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TI cc2540 USB dongle改造成HID 设备

 iamlijin 2019-09-16

这段时间尝试把cc2540 usb dongle改造成一个普通的usb hid输入输出设备,遇到一些问题,在此总结一下问题以及解决的方案。主要内容如下:

  • linux下hid设备驱动支持
  • TI给的代码中如何改动得到一个hid设备
  • 相互通信问题及解决

linux hid设备驱动支持

我这里要实现的是一个usb hid设备插上之后,自动变成/dev/hidraw0,可以通过cat 和echo查询和控制这个设备,实现通信。
一般来说内核都会编译出usbhid.ko这个驱动,若没有可以开启相关编译选项,系统起来之后发现没有加载该驱动,加载即可。我这里主要是在函数hidraw_init中固定一下设备号,没什么工作量。

如何把HIDAdvRemoteDongle例程改成普通usb hid设备

TI的代码中存在HIDAdvRemoteDongle例程本身就是usb hid设备,只不过实现的是usb键盘和usb鼠标。此时需要根据usb hid协议修改usb_hid_descriptor.s51文件使其变成普通的usb hid输入输出设备,该文件主要修改endpoint、entity相关描述符。这里需要花一点时间学习ush hid描述符相关。报表描述符如下,其他不列出。

DB 006H, 0A0H, 0FFH ; Usage Page (unk) DB 009H, 0A5H ; Usage (0xA5) DB 0A1H, 001H ; Collection (Application) DB 009H, 0A6H ; Usage (0xA6) DB 009H, 0A7H ; Usage (0xA7) DB 015H, 000H ; Logical Minimum (0) DB 026H, 000H, 0FFH ; Logical Maximum (-256) DB 075H, 008H ; Report Size (8) DB 095H, 040H ; Report Count (64) DB 081H, 002H ; Input (Var) DB 009H, 0A9H ; Usage (0xA9) DB 015H, 000H ; Logical Minimum (0) DB 026H, 000H, 0FFH ; Logical Maximum (-256) DB 075H, 008H ; Report Size (8) DB 095H, 040H ; Report Count (64) DB 091H, 002H ; Output (Var) DB 0C0H ; End Collection
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修改之后可以编译一个hex通过ccdebuger烧包,最后usb dongle插上电脑,用软件UsbTreeView.exe识别看看是否是预期的一样。TI本身提供的代码找不到langid等字符串描述符,需要简单修改代码编译即可,不细说。

相互通信

设备已经识别上了,那么就是通信了,主机给usb hid发送数据对于usb来说是out方向,这些数据数据存放位置在out方向的endpoint中。usb给主机发送数据是in方向,直接调用提供的hidSendHidInReport函数api就可以。但是整个过程中还存在一些问题。

一次收到数据多次中断

这个是TI代码的bug,收到数据都会进入函数usbHidProcessEvents,所以只需要在这里处理收到的数据即可,为了试验我实现usb收到数据之后马上原样发给主机。

    if (USBIRQ_GET_EVENT_MASK() & USBIRQ_EVENT_EP4OUT) {        USBIRQ_CLEAR_EVENTS(USBIRQ_EVENT_EP4OUT);        char  rcv[3];        usbfwReadFifo((&USBF0 + (4 << 1)), 1, (uint8 __xdata *) rcv);        rcv[1] = '\n';        rcv[2] = '\0';        hidSendHidInReport(rcv, 2, 3);    }
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上面的代码中我假设收到的都是1个字符,实际上我echo带hidraw0的时候就是只echo一个字符,并且我上面的汇编代码中设定了endpoint4就是out方向的,那么这里同样存在附加的两个问题。
a.收到的数据怎么确定长度?
这里先假设长度为1。
b.数据到底存放在哪里?
通过看代码得知可能存在(&USBF0 + (endpoint << 1))处。
回到主问题上来,上面代码还是存在问题,一次向hidraw0写入数据之后,cat hidraw0会不断受到来自usb hid的数据。初步猜测问题应该是出在USBIRQ_CLEAR_EVENTS(USBIRQ_EVENT_EP4OUT)函数上,这个宏并没有真正的去除事件标记。一看确实是这样的,原始代码如下。

//file:usb_interrupt.h/// Endpoint 4 OUT data received from host (FIFO disarmed) / stall sent#define USBIRQ_EVENT_EP4OUT 0x2000/// Endpoint 5 OUT data received from host (FIFO disarmed) / stall sent#define USBIRQ_EVENT_EP5OUT 0x4000/*balabal*/#define USBIRQ_CLEAR_EVENTS(mask) (usbirqData.eventMask &= ((mask) ^ 0xFF))
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很显然这里应该用0xFFFF去除标记,因为 USBIRQ_EVENT_EP5OUT这样的事件标记是0xXXXX的,0xFF只能清掉低两位。修改,编译,烧包,是否能够皆大欢喜?是的不会多次发送数据到主机了,但是不幸的是,第二次向usb写数据的时候,会有如下提示:
这里写图片描述
接下来就是要解决这个问题了。

主机给usb发送数据只有第一次成功,之后超时

这个问题初步定位应该是出在TI的代码中,因为第一次并没有超时,各种看代码,部分并不能看明白,比如碰见USBCNT0,USBF1等等,其实这些都是usb寄存器,需要看相关说明文档,就可以了,看了这个文档,上面小节潜伏的两个问题也一起解决了。
收到的数据长度在该文档的195页有说明。数据存放在USBFx(x是具体的endpoint)中。基本弄明白之后仿照halUartPollRx函数写一段接收的代码即可,不细说,有需求可自行查看该函数。

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