Driver cho thiết bị chuẩn USB trên Linux Ứng dụng viết Driver cho máy điện tim

3 đạo trình”

Thông qua quyển đồ án này em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, các thầy cô trong Viện công nghệ thông tin và truyền thông, các thầy cô trong bộ môn Kỹ thuật máy tính đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong suốt 5 năm qua Đặc biệt, em xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới thầy Phạm Văn Thuận, người đã tận tình hướng dẫn và theo sát em trong quá trình em thực hiện đề tài này Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới các bạn trong lớp Kỹ thuật máy tính K52 đã

có những góp ý chân thành cho đề tài

Bố cục của báo cáo tốt nghiệp này như sau:

Chương này sẽ giới thiệu về kiến trúc hệ điều hành Linux, trong đó nhấn mạnh

về chức năng quản lý thiết bị và Driver trên hệ thống Linux Chương này cũng

giới thiệu về lập trình mô-đun trong không gian nhân hệ điều hành, đây bước đầu tiên cần nắm được để viết một USB Device Driver

Chương 2 Hệ thống USB trên Linux

Chương này cung cấp một số kiến thức cơ bản về chuẩn truyền thông USB và

mô hình điều khiển các thiết bị USB trên hệ thống Linux

Phần 2 Thực hiện viết USB Device Driver trên Linux

Chương 3 Trình tự viết USB Device Driver trên Linux

Trong chương này em giới thiệu một cách chi tiết về các bước để cài đặt một USB Device Driver

Chương 4 Viết Driver cho máy điện tim 3 đạo trình

Phần này em sẽ tập trung vào việc cài đặt cụ thể Driver cho máy điện tim 3 đạo trình và một chương trình hiển thị tín hiệu điện tim trên nền tảng Qt Sau đó em thực hiện chuyển toàn bộ chương trình xuống KIT FriendlyARM chạy kiểm thử

Kết luận

Phần này sẽ đánh giá những kết quả đã đạt được, những điểm chưa đạt được và hướng phát triển nhằm hoàn thiện hơn chương trình

PHẦN 1 CÁC KIẾN THỨC TỔNG QUAN

CHƯƠNG 1 KIẾN TRÚC HỆ ĐIỀU HÀNH LINUX GIỚI THIỆU VỀ LẬP TRÌNH MÔ-ĐUN NHÂN TRÊN LINUX

1.1 Tổng quan kiến trúc hệ điều hành Linux

Linux thực thi ở hai chế độ: chế độ người dùng (user mode) và chế độ nhân (kernel mode), tương ứng với hai chế độ trên là hai không gian nhớ trên bộ nhớ chính: không gian người dùng (user space) và không gian nhân (kernel space)

Không gian người dùng là vùng không gian trên bộ nhớ mà các tiến trình người dùng được thực thi Không gian này được bảo vệ

 Hệ thống ngăn chặn việc một tiến trình giao tiếp với một tiến trình khác

 Chỉ các tiến trình nhân mới có thể truy nhập tới một tiến trình người dùng

Không gian nhân là vùng không gian trong bộ nhớ nơi mà các tiến trình nhân thực thi Người dùng chỉ có thể truy nhập tới vùng bộ nhớ này thông qua các lời gọi hệ thống Trong không gian nhân, hệ điều hành có các chức năng chính sau:

 Quản lý bộ nhớ (Memory Management)

 Quản lý tiến trình (Process Management)

 Quản lý thiết bị (Device Management)

 Quản lý hệ thống tệp tin (File System Management)

 Quản lý giao tiếp mạng (Network Interface Management)

Mô hình kiến trúc hệ điều hành Linux như sau:

Hình 1 Mô hình kiến trúc hệ thống Linux

Chế độ nhân được hỗ trợ bởi kiến trúc của CPU (bởi các lệnh máy đặc biệt) và nó ngăn người dùng truy nhập vào phần cứng một cách trực tiếp Trong chế độ người dùng các chương trình hệ thống, các trình ứng dụng sử dụng lại các dịch vụ của hệ điều hành Việc sử dụng lại các dịch vụ này được thực hiện thông qua các lời gọi hệ thống (system calls)

Khi một lời gọi hệ thống được thực thi, các tham số tới lời gọi sẽ được truyền từ không gian người dùng tới không gian nhân Các lời gọi hệ thống sẽ chuyển chế độ chạy máy

từ chế độ người dùng sang chế độ nhân, và điều khiển được chuyển cho hệ điều hành Sau khi thực hiện xong lời gọi hệ thống, điều khiển trả lại cho chương trình của người dùng

1.2 Hệ thống tệp tin trên hệ điều hành Linux

Hệ thống tệp tin (File System) của Linux được đặc tả như sau:

 Cấu trúc cấp bậc (cây thư mục)

 Cách xử lý nhất quán của tệp (chuỗi các byte – byte stream)

 Khả năng tạo và hủy tệp (tạo mới, xóa)

 Tính tăng trưởng động của tệp (thêm bớt, cắt dán)

 Khả năng bảo vệ dữ liệu của tệp (bởi các kiểu thuộc tính như quyền truy xuất)

 Xử lý các thiết bị ngoại vi như xử lý các tệp

Cây thư mục của hệ thống tệp tin trong Linux như sau:

Hình 2 Hệ thống tệp tin trong Linux

Hệ thống tệp tin được tổ chức như một cây, bắt đầu từ một nút đơn gọi là root, được biểu diễn là “/”, từ đó có các thư mục khác tạo thành các nhánh của cây, trong các nhánh có thể có các nhánh con khác Dưới các nhánh sẽ là tệp tin Tệp tin có thể là tệp bình thường (regular file) hoặc cũng có thể là tệp đặc biệt (special file) Tệp được truy nhập thông qua đường dẫn (path name) Đường dẫn đầy đủ, hay đường dẫn tuyệt đối, bắt đầu bởi dấu / và nó xác định tệp bằng cách đi từ root qua cấu trúc cây thư mục theo các nhánh chỉ thị trong đường dẫn Ví dụ trong hình trên, có: /usr/src/cmds/date.c là đường dẫn tuyệt đối tới tệp date.c Đường dẫn tương đối là đường dẫn tính từ thư mục hiện tại

Các chương trình trong Linux khi thao tác với tệp không có khái niệm về định dạng (format) của tệp Do đó, tên các tệp tin không có phần đuôi mở rộng như trên Windows Các tệp tin được lưu trữ như một dòng các byte, tùy theo từng chương trình

xử lý mà sử dụng các byte đó cho các mục đích khác nhau rồi đưa kết quả đầu ra tương ứng

Các tệp tin được sắp xếp trong các thư mục, trong mỗi thư mục có thể có các thư mục con Thư mục (directory) trong Linux cũng là một loại tệp, hệ thống xử lý thư mục cũng bằng các dòng byte, nhưng dữ liệu ở đây là tên các tệp trong thư mục đó và có khuôn dạng định sẵn sao cho hệ điều hành và một số chương trình (ví dụ ls) có thể nhận ra được các tệp trong thư mục

Đối với người dùng, Linux xử lý các thiết bị như thể các tệp tin (tệp tin thiết bị - device file) Các thiết bị được mô tả bởi các tệp tin thiết bị và nằm ở một nhánh của thư mục (/dev) Các chương trình truy nhập các thiết bị bằng các cú pháp giống như khi truy xuất tệp tin thông thường (open – read – write – ioctl)

1.3 Cơ chế quản lý thiết bị trên hệ điều hành Linux

1.3.1 Khái niệm Device Driver

Cũng như hầu hết các hệ thống khác, Linux giao tiếp với các thiết bị phần cứng thông qua các thành phần phần mềm được mô-đun hóa (modularized) gọi là trình điều khiển thiết bị (Device Driver) Một Device Driver sẽ ẩn đi các giao thức giao tiếp phần cứng cụ thể đối với hệ điều hành Các Driver cho phép hệ điều hành giao tiếp với thiết

bị thông qua một giao diện đã được chuẩn hóa

Trên Linux, các thiết bị được phân thành hai dạng chính:

 Thiết bị kiểu kí tự (Character Device): là các thiết bị phần cứng mà đọc và ghi

dữ liệu theo một dòng các byte nối tiếp Ví dụ: các thiết bị usb, cổng COM…

 Thiết bị kiểu khối (Block Device): là các thiết bị phần cứng mà đọc và ghi dữ liệu theo các khối có kích thước cố định Khác với các thiết bị kiểu kí tự, thiết bị kiểu khối cung cấp khả năng truy nhật ngẫu nhiên tới dữ liệu được lưu trữ trên thiết bị Ví dụ: ổ đĩa cứng…

1.3.2 Định danh thiết bị trên hệ điều hành Linux

Khi thiết bị được kết nối vào hệ thống, nếu có Driver được chỉ định điều khiển thiết bị thì Linux sẽ định danh cho thiết bị đó Linux định danh các thiết bị bằng các số hiệu thiết bị (Device Numbers), gồm: số hiệu loại thiết bị (Major Number) và số hiệu thiết bị riêng lẻ (Minor Number)

Major Number xác định xem Driver nào sẽ được sử dụng để quản lý thiết bị đó Sự tương ứng giữa Major Number với Driver là cố định và là một phần của mã nguồn nhân Linux Các thiết bị có cùng Major Number sẽ do cùng một Driver điều khiển Một số Major Number đã được gán cố định cho hầu hết các thiết bị phổ biến (Danh sách các thiết bị này có thể thấy trong tài liệu hướng dẫn của các bản phát hành nhân

Hình 3 Số hiệu loại thiết bị và số hiệu thiết bị riêng lẻ

Major Number của ổ đĩa cứng chuẩn SCSI là 8, các Minor Number có thể là 0, 1, 2, 5

để xác định từng phân vùng cụ thể trên ổ đĩa này

Hình 4 Các số hiệu loại thiết bị đã được nhân Linux gán cố định

1.3.3 Device File Đường dẫn /dev trong hệ thống tệp tin

A Device File

Linux cung cấp một cơ chế để các tiến trình giao tiếp với Driver (cũng là giao tiếp với các thiết bị phần cứng tương ứng) thông qua các tệp tin đặc biệt – các tệp tin thiết bị (Device File) Các tiến trình có thể thực hiện các thao tác: mở, đọc, ghi trên các tệp tin thiết bị này giống như với các tệp tin thông thường

Các tệp tin thiết bị không phải là các tệp tin thông thường, chúng không thể hiện một vùng dữ liệu trên đĩa Thay vào đó, các dữ liệu đọc từ, ghi tới một tệp tin thiết bị sẽ được giao tiếp tới trình điều khiển thiết bị tương ứng, và từ đó giao tiếp tới các thiết bị phía dưới

B Đường dẫn /dev

Hệ thống Linux bao gồm một đường dẫn /dev mà tại đó chứa đầy đủ các tệp tin thiết bị tương ứng với tất cả các thiết bị mà Linux hỗ trợ Các phần tử trong /dev có tên

được chuẩn hóa tương ứng với Major Number

Để kiểm tra thông tin các phần tử trong /dev ta sử dụng lệnh:

ls –l /dev

Các thông tin được hiển thị bao gồm:

 Kí tự đầu tiên xác định xem thiết bị là thiết bị kiểu kí tự hay thiết bị kiểu khối,

‘c’ cho thiết bị kiểu kí tự và ‘b’ cho thiết bị kiểu khối

 Sau đó là các kí tự cho biết quyền đối với tệp tin thiết bị này

 Theo sau người sở hữu và nhóm người sở hữu là hai số, chính là số hiệu loại thiết bị và số hiệu thiết bị riêng lẻ

 Theo sau là thời gian tạo tệp tin thiết bị

 Cuối cùng là tên của tệp tin thiết bị

Hình 5 Các thiết bị được tìm thấy tại đường dẫn /dev

C Tạo ra một tệp tin thiết bị mới

Để tạo ra một tệp tin thiết bị mới trong /dev ta sử dụng lệnh mknod Việc tạo ra

một tệp tin thiết bị mới không có nghĩa là các trình điều khiển thiết bị tương ứng hay các thiết bị phần cứng có thể sử dụng được ngay Mỗi tệp tin thiết bị chỉ đóng vai trò như một cổng thông tin để giao tiếp với các trình điều khiển thiết bị tương ứng Chỉ các tiến trình của siêu – người dùng (superuser) mới có quyền để tạo ra các tệp tin này

Các tham số truyền vào lệnh mknod: tham số đầu tiên là đường dẫn tới tệp tin trong hệ

thống tệp tin, tham số thứ hai là một kí tự xác định kiểu thiết bị (‘c’ cho thiết bị kiểu kí

tự, ‘b’ cho thiết bị kiểu khối), tham số thứ ba và thứ tư chính là số hiệu loại thiết bị và

số hiệu thiết bị riêng lẻ của thiết bị

Ví dụ:

Bật terminal, đăng nhập với quyền root, sau đó sử dụng lệnh mknod đã nói trên để tạo

ra một tệp tin thiết bị có tên là mydevice, Major Number là 6, Minor Number là 0

Hình 6 Tạo tệp tin thiết bị mới

D Thao tác với tệp tin thiết bị

Đối với các thiết bị kiểu kí tự, các hành động thao giao tiếp với thiết bị thực chất

là thao tác tới các tệp tin Các hành động đơn giản chỉ là: mở, đọc, ghi tới các tệp tin thiết bị tương ứng

Ví dụ:

int fd = open(“/dev/mydevice”, O_WRONLY);

read(fd, buffer, buffer_length);

write(fd, buffer, buffer_length);

close(fd);

1.3.4 Cơ chế tạo ra tệp tin thiết bị tự động sử dụng udev

A Giới thiệu về udev

Trong hệ thống Linux, đường dẫn /dev chứa các tệp tin thiết bị Mỗi tệp tin thiết

bị liên kết với một thiết bị của hệ thống, thiết bị này có thể tồn tại hoặc không tồn tại trong hệ thống Các tiến trình trong không gian người dùng có thể sử dụng các tệp tin thiết bị này để giao tiếp với các thiết bị phần cứng Đường dẫn /dev trong truyền thống thường chứa mọi tệp tin thiết bị liên kết tới mọi thiết bị có thể xuất hiện trong hệ thống Điều này làm cho kích thước của đường dẫn /dev rất lớn

Udev là một cách để quản lý đường dẫn /dev Udev giúp tạo ra một tệp tin thiết bị một cách rất mềm dẻo và mạnh mẽ Đường dẫn /dev lúc này không cần phải chứa hết tất cả các tệp tin thiết bị mà Linux hỗ trợ Khi một thiết bị được kết nối vào hệ thống, udev sẽ giúp tạo ra một tệp tin thiết bị liên kết với thiết bị đó Để làm việc này udev dựa trên những thông tin được cung cấp bởi sysfs (một hệ thống tệp tin ảo được cung cấp trong phiên bản nhân 2.6, sysfs xuất ra các thông tin về thiết bị và trình điều khiển thiết bị tới không gian người dùng) và các quy tắc (rules) do người dùng cung cấp

Một số tính năng của udev:

 Đổi tên một tệp tin thiết bị

 Cung cấp một tên luân phiên / liên tục cho một tệp tin thiết bị bằng cách tạo ra một liên kết tới tệp tin thiết bị mặc định đó

 Đặt tên một tệp tin thiết bị dựa trên kết quả của một chương trình nào đó

 Thay đổi quyền và sở hữu của một tệp tin thiết bị

 Khởi chạy một đoạn mã (script) khi một tệp tin thiết bị được tạo hoặc được xóa (khi một thiết được được kết nối hoặc gỡ bỏ ra khỏi hệ thống)

 Đổi tên các giao diện mạng

B Các quy tắc viết udev

1, Các tệp tin quy tắc

Khi quyết định cách đặt tên cho một thiết bị và các hành động cần thực hiện, udev đọc một tập các tệp tin quy tắc Các tệp tin này được lưu giữ trong đường dẫn

/etc/udev/rules.d và chúng có kết thúc với rules

Trong các tệp tin quy tắc này, những dòng bắt đầu với kí tự # là những dòng chú thích, udev sẽ bỏ qua những dòng này Mỗi một dòng không trống là một quy tắc Mỗi quy tắc chỉ được viết trên một dòng, không được dàn thành nhiều dòng

Một thiết bị có thể được móc nối với nhiều hơn một quy tắc Các quy tắc này thậm chí

có thể được viết ở các tệp tin quy tắc khác nhau thì chúng vẫn được áp dụng Ví dụ: có hai quy tắc cùng móc nối tới một thiết bị, trong đó tạo ra hai tệp tin thiết bị khác tên nhau cho thiết bị này, cả hai tệp tin này đều được tạo ra

2, Cú pháp của quy tắc

Mỗi quy tắc được cấu trúc từ một tập các cặp khóa – giá trị (key – value), phân tách bởi dấu phảy (,) Các khóa móc nối (match keys) là các điều kiện để xác định xem quy tắc sẽ được áp dụng cho thiết bị nào Khi tất cả các khóa móc nối trong quy tắc tương ứng với thiết bị đã được đáp ứng, quy tắc đó sẽ được áp dụng và các hành động của các khóa chỉ định (assignment keys) sẽ được gọi Mỗi quy tắc sẽ bao gồm ít nhất một khóa móc nối và một khóa chỉ định

Ví dụ:

KERNEL==“hda”, NAME=“my_spare_disk”

Ví dụ trên gồm một khóa móc nối là KERNEL, và một khóa chỉ định là NAME Khóa móc nối liên quan tới giá trị của nó sử dụng toán tử so sánh (==), khóa chỉ định liên quan tới giá trị của nó sử dụng toán tử gán (=)

3, Các quy tắc cơ bản

Udev cung cấp vài loại khóa móc nối khác nhau được sử dụng để viết các quy tắc

 KERNEL: móc nối với những tên thiết bị quy định trong nhân

 SUBSYSTEM: móc nối tới hệ thống con (subsystem) của thiết bị

 DRIVER: móc nối tới tên của trình điều khiển thiết bị dùng cho thiết bị này

Một số khóa chỉ định:

 NAME: tên sẽ được sử dụng cho tệp tin thiết bị

 SYMLINK: danh sách các liên kết được sử dụng như các tên thay thế cho tệp tin thiết bị

Quay lại ví dụ trước:

KERNEL==“hda”, NAME=“my_spare_disk”

Quy tắc này có nghĩa là: móc nối tới thiết bị có tên thể hiện trong nhân Linux là hda và tạo ra tệp tin thiết bị liên kết với nó có tên là my_spare_disk Như vậy tệp tin thiết bị được tạo ra có đường dẫn là /dev/my_spare_disk

4, Sử dụng udev để khởi chạy một chương trình

Sử dụng khóa chỉ định RUN ta có thể khởi chạy một chương trình

Ví dụ:

KERNEL==“sda”, RUN+=“/usr/bin/my_program”

Quy tắc trên có tác dụng là: khi một thiết bị có tên mặc định trong nhân là sda được kết

nối tới hệ thống thì khởi chạy chương trình /usr/bin/my_program

Khóa chỉ định này rất hữu dụng, nó sẽ giúp ta tải trình điều khiển thiết bị cần thiết và thực hiện móc nối thiết bị với trình điều khiển thiết bị đó

1.4 Giới thiệu về lập trình mô-đun nhân trên Linux

1.4.1 Khái niệm mô-đun nhân trong Linux

Một mô-đun nhân là một đoạn mã có thể được tải lên hoặc gỡ bỏ (load / unload) khỏi nhân tùy theo yêu cầu Chúng giúp mở rộng các chức năng của nhân mà không cần phải khởi động lại hệ thống

Ví dụ: trình điều khiển thiết bị là một loại mô-đun, chúng cho phép nhân Linux truy cập tới các thiết bị được kết nối tới hệ thống Nếu không có các mô-đun, chúng ta sẽ phải xây dựng nhân nguyên khối chứa sẵn tất cả các chức năng Việc này sẽ làm tăng kích thước của nhân, và cần phải khởi động lại hệ thống mỗi khi thêm chức năng mới vào ảnh nhân (kernel image)

Để kiểm tra các mô-đun đã được tải vào nhân, ta sử dụng lệnh lsmod, lệnh này sẽ đọc

các thông tin trong tệp tin /proc/modules

Hình 7 Các mô-đun được tải vào nhân

Vậy một mô-đun được tải vào nhân như thế nào? Khi nhân cần một tính năng không có

sẵn trong ảnh nhân, tiến trình quản lý mô-đun nhân sẽ thực thi lệnh modprobe để tải mô-đun cần thiết vào modprobe nhận tham số vào là một xâu, theo một trong hai

dạng:

 Tên mô-đun, ví dụ: datn_driver hoặc soft

 Một định danh chung hơn, ví dụ: char-major-10-30

Nếu modprobe được truyền vào một định danh chung, trước hết nó tìm kiếm

xâu đó trong tệp tin /etc/modprobe.conf, nếu nó tìm thấy một dòng như:

alias char-major-10-30 softdog

Nó sẽ biết rằng định danh chung đó trỏ tới mô-đun softdog

Tiếp theo, modprobe tìm kiếm trong tệp tin /lib/modules/‘version’/modules.dep để tìm

xem mô-đun cần tải lên có đòi hỏi mô-đun nào khác được tải lên trước hay không

modprobe sẽ sử dụng lệnh insmod để tải các mô-đun phụ thuộc vào nhân trước, sau đó

sẽ tải mô-đun yêu cầu vào nhân

Ví dụ: nhân Linux cần mô-đun msdos.ko, mô-đun này lại đòi hỏi mô-đun fat.ko được tải lên nhân trước Để thực hiện việc tải msdos.ko vào nhân, ta có thể thực hiện một

trong hai cách sau:

#include <linux/module.h> /* Needed by all modules */

#include <linux/kernel.h> /* Needed for KERN_INFO */

int init_module(void)

{

printk(KERN_INFO "Hello world 1.\n");

/*

* A non 0 return means init_module failed;

module can't be loaded

một thẻ quản (handler) cho một đối tượng nào đó với nhân, hoặc là thay thế chính hàm này do nhân cung cấp (thường để làm một việc gì đó, sau đó mới gọi tới hàm gốc của

nhân) Hàm cleanup_module() làm công việc ngược lại với hàm init_module() Nó

giúp cho mô-đun được gỡ bỏ khỏi nhân một cách an toàn

Về các tệp tin tiêu đề, mọi mô-đun nhân đều cần bao gồm linux/module.h Tệp tiêu đề

linux/kernel.h được bao gồm vào nhằm sử dụng hàm printk()

Hàm printk() không có tác dụng hiển thị thông tin cho người dùng, nó nhằm mục đích ghi nhật ký hệ thống (system logging) Mỗi một lệnh printk() có một độ ưu tiên Có 8 mức độ ưu tiên được định nghĩa trong linux/kernel.h Trong ví dụ hello-1.c độ ưu tiên

là KERN_INFO Nếu mức độ ưu tiên không được chỉ định, độ ưu tiên mặc định DEFAULT_MESSAGE_LOGLEVEL sẽ được sử dụng

C Biên dịch

Để biên dịch cho các mô-đun nhân chúng ta sẽ tạo ra các Makefile Trong tài

liệu hướng dẫn của mã nguồn nhân Linux: linux/Documentation/kbuild/modules.txt có hướng dẫn chi tiết cách viết Makefile Dưới đây là Makefile của chương trình hello-1.c

obj-m += hello-1.o

all:

make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules clean:

make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean

Trong terminal, di chuyển con trỏ tới đường dẫn chứa thư mục chứa mã nguồn và

Makefile, gõ lệnh make

Hình 8 Kết quả biên dịch hello-1.c

Để kiểm tra thông tin của một mô-đun, ta sử dụng lệnh modinfo

Hình 9 Kiểm tra thông tin mô-đun hello-1.ko

D Thêm mô-đun hello-1.ko vào nhân

Sử dụng lệnh insmod để thêm mô-đun hello-1.ko vào nhân

Hình 10 Kiểm tra mô-đun hello-1.ko đã được tải lên

Để gỡ bỏ mô-đun, dùng lệnh: rmmod hello_1

Để kiểm tra thông tin ghi nhật ký hệ thống (do lệnh printk()) ta vào: System ->

Administration -> Log File Viewer, ở cột bên trái chọn syslog -> <ngày hiện tại>

Hình 11 Nhật ký hệ thống khi thêm và gỡ bỏ mô-đun hello-1.ko

CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG USB TRÊN LINUX

2.1 Tổng quan về giao thức usb

USB (Universal Serial Bus) là bus nối tiếp đa năng cho phép các thiết bị đầu cuối giao tiếp với máy tính chủ (Host Computer)

2.1.1 Kiến trúc bus

Về mặt kết nối vật lý USB là một kiến trúc tầng sao Tại trung tâm của mỗi sao

là một hub, các thiết bị được cắm vào hub Mỗi hub thường cho 2, 4 hoặc 7 thiết bị cắm vào đồng thời Tại một thời điểm chỉ có một thiết bị có thể giao tiếp với trình điều khiển trên máy chủ (host controller)

Với 7 bit địa chỉ, ngoài máy chủ USB ra nó có thể quản lý tối đa 127 thiết bị ngoại vi Hình sau sẽ minh hoạ kiến trúc của USB

Hình 12 Mô hình bus USB

2.1.2 Các lớp thiết bị usb

A Các thành phần của một lớp đặc tả thiết bị USB

Một đặc tả lớp thiết bị định nghĩa số lượng và loại các điểm cuối (endpoint) bắt buộc cũng như tuỳ chọn mà các thiết bị trong lớp đó có thể có Một đặc tả lớp cũng có thể định nghĩa hoặc đặt tên các định dạng dữ liệu được truyền trên bus Một vài đặc tả lớp định nghĩa các ứng dụng của dữ liệu đang được truyền, điều này cho phép Host biết cách sử dụng dữ liệu mà nó nhận được Một vài lớp thiết bị sử dụng USB để truyền dữ liệu trong một định dạng được định nghĩa bởi một giao diện khác (ví dụ các lệnh của giao diện SCSI được sử dụng bởi các thiết bị lưu trữ thứ cấp (mass-storage device)) Một đặc tả lớp cũng có thể định nghĩa các giá trị cho các mục trong các bộ

mô tả chuẩn

B Các lớp thiết bị được định nghĩa

Các lớp thiết bị được định nghĩa cho giao tiếp USB:

 Thiết bị âm thanh (Audio): Lớp thiết bị âm thanh chính là lớp các thiết bị gửi và nhận dữ liệu âm thanh Dữ liệu âm thanh có thể là tiếng nói được mã hoá, nhạc hay bất kỳ một loại âm thanh nào khác Các thiết bị thuộc lớp thiết bị âm thanh

có thể sử dụng kiểu truyền đẳng thời cho luồng âm thanh hoặc kiểu truyền khối cho dữ liệu đã được mã hoá bằng giao thức MIDI (Musical Instrument Digital Interface)

 Thiết bị giao diện thẻ thông minh: Thẻ thông minh là các loại thẻ quen thuộc được sử dụng cho việc gọi điện thoại, thẻ ra vào, trả cước cầu đường, bảo hiểm

y tế, giải mã cho các bộ thu truyền hình vệ tinh và nhiều các ứng dụng khác, những ứng dụng này yêu cầu một khối lượng thông tin nhỏ hoặc trung bình với

sự truy cập dữ liệu lưu trong thẻ một cách dễ dàng Mỗi thẻ là một module bao gồm bộ nhớ và thường thêm một CPU Nhiều thẻ cho phép cập nhật nội dung của chúng để thay đổi một số thông tin ví dụ như giá trị tiền trong thẻ tín dụng hay mã của thẻ Để truy cập một thẻ thông minh, bạn kết nối nó với thiết bị giao diện thẻ thông minh (CCID-Chip Card Interface Device) thường bằng cách nhét thẻ vào khe đọc hoặc soi nó trước các bộ đọc đối với loại thẻ không cần tiếp xúc USB định nghĩa lớp thiết bị giao diện thẻ thông minh vì có một số thiết bị giao diện thẻ thông minh (CCID) sử dụng giao diện USB để giao tiếp với máy tính

 Lớp các thiết bị truyền thông: Lớp các thiết bị truyền thông bao gồm hai loại thiết bị chính là: thiết bị thoại và các thiết bị mạng tốc độ trung bình Thiết bị thoại bao gồm điện thoại tương tự, modem tương tự, Các bộ thích nghi đầu cuối ISDN và điện thoại số Các thiết bị mạng bao gồm modem ADSL, modem điện tín, 10BASE-T Ethernet adapter và hub

 Lớp thiết bị bảo mật: Lớp thiết bị bảo mật định nghĩa cách thức giúp ta điều khiển sự truy cập tới các file, âm nhạc, hình ảnh hoặc các dữ liệu khác được truyền trên bus (ví dụ muốn copy một file nào đó lên thiết bị hoặc đọc nội dung được lưu trong thiết bị thì phải có password)

 Lớp thiết bị cho phép cập nhật firmware từ Host: Lớp thiết bị cập nhật firmware định nghĩa một giao thức cho phép máy chủ gửi firmware tăng cường hoặc sửa lỗi cho một thiết bị Sau khi nhận sự nâng cấp firmware thì thiết bị sẽ được thiết lập lại để sử dụng firmware mới của nó Lớp thiết bị này được biết đến khi chúng ta sử dụng chức năng bootloader cho vi điều khiển

 Lớp thiết bị giao diện người sử dụng bao gồm các loại bàn phím, thiết bị con trỏ

và các bộ điều khiển dùng để chơi game Đối với những thiết bị này, máy chủ đọc thông báo từ thiết bị và gần như lập tức thực hiện theo các yêu cầu của người sử dụng (các yêu cầu này mang tính giao tiếp trực tiếp giữa người sử dụng và máy) như sự ấn phím, sự di chuyển của con chuột Máy chủ phải đáp ứng đủ nhanh sao cho người sử dụng không nhận thấy độ trễ rất nhỏ giữa yêu cầu của họ và các đáp ứng của máy

 Cầu liên kết dữ liệu hồng ngoại (Infrared Data Association Bridge): Lớp thiết bị cầu liên kết dữ liệu hồng ngoại định nghĩa những yêu cầu về phần cứng và các giao thức cho phép việc truyền tải dữ liệu ở khoảng cách ngắn thông qua năng lượng hồng ngoại Thiết bị cầu liên kết dữ liệu hồng ngoại sẽ được nối với máy chủ qua cổng USB cho phép máy chủ sử dụng giao diện USB để giám sát, điều khiển và truyền dữ liệu qua một giao diện hồng ngoại

 Lớp thiết bị lưu trữ thứ cấp: Lớp thiết bị lưu trữ thứ cấp chính là các thiết bị có thể truyền dữ liệu theo cả hai hướng (từ máy chủ tới thiết bị hoặc từ thiết bị về máy chủ) Điển hình cho lớp thiết bị này có thể kể đến các ổ đĩa mềm, ổ đĩa cứng, ổ CD, ổ DVD và ổ nhớ flash Các loại camera cũng có thể sử dụng lớp lưu trữ thứ cấp cho phép việc truy cập các file hình ảnh trong bộ nhớ của camera Trong các máy tính sử dụng hệ điều hành Windows, các thiết bị thuộc lớp lưu trữ thứ cấp sẽ xuất hiện như các ổ đĩa trong cửa sổ My Computer và hệ điều hành cho phép người sử dụng sao chép, di chuyển và xoá các dữ liệu trong các thiết bị đó

 Lớp các thiết bị in ấn: Lớp các thiết bị in ấn được định nghĩa cho các thiết bị chuyển dữ liệu nhận được từ máy chủ thành định dạng chữ hay hình ảnh trên giấy hay vật liệu nào đó

 Lớp thiết bị lưu giữ ảnh tĩnh: Lớp thiết bị này bao gồm các loại máy ảnh và máy quét Công việc chủ yếu của lớp thiết bị này là truyền dữ liệu hình ảnh từ thiết

bị lên máy tính chủ Ngoài ra một vài thiết bị còn có thể nhận dữ liệu từ máy

tính Nếu tất cả những gì ta cần là truyền các file hình ảnh từ một máy ảnh lên máy tính chủ thì ta có thể đưa một máy ảnh vào lớp thiết bị lưu trữ thứ cấp

 Lớp các thiết bị đo lường và kiểm tra: Lớp các thiết bị đo lường và kiểm tra là

để dành cho các thiết bị đo đạc như các bộ ADC, DAC, cảm biến và các bộ chuyển đổi (chuyển đổi đơn vị vật lý chẳng hạn) Các thiết bị này có thể là một khối riêng rẽ hoặc là một cạc trong một máy tính lớn

 Lớp các thiết bị ảnh động: Lớp các thiết bị ảnh động hỗ trợ các thiết bị ghi hình

số xách tay, webcam, và một số thiết bị có chức năng gửi, nhận hay can chỉnh ảnh động Lớp thiết bị này cũng hỗ trợ việc truyền các ảnh tĩnh từ các thiết bị ảnh động

 Thực hiện các chức năng không tiêu chuẩn: Một vài thiết bị không có sự phù hợp rõ rệt với một lớp thiết bị được định nghĩa Ví dụ như các thiết bị điều khiển động cơ, rơ le, hay các cơ cấu chấp hành khác Một ví dụ khác là các thiết bị kết nối giữa hai máy vi tính (Cầu sử dụng USB) Nếu một thiết bị đầu cuối mà không phù hợp để gán vào một lớp được định nghĩa thì người thiết kế sẽ phải viết Driver cho thiết bị để cung cấp cho máy chủ các thông tin giúp nó giao tiếp được với thiết bị đó

2.1.3 Các khái niệm Endpoint, Interface, Configuration

Dạng cơ bản nhất trong giao tiếp USB là thông qua các Điểm cuối (Endpoint) Các Endpoint thực chất là các vùng nhớ trên thiết bị, có tác dụng để lưu trữ dữ liệu phục vụ cho việc truyền nhận Các Endpoint được thiết bị đánh địa chỉ 8-bit Bit cao nhất để chỉ hướng truyền nhận, 1 là IN (từ thiết bị lên máy tính) và 0 là OUT (từ máy tính xuống thiết bị) 4 bit thấp nhất đánh địa chỉ Endpoint (từ 0 -> 15), như vậy có tối

đa 16 Endpoint cho mỗi chiều truyền, nhận Một Endpoint chỉ có thể mang dữ liệu theo một chiều IN hoặc OUT

Các Endpoint có thể là một trong 4 loại tương ứng với 4 kiểu truyền của chuẩn USB:

 Điều khiển (Control): Các Control Endpoint được sử dụng để cho phép truy nhập tới các phần khác nhau của thiết bị USB Chúng thường được dùng cho việc cấu hình thiết bị, gửi lệnh, truy nhập tới các trạng thái thiết bị… Các Endpoint này thường có kích thước nhỏ Mỗi thiết bị USB phải có ít nhất một Control Endpoint gọi là Endpoint 0 Endpoint này được sử dụng bởi USB Core

để cấu hình thiết bị khi thiết bị được kết nối vào hệ thống

 Ngắt (Interrupt): Các Interrupt Endpoint truyền nhận một lượng nhỏ dữ liệu ở một tốc độ cố định mỗi khi USB host yêu cầu dữ liệu Với mỗi Endpoint kiểu

này có một chu kỳ ngắt (Interrupt Interval), việc truyền nhận sẽ được thực hiện

cứ sau mỗi chu kỳ ngắt này

 Khối (Bulk): Các Bulk Endpoint truyền nhận một lượng lớn dữ liệu Các Endpoint này thường lớn hơn nhiều so với các Interrupt Endpoint Bulk Endpoint thường sử dụng cho các thiết bị yêu cầu tính toàn vẹn dữ liệu Việc truyền nhận kiểu này thường không dự đoán được tốc độ và băng thông cần thiết Nếu khi truyền không có đủ băng thông nó sẽ chia nhỏ các gói tin ra và truyền Kiểu truyền nhận này thường được sử dụng cho các máy in, các thiết bị lưu trữ, các thiết bị mạng

 Đẳng thời (Isochronous): Các Isochronous Endpoint cũng truyền nhận một lượng lớn dữ liệu Endpoint loại này thường dùng cho các thiết bị không đòi hỏi quá cao về tính toàn vẹn dữ liệu nhưng đòi hỏi tính thời gian thực như âm thanh, hình ảnh

Các Endpoint được bao gồm trong các giao diện (Interface) Mỗi Interface điều khiển một loại kết nối lô-gic USB duy nhất, ví dụ như: chuột, bàn phím, âm thanh… Một số thiết bị USB có thể có nhiều Interface, chẳng hạn một máy quay USB có thể bao gồm các Interface: âm thanh, video

Tiếp tục, các Interface lại được bao gồm trong các cấu hình (Configuration) Các Configuration thể hiện các trạng thái của một thiết bị Ví dụ một thiết bị có các Configuration: hoạt động, chờ, khởi tạo

Hình ảnh sau thể hiện mối quan hệ giữa các Endpoint, Interface, Configuration:

Hình 13 Mối quan hệ Endpoint, Interface, Configuration

2.2 Hệ thống USB trên hệ điều hành Linux

2.2.1 Mô hình phân lớp hệ thống USB trên Linux

Dưới đây là mô hình phân lớp của hệ thống USB trên Linux:

Hình 14 Mô hình phân lớp hệ thống USB trên Linux

Hệ thống USB trên Linux được phân làm nhiều tầng Tầng USB Device Drivers nằm giữa hai tầng: USB Core và các hệ thống con khác nhau của nhân (Kernel Subsystems) như: hệ thống con thiết bị kiểu khối (Block), hệ thống con thiết bị kiểu kí tự (Char), hệ thống con thiết bị đầu vào (Input) USB Core do nhân hệ điều hành Linux cung cấp, với các giao diện lập trình (Application Programming Interface – API) nhằm hỗ trợ các thiết bị USB và USB Host Controller Mục tiêu của USB Core là trừu tượng hóa tất cả các phần cứng và các thành phần phụ thuộc thiết bị Các USB Device Driver sẽ sử dụng lại các dịch vụ của tầng USB Core mà không cần quan tâm tới các nền tảng phần cứng khác nhau USB Device Driver cũng cần xuất ra các API lên tầng trên Tùy theo thiết bị có thể được xếp vào các lớp con như lớp vào dữ liệu (Input), lớp âm thanh (Sound), lớp bộ nhớ (memory) mà Driver có thể xuất ra các API khác nhau Các ứng dụng người dùng khi muốn giao tiếp với thiết bị phần cứng sẽ sử dụng các API này để yêu cầu USB Device Driver thực hiện

2.2.2 Cách thức giao tiếp trong hệ thống USB

A Các Khối yêu cầu USB (USB Request Block – URB)

Nhân hệ điều hành Linux giao tiếp với mọi thiết bị USB thông qua các Khối yêu cầu USB (URB) Một URB được sử dụng để gửi hoặc nhận dữ liệu từ một Endpoint xác định trên một thiết bị cụ thể Chu trình của một URB như sau:

 URB được tạo ra bởi các USB Device Driver

 URB được gán cho Endpoint xác định của một thiết bị cụ thể

 URB được USB Device Driver gửi xuống tầng USB Core

 URB tiếp tục được tầng USB Core gửi xuống tầng USB Host Controller

 URB được xử lý bởi tầng USB Host Controller và được tầng này gửi xuống thiết bị

 Khi hoàn tất xử lý URB, tầng USB Host Controller thông báo tới USB Device Driver

Chu trình trên được thể hiện như sau:

Hình 15 Chu trình của một URB

B Các hàm thao tác với URB trên Linux

1, Tạo và hủy một URB

Trên Linux, cấu trúc URB được định nghĩa như sau:

struct urb {

struct list_head urb_list;

struct usb_device * dev;

unsigned int pipe;

Để tạo ra một URB ta sử dụng hàm sau:

struct urb* usb_alloc_urb(int iso_packets, int mem_flags);

Trong đó, int iso_packets là số gói tin mà URB có thể chứa trong chế độ truyền Isochronous, trong chế độ khác ta gán bằng 0 mem_flags là cờ trong hàm cấp phát kmalloc(), thường là GFP_KERNEL

Khi USB Device Driver đã kết thúc công việc với URB, nó sẽ thông báo tới USB Core

để hủy URB bằng hàm sau:

void usb_free_urb(struct urb* urb);

2, Khởi tạo thông tin cho URB

Sau khi tạo ra các URB ta cần khởi tạo thông tin cho các URB Các thông tin cần khởi tạo cho URB gồm:

 struct usb_device *dev : thiết bị mà URB này được gửi tới

 unsigned int pipe : thông tin về Endpoint trên thiết bị đích mà URB này được

chỉ định cho

Để tạo ta pipe cho các Endpoint trên một thiết bị cụ thể, ta có thể sử dụng một

số hàm sau: