在学习了USB理论知识以及linux USB子系统后，结合《圈圈教你玩USB》中制作USB鼠标、键盘的理念，决定自己用STM32开发板做一个键鼠套装，并实现对应的linux驱动。
设备端采用STM32开发板，模拟为一个包含鼠标左右键和键盘W键共三个按键的键鼠套装（因自己的开发板总共只有3个按键）。主机端采用nanopi m3开发板，linux内核版本为4.4.49，可至nanopc t3维基百科中进行下载（两者CPU相同）。实现目标为：两个按键模拟为一个鼠标，一个按键模拟为键盘的W键，并在按下后由驱动控制STM32板上LED的点亮（类似多数机械键盘的RGB灯光）。
设备端：
STM32MCU内部自带USB从控制器，可实现为16个单向端点或8个双向端点，至于USB的基础知识（设备、配置、接口、端点以及描述符）不在本文章讨论内，大家可查阅相关知识了解或是以后我再补上。
STM32标准库中并不包含USB的固件库，需到官网下载，下载后定位到如下位置：
原版固件库以头文件和源文件进行分类，我们对其中的文件进行重新分类，拷贝到我们的项目中，在自己的STM32项目中新建CORE和CONFIG两个文件夹，CORE中文件算是USB中的核心文件，提取了USB协议的共同点，一般很少改动其中内容，CORE中存放文件为：
CONFIG中为需要修改的文件，因设备而异，其中的文件为：
接下来参考官方原版固件Project中的JoyStickMouse例程，改动比较大的为usb_desc.c文件，其中主要是设备的各种描述符的填写，我们将设备描述符Joystick_DeviceDescriptor中的bDeviceClass改为0xFF，表明这是一个厂商自定义设备，idProduct的两字节可改成自己喜欢的数字，代表这是自己的第几个设备。配置描述符Joystick_ConfigDescriptor中bNumEndpoints改为2表明我们要使用两个端口，bInterfaceClass改为0xEF,表明是一个混杂设备，子类bInterfaceSubClass和协议nInterfaceProtocol都改为0，HID的描述符可以删除，端点描述符将wMaxPacketSize原来的0x04改为0x0A，因为第一个端点既作为鼠标也作为键盘的数据发送到主机端，为了减少报告描述符的修改，我们这里依然发送8个字节的键盘数据，再加上因为有两个端口，所以会多出一个字节用来代表是鼠标还是键盘的发送，共9字节，显然原来的4个字节是不够用的。增加一组端点描述符为：
表明此端点为一个最多10个字节的中断输出（主机到设备）端点，两次发送间隔至少为32ms。同时记得修改JOYSTICK_SIZ_CONFIG_DESC配置描述符的长度，这里其实推荐圈圈的sizeof做法，数组改成数字相加的形式，不然每次数都很麻烦。
报告描述符可将鼠标和键盘的报告描述符合二为一，这样就能实现一个USB设备既是鼠标又是键盘的特性，当然还需要稍作修改。添加鼠标的报告ID，0x85,0x01，以后设备发送到主机若的数据若第一个字节为0x01则代表鼠标有按键按下了：
同理键盘，键盘添加为0x85,0x02。而字符串描述符可依个人喜好修改，之后在linux中输入cat /proc/bus/input/devices后便可查看到设备名称。同样，别忘了修改JOYSTICK_SIZ_REPORT_DESC报告描述符的长度。
修改hw_config.c文件中Joystick_Send函数，使其将传入的字符通过端点1发送出去。修改usb_prop.c中Joystick_Reset函数，添加对端点1数据输入到设备的使能：
SetEPRxAddr(ENDP1,ENDP1_RXADDR);SetEPRxStatus(ENDP1, EP_RX_DIS);SetEPRxCount(ENDP1,10);SetEPRxValid(ENDP1);
usb_conf.h中增加#define ENDP1_RXADDR (0x140)宏定义，注释#define EP1_OUT_Callback NOP_Process，并在usb_istr.c中增加void EP1_OUT_Callback(void)函数，用于获取从主机到来的数据，这里主机只会发送两字节简单数据，第一个还是代表发送到的设备是鼠标还是键盘，分别为1和2。第二个字节为数据内容，可据此做需要文章，实现诸如键盘流水灯等效果。这里先做试验，判断收到的数据是否为1，为1则翻转开发板上LED0，代码如下：
在main函数中添加按键扫描程序或者在按键中断中判断按键，在按键按下后，通过Joystick_Send函数，鼠标发送5字节数据，分别为：报告ID（鼠标为1），按键信息，X轴，Y轴，滚轮，键盘同理，为9字节数据，第一个为报告ID（键盘为2），第二个为特殊按键是否按下（例如shift，alt等），第三字节未使用，后面的每个字节代表一个按键，因为可以同时按下几个键。我们可以在代表键盘w的按键按下后，发送一个含有0x1A（w键盘码）的9字节数据。至此，设备端开发完毕。
PS：可以修改bDeviceClass为0，bInterfaceClass为3，nInterfaceProtocol为2，即原HID设备。windows电脑将会识别，并自动安装驱动，分别按下三个键将会实现鼠标左右键以及键盘w的功能。
主机端：
主机端主要编写对应于自己特殊设备的驱动，参考内核 drivers/hid/usbhid中的usbmouse.c驱动代码。首先修改此目录下Kconfig文件，增加配置项，例如：
修改此目录下Makefile文件，增加obj-$(CONFIG_CXN_USB_MOUSE) += cxnmouse.o，代表当对应的配置选择后编译对应的文件。
拷贝一份usbmouse.c并进行重命名，接下来就是对驱动文件的修改了，我们会以最少的修改量来完成这块STM32键鼠套装的驱动。
首先修改自定义数据结构体usb_mouse，增加一个urb请求、存放数据的指针和dma地址：
修改掉usb_mouse_id_table使其在插入我们的设备后能够匹配到我们的驱动：
USB_DEVICE_AND_INTERFACE_INFO为一个宏，意识是通过设备的信息和接口信息让驱动和设备进行匹配，这里我们的匹配规则为设备厂商为0x0483,第4个设备。0xEF为混杂设备，子类和协议都分别是0，这些都对应于我们之前对设备的描述符配置，在设备插入电脑后，linux系统会去进行获取以及寻找对应的驱动。
usb_mouse_probe中增加一项urb的注册，因为我们有两个端口，而原先的usb只有一个输入端口，直接上代码：
static int usb_mouse_probe(struct usb_interface *intf, const struct usb_device_id *id){struct usb_device *dev = interface_to_usbdev(intf);struct usb_host_interface *interface;struct usb_endpoint_descriptor *endpointin, *endpointout;//增加一个输出端点struct usb_mouse *mouse;struct input_dev *input_dev;int pipein, pipeout, maxpin, maxpout;//增加一个输出管道和输出管道的最大字节数int error = -ENOMEM;interface = intf->cur_altsetting;/*两个端口，第一个为输入，第二个为输出*/if (interface->desc.bNumEndpoints != 2)return -ENODEV;endpointin = &interface->endpoint[0].desc;if (!usb_endpoint_is_int_in(endpointin))return -ENODEV;endpointout = &interface->endpoint[1].desc;if(!usb_endpoint_is_int_out(endpointout))return -ENODEV;/*设置管道和大小*/pipein = usb_rcvintpipe(dev, endpointin->bEndpointAddress);maxpin = usb_maxpacket(dev, pipein, usb_pipeout(pipein));pipeout = usb_sndintpipe(dev, endpointout->bEndpointAddress);maxpout = usb_maxpacket(dev, pipeout, usb_pipeout(pipeout));mouse = kzalloc(sizeof(struct usb_mouse), GFP_KERNEL);input_dev = input_allocate_device();if (!mouse || !input_dev)goto fail1;/*分配用于输入或输出数据的内存*/mouse->data = usb_alloc_coherent(dev, 12, GFP_ATOMIC, &mouse->data_dma);if (!mouse->data)goto fail2;mouse->leds = usb_alloc_coherent(dev, 2, GFP_ATOMIC, &mouse->leds_dma);if (!mouse->leds)goto fail2;/*分配两个urb，发送USB请求时用*/mouse->irq = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL);if (!mouse->irq)goto fail2;mouse->led = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL);if (!mouse->led)goto fail2;mouse->usbdev = dev;mouse->dev = input_dev;/*下面一段用于为设备填充各种名字*/if (dev->manufacturer)strlcpy(mouse->name, dev->manufacturer, sizeof(mouse->name));if (dev->product) {if (dev->manufacturer)strlcat(mouse->name, " ", sizeof(mouse->name));strlcat(mouse->name, dev->product, sizeof(mouse->name));}if (!strlen(mouse->name))snprintf(mouse->name, sizeof(mouse->name),"USB HIDBP Mouse %04x:%04x",le16_to_cpu(dev->descriptor.idVendor),le16_to_cpu(dev->descriptor.idProduct));usb_make_path(dev, mouse->phys, sizeof(mouse->phys));strlcat(mouse->phys, "/input0", sizeof(mouse->phys));/*键盘鼠标归根结底为input设备，只是走了USB总线传输数据*/input_dev->name = mouse->name;input_dev->phys = mouse->phys;usb_to_input_id(dev, &input_dev->id);input_dev->dev.parent = &intf->dev;/*支持左右键和w键*/input_dev->evbit[0] = BIT_MASK(EV_KEY);input_dev->keybit[BIT_WORD(BTN_MOUSE)] = BIT_MASK(BTN_LEFT) |BIT_MASK(BTN_RIGHT);input_dev->keybit[BIT_WORD(KEY_RESERVED)] |= BIT_MASK(KEY_W);input_set_drvdata(input_dev, mouse);input_dev->open = usb_mouse_open;input_dev->close = usb_mouse_close;/*填充urb，定义回调函数，使用的管道等*/usb_fill_int_urb(mouse->irq, dev, pipein, mouse->data,(maxpin > 12 ? 12 : maxpin),usb_mouse_irq, mouse, endpointin->bInterval);mouse->irq->transfer_dma = mouse->data_dma;mouse->irq->transfer_flags |= URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP;usb_fill_int_urb(mouse->led, dev, pipeout, mouse->leds,(maxpout > 2 ? 2 : maxpout),usb_mouse_led, mouse, endpointout->bInterval);mouse->led->transfer_dma = mouse->leds_dma;mouse->led->transfer_flags |= URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP;error = input_register_device(mouse->dev);if (error)goto fail2;usb_set_intfdata(intf, mouse);return 0;fail2:usb_free_urb(mouse->irq);usb_free_urb(mouse->led);usb_free_coherent(dev, 12, mouse->data, mouse->data_dma);usb_free_coherent(dev, 2, mouse->leds, mouse->leds_dma);fail1:input_free_device(input_dev);kfree(mouse);return error;}
usb_mouse_disconnect中增加对应的设备卸载时需要释放的内存：
static void usb_mouse_disconnect(struct usb_interface *intf){struct usb_mouse *mouse = usb_get_intfdata (intf);usb_set_intfdata(intf, NULL);if (mouse) {usb_kill_urb(mouse->irq);usb_kill_urb(mouse->led);input_unregister_device(mouse->dev);usb_free_urb(mouse->led);usb_free_urb(mouse->irq);usb_free_coherent(interface_to_usbdev(intf), 12, mouse->data, mouse->data_dma);usb_free_coherent(interface_to_usbdev(intf), 2, mouse->leds, mouse->leds_dma);kfree(mouse);}}
usb_mouse_open函数中增加mouse->led->dev = mouse->usbdev;
usb_mouse_close函数中增加usb_kill_urb(mouse->led);
修改usb_mouse_irq函数，此函数为设备发送消息给主机，经过USB核心处理之后，最后到达的回调函数，修改其中对于数据的处理，修改后如下：
/*鼠标按键信息*/if (data[0] == 1){input_report_key(dev, BTN_LEFT, data[1] & 0x01);input_report_key(dev, BTN_RIGHT, data[1] & 0x02);input_sync(dev);}else if (data[0] == 2)//键盘信息{if (data[3] == 0x1A){input_report_key(dev, KEY_W, 1);input_sync(dev);mouse->leds[0] = 0x02;mouse->leds[1] = 0x01;usb_submit_urb(mouse->led, GFP_ATOMIC);//通过端点2将点灯的命令发送给设备}}
增加usb_mouse_led函数，此函数为发送完点灯信息到设备之后的回调函数，可以判断其中的urb->status查看是否正确发送到设备。
最后，通过make menuconfig将其中新增的驱动加入到内核中，烧写内核，将STM32的USB线连接到nano板的USB口中，按动按键，可以发现w的输出以及灯的变化。另此处灯未做过多处理，会有闪烁的情况，因为按键按下后会持续发送点灯信号，大家可以对灯再进行下处理，实现流水或呼吸效果。
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