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USB驱动测试 ​

本章介绍USB驱动的编译、模块加载、功能测试方法以及常见问题的解决方案。

编译USB驱动 ​

1. 内核源码树编译 ​

如果USB驱动是内核源码的一部分，可以通过以下步骤编译：

bash
# 进入内核源码目录
cd /usr/src/linux

# 配置内核，确保USB支持和相关驱动选项被启用
make menuconfig

# 编译内核和模块
make -j$(nproc)

# 安装内核和模块
make modules_install
make install

2. 独立模块编译 ​

如果USB驱动是独立开发的，可以使用Makefile进行编译：

makefile
obj-m += usb_driver.o

KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD := $(shell pwd)

default:
	$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules

clean:
	$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) clean

编译命令：

bash
make

加载USB驱动 ​

1. 加载驱动模块 ​

bash
# 加载USB驱动模块
insmod usb_driver.ko

# 查看模块是否加载成功
lsmod | grep usb_driver

2. 自动加载驱动 ​

可以通过以下方式实现驱动的自动加载：

  1. 添加到模块依赖文件：
    bash

echo "usb_driver" >> /etc/modules


2. **使用udev规则**：
   创建文件 `/etc/udev/rules.d/99-usb-driver.rules`：

SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="1234", ATTRS{idProduct}=="5678", RUN+="/sbin/modprobe usb_driver"


## USB设备检测

### 1. 查看USB设备信息

```bash
# 查看所有USB设备
lsusb

# 查看详细USB设备信息
lsusb -v

# 查看USB总线信息
lspci | grep USB

2. 内核日志查看 ​

bash
# 查看内核日志
dmesg | grep -i usb

# 实时查看内核日志
journalctl -k -f | grep -i usb

功能测试 ​

1. 控制传输测试 ​

使用usb-devices工具查看设备信息，然后使用usbtest模块进行控制传输测试：

bash
# 加载usbtest模块
modprobe usbtest

# 运行控制传输测试
echo 0 > /sys/class/usb_host/usb1/device/usbtest/0/run

2. 批量传输测试 ​

使用dd命令测试批量传输：

bash
# 向USB设备写入数据
dd if=/dev/zero of=/dev/usb_device bs=1M count=10

# 从USB设备读取数据
dd if=/dev/usb_device of=/dev/null bs=1M count=10

3. 中断传输测试 ​

对于使用中断传输的设备（如键盘、鼠标），可以通过使用设备本身进行测试。

4. 等时传输测试 ​

对于音频、视频等实时设备，可以使用相应的应用程序进行测试：

bash
# 测试USB音频设备
aplay -D plughw:1,0 test.wav

性能测试 ​

1. 带宽测试 ​

使用usbmon工具监控USB带宽：

bash
# 加载usbmon模块
modprobe usbmon

# 使用wireshark捕获USB流量
wireshark -i usbmon1

# 或者使用cat命令查看原始数据
cat /dev/usbmon1 > usb_trace.log

2. 延迟测试 ​

使用usbtest模块测试传输延迟：

bash
# 运行延迟测试
echo 1 > /sys/class/usb_host/usb1/device/usbtest/0/run

调试USB驱动 ​

1. 内核调试工具 ​

bash
# 使用ftrace跟踪USB函数调用
cd /sys/kernel/debug/tracing
echo function > current_tracer
echo usb_ > set_ftrace_filter
echo 1 > tracing_on
# 执行USB操作
echo 0 > tracing_on
cat trace > usb_trace.txt

2. USB调试工具 ​

  • usbmon：USB流量监控工具
  • usbtop：USB带宽监控工具
  • lsusb：USB设备信息查看工具
  • usb-devices：USB设备详细信息查看工具

3. 调试USB驱动的常见问题 ​

  1. 设备无法被识别

    • 检查USB设备是否正常工作
    • 检查USB驱动是否正确加载
    • 检查USB主机控制器是否正常

  2. 数据传输失败

    • 检查URB的设置是否正确
    • 检查端点描述符是否匹配
    • 检查设备的电源供应是否充足

  3. 驱动模块加载失败

    • 检查内核版本是否匹配
    • 检查模块依赖是否满足
    • 检查编译选项是否正确

  4. 设备枚举失败

    • 检查USB描述符是否正确
    • 检查设备地址分配是否成功
    • 检查配置选择是否正确

卸载USB驱动 ​

bash
# 卸载驱动模块
rmmod usb_driver

# 查看内核日志，确认卸载成功
dmesg | tail

常见问题解决方案 ​

1. USB设备权限问题 ​

如果普通用户无法访问USB设备，可以通过以下方式解决：

bash
# 添加udev规则，设置设备权限
cat > /etc/udev/rules.d/99-usb-device.rules << EOF
SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="1234", ATTRS{idProduct}=="5678", MODE="0666"
EOF

# 重新加载udev规则
udevadm control --reload-rules
udevadm trigger

2. USB设备休眠问题 ​

如果USB设备在休眠后无法正常工作，可以通过以下方式解决：

bash
# 禁用USB自动挂起
cat > /etc/modprobe.d/usb-power.conf << EOF
options usbcore autosuspend=-1
EOF

# 重新加载usbcore模块
modprobe -r usbcore
modprobe usbcore

3. USB设备速度问题 ​

如果USB设备运行速度低于预期，可以通过以下方式检查：

bash
# 查看USB设备速度
lsusb -t

# 检查USB总线带宽使用情况
usbtop

总结 ​

USB驱动测试是确保驱动正常工作的重要步骤。通过本章介绍的编译、加载、测试和调试方法，可以有效地开发和调试USB驱动。在测试过程中，应该注意观察内核日志，使用适当的调试工具，及时发现和解决问题。

此外，还应该根据具体USB设备的特点，设计专门的测试用例，确保驱动在各种情况下都能正常工作。