KGDBを使って、Android組み込みボードをリモートデバッグしよう！【後編】〜USBガジェットドライバをデバッグする（2）〜：実践しながら学ぶ Android USBガジェットの仕組み（4）（3/3 ページ）

KGDBを使ってAndroid搭載の組み込みボードをリモートデバッグする。【後編】第2弾の今回は、再構築したカーネルイメージをターゲットボードにUSB転送するために必要となる“USBデバイスドライバの作成方法”について解説する。

[中垣内勇祐、森崇、中谷洋一（永和システムマネジメント），＠IT MONOist]

ドライバを作成する

　これから、これまで説明してきた内容をLinuxでどうやって実装していくのかを解説していきたいと思います。ただし、本解説では実装概要を述べるにとどめ、具体的な実装までは言及しておりません。

　そのため、今回作成したソース（dnw.zip）を公開しますので、細かな点に興味のある方はこちらを参照ください。ファイル構成としては、ユーザーのアプリケーション層（app）とドライバ層（knl）に分かれております（注5）。ここでは、knl側の解説をしています。

ディレクトリ	格納ファイル	ファイル情報
app	Makefile	「dnw.c」をコンパイルするmakeファイル
	dnw.c	データ転送用アプリケーション
knl	Makefile	「androidbulk.c」をコンパイルするmakeファイル
	androidbulk.c	データ転送用USBデバイスドライバ
表1　USBデバイスドライバのソース

※注5：なお、トップディレクトリには、全モジュールをコンパイルする「Makefile」があります。

（1）「ドライバの登録／解除」の要件

　ドライバをUSBコアに登録するためには、USBコアが要望している要件：（3）（4）（5）を満たす必要があります。USBコアは、そのためのデータ構造として「USBドライバ情報（usb_driver構造体）」を用意してくれています。

　USBドライバ情報として定義する内容を以下に示します。

• 本ドライバが対象とするデバイス情報（id_table）　
  ⇒デバイス情報（注6）を設定することで、「（3）本ドライバが扱えるUSBデバイスかをチェックする」を実現
• デバイス登録用の関数実装（probe()）　
  ⇒本関数を設定することで、「（4）本ドライバに接続されたUSBデバイスを登録する」を実現。なお、このタイミングでデバイスファイルを作成する
• デバイス切断用の関数実装（disconnect()）　
  ⇒本関数を設定することで、「（5）本ドライバから切断されたUSBデバイスを削除する」を実現。なお、このタイミングでデバイスファイルを削除する

　これで、USBドライバ情報の準備ができました。後は登録するだけですね。USBコアはドライバの登録関数として、「usb_register()」を用意してくれていますので、これを利用します。一方、解除の場合は、「usb_deregister()」利用します。

※注6：登録するデバイス情報としては、ベンダーID、プロダクトIDを設定しますが、本ボードのデバイスの仕様の調査内容については、「USBデバイスの仕様は？」を参照ください。

（2）「データ転送する」

　USBデバイスにデータ転送するには、USBデバイスファイルを使用する必要があります。

　そのため、「probe()」処理にてデバイスファイルを作成するときには、USBコアが提供している「USBデバイス情報（usb_class_driver構造体）」に必要な情報を設定した上で、USBコアのデバイス登録関数（usb_register_dev()）を呼び出します。なお、デバイスファイルを削除する場合は「usb_deregister_dev()」を使用します。

　デバイスファイル情報として定義する内容は、以下の通りです。

• デバイスファイル名（name）　
  ⇒デバイス用のファイルシステム（/dev配下）上に配置され、ユーザーがデータ転送する際に使用するデバイスファイルの名前
• デバイスファイル操作関数テーブル（fops）　
  ⇒デバイスファイルに対する操作関数群の実装を設定。今回使用する操作関数としては、「オープン関数（open()）」「クローズ関数（release()）」「書き込み関数（write()）」となる。write()の実装では、ユーザーが指定したデータをターゲットボードに転送する処理を実装する必要があり、その方式にはUSBバルク転送方式を使用する。USBバルク転送を行うには、USBコアが提供している「USBバルク転送関数（usb_bulk_msg()）（注7）」を利用することで容易に実装できる

　これで、要件を満たす実装内容についての解説は終わりです。各実装箇所について詳細が気になる場合は、実際に実装した「androidbulk.c」を参照ください。

※注7：usb_bulk_msg()の引数には、USBデバイスのどのバッファにデータ転送するかという情報（エンドポイント）が必要となります。エンドポイントの情報を知るには、USBデバイスの仕様を調査する必要があります。この調査内容については、「USBデバイスの仕様は？」を参照ください。

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　今回は、再構築したカーネルイメージをターゲットボードにUSB転送するために必要となるUSBデバイスドライバの作成方法について解説しました。次回は、実際にこのドライバを使用して、ターゲットボードにデータを転送します。そして、カーネルを変更し、リモートデバッグを行います。お楽しみに！ （次回に続く）

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