龙芯派二代OTG功能实现

一、OTG介绍

1.1 OTG功能

OTG是On-The-Go的缩写，是近年发展起来的技术。2001年12月18日由USB标准化组织公布，主要应用于不同的设备或移动设备间的联接，进行数据交换。
OTG功能是指可用于不同移动设备间数据交换的技术，具备该技术的手机可利用OTG转换器连接USB设备，实现反向充电、读写可移动存储设备（U盘、移动硬盘）、键盘和数码相机等外部设备进行数据传输。

1.2 OTG接口引脚

USB引脚一般四根线，为支持OTG功能Micro USB接口扩展一个ID引脚

A类设备端ID脚接地，则初始状态为Host，eg：PC和支持otg设备做主设备时
B类设备端ID脚悬空，则初始状态未Device，eg：U盘和支持otg设备做从设备时

1. 移动设备如需支持OTG，内部ID引脚需要默认上拉为高
2. VBUS是输入输出双向引脚。对于Device是power supply输入脚；对于Host需要串一个5V电源输出给device。

1.3 龙芯派上OTG位置

二、龙芯派OTG功能验证

软件环境准备：支持龙芯派二代内核代码

2.1 使用龙芯派内核默认配置

以下是OTG相关配置

-*-     OTG support
<*>   DesignWare USB2 DRD Core Support                                      DWC2 Mode Selection (Dual Role mode)  --->
<*>   USB Gadget Support  --->USB Peripheral Controller  --->[*] Enable LPM support[*]   Enable DWC in host mode

验证结果：
1.当龙芯派作为主设备时，OTG接口接入U盘无反应
2.当龙芯派作为从设备时，经OTG接口接入PC端无反应

2.2 内核只配置为Host模式

[ ] Synopsys DWC_otg Controller		//去掉选中
<*>   USB Gadget Drivers (Mass Storage Gadget)  --->
DWC2 Mode Selection (Host only mode)  --->

验证结果：otg接口接上U盘，有相关调试信息。看调试信息有识别到U盘，但不能生成对应的设备文件

拔出U盘相关打印信息

2.3 内核配置支持双向模式

<*>   DesignWare USB2 DRD Core SupportDWC2 Mode Selection (Dual Role mode)  --->
<*>   USB Gadget Support  --->USB Peripheral Controller  --->[*] Enable LPM support

验证结果跟2.2现象一样

2.4 将OTG驱动编译成模块加载

查看内核启动打印信息，发现内核内置OTG驱动会有以下报错信息。

原因是加载驱动时没有指定模块参数。
因此决定将OTG驱动编译成模块，加载驱动时指定相关参数

//将USB_GADGET编译成模块后续加载
<M>   USB Gadget Drivers<M>     Mass Storage Gadget
//执行命令编译模块 make M=drivers/usb/gadget/ modules CROSS_COMPILE=mips64el-linux- ARCH=mips
//生成g_mass_storage.ko&libcomposite.ko

验证结果：
1.龙芯派作为从设备功能验证ok，可以通过PC端查看到龙芯派作为存储设备

//进到内核后，首先模拟一个U盘
[root ~] # df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
rootfs          668M   99M  569M  15% /
tmpfs           712M     0  712M   0% /dev/shm
tmpfs           712M   96K  712M   1% /tmp
[root ~] # 
[root ~] # dd if=/dev/zero of=/vfat.img bs=1M count=20
20+0 records in
20+0 records out
20971520 bytes (21 MB) copied, 0.0531114 s, 395 MB/s
[root ~] # 
[root ~] # mkfs.vfat /vfat.img 
[root ~] # 
[root ~] # losetup /dev/loop0 /vfat.img 
[root ~] # 
[root ~] # mount /dev/loop0 /mnt/
[root ~] # 
[root ~] # df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
rootfs          668M  119M  549M  18% /
tmpfs           712M     0  712M   0% /dev/shm
tmpfs           712M   96K  712M   1% /tmp
/dev/loop0       20M   512   20M   1% /mnt
[root ~] # 
//由于模块存在依赖关系，必须按顺序加载驱动libcomposite.ko&g_mass_storage.ko
[root ~] # ls
g_mass_storage.ko  libcomposite.ko
[root ~] # 
[root ~] # insmod libcomposite.ko 
[  439.003018] libcomposite: loading out-of-tree module taints kernel.
[root ~] # 
[root ~] # insmod  g_mass_storage.ko file=/dev/loop0 stall=0 removable=1
[  494.829740] g_mass_storage gadget: Mass Storage Function, version: 2009/09/11
[  494.836934] g_mass_storage gadget: Number of LUNs=1
[  494.841848]  lun0: LUN: removable file: /dev/loop0
[  494.846704] g_mass_storage gadget: Mass Storage Gadget, version: 2009/09/11
[  494.853704] g_mass_storage gadget: userspace failed to provide iSerialNumber
[  494.860782] g_mass_storage gadget: g_mass_storage ready
[root ~] # [  544.902365] DEBUG:DWC_WORKQ_SCHEDULE:: Queueing work: connection id status change, container=980000015d1f5380
[  545.012668] Using Descriptor DMA mode
[  545.016353] Periodic Transfer Interrupt Enhancement - disabled
[  545.022210] Multiprocessor Interrupt Enhancement - disabled
[  545.027809] OTG VER PARAM: 1, OTG VER FLAG: 1
[  545.032214] DEBUG:do_work:: Work done: connection id status change, container=980000015d1f5380

在PC端看到正常识别为龙芯派二代识别为USB存储设备

过段时间就识别为USB大容量存储设备H盘

在PC端拷贝文件到H盘，相应的mnt目录下就能看到

2.龙芯派作为主设备，OTG接口接入U盘不能识别

2.5 主从模式都验证ok的内核配置

//OTG驱动选上，DWC2模块选择为双向模式
Device Drivers  --->[*] USB support  --->[*]     OTG support<*>   DesignWare USB2 DRD Core SupportDWC2 Mode Selection (Dual Role mode)  --->
//USB Gadget驱动编译成模块，手动加载驱动，目的使龙芯派可作为存储设备
<*>   USB Gadget Support  ---><M>   USB Gadget Drivers<M>     Mass Storage Gadget
//必须去掉LPM，否则龙芯派作为主设备时，接入的U盘不能识别
<*>   USB Gadget Support  --->USB Peripheral Controller  --->[ ] Enable LPM support

验证结果：
1.龙芯派作为主设备时，OTG接口接入U盘，可正常识别
2.龙芯派作为从设备时，OTG接口接入PC端，PC端可识别其为USB存储设备，拷贝文件PC端跟内核下都能查看到

dd if=/dev/zero of=/vfat.img bs=1M count=20
mkfs.vfat /vfat.img
losetup /dev/loop0 /vfat.img
mount /dev/loop0 /mnt
insmod libcomposite.ko
insmod g_mass_storage.ko file=/dev/loop0 stall=0 removable=1