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Capítulo 25. Modo de dispositivo USB/USB OTG |
Parte III. Administração do Sistema |
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Este capítulo aborda o uso do Modo de Dispositivo USB e USB On The Go (USB OTG) no FreeBSD. Isso inclui consoles seriais virtuais, interfaces de rede virtual e drives USB virtuais.
Quando rodando em hardware que suporta o modo de dispositivo USB ou USB OTG, como aquele embutido em muitas placas embarcadas, a stack USB do FreeBSD pode ser executada em modo de dispositivo. O modo de dispositivo possibilita que o computador apresente-se como diferentes tipos de classes de dispositivos USB, incluindo portas seriais, adaptadores de rede e armazenamento em massa, ou uma combinação dos mesmos. Um host USB como um laptop ou computador desktop pode acessá-los assim como faria com dispositivos USB físicos. O modo de dispositivo é algumas vezes chamado de "modo USB gadget".
Existem duas maneiras básicas pelas quais o hardware pode fornecer a funcionalidade do modo de dispositivo: com uma "porta de cliente" separada, que suporta apenas o modo de dispositivo, e com uma porta USB OTG, que pode fornecer o modo de dispositivo e o modo de host. Para portas USB OTG, a stack USB alterna automaticamente entre o lado do host e o lado do dispositivo, dependendo do que estiver conectado à porta. Conectar um dispositivo USB como um cartão de memória à porta faz com que o FreeBSD mude para o modo de host. Conectar um host USB como um computador faz com que o FreeBSD mude para o modo de dispositivo. As "portas do cliente" de finalidade única sempre funcionam no modo de dispositivo.
O que o FreeBSD apresenta para o host USB depende do sysctl hw.usb.template
. Alguns modelos fornecem um único dispositivo, como um terminal serial; outros fornecem vários, que podem ser todos usados ao mesmo tempo. Um exemplo é o template 10, que fornece um dispositivo de armazenamento em massa, um console serial e uma interface de rede. Veja o man:usb_template[4] para obter a lista de valores disponíveis.
Observe que, em alguns casos, dependendo do hardware e do sistema operacional do host, para o host notar a alteração da configuração, ele deve ser fisicamente desconectado e reconectado ou forçado a verificar novamente o barramento USB de uma maneira específica do sistema. Quando o FreeBSD é executado no host, o man:usbconfig[8]reset
pode ser usado. Isto também deve ser feito após carregar o usb_template.ko se o host USB já estiver conectado ao soquete USB OTG .
Depois de ler este capítulo, você saberá:
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Como configurar a funcionalidade do modo de dispositivo USB no FreeBSD.
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Como configurar a porta serial virtual no FreeBSD.
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Como se conectar à porta serial virtual de vários sistemas operacionais.
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Como configurar o FreeBSD para fornecer uma interface de rede virtual USB.
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Como configurar o FreeBSD para fornecer um dispositivo virtual de armazenamento USB.
O suporte para porta serial virtual é fornecido pelos templates número 3, 8 e 10. Observe que o template 3 funciona com o Microsoft Windows 10 sem a necessidade de drivers especiais e de arquivos INF. Outros sistemas operacionais host funcionam com todos os três modelos. Os módulos do kernel man:usb_template[4] e man:umodem[4] devem ser carregados.
Para ativar as portas seriais do modo de dispositivo USB, adicione essas linhas ao /etc/ttys:
ttyU0 "/usr/libexec/getty 3wire" vt100 onifconsole secure ttyU1 "/usr/libexec/getty 3wire" vt100 onifconsole secure
Então adicione estas linhas ao arquivo /etc/devd.conf:
notify 100 { match "system" "DEVFS"; match "subsystem" "CDEV"; match "type" "CREATE"; match "cdev" "ttyU[0-9]+"; action "/sbin/init q"; };
Recarregue a configuração se o man:devd[8] já estiver em execução:
# service devd restart
Certifique-se de que os módulos necessários estejam carregados e que o template correto esteja configurado na inicialização, adicionando estas linhas ao /boot/loader.conf, criando-o se ele ainda não existir:
umodem_load="YES"
hw.usb.template=3
Para carregar o módulo e definir o modelo sem reiniciar, use:
# kldload umodem
# sysctl hw.usb.template=3
Para conectar-se a uma placa configurada para fornecer portas seriais de um dispositivo USB, conecte o host USB, como um laptop, às placas USB OTG ou porta de cliente USB. Use pstat -t
no host para listar as linhas de terminal. Perto do final da lista, você deve ver uma porta serial USB, por exemplo, "ttyU0". Para abrir a conexão, use:
# cu -l /dev/ttyU0
Depois de pressionar a tecla Enter algumas vezes, você verá um prompt de login.
Para conectar-se a uma placa configurada para fornecer portas seriais de modo de dispositivo USB, conecte o host USB, como um laptop, às placas USB OTG ou porta de cliente USB. Para abrir a conexão, use:
# cu -l /dev/cu.usbmodemFreeBSD1
Para conectar-se a uma placa configurada para fornecer portas seriais de modo de dispositivo USB, conecte o host USB, como um laptop, às placas USB OTG ou porta de cliente USB. Para abrir a conexão, use:
# minicom -D /dev/ttyACM0
Para conectar-se a uma placa configurada para fornecer portas seriais de modo de dispositivo USB, conecte o host USB, como um laptop, às placas USB OTG ou porta de cliente USB. Para abrir uma conexão, você precisará de um programa de terminal serial, como PuTTY. Para verificar o nome da porta COM usada pelo Windows, execute o Gerenciador de dispositivos, expanda. "Ports (COM & LPT)".Você verá um nome semelhante a "USB Serial Device (COM4)". Execute o programa do terminal serial de sua escolha, por exemplo, PuTTY. Na caixa de diálogo PuTTY defina "Connection type" como "Serial", digite o COMx obtido no Gerenciador de Dispositivos na caixa de diálogo "Serial line" e clique em Abrir.
O suporte a interfaces de rede virtuais é fornecido pelos templates número 1, 8 e 10. Observe que nenhum deles funciona com o Microsoft Windows. Outros sistemas operacionais host funcionam com todos os três modelos. Os módulos de kernel man:usb_template[4] e man:if_cdce[4] devem ser carregados.
Certifique-se de que os módulos necessários estejam carregados e que o template correto esteja configurado na inicialização, adicionando estas linhas ao /boot/loader.conf, criando-o se ele ainda não existir:
if_cdce_load="YES" hw.usb.template=1
Para carregar o módulo e definir o modelo sem reiniciar, use:
# kldload if_cdce
# sysctl hw.usb.template=1
Note
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O driver man:cfumass[4] é um driver de modo de dispositivo USB disponibilizado pela primeira vez no FreeBSD 12.0. |
O target de armazenamento em massa é fornecido pelos templates 0 e 10. Os módulos de kernel man:usb_template[4] e man:cfumass[4] devem ser carregados. O man:cfumass[4] faz interface com o subsistema CTL, o mesmo usado para os targets iSCSI ou Fibre Channel. No lado do host, os inicializadores do armazenamento em massa USB só podem acessar um único LUN, o LUN 0.
A maneira mais simples de configurar um target de armazenamento USB somente de leitura é usar o script rc cfumass. Para configurá-lo dessa maneira, copie os arquivos a serem apresentados para a máquina host USB no diretório /var/cfumass
e inclua esta linha no /etc/rc.conf :
cfumass_enable="YES"
Para fazer valer a configuração sem reiniciar, execute este comando:
# service cfumass start
Diferentemente da funcionalidade serial e de rede, o modelo não deve ser definido como 0 ou 10 no /boot/loader.conf. Isso ocorre porque o LUN deve ser configurado antes de definir o template. O script de inicialização cfumass define o número do modelo correto automaticamente quando iniciado.
O restante deste capítulo fornece uma descrição detalhada da configuração do target sem usar o arquivo rc cfumass. Isso é necessário se, por exemplo, alguém quiser fornecer um LUN gravável.
O armazenamento em massaUSB não exige que o daemon man:ctld[8] esteja em execução, embora ele possa ser usado se desejado. Isso é diferente do iSCSI. Portanto, existem duas maneiras de configurar o target: o man:ctladm[8] ou o man:ctld[8]. Ambos exigem que o módulo do kernel cfumass.ko seja carregado. O módulo pode ser carregado manualmente:
# kldload cfumass
Se o cfumass.ko não foi compilado estaticamente no kernel, o /boot/loader.conf pode ser configurado para carregar o módulo na inicialização:
cfumass_load="YES"
Um LUN pode ser criado sem o daemon man:ctld[8]:
# ctladm create -b block -o file=/data/target0
Isto apresenta o conteúdo do arquivo de imagem /data/target0 como um LUN para o host USB. O arquivo deve existir antes de executar o comando. Para configurar o LUN na inicialização do sistema, adicione o comando ao /etc/rc.local.
O man:ctld[8] também pode ser usado para gerenciar LUNs. Crie /etc/ctl.conf, adicione uma linha ao /etc/rc.conf para certificar-se man:ctld[8] é iniciado automaticamente na inicialização e, em seguida, inicie o daemon.
Este é um exemplo de um arquivo de configuração /etc/ctl.conf simple. Consulte man:ctl.conf[5] para obter uma descrição mais completa das opções.
target naa.50015178f369f092 { lun 0 { path /data/target0 size 4G } }
O exemplo cria um único target com um único LUN. O naa.50015178f369f092
é um identificador de dispositivo composto por 32 dígitos hexadecimais aleatórios. A linha path
define o caminho completo para o arquivo ou zvol que suporta o LUN. Esse arquivo deve existir antes do man:ctld[8] ser iniciado. A segunda linha é opcional e especifica o tamanho do LUN.
Para ter certeza que o daemon man:ctld[8] foi iniciado na inicialização, adicione esta linha ao /etc/rc.conf:
ctld_enable="YES"
Para iniciar o man:ctld[8] agora, execute este comando:
# service ctld start
Quando o daemon man:ctld[8] é iniciado, ele lê o /etc/ctl.conf. Se esse arquivo for editado depois que o daemon iniciar, recarregue as alterações para que elas entrem em vigor imediatamente:
# service ctld reload