Bluetooth詳説 - 開発

そろそろ再開

Wed, 14 Mar 2007 00:40:02 +0900

またちょっとずつ進めていきます。今月中にHCIの解説をアップするのが目標です。 USBドライバも少しずつ開発していきます。とりあえず、USBドライバの方は、 1. インタラプトIN転送の受信（つまりHCIイベント受信）が出来るようにする 2. コントロール転送でHCIコマンドを送信できるようにすることが当面の目標です。 >> 続く一気に解説すると大変なので、今日はインタラプトIN転送に利用する関数を説明します。インタラプトIN転送の受信には、usb_fill_int_urbという関数を利用します。この関数の引数は８個もあって、順番に、 1. 初期化するURBへのポインタ 2. usb_device構造体へのポインタ 3. パイプ番号 4. バッファへのポインタ 5. バッファのサイズ 6. 完了時に呼び出すコールバック関数 7. URBコンテキストに設定するvoid*型の値（コールバック関数内で利用できる） 8. インターバルとなっています。 URBはUSB Request Blockの略で、USB通信に必要な情報を集めた構造体です。パイプ番号は int pipe = usb_rsvintpipe(dev->udev, dev->itr_in_endpointAddr); というようにエンドポイントアドレスが分かれば取得できますので、あとはバッファサイズとインターバル値をデバイスディスクリプタから取得する必要があります。前回TODOというコメントを入れていたインタラプトIN転送に必要な情報取得部分は、 /* エンドポイントアドレスと最大パケットサイズ、インターバルを取得*/ dev->itr_in_interval = ep_desc->bInterval; dev->itr_in_size = le16_to_cpu(ep_desc->wMaxPacketSize); dev->itr_in_endpointAddr = ep_desc->bEndpointAddress; こんな感じになるでしょう。あとはURBの用意とバッファの用意、コールバック関数を用意すればOKです。 URBコンテキストにはbt_usb（独自構造体）オブジェクトへのポインタを渡せば良いでしょう。

キャラクタ型USBドライバの実装（openとcloseだけ）

Wed, 21 Feb 2007 23:59:00 +0900

１週間に１０時間の予定はいったいどこへやら・・・。
別件で仕事が入った上に最近疲れが溜ってきたので、今月はお休みにします。

とりあえず２週間程前にキャラクタ型USBドライバの形だけ作ってみたので、それだけアップします。
openとcloseだけを実装したドライバです。writeとreadは中身空っぽ。
説明も９割がた出来てたんですけど、完成は今日になってしまいました。

>> 続く

はじめに

このページの最後に全ソースコードを掲載します。
先に各部を順に解説していきます。

追加したソースコードはカーネルソース中のusb-skeletonドライバの内容を参考にしています。
usb-skeletonには複数のプロセスから利用される場合を想定して、リファレンスカウントを使ったりセマフォによる排他制御を利用していますが、それらは削除しました。

USBデバイスの登録に利用するデータ

/* デバイス管理に必要な情報を集めた構造体 */struct bt_usb {    struct usb_device *udev;    unsigned char* bulk_in_buffer;     /* 受信データバッファ */    size_t bulk_in_size;               /* 受信バッファのサイズ */    __u8 bulk_in_endpointAddr;          /* バルクINエンドポイントのアドレス */    __u8 bulk_out_endpointAddr;         /* バルクOURエンドポイントのアドレス */};/* キャラクタ型ドライバの操作関数登録に使う構造体 */static struct file_operations bt_usb_fops = {    .owner   = THIS_MODULE,    .read    = bt_usb_read,    .write   = bt_usb_write,    .open    = bt_usb_open,    .release = bt_usb_release,};/* usb coreからマイナー番号を取得してデバイスを登録するためのUSBクラスドライバ情報 */static struct usb_class_driver bt_usb_class = {    .name       = "bt_usb%d",    .fops       = &bt_usb_fops,    .minor_base = BT_USB_MINOR_BASE,};

file_operations構造体は、open/close/write/readの関数を指定するのに利用します。
usb_class_driver構造体には上記file_operations構造体へのポインタと、デバイスファイル名、マイナー番号の開始値を指定します。
このusb_class_driverはusb_register_dev関数にてUSBコアシステムに登録します。

bt_usb構造体はデバイス管理に利用するデータを集めたユーザー定義の構造体です。
usb_set_intfdata関数でインターフェースに関連づけると、後でusb_get_intfdata関数で取得することができます。
一応、後で通信に必要になるだろう情報を内部に格納していますが、まだwriteもreadも実装していないので、これらの情報は利用していません。
HCIコマンド送信に利用するControl転送や、HCIイベント受信に利用するInterrupt(IN)転送のこともまだ考えていないので、今後内部情報は変更することになるでしょう。

probe/disconnect

init/exitは前回と同様です。
probeで行っている処理は、

デバイスの管理に必要なデータ（bt_usb構造体）を保存するメモリを確保する
HCIイベント用のInterrupt(IN)エンドポイントとACLデータ用のBulk(IN/OUT)エンドポイントを探して、後ほど利用するための情報を取得する
USBインターフェースにデバイス管理データを関連づける
USBサブシステムにデバイスを登録する

disconnectでは、probeで確保したメモリを開放します。

open/close

キャラクタ型ドライバのopen/close/write/read関数は、openとcloseだけ実装し、write/readはまだ空っぽになっています。

openではファイルのプライベートデータにデバイス管理オブジェクトを保存しています。
また受信バッファの確保を行っています。（readを実装していないので使っていませんが）

closeでは受信バッファの開放を行っています。

動作確認

#include <stdio.h>#include <fcntl.h>int main(){    int fd = open("/dev/bt_usb0", O_RDWR);    if (fd < 0) {        fprintf(stderr, "Could not open device.n");        return -1;    }    close(fd);    return 0;}

こんなプログラムを作ってopen/closeを呼び出してみました。

/home/keigo/work/bluetooth/blacktooth/drivers/bt_usb/bt_usb.c: Bluetooth USB driver ver 0.1usbcore: registered new driver bt_usbusb 4-2: new full speed USB device using uhci_hcd and address 3usb 4-2: configuration #1 chosen from 1 choice/home/keigo/work/bluetooth/blacktooth/drivers/bt_usb/bt_usb.c: USB Bluetooth device now attached to BT_USB-192/home/keigo/work/bluetooth/blacktooth/drivers/bt_usb/bt_usb.c: Could not find necessary endpointsbt_usb: probe of 4-2:1.1 failed with error -12/home/keigo/work/bluetooth/blacktooth/drivers/bt_usb/bt_usb.c: bt_usb_open/home/keigo/work/bluetooth/blacktooth/drivers/bt_usb/bt_usb.c: bt_usb_releaseusb 4-2: USB disconnect, address 3/home/keigo/work/bluetooth/blacktooth/drivers/bt_usb/bt_usb.c: Bluetooth USB driver now disconnected

ちゃんとopen/releaseが呼ばれています。

また、"Could not find necessary endpoints"というエラー表示が見えます。
やはり２つ目のインターフェース（SCO通信用）でもprobeが呼ばれているようです。

今後の予定

ACLデータの送受信はL2CAPの実装まで行わないので、先にHCIの実装に必要なHCIコマンド/イベント通信を実装します。
つまりControl転送とInterrupt転送処理ですね。

L2CAPの実装前までwrite/read関数はこのまま空っぽにしておきます。

全ソースコード

/* * HCI USB driver for Bluetooth protocol stack (Blacktooth Project) * * Copyright (C) 2007 Lily <bt@k5-n.com> * This driver was written referring to "drivers/usb/usb-skeleton.c" * in Linux kernel soruce. * * This program is free software; you can redistribute it and/or modify * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as * published by the Free Software Foundation; * * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS  * OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT OF THIRD PARTY RIGHTS. * IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT HOLDER(S) AND AUTHOR(S) BE LIABLE FOR ANY  * CLAIM, OR ANY SPECIAL INDIRECT OR CONSEQUENTIAL DAMAGES, OR ANY DAMAGES  * WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN  * ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF  * OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE. * * ALL LIABILITY, INCLUDING LIABILITY FOR INFRINGEMENT OF ANY PATENTS,  * COPYRIGHTS, TRADEMARKS OR OTHER RIGHTS, RELATING TO USE OF THIS  * SOFTWARE IS DISCLAIMED. */#include <linux/usb.h>/* ドライバのバージョン */#define VERSION "0.1"/* このドライバがサポートするデバイスのベンダーIDとプロダクトID */#define VENDOR_ID   0x0a12#define PRODUCT_ID  0x0001/* デバイスに割り当てるマイナー番号の範囲 */#define BT_USB_MINOR_BASE   192/* * 関数宣言 *//* USBドライバ関係の関数 */static int bt_usb_probe(struct usb_interface *iface, const struct usb_device_id *id);static void bt_usb_disconnect(struct usb_interface *iface);static int __init bt_usb_init(void);static void __exit bt_usb_exit(void);/* キャラクタ型ドライバ関係の関数 */static int bt_usb_open(struct inode *inode, struct file *file);static int bt_usb_release(struct inode *inode, struct file *file);static ssize_t bt_usb_read(struct file *file, char *buffer, size_t count, loff_t *ppos);static ssize_t bt_usb_write(struct file *file, const char *user_buffer, size_t count, loff_t *ppos);/* * データ定義 *//* このドライバを利用する機器のリスト */static struct usb_device_id bt_id_table[] = {        { USB_DEVICE(VENDOR_ID, PRODUCT_ID) },        { },};MODULE_DEVICE_TABLE (usb, bt_id_table);/* USBドライバ構造体 */static struct usb_driver bt_usb_driver = {    .name       = "bt_usb",    .probe      = bt_usb_probe,    .disconnect = bt_usb_disconnect,    .id_table   = bt_id_table,};/* デバイス管理に必要な情報を集めた構造体 */struct bt_usb {    struct usb_device *udev;    unsigned char* bulk_in_buffer;     /* 受信データバッファ */    size_t bulk_in_size;               /* 受信バッファのサイズ */    __u8 bulk_in_endpointAddr;          /* バルクINエンドポイントのアドレス */    __u8 bulk_out_endpointAddr;         /* バルクOURエンドポイントのアドレス */};/* キャラクタ型ドライバの操作関数登録に使う構造体 */static struct file_operations bt_usb_fops = {    .owner   = THIS_MODULE,    .read    = bt_usb_read,    .write   = bt_usb_write,    .open    = bt_usb_open,    .release = bt_usb_release,};/* usb coreからマイナー番号を取得してデバイスを登録するためのUSBクラスドライバ情報 */static struct usb_class_driver bt_usb_class = {    .name       = "bt_usb%d",    .fops       = &bt_usb_fops,    .minor_base = BT_USB_MINOR_BASE,};/* * 関数定義 *//* デバイスをオープンすると呼ばれる */static int bt_usb_open(struct inode *inode, struct file *file){    struct bt_usb *dev;    struct usb_interface *iface;    int subminor;    int retval = 0;    info("bt_usb_open");    subminor = iminor(inode);    /* USBインターフェースを取得する */    iface = usb_find_interface(&bt_usb_driver, subminor);    if (!iface) {        err ("%s - error, can't find device for minor %d",             __FUNCTION__, subminor);        retval = -ENODEV;        goto exit;    }    /* USBインターフェースに関連づけられているデバイス管理オブジェクトを取得する */    dev = usb_get_intfdata(iface);    if (!dev) {        err("Could not get bt_usb data.");        retval = -ENODEV;        goto exit;    }    /* ファイルのプライベートデータにデバイス管理オブジェクトを保存しておく */    file->private_data = dev;    /* 受信バッファを確保する */    dev->bulk_in_buffer = kmalloc(dev->bulk_in_size, GFP_KERNEL);    if (!dev->bulk_in_buffer) {        err("Could not allocate bulk_in_buffer");        retval = -ENOMEM;        goto exit;    }exit:    return retval;}/* デバイスがクローズされると呼ばれる */static int bt_usb_release(struct inode *inode, struct file *file){    struct bt_usb *dev;    info("bt_usb_release");    /* ファイルのプライベートデータからデバイス管理オブジェクトを取り出す */    dev = (struct bt_usb*)file->private_data;    if (dev == NULL) {        return -ENODEV;    }    /* 受信バッファを開放する */    kfree(dev->bulk_in_buffer);    return 0;}/* 読み出されたときに呼ばれる */static ssize_t bt_usb_read(struct file *file, char *buffer, size_t count, loff_t *ppos){    info("The bt_usb_read function has not been implemented yet.");    return 0;}/* 書き込まれたときに呼ばれる */static ssize_t bt_usb_write(struct file *file, const char *user_buffer, size_t count, loff_t *ppos){    info("The bt_usb_write function has not been implemented yet.");    return 0;}/* デバイスが接続されるたびに呼び出される */static int bt_usb_probe(struct usb_interface *iface, const struct usb_device_id *id){    struct bt_usb *dev = NULL;    struct usb_host_interface *iface_desc;    int i;    int retval = -ENOMEM;    /* デバイス管理オブジェクト（bt_usb構造体）にメモリ割当て */    dev = kzalloc(sizeof(struct bt_usb), GFP_KERNEL);    if (dev == NULL) {        err("Could not allocate memory for the bt_usb structure");        goto error;    }    dev->bulk_in_buffer = NULL;    /* USBデバイス構造体へのポインタを取得 */    dev->udev = interface_to_usbdev(iface);    /* ACLデータ通信のために、必要なエンドポイントを探す */    iface_desc = iface->cur_altsetting; /* 現在選択されている代替設定 */    for (i = 0; i < iface_desc->desc.bNumEndpoints; ++i) {        struct usb_endpoint_descriptor *ep_desc = &iface_desc->endpoint[i].desc;        /* ディスクリプタの属性を調べる */        switch (ep_desc->bmAttributes & USB_ENDPOINT_XFERTYPE_MASK) {        case USB_ENDPOINT_XFER_INT:            /* Interrupt転送 */            if (ep_desc->bEndpointAddress & USB_DIR_IN) {                // TODO 必要な情報をdevに保存する            }            break;        case USB_ENDPOINT_XFER_BULK:            /* Bulk転送 */            if (ep_desc->bEndpointAddress & USB_DIR_IN) { /* Bulk Input */                /* エンドポイントアドレスとバッファサイズを保存 */                dev->bulk_in_size = le16_to_cpu(ep_desc->wMaxPacketSize);                dev->bulk_in_endpointAddr = ep_desc->bEndpointAddress;            } else { /* Bulk Output */                /* エンドポイントアドレスの保存 */                dev->bulk_out_endpointAddr = ep_desc->bEndpointAddress;            }            break;        default:            /* DO NOTHING */            break;        }    }    /* 必要なエンドポイントが見つかったかどうかチェック */    if (!(dev->bulk_in_endpointAddr && dev->bulk_out_endpointAddr)) {        err("Could not find necessary endpoints");        goto error;    }    /* このインターフェースにデバイス管理オブジェクトへのポインタを保存する */    usb_set_intfdata(iface, dev);    /* USBサブシステムにデバイスを登録する */    retval = usb_register_dev(iface, &bt_usb_class);    if (retval) {        /* 何かがこのドライバを妨害している */        err("Not able to get a minor for this device.");        usb_set_intfdata(iface, NULL);        goto error;    }    /* ユーザーにデバイスが接続されたノード番号を通知する */    info("USB Bluetooth device now attached to BT_USB-%d", iface->minor);    return 0;error:    /* エラー前に確保したメモリを開放する */    if (dev != NULL) {        kfree(dev);    }    return retval;}/* デバイスが取り外されるたびに呼び出される */static void bt_usb_disconnect(struct usb_interface *iface){    struct bt_usb *dev = usb_get_intfdata(iface);    /* インターフェースに関連付けらたオブジェクトを解除 */    usb_set_intfdata(iface, NULL);    /* USBサブシステムから削除してマイナー番号を戻す */    usb_deregister_dev(iface, &bt_usb_class);    /* デバイス管理オブジェクトを開放 */    kfree(dev);    info("Bluetooth USB driver now disconnected");}/* ロードされた時にモジュールを初期化する */static int __init bt_usb_init(void){    int ret;    info("Bluetooth USB driver ver %s", VERSION);    ret = usb_register(&bt_usb_driver);    if (ret < 0) {        err("usb_register failed. Error Number = %d", ret);    }    return ret;}/* モジュールを削除する直前に呼ばれる */static void __exit bt_usb_exit(void){    usb_deregister(&bt_usb_driver);    info("Bluetooth USB Driver now deregistered");}/* * ドライバ情報の登録 *//* 初期化関数、終了関数の登録 */module_init(bt_usb_init);module_exit(bt_usb_exit);MODULE_AUTHOR("Lily <bt@k5-n.com>");MODULE_DESCRIPTION("Blacktooth Project Bluetooth USB driver ver " VERSION);MODULE_VERSION(VERSION);MODULE_LICENSE("GPL");

ドライバのユーザーI/F

Fri, 26 Jan 2007 18:40:00 +0900

ここ１週間体調を崩していたので、全く進んでいません。体調回復してきたので再開します。

前回作成したドライバはハードウェアの装着・削除を検出するだけの物でした。
ハードウェア側との通信だけしかしていなかったわけです。
ドライバはハードウェアとユーザーソフトウェアとの橋渡しの役目を果たしますから、ユーザー側とのI/Fを考えないといけません。

>> 続く

Bluetooth USBデバイスとの通信では、４種類の通信を扱います。
HCIコマンド、HCIイベント、ACLデータ、SCOデータです。

一方、USBにも４種類の通信方法があります。
Control, Interrupt, Bulk, Isochronousです。

これらのUSB通信方法の特性と、Bluetooth HCIで扱う通信の特性を考えて、HCI-USB仕様では以下の組合せで使うことが規定されています。
（HCI-USB仕様に関しては、後ほど解説記事をアップします）

HCIコマンド - Control

確実に届ける必要があります。
大きなデータは扱いませんが、帯域は優先的に確保したい。

HCIイベント - Interrupt

確実に届ける必要があります。
大きなデータは扱いませんが、応答は早い方が望ましい。

ACLデータ - Bulk

確実に届ける必要があります。
大きなデータを扱うのでスループットが要求されますが、レイテンシは重要視されません。

SCOデータ - Isochronous

確実に届ける必要はありません。
一定時間あたりの転送量を保証する必要があります。

HeadsetやHandsFreeなどの音声系プロファイルを開発するまでは、SCOデータは扱いません。
なので、まずはACLデータだけを扱うことを考えます。

単純にキャラクタデバイス型のドライバとして開発しようかと思います。
キャラクタデバイス型のドライバというのは、ファイルのようにopenして、writeやreadで読み書きして、closeで閉じるといった操作を行うタイプのドライバのことです。
ACLデータはwrite/readで操作し、HCIコマンドはioctrlで送るようにします。
HCIイベントは・・・シグナルを使おうかと思っています。

話は変わりますが、デバイスを装着したときに２回probeやdisconnectが呼ばれた件について、１つの仮説を考えました。
Bluetooth USBデバイスにはUSBインターフェースが２つ定義されています。
片方がACLデータのみ扱う用、もう一方がSCOデータ用です。
USBインターフェースは、例えば「スピーカー内蔵USBメモリ」みたいな、複数の機能を内蔵するデバイスで、それぞれの機能を分割するために用意されているものです。
つまり、それぞれのインターフェースごとに別々のドライバで制御できるようになっているわけです。
それで各インターフェースごとに呼び出されたのではないかと推測しています。

Linux Bluetooth USBドライバ作成の目的

Fri, 19 Jan 2007 23:46:00 +0900

「Linuxデバイスドライバ第3版」の第２版が手元あったのですが、本日第３版を入手しました。
Kernel2.6でかなりドライバ仕様が変わったのと、第２版ではUSBドライバに関する記述がほとんどなかったためです。

LinuxにはBlueZの用意するhci_usbドライバが存在します。
なぜ車輪の再発明をしようとするのか？
これから開発するドライバの目的をはっきりさせておきます。

HCI-USBの仕様を理解するため
上位レイヤー開発に利用するため

最大の目的は「HCI-USBの仕様を理解するため」です。
そのためLinuxドライバに関係する記述は最低限にして、HCI-USBの仕組みがわかりやすいコードにしたいのです。

作成したドライバは上位レイヤー開発に利用します。
I/Fはできるだけシンプルなものにします。
あくまで開発用ですから、自分の環境で利用できれば十分です。

それらの目的に合わせて、次の仮定で作成します。

接続するBluetoothデバイスは１つだけ
Bluetoothデバイスを利用するプロセスは１つだけ

今後、もしこの仮定だと開発に不都合が生じるようなら、改良することにします。

Linux USBドライバ

Sun, 14 Jan 2007 15:10:00 +0900

購入したBluetooth USBアダプター "PLANEX BT-Mini2EDR" を制御するUSBドライバをこれから作成していきます。

まずはLinux USBドライバの仕組みを知る必要があるわけですが、作成にあたって下記を参考にします。

書籍

Linuxデバイスドライバ第3版

この本の第２版を持っています。
Linuxデバイスドライバ全般に関して網羅的に恐ろしく詳細に説明されていますが、残念ながらUSBドライバに関する記述は少ししかありません。
（追記）第３版ではKernel2.6に対応しただけでなく、USBドライバに１つの章が割かれて、USBドライバ作成に関する記述が大幅に増えています。
値段が高いのが難点ですが、この書籍の情報が最も参考になるでしょう。
英語で読む労力を惜しまないならば、オンラインバージョンが用意されています。

Webページ

Writing a Simple USB Driver

簡単なUSBドライバのサンプルが英語で解説されています。

USB-CAMAC デバイスドライバ

Kernel2.4でのLinux USBドライバフレームワークの日本語解説があります。
画像が表示されなかったりしますので、メンテナンスされていないようです。

参考ソースコード

（例） KERNEL_SRC = /usr/src/linux

$(KERNEL_SRC) /drivers/usb/usb-skeleton.c

Linuxカーネルソースが提供するUSBドライバのスケルトンコードです。

$(KERNEL_SRC) /drivers/bluetooth/hci_usb.c, hci_usb.h
$(KERNEL_SRC) /include/net/bluetooth/bluetooth.h, hci_core.h
$(KERNEL_SRC) /net/bluetooth/hci_core.c

BlueZのBluetooth USBドライバと関連コードです。

それでは、とりあえず何もしない独自スケルトンコードを書いてみます。

>> 続く

Vendor IDとProduct ID

USBデバイスにはVendorI DとProduct IDが割り振られています。
USBドライバでは、ドライバがサポートする機器のVendor IDとProduct IDを指定しますので、まずはこの情報を取得します。

$ cat /proc/bus/usb/devices

を実行すると、接続されているUSB機器の情報が表示されます。
PCに備わっているUSBハブなどの情報も表示されるのですが、その中でBluetooth USBアダプターの情報だけを抜き出したものが以下です。

T:  Bus=04 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=02 Dev#=  3 Spd=12  MxCh= 0D:  Ver= 2.00 Cls=e0(unk. ) Sub=01 Prot=01 MxPS=64 #Cfgs=  1P:  Vendor=0a12 ProdID=0001 Rev=19.58C:* #Ifs= 2 Cfg#= 1 Atr=c0 MxPwr=  0mAI:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 3 Cls=e0(unk. ) Sub=01 Prot=01 Driver=(none)E:  Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS=  16 Ivl=1msE:  Ad=02(O) Atr=02(Bulk) MxPS=  64 Ivl=0msE:  Ad=82(I) Atr=02(Bulk) MxPS=  64 Ivl=0msI:  If#= 1 Alt= 0 #EPs= 2 Cls=e0(unk. ) Sub=01 Prot=01 Driver=(none)E:  Ad=03(O) Atr=01(Isoc) MxPS=   0 Ivl=1msE:  Ad=83(I) Atr=01(Isoc) MxPS=   0 Ivl=1msI:  If#= 1 Alt= 1 #EPs= 2 Cls=e0(unk. ) Sub=01 Prot=01 Driver=(none)E:  Ad=03(O) Atr=01(Isoc) MxPS=   9 Ivl=1msE:  Ad=83(I) Atr=01(Isoc) MxPS=   9 Ivl=1msI:  If#= 1 Alt= 2 #EPs= 2 Cls=e0(unk. ) Sub=01 Prot=01 Driver=(none)E:  Ad=03(O) Atr=01(Isoc) MxPS=  17 Ivl=1msE:  Ad=83(I) Atr=01(Isoc) MxPS=  17 Ivl=1msI:  If#= 1 Alt= 3 #EPs= 2 Cls=e0(unk. ) Sub=01 Prot=01 Driver=(none)E:  Ad=03(O) Atr=01(Isoc) MxPS=  25 Ivl=1msE:  Ad=83(I) Atr=01(Isoc) MxPS=  25 Ivl=1msI:  If#= 1 Alt= 4 #EPs= 2 Cls=e0(unk. ) Sub=01 Prot=01 Driver=(none)E:  Ad=03(O) Atr=01(Isoc) MxPS=  33 Ivl=1msE:  Ad=83(I) Atr=01(Isoc) MxPS=  33 Ivl=1msI:  If#= 1 Alt= 5 #EPs= 2 Cls=e0(unk. ) Sub=01 Prot=01 Driver=(none)E:  Ad=03(O) Atr=01(Isoc) MxPS=  49 Ivl=1msE:  Ad=83(I) Atr=01(Isoc) MxPS=  49 Ivl=1ms

インターフェースとエンドポイントに関する情報なども含まれていますが、情報の中にVendor=0a12 ProdID=0001という記述があります。
つまりVendor ID = 0x0a12, Product ID = 0x0001ということです。

ソースコード

作成するスケルトンドライバは、デバイスが挿入されたときと取り外されたときにメッセージを吐き出すだけで、何もしません。

以下がソースコード全体です。ファイル名はsimple_usb.cです。

/*    Simple USB driver for Linux   Copyright (C) 2006 Lily <bt@k5-n.com>   This program is free software; you can redistribute it and/or modify   it under the terms of the GNU General Public License version 2 as   published by the Free Software Foundation;   THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS   OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,   FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT OF THIRD PARTY RIGHTS.   IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT HOLDER(S) AND AUTHOR(S) BE LIABLE FOR ANY   CLAIM, OR ANY SPECIAL INDIRECT OR CONSEQUENTIAL DAMAGES, OR ANY DAMAGES    WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN    ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF    OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.   ALL LIABILITY, INCLUDING LIABILITY FOR INFRINGEMENT OF ANY PATENTS,    COPYRIGHTS, TRADEMARKS OR OTHER RIGHTS, RELATING TO USE OF THIS    SOFTWARE IS DISCLAIMED.*/#include <linux/usb.h>/* * 定数とマクロ *//* ドライバのバージョン */#define VERSION "0.1"/* このドライバがサポートするデバイスのベンダーIDとプロダクトID */#define VENDOR_ID   0x0a12    /* TODO ドライバがサポートする機器に合わせて変更 */#define PRODUCT_ID  0x0001   /* TODO ドライバがサポートする機器に合わせて変更 *//* * 関数宣言 */static int simple_usb_probe(struct usb_interface *intf, const struct usb_device_id *id);static void simple_usb_disconnect(struct usb_interface *intf);static int __init simple_usb_init(void);static void __exit simple_usb_exit(void);/* * データ定義 *//* このドライバを利用する機器のリスト */static struct usb_device_id simple_usb_id_table[] = {        { USB_DEVICE(VENDOR_ID, PRODUCT_ID) },        { },};MODULE_DEVICE_TABLE (usb, simple_usb_id_table);/* USBドライバ構造体 */static struct usb_driver simple_usb_driver = {    .name       = "simple_usb",    .probe      = simple_usb_probe,    .disconnect = simple_usb_disconnect,    .id_table   = simple_usb_id_table,};/* * 関数定義 *//* デバイスが接続されるたびに呼び出される */static int simple_usb_probe(struct usb_interface *intf, const struct usb_device_id *id){    info("Probed");    return 0;}/* デバイスが取り外されるたびに呼び出される */static void simple_usb_disconnect(struct usb_interface *intf){    info("Disconnected");}/* ロードされた時にモジュールを初期化する */static int __init simple_usb_init(void){    int ret;    info("Simple USB Driver ver %s", VERSION);    ret = usb_register(&simple_usb_driver);    if (ret < 0) {        err("usb_register faild. Error Number = %d", ret);    }    return ret;}/* モジュールを削除する直前に呼ばれる */static void __exit simple_usb_exit(void){    usb_deregister(&simple_usb_driver);    info("Simple USB Driver deregistered");}/* * ドライバ情報の登録 *//* 初期化関数、終了関数の登録 */module_init(simple_usb_init);module_exit(simple_usb_exit);MODULE_AUTHOR("Lily <bt@k5-n.com>");MODULE_DESCRIPTION("Simple USB driver ver " VERSION);MODULE_VERSION(VERSION);MODULE_LICENSE("GPL");

ドライバがロードされたときに呼び出される関数は、module_initで指定します。
このソースの例ではsimple_usb_initという関数を指定しています。
ドライバがアンロードされたときに呼び出される関数は、module_exitで指定します。
このソースの例ではsimple_usb_exitという関数を指定しています。

USBドライバの情報はusb_driver型の構造体に設定します。
ドライバの名前、デバイスが接続されたときに呼び出される関数、デバイスが取り外されたときに呼び出される関数、サポートするデバイスのリストを設定します。

コンパイル

「Linuxデバイスドライバ（第２版）」に書いてあるMakefileではコンパイルできませんでした。
どうやらKernel2.6では仕様が変わっているようです。

Driver porting: compiling external modules
によると、幾つか必要なことが増えているとのこと。
今後変更になるかもしれないコンパイル手順を追いかけるより、カーネルソースのコンパイルの仕組を借りてコンパイルした方が良いとして、その場合のMakefileの書き方が載っています。

この方法でMakefileを作成しました。以下がMakefileの内容です。

ifneq ($(KERNELRELEASE),)obj-m   := simple_usb.oelseKDIR    := /lib/modules/$(shell uname -r)/buildPWD     := $(shell pwd)default:    $(MAKE) -C $(KDIR) SUBDIRS=$(PWD) modulesendifclean:    rm *.o *.ko *~ core

動作確認

# insmod simple_usb.ko

でモジュールをロードします。この時点で

# dmesg

の結果には以下が追加されます。

/home/lily/work/bluetooth/blacktooth/drivers/simple/simple_usb.c: Simple USB Driver ver 0.1usbcore: registered new driver simple_usb

次にBluetooth USBアダプターを接続すると、以下がdmesgに追加されます。

usb 3-2: new full speed USB device using uhci_hcd and address 3usb 3-2: configuration #1 chosen from 1 choice/home/lily/work/bluetooth/blacktooth/drivers/simple/simple_usb.c: Probed/home/lily/work/bluetooth/blacktooth/drivers/simple/simple_usb.c: Probed

さらにBluetooth USBアダプターを取り外すと、以下がdmesgに追加されます。

usb 3-2: USB disconnect, address 3/home/lily/work/bluetooth/blacktooth/drivers/simple/simple_usb.c: Disconnected/home/lily/work/bluetooth/blacktooth/drivers/simple/simple_usb.c: Disconnected

# rmmod simple_usb

でドライバモジュールを削除すると、以下がdmesgに追加されます。

usbcore: deregistering driver simple_usb/home/lily/work/bluetooth/blacktooth/drivers/simple/simple_usb.c: Simple USB Driver deregistered

どうやら各関数はちゃんと呼び出されているようです。
ただ何故probeとdisconnectが２回呼び出されるかは謎(^^;)です。
それは開発しながらおいおい調べていくということで、とりあえず。

Bluetooth USBアダプター(Ver2.0+EDR対応)を購入

Sat, 13 Jan 2007 17:00:00 +0900

開発用にVer2.0+EDR対応のBluetooth USBアダプターを買ってしまいました。
というわけで、このプロジェクトのターゲットはVer2.0+EDR対応に！

購入したのは「PLANEX BT-Mini2EDR」という製品です。
姉妹品で「PLANEX BT-MiniEDR」というClass 1対応の物もあるのですが、開発に利用するのに電波が100mも飛ぶ必要はないのでClass 2の物にしました。

下の画像の左がClass 2、右がClass 1対応です。Class 1の方がちょっと長いです。

SIGからの回答

Thu, 11 Jan 2007 16:35:00 +0900

ダウンロードできない仕様書がある件で、SIGから回答がありました。
Bluetooth.com | Specification Documents
でダウンロードできるとのことです。

つまり、SIGに加入していなくても仕様書はダウンロードできるってことですね。
そして、個人でAdopterにはなれるかどうかについては、一切コメント無しです。
個人でAdopterになれないとすると、個人でBluetooth認証を取ることはできないことになります。
まぁ、個人でSIGに１００万円払って認証登録する人はいないという想定は、そうなのかもしれませんが・・・。
個人でSIGに加入するメリットは、SIGからの連絡メールが受け取れるだけってことですか。

個人ではAdopterグループに入れない？

Mon, 08 Jan 2007 21:05:00 +0900

以前はAdopterメンバーの会社に所属する形でしたが、会社を辞めたので個人でSIGメンバーに登録しました。ところが！！そしたらほとんどの仕様書がダウンロードできなくなっていることに気付きました。 >> 続く Bluetooth Core仕様書はダウンロードできるのですが、各プロトコルやプロファイル、トランスポート関係の仕様書がダウンロードできません。 HCI-USBの仕様書をダウンロードしようとして気付きました。 SIGのサイトで表示されるエラーには、Adopterグループに参加しないとダウンロードできない旨が表示されます。またAdopterグループに関しては「全てのユーザーはこのグループに所属します」と記述されています。にもかかわらず「あなたの権限レベルではAdopterに参加できません」とも表示されています。 FAQを調べてみると、どんな法人格の会社も無料でAdopterに参加できると書いてあります。個人ではダメなのかもしれません。それで今日、SIGに以下の内容を英語で書いて質問メールを送りました。こういうエラーが発生して仕様書をダウンロードできません。個人でAdopterに参加できますか？どうすれば参加できますか？ Bluetooth仕様の日本語解説と、オープンソースの組込み向けプロトコルスタックを開発したいのですが、Adopterに参加させて頂けませんか？つたない英語ですが、意味は通じると信じて送っておきました。これでAdopterに参加できず、仕様書がダウンロードできないとなると、かなりモチベーションダウンです。

開発準備ほぼ完了

Thu, 04 Jan 2007 22:30:00 +0900

一応バージョン管理システムとしてローカルにSubversionを用意しました。でも、ソースコードを書く段階になったら、SourceForge.jpに登録して、そちらを利用しようと考えています。バージョン管理はCVSになってしまいますけど。バグトラッキングシステムとしてはMantisを候補に考えていたのですが、SourceForgeを使うならサービスに含まれているので、用意するのをやめました。それで、SourceForgeに登録するのにも必要ですし、プロジェクト名を決めようかと思っています。今のところ候補は"Blacktooth Project"です。純日本製のオープンソースBluetoothプロトコルスタックということで、何か日本的なものを・・・「青歯王」に対して"歯"つながりで「お歯黒」ってのはどうだろうか？という発想です。何か「黒」というのが悪いイメージな気もしますが・・・他に思い付かなければこれで。

開発工数と期間の見積り

Tue, 02 Jan 2007 21:40:00 +0900

新年あけましておめでとうございます。１年の計は元旦にあり、というわけで、もう２日ですが開発スケジュールを考えてみました。 Bluetoothに割く時間は、週１０時間くらいと考えています。２ヶ月に１回は各プロトコルやプロファイルの技術解説記事を１つ書くつもりです。各モジュールごとに単体テストを書くものとします。その条件で工数見積りしてみると、GAP, SPPのみのサポートで６人月くらい・・・え、、開発期間は２年ですか。 >> 続く６人月もかかるのか？には人によって異論があるかもしれませんが、過労になって以降、開発ペースが遅くなっている今の自分の状況だと、そのくらい（いやそれ以上）かかるかと思います。単体テストを書かずに開発し、さらに技術解説もなしにすれば、遥かに早い（３人月くらいかな？）と思いますが、これらはどうしてもやりたいのです。このサイトの一番の目的は「日本語でのBluetooth技術に関する詳細情報提供」にあります。なので、技術解説は必須です。（が、御他聞に漏れず、技術者である私はドキュメント作成は嫌いなので、２ヶ月に１つと緩いペースにします）単体テストは信頼性確保と保守性確保のために是非やりたいのです。頻繁にリファクタリングしたいですし、テストファーストが最近の開発方法のトレンドでもあり、勉強になるというのも大きな理由です。テストコードがBluetooth仕様の微細にわたる説明を兼ねてくれるとも思っています。それに設計思想やテストコードを含めて公開されているオープンソースのBluetoothプロトコルスタックはないと思うので、それがこのプロジェクトのコンピタンスになると考えています。一応、概算の工数見積りはしましたが、ここで詳細を公表するのは避けます。現在過労の療養中ということもあり、このプロジェクトで締め切りに追われることはしたくありませんので。プロジェクト参加者が出てきたり、気が向いたら公表するかもしれません。開発期間を短くするには、協力してくれるプロジェクト参加者を募集するしかないでしょう。もう少し体制が整ったら募集をかけることにします。