分类： LINUX
2010-01-04 15:20:41
这一节主要把在实现“linux模拟U盘功能”过程中的一些调试过程记录下来，并加以解析。
一、背景知识
1、USB Mass Storage类规范概述
USB 组织在universal Serial Bus Mass Storage Class Spaceification 1.1版本中定义了海量存储设备类（Mass Storage Class）的规范，这个类规范包括四个
独立的子类规范，即：
1. USB Mass Storage Class Control/Bulk/Interrupt (CBI) Transport
2.USB Mass Storage Class Bulk-Only Transport
3.USB Mass Storage Class ATA Command Block
4.USB Mass Storage Class UFI Command Specification
前两个子规范定义了数据/命令/状态在USB 上的传输方法。Bulk- Only 传输规范仅仅使用Bulk 端点传送数据/命令/状态，CBI 传输规范则使用Control/Bulk/Interrupt 三种类型的端点进行数据/命令/状态传送。后两个子规范则定义了存储介质的操作命令。ATA 命令规范用于硬盘，UFI 命令规范是针对USB 移动存储。
Microsoft Windows 中提供对Mass Storage 协议的支持，因此USB 移动设备只需要遵循 Mass Storage 协议来组织数据和处理命令，即可实现与PC 机交换数据。而Flash 的存储单元组织形式采用FAT16 文件系统，这样，就可以直接在Windows的浏览器中通过可移动磁盘来交换数据了，Windows 负责对FAT16 文件系统的管理，USB 设备不需要干预FAT16 文件系统操作的具体细节。
USB（Host）唯一通过描述符了解设备的有关信息，根据这些信息，建立起通信，在这 些描述符中，规定了设备所使用的协议、端点情况等。因此，正确地提供描述符，是USB 设备正常工作的先决条件。
Linux-2.6.26内核中在利用USB gadget驱动实现模拟U盘时主要涉及到file_storage.c、s3c2410_udc.c等驱动文件（这些文件的具体结构，将在下一篇文章中描述）。此时我们想先从这些代码中找到USB描述描述符，从中确定使用的存储类规范，从而确定协议。确定通讯协议是我们调试的基础。
存储类规范是由接口描述符决定的。接口描述符各项的定义义如下：
其中，bInterfaceClass、bInterfaceSubClass、bInterfaceProtocol可以判断出设备是否是存储类，以及属于哪种存储子类和存储介质的操作命令。
在file_storage.c文件中，
/* USB protocol value = the transport method */
#define USB_PR_CBI 0x00 // Control/Bulk/Interrupt
#define USB_PR_CB 0x01 // Control/Bulk w/o interrupt
#define USB_PR_BULK 0x50 // Bulk-only
/* USB subclass value = the protocol encapsulation */
#define USB_SC_RBC 0x01 // Reduced Block Commands (flash)
#define USB_SC_8020 0x02 // SFF-8020i, MMC-2, ATAPI (CD-ROM)
#define USB_SC_QIC 0x03 // QIC-157 (tape)
#define USB_SC_UFI 0x04 // UFI (floppy)
#define USB_SC_8070 0x05 // SFF-8070i (removable)
#define USB_SC_SCSI 0x06 // Transparent SCSI
默认的情况是：
mod_data = { // Default values
.transport_parm = "BBB",
.protocol_parm = "SCSI",
……
默认的赋值如下：
bInterfaceClass=08 表示：存储类
bInterfaceSubClass=0x06 表示：透明的SCSI指令
bInterfaceProtocol=0x50 表示：bulk-only 传输
2、Bulk－Only 传输协议
下面看看Bulk－Only 传输协议：（详细的规范请阅读《Universal Serial BusMass Storage ClassBulk-Only Transport》）
设备插入到USB 后，USB 即对设备进行搜索，并要求设备提供相应的描述符。在USBHost 得到上述描述符后，即完成了设备的配置，识别出为Bulk－Only 的Mass Storage 设备， 然后即进入Bulk－Only 传输方式。在此方式下，USB 与设备间的所有数据均通过Bulk－In和Bulk－Out 来进行传输，不再通过控制端点传输任何数据。
在这种传输方式下，有三种类型的数据在USB 和设备之间传送，CBW、CSW 和普通数据。CBW（Command Block Wrapper，即命令块包）是从USB Host 发送到设备的命令， 命令格式遵从接口中的bInterfaceSubClass 所指定的命令块，这里为SCSI 传输命令集。USB设备需要将SCSI 命令从CBW 中提取出来，执行相应的命令，完成以后，向Host 发出反映 当前命令执行状态的CSW（Command Status Wrapper），Host 根据CSW 来决定是否继续发 送下一个CBW 或是数据。Host 要求USB 设备执行的命令可能为发送数据，则此时需要将 特定数据传送出去，完毕后发出CSW，以使Host 进行下一步的操作。USB 设备所执行的操
作可用下图描述：
CBW的格式如下：
dCBWSignature:
CBW的标识，固定值：43425355h (little endian)。
dCBWTag:
主机发送的一个命令块标识，设备需要原样作为dCSWTag（CSW中的一部分）再发送给Host;主要用于关联CSW到对应的CBW。
dCBWDataTransferLength:
本次CBW命令要求在命令与回应之间传输的字节数。如果为0，则不传输数据。
bmCBWFlags:
反映数据传输的方向，0 表示来自Host，1 表示发至Host；
bCBWLUN:
对于有多个LUN逻辑单元的设备，用来选择具体目标。如果没有多个LUN，则写0。
bCBWCBLength:
命令的长度，范围在0~16.
CBWCB:
传输的具体命令，符合bInterfaceSubClass.中定义的命令规范，此处是SCSI
CSW命令格式如下：
dCSWSignature:
CSW的标识，固定值：53425355h (little endian)
dCSWTag:
设置这个标识和CBW中的dCBWTag一致，参照上面关于dCBWTag的解释
dCSWDataResidue:
还需要传送的数据，此数据根据dCBWDataTransferLength－本次已经传送的数据得到
bCSWStatus:
指示命令的执行状态。如果命令正确执行，bCSWStatus 返回0 即可。
3、SCSI指令集
Bulk-Only 的CBW 中的CBWCB 中的内容即为如下格式的命令块描述符（Command Block Descriptor）。SCSI-2 有三种字长的命令，6 字节、10字节和12字节，Microsoft Windows 环境下支持12 字节长的命令。
Operation Code：
操作代码，表示特定的命令。高3 位为Group Code，共有8 种组合，
即8 个组，低5 五位为Command Code，可以有32 种命令。
Logicol unit Number：
