Linux下设备完全驱动之四
尽管各种数码设备越来越多，但是Linux在对它们的配置上还没有做到像Windows一样方便，很多人正是因为心爱的数码相机无法在Linux下使用，而不得不保留一个Windows系统。所以，掌握如优盘、移动硬盘、数码相机等设备在Linux下的驱动方法，对于熟练使用Linux而言是必备的技能。
这一讲将会介绍常见USB、IEEE1394、PCMCIA等移动设备的驱动概念和安装技巧，为读者更好地配置和使用这些设备提供帮助。
USB设备驱动概述
USB 是通用串行总线（Universal Serial Bus），是在1994年由Intel、NEC、微软和IBM等公司共同提出的。USB的目的在于将众多的接口（串口、并口、PS2口等），改为通用的标准。它仅仅使用一个4针插头作为标准插头，并通过这个标准接头连接各种外设，如鼠标、键盘、游戏手柄、打印机、数码相机等。USB接口的特点是支持热插拔，支持单接口上接多个设备等。
USB的优点此处不再赘述，我们主要来看一看Linux对USB的支持。USB采用串行方式传输数据，USB 1.1最大数据传输率为12Mbps，Linux内核为2.4以上版本都可以支持。
USB 2.0规范是由USB 1.1规范演变而来的，它理论上速度较1.1提高了40倍,达到了480Mb/s，但目前常见的USB 2.0设备只能达到理论值的一半。 Linux内核2.4.19版本开始对USB 2.0进行支持。
除了内核的版本要对USB接口进行支持之外，还要确定目前的系统是否编译了USB的驱动模块。如果让Linux系统支持USB设备，还需要一些驱动模块。我们都知道内置的驱动程序一般都在 /lib/modules/2.4XXX/kernel/drivers目录中。这个目录中会有usb及几个子目录，可以从中找到以下的几个USB关键基础模块：
usbcore.o 所有USB设备都需要的基本驱动模块；
host/ehci-hcd.o USB 2.0设备支持；
host/usb-uhci.o Intel VIA等芯片组USB部分的驱动；
host/usb-ohci.o iMac、SiS、Ali等非Intel芯片组USB部分的驱动；
storage/usb-storage.o USB接口的存储设备，如移动硬盘、U盘等都会用到；
hid.o USB接口的键盘、鼠标等人机交互设备的基础支持。
在该目录下还有一些具体设备的驱动程序，分别驱动不同设备：
| [pre]# ls -p /lib/modules/2.4.21-4.EL/kernel/drivers/usb/ acm.o CDCEther.o hpusbscsi.o microtek.o rtl8150.o usbcore.o wacom.o audio.o dabusb.o kaweth.o pegasus.o scanner.o usb-midi.o brlvger.o hid.o kbtab.o powermate.o serial/ usbnet.o catc.o host/ mdc800.o printer.o storage/ uss720.o[/pre] |
usb-storage.o USB对与存储部分的驱动模块；
scsi_mod.o 对SCSI设备的支持；
sd_mod.o 对SCSI硬盘支持模块，针对USB硬盘；
sr_mod.o 对SCSI光盘支持模块，针对USB光驱；
sg.o SCSI序列的通用支持模块；
ide-scsi.o 该模块可以把IDE设备模拟成SCSI接口。
通过查看/lib/modules/2.XXX/modules.dep文件，可以查看上述这些模块是否存在。一般情况下这些模块已经被编译，否则需要重新编译内核模块。
在正确地装载了驱动以后，可以通过访问/dev/sd?设备来访问优盘或移动硬盘。通常情况下，通过访问sda1来访问移动硬盘或优盘的第一个分区。在USB基本驱动存在的情况下插入优盘，就可以看到如下信息：
| [pre]usb.c: USB device 7 (vend/prod 0xea0/0x6803) is not claimed by any active driver. Starting timer : 0 0 Vendor: Netac Model: OnlyDisk Rev: 1.11 Type: Direct-Access ANSI SCSI revision: 02 Starting timer : 0 0 Attached scsi removable disk sda at scsi0, channel 0, id 0, lun 0 SCSI device sda: 32256 512-byte hdwr sectors (17 MB) sda: Write Protect is off[/pre] |
上面这一段是usb-storage.o和SCSI驱动在起作用，我们可以看到优盘被认成是sda，要使用它可以先查看分区表：
| [pre]# fdisk -l /dev/sda Disk /dev/sda: 16 MB, 16515072 bytes 2 heads, 32 sectors/track, 504 cylinders Units = cylinders of 64 * 512 = 32768 bytes Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sda1 * 1 503 16080 1 FAT12 # mkdir /mnt/usb # mount -t msdos /dev/sda1 /mnt/usb 该优盘得类型为FAT12[/pre] |
之后就可以通过访问/mnt/usb来访问优盘了。注意，如果要拔掉优盘或移动存储设备，请先umount然后再拔出，这样可以保证数据全部被写入，否则系统会出错，数据可能不完整。
| [pre]# umount /mnt/usb[/pre] |
USB数码相机的驱动
数码相机类型繁多，但是在Linux下使用数码相机有比较简便的方法。我们知道USB接口是数码相机的主要接口，在Linux中访问数码相机，通常可以通过下面两种方法。
1．使用专门软件
Red Hat Linux中自带的gtkam软件是一个提供了数码照相机图形化界面的程序，它支持100多种数码相机。gtkam可以直接与数码照相机相连，允许直接打开、查看、并删除图像。在Red Hat 9.0的光盘中，有gtkam的RPM包：
| [pre]# ls gtkam* gtkam-XXXX.i386.rpm gtkam-gimp-XXXX.i386.rpm # rpm -ivh --aid gtkam* # rpm -ivh --aid --force gphoto2-XXXX.i386.rpm[/pre] |
gtkam基于gphoto，有时无法使用gtkam的原因是因为gphoto没有安装或模块被覆盖，所以需要重新安装gphoto。安装完毕后，在X-Window中运行gtkam就可以看到如图1所示界面。
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图1 gtkam界面
在图1中，单击gtkam的“camera”→“Add Camera”可以添加数码相机，然后在弹出的窗体中单击“Detect”，测试数码相机的连接类型。最后单击“OK”，就可以看到数码相机中的照片了。
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图2所示使用gtkam连接Kodak DX6340相机，看到存储卡中的照片。选择照片，单击保存就可以把照片保存到硬盘上。
我们也可以从获得gtkam的最新版本及源代码，下载后可以使用其中的install.sh来进行安装。
2.把数码相机当做是USB存储设备还有一种方式就是把数码相机当做是USB存储设备，如优盘、读卡器等，这样就可以像访问优盘那样来访问数码相机：
| [pre]# mount -t vfat /dev/sda1 /mnt/usb[/pre] |
但是，采用这种方式极有可能遇到不能支持的数码相机，比如笔者使用的Kodak DX6340数码相机，插入USB口之后出现以下信息：
| [pre]usb.c: USB device 2 (vend/prod 0x40a/0x570) is not claimed by any active driver.[/pre] |
对这种问题的解决办法不只是可以驱动不支持的数码相机，像不支持的存储设备也都可以使用，比如优盘、读卡器等。
（1）使用lsmod确定USB基本驱动模块已经装载，如果没有使用以上的命令装载：
| [pre]# modprobe ehci-hcd; modprobe usb-uhci; modprobe usb-storage # modprobe ide-scsi; modprobe scsi_mod; modprobe sd_mod[/pre] |
（2）使用cat /proc/bus/usb/devices得到当前系统USB总线上的设备信息，尤其注意Vendor、ProdID、Product等信息：
| [pre]C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=40 MxPwr= 0mA I: If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub E: Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS= 8 Ivl=255ms T: Bus=02 Lev=01 Prnt=01 Port=00 Cnt=01 Dev#= 3 Spd=12 MxCh= 0 D: Ver= 2.00 Cls=00(>ifc ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs= 1 P: Vendor=040a ProdID=0570 Rev= 1.00 S: Manufacturer=Eastman Kodak Company S: Product=KODAK EasyShare DX6340 Zoom Digital Camera S: SerialNumber=KCKCJ33400274[/pre] |
数码相机也是一种存储设备，然而对于Linux下的移动存储设备都是通过usb-storage.o驱动的，然后模拟为 SCSI设备。如果数码相机无法使用，通常是usb-storage驱动未包括此厂商识别和产品识别信息（在类似skel_probe的USB最初探测时被屏蔽了）。对于USB存储设备的硬件访问部分，通常是一致的。所以，要支持数码相机，仅需要修改usb-storage中关于厂商识别和产品识别列表部分。
USB设备识别信息中重要的部分如下：
| [pre]P: Vendor=040a ProdID=0570 Rev= 1.00 S: Manufacturer=Eastman Kodak Company S: Product=KODAK EasyShare DX6340 Zoom Digital Camera[/pre] |
若/proc/bus/usb下没有相应USB设备信息，应输入以下命令将USB设备文件系统手动挂装到/proc/bus/usb：
| [pre]# mount -t usbdevfs none /proc/bus/usb[/pre] |
（3）编辑drivers/usb/storage/unusual_devs.h文件。下面是所有已知的USB产品登记列表，格式如下：
| [pre]UNUSUAL_DEV（idVendor, idProduct, bcdDeviceMin, bcdDeviceMax, vendor_name, product_name, use_protocol, use_transport, init_function, Flags).[/pre] |
usb-storage.o就是根据这个列表来识别各种设备。这样，可以将刚才/proc/bus/usb/devices文件中得出的信息添加在上面，重新编译模块，让usb-storage驱动去认识和发现它。
| [pre]UNUSUAL_DEV( 0x040a, 0x0570, 0x0001, 0x0001, "Eastman Kodak Company", "KODAK EasyShare DX6340 Zoom Digital Camera", US_SC_SCSI, US_PR_CB, NULL, US_FL_FIX_INQUIRY | US_FL_START_STOP | US_FL_MODE_XLATE ),[/pre] |
注意，添加以上几句代码的位置一定要正确。经过比较发现，usb-storage驱动对所有注册都是按idVendor、 idProduct数值从小到大排列的，因此添加代码也要放在相应位置。
（4）重新编译模块，之后插入的数码相机就可以像其它优盘一样作为USB存储设备去访问。
| [pre]# make dep # make modules # make modules_install[/pre] |
USB摄像头的驱动
在内核源文件中，自带了一部分摄像头的驱动，目前大量的杂牌摄像头都可以使用OV511的驱动模块。如果USB摄像头无法使用，则可以试试重新编译模块。下面就以一个没有驱动程序的摄像头为例，尝试使用OV511驱动模块驱动。
1. 获取内核源码
先从Red Hat光盘或kernel.org获取当前版本的内核源码，并安装：
| [pre]# rpm -ivh kernel-source-2.XXX.rpm[/pre] |
或者
| [pre]# tar zxvf linux-2.XXX.tar.gz[/pre] |
2. 运行
到源码目录中运行：
| [pre]# make menuconfig[/pre] |
或者
| [pre]# make xconfig //需要在X－Window下[/pre] |
3. 选择USB的模块
选择USB的模块如图3所示。
选择要编译的驱动可以查看说明书，确定摄像头芯片是什么型号，如图4所示，选定OV511摄像头的支持。在USB support下可以选择多种驱动的模块，比如常用的OV511芯片的摄像头驱动、USB打印机的驱动等。
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图3 编译内核选择USB support
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图4 在USB support下可选择多种驱动模块
4. 保存、编译和安装
| [pre]# make dep # make modules # make modules_install[/pre] |
5. 加载驱动
| [pre]# modprobe ehci-hcd # modprobe usb-uhci # modprobe ov511 cat /proc/devices[/pre] |
接着运行gnomemeeting等工具，选择/dev/video0或/dev/video1作为摄像头设备文件，这样摄像头就可以使用了。
外置USB光驱及刻录机的驱动
USB光驱与其它的USB存储设备使用类似，只不过USB光驱会被识别为SCSI光驱，如/dev/sr0或/dev/scd0等设备，它需要sr_mod.o（SCSI CD-ROM设备）驱动模块。
| [pre]# modprobe sr_mod //如果sr_mod模块没有编译，请重新编译内核，在SCSI部分 # mount -t iso9660 /dev/scd0 /mnt/cdrom[/pre] |
关于外置刻录机驱动详见本刊今年第8期“Linux完全驱动（二）”：
| [pre]# mkisofs -Jv -V examplecd -o example.iso /root/[/pre] |
将/root/目录下的文件做成一个名叫example.iso的光盘镜像文件，该文件的卷标为examplecd；还可通过下面命令将该文件加载到/mnt/iso文件夹中。
| [pre]# mkdir /mnt/iso # mount -t iso9660 -o loop example.iso /mnt/iso[/pre] |
在调整完/mnt/iso文件的内容后使用下面命令：
| [pre]# umount /mnt/iso[/pre] |
最后使用cdrecord命令刻录：
| [pre]# cdrecord -scanbus[/pre] |
查看SCSI总线中刻录机的配置信息：
| [pre]Cdrecord 2.0 (i686-pc-linux-gnu) Copyright (C) 1995-2002 J?rg Schilling Linux sg driver version: 3.1.25 Using libscg version 'schily-0.7' cdrecord: Warning: using inofficial libscg transport code version (schily - Red Hat-scsi-linux-sg.c-1.75-RH '@(#)scsi-linux-sg.c 1.75 02/10/21 Copyright 1997 J. Schilling'). scsibus0: 0,0,0 0) 'HL-DT-ST' 'RW/DVD GCC-4240N' 'E112' Removable CD-ROM 0,1,0 1) * 0,2,0 2) * 0,3,0 3) * 0,4,0 4) * 0,5,0 5) * 0,6,0 6) * 0,7,0 7) *[/pre] |
从上面可以看到目前光驱在SCSI总线的参数，然后根据参数输入下面的命令刻录光盘：
| [pre]# cdrecord -v -eject speed=24 dev=0,0,0 example.iso[/pre] |
“speed=24”是以24速来刻录光盘，“dev=”后加上刚才显示的刻录机的SCSI参数。如果是外置DVD，则应使用dvdrecord命令，其用法与cdrecord相同。
| [pre]# rpm -ivh dvdrecord-0.1.2-12.i386.rpm # man dvdrecord 查看帮助[/pre] |
USB鼠标和键盘的驱动
1.鼠标的驱动
在Red Hat Linux中，可以使用mouseconfig命令来配置鼠标，选择USB接口鼠标即可，如图5所示。
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图5 使用mouseconfig配置USB接口鼠标
如果使用手动的方式来配置，可以人工加入以下模块：
| [pre]# modprobe hid # modprobe input # modprobe usbmouse # modprobe mousedev[/pre] |
2.USB键盘的驱动
| [pre]# modprobe hid # modprobe input # modprobe usbkbd # modprobe keybdev[/pre] |
IEEE1394设备的驱动
IEEE1394 又称Firewire（火线）、i-Link（Sony的叫法），它跟USB接口类似，目前可以提供400Mb/s的带宽，虽然在理论上它较USB 2.0的480Mb/s的速度慢一些，但是在实际使用中，Firewire要比USB 2.0的设备快不少，所以仍然有很多设备配备这种接口，如DV（数字摄像机）和移动硬盘等。
与USB相比，Firewire的通用性不够强，得到的支持也较少。一般主板上不带该Firewire的芯片，通常是购买带1394接口的PCI卡来支持1394的设备。对于1394设备，Linux内核2.4.10之后的版本都可以支持。IEEE1394的驱动放在以下位置：
| [pre]# ls /lib/modules/2.XXX/kernel/drivers/ieee1394 amdtp.o dv1394.o ieee1394.o raw1394.o video1394.o cmp.o eth1394.o ohci1394.o sbp2.o[/pre] |
IEEE1394 的驱动方式较USB大同小异，只是首先加载的是对1394总线的驱动（ieee1394.o）和1394芯片的驱动（ohci1394.o）。如果使用 1394卡连接DV，那么需要1394视频驱动（video1394.o）和DV视频I/O驱动（dv1394.o）；如果需要访问的是1394外接硬盘或CD-ROM、刻录机等，则需要对SBP-2协议的支持（sbp2.o）；如果使用1394接口的以太网卡，则需要加载驱动eth1394.o。
如果没有某种设备的驱动，则可以重新编译内核模块，选择以下模块：
| [pre]# cd /usr/src/linux-2.XXX # make xconfig[/pre] |
选择其中的IEEE1394选项，如图6所示，然后重新编译模块：
| [pre]# make dep # make modules # make modules_install[/pre] |
驱动IEEE1394接口的硬盘或光驱时，需要预先加载的驱动有ieee1394.o和ohci1394.o：
| [pre]# modprobe ohci1394[/pre] |
上面代码会将两样驱动全部装载上，因为ohci1394依赖于ieee1394。
硬盘需要的驱动是sbp2.o，插入硬盘后它应该会自动加载。与USB设备相同，硬盘会被模拟成SCSI设备，请留意屏幕上显示的信息，看看是被模拟为sda还是其它的设备。使用以下命令使用硬盘：
| [pre]# mkdir /mnt/1394 # mount -t vfat /dev/sda1 /mnt/1394[/pre] |
IEEE1394光驱应该使用设备为/dev/scd0，如果在插入设备时没有自动加载，则可以试着手动加载sbp2模块及SCSI模块：
scsi_mod.o 对SCSI设备的支持； sd_mod.o 对SCSI硬盘支持模块，对应硬盘；
sr_mod.o 对SCSI光盘支持模块，对应光驱；
sg.o SCSI序列的通用支持模块。
IEEE1394光驱驱动与USB下相应的设备驱动非常相似，这里就不再赘述了。
现在各种移动设备层出不穷，花样繁多，目前国内网站上的资料不是很全，使用google搜索英文网站往往能得到许多自己需要的东西。
优盘或USB硬盘常见问题解决方法1. 加载/dev/sda1时出错
这是因为较早的优盘不分区，它们使用/dev/sda，也有可能使用/dev/sda2或sda3等设备文件，请仔细观察fdisk -l /dev/sda的输出结果，看一看优盘的分区到底是哪一个。
2. 主机中已有SCSI或USB设备
主机中已经有SCSI或USB设备，比如/dev/sda硬盘或另一个优盘，这时可以尝试sdb或sdc等设备。实际上每一次在插入优盘时可以留意一下屏幕上显示的信息，那个优盘被转换成哪一个sd设备。
3. 优盘插入后没有反应，访问/dev/sd设备也没有反应
这时可以查看相关模块是否已经加载，如果没有加载可以手动加载，然后重新插入该设备，看看是否有反应：
| [pre]# modprobe ehci-hcd; modprobe usb-uhci; modprobe usb-storage.o # modprobe ide-scsi; modprobe scsi_mod.o; modprobe sd_mod.o[/pre] |
4. 设备驱动已经加载，如何知道访问哪个设备文件
对比加载驱动前和加载驱动后的/proc/devices文件，多出的那一行就是这种驱动程序注册的主设备号。例如，对比OV511加载前后/proc/devices文件的变化，就会发现多出如下一行：
| [pre]# cat /proc/devices Character devices: ... 81 video_capture ...[/pre] |
上面代码表示C型设备、主设备号为81的设备文件是访问OV511驱动的入口，再对照/usr/src/Documentation/devices.txt中查找C类型的主设备号81，就可以知道对应如下设备文件：
| [pre]81 char video4linux 0 = /dev/video0 Video capture/overlay device[/pre] |
上面简要介绍了Linux下常用的USB、IEEE1394、PCMCIA设备驱动的安装与配置，希望能对读者安装与使用这些设备提供帮助。
