USB設備越來越多，而Linux在硬件配置上仍然沒有做到完全即插即用，對於Linux怎樣配置和使用他們，也越來越成為困擾我們的一大問題。本文分兩部分著力從Linux系統下設備驅動的架構，去闡述怎樣去使用和配置以及怎樣編制USB設備驅動。對於一般用戶，可以使我們明晰Linux設備驅動方式，為更好地配置和使用USB設備提供了方便；而對於希望開發Linux系統下USB設備驅動的程序員，提供了初步學習USB驅動架構的機會。
前言
USB是英文"Universal Serial Bus"的縮寫，意為"通用串行總線"。是由Compaq(康柏)、DEC、IBM、Intel、NEC、微軟以及Northern Telecom（北方電訊）等公司於1994年11月共同提出的，主要目的就是為了解決接口標准太多的弊端。USB使用一個4針插頭作為標准插頭，並通過這個標准接頭，采用菊花瓣形式把所有外設連接起來，它采用串行方式傳輸數據，目前最大數據傳輸率為12Mbps, 支持多數據流和多個設備並行操作，允許外設熱插拔。
目前USB接口雖然只發展了2代（USB1.0/1.1，USB2.0），但是USB綜合了一個多平台標准的所有優點 -- 包括降低成本，增加兼容性，可連接大量的外部設備，融合先進的功能和品質。使其逐步成為PC接口標准，進入了高速發展期。
那麼對於使用Linux系統，正確支持和配置常見的USB設備，就是其使用必不可少的關鍵一步。
模塊（驅動程序）
模塊（module）是在內核空間運行的程序，實際上是一種目標對象文件，沒有鏈接，不能獨立運行，但是可以裝載到系統中作為內核的一部分運行，從而可以動態擴充內核的功能。模塊最主要的用處就是用來實現設備驅動程序。
Linux下對於一個硬件的驅動，可以有兩種方式：直接加載到內核代碼中，啟動內核時就會驅動此硬件設備。另一種就是以模塊方式，編譯生成一個.o文件。當應用程序需要時再加載進內核空間運行。所以我們所說的一個硬件的驅動程序，通常指的就是一個驅動模塊。
設備文件
對於一個設備，它可以在/dev下面存在一個對應的邏輯設備節點，這個節點以文件的形式存在，但它不是普通意義上的文件，它是設備文件，更確切的說，它是設備節點。這個節點是通過mknod命令建立的，其中指定了主設備號和次設備號。主設備號表明了某一類設備，一般對應著確定的驅動程序；次設備號一般是區分不同屬性，例如不同的使用方法，不同的位置，不同的操作。這個設備號是從/proc/devices文件中獲得的，所以一般是先有驅動程序在內核中，才有設備節點在目錄中。這個設備號（特指主設備號）的主要作用，就是聲明設備所使用的驅動程序。驅動程序和設備號是一一對應的，當你打開一個設備文件時，操作系統就已經知道這個設備所對應的驅動程序。
SCSI 設備
SCSI是有別於IDE的一個計算機標准接口。現在大部分平板式掃描儀、CD-R刻錄機、MO光磁盤機等漸漸趨向使用SCSI接口，加之SCSI又能提供一個高速傳送通道，所以，接觸到SCSI設備的用戶會越來越多。Linux支持很多種的SCSI設備，例如：SCSI硬盤、SCSI光驅、SCSI磁帶機。更重要的是，Linux提供了IDE設備對SCSI的模擬（ide-scsi.o模塊），我們通常會就把IDE光驅模擬為SCSI光驅進行訪問。因為在Linux中很多軟件都只能操作SCSI光驅。例如大多數刻錄軟件、一些媒體播放軟件。通常我們的USB存儲設備，也模擬為SCSI硬盤而進行訪問。
Linux硬件驅動架構
對於一個硬件，Linux是這樣來進行驅動的：首先，我們必須提供一個.o的驅動模塊文件（這裡我們只說明模塊方式，其實內核方式是類似的）。我們要使用這個驅動程序，首先要加載運行它（insmod *.o）。這樣驅動就會根據自己的類型（字符設備類型或塊設備類型，例如鼠標就是字符設備而硬盤就是塊設備）向系統注冊，注冊成功系統會反饋一個主設備號，這個主設備號就是系統對它的唯一標識（例如硬盤塊設備在/proc/devices中顯示的主設備號為3 ，我們用ls -l /dev/had看到的主設備就肯定是3）。驅動就是根據此主設備號來創建一個一般放置在/dev目錄下的設備文件（mknod命令用來創建它，它必須用主設備號這個參數）。在我們要訪問此硬件時，就可以對設備文件通過open、read、write等命令進行。而驅動就會接收到相應的read、write操作而根據自己的模塊中的相應函數進行了。
其中還有幾個比較有關系的東西：一個是/lib/modules/2.4.XX目錄，它下面就是針對當前內核版本的模塊。只要你的模塊依賴關系正確（可以通過depmod設置），你就可以通過modprobe 命令加載而不需要知道具體模塊文件位置。 另一個是/etc/modules.conf文件，它定義了一些常用設備的別名。系統就可以在需要此設備支持時，正確尋找驅動模塊。例如alias eth0 e100，就代表第一塊網卡的驅動模塊為e100.o。他們的關系圖如下：
配置USB設備
內核中配置.
要啟用 Linux USB 支持，首先進入"USB support"節並啟用"Support for USB"選項（對應模塊為usbcore.o）。盡管這個步驟相當直觀明了，但接下來的 Linux USB 設置步驟則會讓人感到糊塗。特別地，現在需要選擇用於系統的正確 USB 主控制器驅動程序。選項是"EHCI" （對應模塊為ehci-hcd.o）、"UHCI" （對應模塊為usb-uhci.o）、"UHCI (alternate driver)"和"OHCI" （對應模塊為usb-ohci.o）。這是許多人對 Linux 的 USB 開始感到困惑的地方。
要理解"EHCI"及其同類是什麼，首先要知道每塊支持插入 USB 設備的主板或 PCI 卡都需要有 USB 主控制器芯片組。這個特別的芯片組與插入系統的 USB 設備進行相互操作，並負責處理允許 USB 設備與系統其它部分通信所必需的所有低層次細節。
Linux USB 驅動程序有三種不同的 USB 主控制器選項是因為在主板和 PCI 卡上有三種不同類型的 USB 芯片。"EHCI"驅動程序設計成為實現新的高速 USB 2.0 協議的芯片提供支持。"OHCI"驅動程序用來為非 PC 系統上的（以及帶有 SiS 和 ALi 芯片組的 PC 主板上的）USB 芯片提供支持。"UHCI"驅動程序用來為大多數其它 PC 主板（包括 Intel 和 Via）上的 USB 實現提供支持。只需選擇與希望啟用的 USB 支持的類型對應的"?HCI"驅動程序即可。如有疑惑，為保險起見，可以啟用"EHCI"、"UHCI" （兩者中任選一種，它們之間沒有明顯的區別）和"OHCI"。（趙明注：根據文檔，EHCI已經包含了UHCI和OHCI，但目前就我個人的測試，單獨加EHCI是不行的，通常我的做法是根據主板類型加載UHCI或OHCI後，再加載EHCI這樣才可以支持USB2.0設備）。
啟用了"USB support"和適當的"?HCI"USB 主控制器驅動程序後，使 USB 啟動並運行只需再進行幾個步驟。應該啟用"Preliminary USB device filesystem"，然後確保啟用所有特定於將與 Linux 一起使用的實際 USB 外圍設備的驅動程序。例如，為了啟用對 USB 游戲控制器的支持，我啟用了"USB Human Interface Device (full HID) support"。我還啟用了主"Input core support" 節下的"Input core support"和"Joystick support"。
一旦用新的已啟用 USB 的內核重新引導後，若/proc/bus/usb下沒有相應USB設備信息，應輸入以下命令將 USB 設備文件系統手動掛裝到 /proc/bus/usb：
# mount -t usbdevfs none /proc/bus/usb
為了在系統引導時自動掛裝 USB 設備文件系統，請將下面一行添加到 /etc/fstab 中的 /proc 掛裝行之後：
none /proc/bus/usb usbdevfs defaults 0 0
模塊的配置方法.
在很多時候，我們的USB設備驅動並不包含在內核中。其實我們只要根據它所需要使用的模塊，逐一加載。就可以使它啟作用。
首先要確保在內核編譯時以模塊方式選擇了相應支持。這樣我們就應該可以在/lib/modules/2.4.XX目錄看到相應.o文件。在加載模塊時，我們只需要運行modprobe xxx.o就可以了（modprobe主要加載系統已經通過depmod登記過的模塊，insmod一般是針對具體.o文件進行加載）
對應USB設備下面一些模塊是關鍵的。
usbcore.o 要支持usb所需要的最基礎模塊
usb-uhci.o （已經提過）
usb-ohci.o （已經提過）
uhci.o 另一個uhci驅動程序，我也不知道有什麼用，一般不要加載，會死機的
ehci-hcd.o （已經提過 usb2.0）
hid.o USB人機界面設備，像鼠標呀、鍵盤呀都需要
usb-storage.o USB存儲設備，U盤等用到
相關模塊
ide-disk.o IDE硬盤
ide-scsi.o 把IDE設備模擬SCSI接口
scsi_mod.o SCSI支持
注意kernel config其中一項：
Probe all LUNs on each SCSI device
最好選上，要不某些同時支持多個口的讀卡器只能顯示一個。若模塊方式就要帶參數安裝或提前在/etc/modules.conf中加入以下項，來支持多個LUN。
add options scsi_mod max_scsi_luns=9
sd_mod.o SCSI硬盤
sr_mod.o SCSI光盤
sg.o SCSI通用支持（在某些探測U盤、SCSI探測中會用到）
常見USB設備及其配置
在Linux 2.4的內核中已經支持不下20種設備。它支持幾乎所有的通用設備如鍵盤、鼠標、modem、打印機等，並不斷地添加廠商新的設備象數碼相機、mp3、網卡等。下面就是幾個最常見設備的介紹和使用方法：
