Documentation/usb/gadget_serial.txt

   1
   2                  Linux Gadget Serial Driver v2.0
   3                            11/20/2004
   4                   (updated 8-May-2008 for v2.3)
   5
   6
   7 License and Disclaimer
   8 ----------------------
   9 This program is free software; you can redistribute it and/or
  10 modify it under the terms of the GNU General Public License as
  11 published by the Free Software Foundation; either version 2 of
  12 the License, or (at your option) any later version.
  13
  14 This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17 GNU General Public License for more details.
  18
  19 You should have received a copy of the GNU General Public
  20 License along with this program; if not, write to the Free
  21 Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston,
  22 MA 02111-1307 USA.
  23
  24 This document and the gadget serial driver itself are
  25 Copyright (C) 2004 by Al Borchers (alborchers@steinerpoint.com).
  26
  27 If you have questions, problems, or suggestions for this driver
  28 please contact Al Borchers at alborchers@steinerpoint.com.
  29
  30
  31 Prerequisites
  32 -------------
  33 Versions of the gadget serial driver are available for the
  34 2.4 Linux kernels, but this document assumes you are using
  35 version 2.3 or later of the gadget serial driver in a 2.6
  36 Linux kernel.
  37
  38 This document assumes that you are familiar with Linux and
  39 Windows and know how to configure and build Linux kernels, run
  40 standard utilities, use minicom and HyperTerminal, and work with
  41 USB and serial devices.  It also assumes you configure the Linux
  42 gadget and usb drivers as modules.
  43
  44 With version 2.3 of the driver, major and minor device nodes are
  45 no longer statically defined.  Your Linux based system should mount
  46 sysfs in /sys, and use "mdev" (in Busybox) or "udev" to make the
  47 /dev nodes matching the sysfs /sys/class/tty files.
  48
  49
  50
  51 Overview
  52 --------
  53 The gadget serial driver is a Linux USB gadget driver, a USB device
  54 side driver.  It runs on a Linux system that has USB device side
  55 hardware; for example, a PDA, an embedded Linux system, or a PC
  56 with a USB development card.
  57
  58 The gadget serial driver talks over USB to either a CDC ACM driver
  59 or a generic USB serial driver running on a host PC.
  60
  61    Host
  62    --------------------------------------
  63   | Host-Side   CDC ACM       USB Host   |
  64   | Operating |   or        | Controller |   USB
  65   | System    | Generic USB | Driver     |--------
  66   | (Linux or | Serial      | and        |        |
  67   | Windows)    Driver        USB Stack  |        |
  68    --------------------------------------         |
  69                                                   |
  70                                                   |
  71                                                   |
  72    Gadget                                         |
  73    --------------------------------------         |
  74   | Gadget                   USB Periph. |        |
  75   | Device-Side |  Gadget  | Controller  |        |
  76   | Linux       |  Serial  | Driver      |--------
  77   | Operating   |  Driver  | and         |
  78   | System                   USB Stack   |
  79    --------------------------------------
  80
  81 On the device-side Linux system, the gadget serial driver looks
  82 like a serial device.
  83
  84 On the host-side system, the gadget serial device looks like a
  85 CDC ACM compliant class device or a simple vendor specific device
  86 with bulk in and bulk out endpoints, and it is treated similarly
  87 to other serial devices.
  88
  89 The host side driver can potentially be any ACM compliant driver
  90 or any driver that can talk to a device with a simple bulk in/out
  91 interface.  Gadget serial has been tested with the Linux ACM driver,
  92 the Windows usbser.sys ACM driver, and the Linux USB generic serial
  93 driver.
  94
  95 With the gadget serial driver and the host side ACM or generic
  96 serial driver running, you should be able to communicate between
  97 the host and the gadget side systems as if they were connected by a
  98 serial cable.
  99
 100 The gadget serial driver only provides simple unreliable data
 101 communication.  It does not yet handle flow control or many other
 102 features of normal serial devices.
 103
 104
 105 Installing the Gadget Serial Driver
 106 -----------------------------------
 107 To use the gadget serial driver you must configure the Linux gadget
 108 side kernel for "Support for USB Gadgets", for a "USB Peripheral
 109 Controller" (for example, net2280), and for the "Serial Gadget"
 110 driver.  All this are listed under "USB Gadget Support" when
 111 configuring the kernel.  Then rebuild and install the kernel or
 112 modules.
 113
 114 Then you must load the gadget serial driver.  To load it as an
 115 ACM device (recommended for interoperability), do this:
 116
 117   modprobe g_serial use_acm=1
 118
 119 To load it as a vendor specific bulk in/out device, do this:
 120
 121   modprobe g_serial
 122
 123 This will also automatically load the underlying gadget peripheral
 124 controller driver.  This must be done each time you reboot the gadget
 125 side Linux system.  You can add this to the start up scripts, if
 126 desired.
 127
 128 Your system should use mdev (from busybox) or udev to make the
 129 device nodes.  After this gadget driver has been set up you should
 130 then see a /dev/ttyGS0 node:
 131
 132   # ls -l /dev/ttyGS0 | cat
 133   crw-rw----    1 root     root     253,   0 May  8 14:10 /dev/ttyGS0
 134   #
 135
 136 Note that the major number (253, above) is system-specific.  If
 137 you need to create /dev nodes by hand, the right numbers to use
 138 will be in the /sys/class/tty/ttyGS0/dev file.
 139
 140 When you link this gadget driver early, perhaps even statically,
 141 you may want to set up an /etc/inittab entry to run "getty" on it.
 142 The /dev/ttyGS0 line should work like most any other serial port.
 143
 144
 145 If gadget serial is loaded as an ACM device you will want to use
 146 either the Windows or Linux ACM driver on the host side.  If gadget
 147 serial is loaded as a bulk in/out device, you will want to use the
 148 Linux generic serial driver on the host side.  Follow the appropriate
 149 instructions below to install the host side driver.
 150
 151
 152 Installing the Windows Host ACM Driver
 153 --------------------------------------
 154 To use the Windows ACM driver you must have the files "gserial.inf"
 155 and "usbser.sys" together in a folder on the Windows machine.
 156
 157 The "gserial.inf" file is given here.
 158
 159 -------------------- CUT HERE --------------------
 160 [Version]
 161 Signature="$Windows NT$"
 162 Class=Ports
 163 ClassGuid={4D36E978-E325-11CE-BFC1-08002BE10318}
 164 Provider=%LINUX%
 165 DriverVer=08/17/2004,0.0.2.0
 166 ; Copyright (C) 2004 Al Borchers (alborchers@steinerpoint.com)
 167
 168 [Manufacturer]
 169 %LINUX%=GSerialDeviceList
 170
 171 [GSerialDeviceList]
 172 %GSERIAL%=GSerialInstall, USB\VID_0525&PID_A4A7
 173
 174 [DestinationDirs]
 175 DefaultDestDir=10,System32\Drivers
 176
 177 [GSerialInstall]
 178 CopyFiles=GSerialCopyFiles
 179 AddReg=GSerialAddReg
 180
 181 [GSerialCopyFiles]
 182 usbser.sys
 183
 184 [GSerialAddReg]
 185 HKR,,DevLoader,,*ntkern
 186 HKR,,NTMPDriver,,usbser.sys
 187 HKR,,EnumPropPages32,,"MsPorts.dll,SerialPortPropPageProvider"
 188
 189 [GSerialInstall.Services]
 190 AddService = usbser,0x0002,GSerialService
 191
 192 [GSerialService]
 193 DisplayName = %GSERIAL_DISPLAY_NAME%
 194 ServiceType = 1                  ; SERVICE_KERNEL_DRIVER
 195 StartType = 3                    ; SERVICE_DEMAND_START
 196 ErrorControl = 1                 ; SERVICE_ERROR_NORMAL
 197 ServiceBinary = %10%\System32\Drivers\usbser.sys
 198 LoadOrderGroup = Base
 199
 200 [Strings]
 201 LINUX = "Linux"
 202 GSERIAL = "Gadget Serial"
 203 GSERIAL_DISPLAY_NAME = "USB Gadget Serial Driver"
 204 -------------------- CUT HERE --------------------
 205
 206 The "usbser.sys" file comes with various versions of Windows.
 207 For example, it can be found on Windows XP typically in
 208
 209   C:\WINDOWS\Driver Cache\i386\driver.cab
 210
 211 Or it can be found on the Windows 98SE CD in the "win98" folder
 212 in the "DRIVER11.CAB" through "DRIVER20.CAB" cab files.  You will
 213 need the DOS "expand" program, the Cygwin "cabextract" program, or
 214 a similar program to unpack these cab files and extract "usbser.sys".
 215
 216 For example, to extract "usbser.sys" into the current directory
 217 on Windows XP, open a DOS window and run a command like
 218
 219   expand C:\WINDOWS\Driver~1\i386\driver.cab -F:usbser.sys .
 220
 221 (Thanks to Nishant Kamat for pointing out this DOS command.)
 222
 223 When the gadget serial driver is loaded and the USB device connected
 224 to the Windows host with a USB cable, Windows should recognize the
 225 gadget serial device and ask for a driver.  Tell Windows to find the
 226 driver in the folder that contains "gserial.inf" and "usbser.sys".
 227
 228 For example, on Windows XP, when the gadget serial device is first
 229 plugged in, the "Found New Hardware Wizard" starts up.  Select
 230 "Install from a list or specific location (Advanced)", then on
 231 the next screen select "Include this location in the search" and
 232 enter the path or browse to the folder containing "gserial.inf" and
 233 "usbser.sys".  Windows will complain that the Gadget Serial driver
 234 has not passed Windows Logo testing, but select "Continue anyway"
 235 and finish the driver installation.
 236
 237 On Windows XP, in the "Device Manager" (under "Control Panel",
 238 "System", "Hardware") expand the "Ports (COM & LPT)" entry and you
 239 should see "Gadget Serial" listed as the driver for one of the COM
 240 ports.
 241
 242 To uninstall the Windows XP driver for "Gadget Serial", right click
 243 on the "Gadget Serial" entry in the "Device Manager" and select
 244 "Uninstall".
 245
 246
 247 Installing the Linux Host ACM Driver
 248 ------------------------------------
 249 To use the Linux ACM driver you must configure the Linux host side
 250 kernel for "Support for Host-side USB" and for "USB Modem (CDC ACM)
 251 support".
 252
 253 Once the gadget serial driver is loaded and the USB device connected
 254 to the Linux host with a USB cable, the host system should recognize
 255 the gadget serial device.  For example, the command
 256
 257   cat /proc/bus/usb/devices
 258
 259 should show something like this:
 260
 261 T:  Bus=01 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=02 Dev#=  5 Spd=480 MxCh= 0
 262 D:  Ver= 2.00 Cls=02(comm.) Sub=00 Prot=00 MxPS=64 #Cfgs=  1
 263 P:  Vendor=0525 ProdID=a4a7 Rev= 2.01
 264 S:  Manufacturer=Linux 2.6.8.1 with net2280
 265 S:  Product=Gadget Serial
 266 S:  SerialNumber=0
 267 C:* #Ifs= 2 Cfg#= 2 Atr=c0 MxPwr=  2mA
 268 I:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=02(comm.) Sub=02 Prot=01 Driver=acm
 269 E:  Ad=83(I) Atr=03(Int.) MxPS=   8 Ivl=32ms
 270 I:  If#= 1 Alt= 0 #EPs= 2 Cls=0a(data ) Sub=00 Prot=00 Driver=acm
 271 E:  Ad=81(I) Atr=02(Bulk) MxPS= 512 Ivl=0ms
 272 E:  Ad=02(O) Atr=02(Bulk) MxPS= 512 Ivl=0ms
 273
 274 If the host side Linux system is configured properly, the ACM driver
 275 should be loaded automatically.  The command "lsmod" should show the
 276 "acm" module is loaded.
 277
 278
 279 Installing the Linux Host Generic USB Serial Driver
 280 ---------------------------------------------------
 281 To use the Linux generic USB serial driver you must configure the
 282 Linux host side kernel for "Support for Host-side USB", for "USB
 283 Serial Converter support", and for the "USB Generic Serial Driver".
 284
 285 Once the gadget serial driver is loaded and the USB device connected
 286 to the Linux host with a USB cable, the host system should recognize
 287 the gadget serial device.  For example, the command
 288
 289   cat /proc/bus/usb/devices
 290
 291 should show something like this:
 292
 293 T:  Bus=01 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=02 Dev#=  6 Spd=480 MxCh= 0
 294 D:  Ver= 2.00 Cls=ff(vend.) Sub=00 Prot=00 MxPS=64 #Cfgs=  1
 295 P:  Vendor=0525 ProdID=a4a6 Rev= 2.01
 296 S:  Manufacturer=Linux 2.6.8.1 with net2280
 297 S:  Product=Gadget Serial
 298 S:  SerialNumber=0
 299 C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=c0 MxPwr=  2mA
 300 I:  If#= 0 Alt= 0 #EPs= 2 Cls=0a(data ) Sub=00 Prot=00 Driver=serial
 301 E:  Ad=81(I) Atr=02(Bulk) MxPS= 512 Ivl=0ms
 302 E:  Ad=02(O) Atr=02(Bulk) MxPS= 512 Ivl=0ms
 303
 304 You must explicitly load the usbserial driver with parameters to
 305 configure it to recognize the gadget serial device, like this:
 306
 307   modprobe usbserial vendor=0x0525 product=0xA4A6
 308
 309 If everything is working, usbserial will print a message in the
 310 system log saying something like "Gadget Serial converter now
 311 attached to ttyUSB0".
 312
 313
 314 Testing with Minicom or HyperTerminal
 315 -------------------------------------
 316 Once the gadget serial driver and the host driver are both installed,
 317 and a USB cable connects the gadget device to the host, you should
 318 be able to communicate over USB between the gadget and host systems.
 319 You can use minicom or HyperTerminal to try this out.
 320
 321 On the gadget side run "minicom -s" to configure a new minicom
 322 session.  Under "Serial port setup" set "/dev/ttygserial" as the
 323 "Serial Device".  Set baud rate, data bits, parity, and stop bits,
 324 to 9600, 8, none, and 1--these settings mostly do not matter.
 325 Under "Modem and dialing" erase all the modem and dialing strings.
 326
 327 On a Linux host running the ACM driver, configure minicom similarly
 328 but use "/dev/ttyACM0" as the "Serial Device".  (If you have other
 329 ACM devices connected, change the device name appropriately.)
 330
 331 On a Linux host running the USB generic serial driver, configure
 332 minicom similarly, but use "/dev/ttyUSB0" as the "Serial Device".
 333 (If you have other USB serial devices connected, change the device
 334 name appropriately.)
 335
 336 On a Windows host configure a new HyperTerminal session to use the
 337 COM port assigned to Gadget Serial.  The "Port Settings" will be
 338 set automatically when HyperTerminal connects to the gadget serial
 339 device, so you can leave them set to the default values--these
 340 settings mostly do not matter.
 341
 342 With minicom configured and running on the gadget side and with
 343 minicom or HyperTerminal configured and running on the host side,
 344 you should be able to send data back and forth between the gadget
 345 side and host side systems.  Anything you type on the terminal
 346 window on the gadget side should appear in the terminal window on
 347 the host side and vice versa.
 348
 349