usb_gadget_ethernet

最新推荐文章于 2025-04-20 16:29:38 发布
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本文介绍如何在Linux环境下正确配置基于SMSC95xx芯片的USB以太网设备。需在内核配置中启用特定选项，包括USBGadget支持、CDC Ethernet支持及特定设备驱动。

最近接触了一个usb接口的网络设备，

用的是一个SMSC95xx的一个芯片

开始只在 Device Drivers  ---> [*] USB support  ---> <*>   USB Gadget Support  ---> 中， 设置了：

<*>   USB Gadget Drivers (Ethernet Gadget (with CDC Ethernet support))  ---> (X) Ethernet Gadget (with CDC Ethernet support)

这是不够的，

还需要在 Device Drivers  ---> [*] Network device support  --->  USB Network Adapters  ---> 中， 设置：

-*-   CDC Ethernet support (smart devices such as cable modems)

<*>   CDC NCM support

<*>   SMSC LAN95XX based USB 2.0 10/100 ethernet devices

<*>   Simple USB Network Links (CDC Ethernet subset)

这样还不能工作，



RNDIS-USB-Ethernet-Gadget
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CONFIG_USB_GADGET
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<think>我们正在讨论的是 Linux 内核配置选项 `CONFIG_USB_GADGET`。根据用户的问题，他们想了解这个配置选项的作用及使用场景。同时，用户提供了一些引用，虽然这些引用并不直接与 `CONFIG_USB_GADGET` 相关，但我们可以从中提取一些关于USB设备侧（Gadget）驱动的信息。 引用[1]提到了从设备侧（Device）看，UDC驱动程序直接访问硬件，Gadget API是UDC驱动程序回调函数的包装，Gadget Driver控制USB设备功能的实现。这实际上描述了USB Gadget驱动的层次结构。 引用[2]提到使用Linux的USB网络来演示USB驱动开发，其中Linux可以充当USB的device端（即Gadget设备），也可以由另一台Linux充当Host端。这说明了USB Gadget的一个使用场景：将Linux设备模拟为USB从设备。 引用[3]则是一个具体的应用场景，其中包含了一个`usb-gadget.sh`脚本，用于设置UVC（USB Video Class）驱动，将开发板配置为USB摄像头设备。这进一步展示了USB Gadget的实际应用。 因此，我们可以结合这些引用和已知知识来回答用户问题。 ### 回答结构： 1. **解释`CONFIG_USB_GADGET`的作用**：它允许Linux系统作为USB设备（从设备）工作。 2. **使用场景**：列举常见的使用场景，如USB网络设备、存储设备、串口设备、摄像头等。 3. **配置方法**：如何在内核中配置该选项以及相关的子选项。 4. **驱动结构**：简要说明USB Gadget驱动的层次结构（UDC驱动、Gadget API、Gadget驱动）。 5. **示例**：给出一个简单的使用示例（如配置为U盘）。 6. **设备树配置**：如果有必要，提及设备树中的配置（但通常USB Gadget不需要设备树配置，因为很多是纯软件模拟）。 7. **用户空间工具**：介绍如何通过用户空间工具（如`libcomposite`）配置Gadget功能。 注意：用户提到的是嵌入式系统或Linux内核配置，因此回答应侧重内核配置和嵌入式应用。 ### 具体回答：</think>### `CONFIG_USB_GADGET` 内核配置详解 `CONFIG_USB_GADGET` 是 Linux 内核中用于支持 **USB 设备模式（USB Gadget）** 的核心配置选项，允许 Linux 系统（如嵌入式设备）作为 USB 从设备（如 U 盘、网卡、键盘等）工作。以下是详细解析： --- #### 一、功能与作用 1. **设备模式支持** 使 Linux 设备可作为 USB 从设备（Peripheral）连接到主机（如 PC），实现 USB 功能的动态配置[^1]。 2. **多协议实现** 通过 Gadget 驱动支持多种 USB 设备类： - `CONFIG_USB_ETH`：模拟 USB 网卡（RNDIS/CDC Ethernet）[^2] - `CONFIG_USB_MASS_STORAGE`：模拟 U 盘（Mass Storage） - `CONFIG_USB_SERIAL`：模拟 USB 串口（CDC ACM） - `CONFIG_UVC`：模拟 USB 摄像头（如 UVC 视频流）[^3] 3. **硬件抽象层** 提供统一的 Gadget API，屏蔽底层 UDC（USB Device Controller）硬件差异[^1]。 --- #### 二、配置方法 通过 `make menuconfig` 启用路径： ```bash Device Drivers → USB support → <*> USB Gadget Support [CONFIG_USB_GADGET] <*> USB Gadget Drivers (选择具体设备类型) [*] Mass Storage Gadget [CONFIG_USB_MASS_STORAGE] [*] Ethernet Gadget [CONFIG_USB_ETH] [*] Serial Gadget [CONFIG_USB_SERIAL] <*> UDC控制器驱动 (如DWC3) [CONFIG_USB_DWC3] ``` > **关键子选项说明**： > - **UDC 驱动**：必须匹配硬件控制器（如 `CONFIG_USB_DWC3` 对应 DesignWare USB3 IP） > - **功能驱动**：按需选择 Gadget 类型（如存储设备选 `Mass Storage`） > - **复合设备**：`CONFIG_USB_CONFIGFS` 支持动态组合多功能（如同时模拟网卡+U 盘） --- #### 三、技术原理与驱动结构 ##### 1. 三层架构 ```mermaid graph TB A[Gadget Driver] -->|调用| B(Gadget API) B -->|操作硬件| C[UDC Driver] C -->|控制| D[USB 硬件控制器] ``` - **UDC 驱动**：直接操作硬件寄存器，实现端点（Endpoint）数据传输[^1]。 - **Gadget API**：提供标准接口（如 `usb_gadget_ops`），实现设备枚举、描述符配置。 - **Gadget Driver**：实现具体功能（如 `f_mass_storage` 处理 SCSI 命令）。 ##### 2. 设备枚举流程 ```c // 典型初始化代码（drivers/usb/gadget/legacy/zero.c） static int __init zero_bind(struct usb_composite_dev *cdev) { // 1. 分配端点 ep_in = usb_ep_autoconfig(cdev->gadget, &fs_in_desc); // 2. 设置描述符（设备类/协议/VID/PID） device_desc.idVendor = cpu_to_le16(0x1234); // 3. 注册 Gadget 驱动 usb_gadget_register_driver(&zero_driver); } ``` --- #### 四、使用场景与示例 ##### 1. 常见应用场景 | **场景** | **对应 Gadget 驱动** | **主机端识别为** | |-------------------------|---------------------------|--------------------------| | 嵌入式设备模拟 U 盘 | `g_mass_storage` | USB 大容量存储设备 | | Linux 设备间网络共享 | `g_ether`（RNDIS 模式） | USB 以太网适配器[^2] | | 摄像头视频流传输 | `g_uvc`（UVC Gadget） | USB 摄像头[^3] | | 调试串口通信 | `g_serial` | USB CDC ACM 串口 | ##### 2. 快速启用示例（模拟 U 盘） ```bash # 加载模块（需提前配置内核） modprobe g_mass_storage file=/dev/sda1 stall=0 # 主机端将识别到新的 USB 存储设备 ``` --- #### 五、调试与问题解决 ##### 1. 关键调试节点 ```bash # 查看 UDC 控制器状态 cat /sys/class/udc/*/state # 查看 Gadget 配置 ls /sys/kernel/config/usb_gadget/ # 监控 USB 事件 dmesg | grep "gadget" ``` ##### 2. 常见问题处理 | **问题现象** | **解决方法** | |---------------------------|-----------------------------------------------------------------------------| | 主机无法识别设备 | 检查 VID/PID 配置：确保 `idVendor`/`idProduct` 在主机驱动支持范围内 | | 高速设备降速工作 | 验证 UDC 驱动是否支持 USB2.0/3.0：`cat /sys/class/udc/*/speed` | | 数据传输不稳定 | 调整端点 FIFO 大小：在设备树中设置 `dwc3: tx-fifo-resize = <1>` | ##### 3. 设备树配置示例（DWC3 UDC） ```dts /* 配置 USB Device 控制器 (arch/arm64/boot/dts/qcom/sdm845.dtsi) */ usb_1_dwc3: dwc3@a600000 { compatible = "snps,dwc3"; reg = <0xa600000 0xcd00>; dr_mode = "peripheral"; // 设置为设备模式 phys = <&usb_1_hsphy>; phy-names = "usb2-phy"; }; ``` --- ### 总结表格 | **特性** | **说明** | |------------------|---------------------------------------| | **核心功能** | 使 Linux 设备作为 USB 从设备工作 | | **设备节点** | `/sys/kernel/config/usb_gadget/` | | **关键依赖** | UDC 硬件控制器驱动（如 DWC3） | | **典型应用** | U 盘、网卡、摄像头、串口等模拟设备 | | **配置必要性** | 所有需模拟 USB 外设的嵌入式系统必须启用 |
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