前言
项目需要在 Linux 私有云虚拟机上开发,但因为是嵌入式项目,涉及到烧录固件之类的操作,之前都是在 Linux 系统上编译好固件,之后用 WinSCP 下载到作为终端的 Windows 笔记本上,把开发板或者模组接在在笔记本上用 J-Flash 烧录,比较麻烦。如果是在本机开发,可以直接用 VSCode 开发环境一键烧录,调试也会方便点。开发板与模组都通过 J-Link 接 USB 与电脑通讯,于是就在想能不能将其转发到 Linux 开发机。之前摸索了一段时间,研究出了下面这个可行的方案。
首先,从原理上讲,这个方案用的就是USB/IP。关于 USB/IP 技术就不做过多介绍了,一言以盖之就是将 USB 协议数据通过 IP 网络传输,感兴趣的话可以看下项目主页。
Windows 笔记本端
我在 Windows 上找到了两个可用的USBIP实现,usbip-win 和 usbipd-win。前者有客户端与服务端,但已经不再维护,且需要打开 Windows 的测试模式用于安装相关驱动,有一定风险,不过很多能在网上找到的老文章还在推荐它。我尝试了其服务端实现,但未能成功。后者仅有服务端,但是是微软官方文档推荐的将 Windows 上的 USB 设备转发至 WSL 的实现,且在持续更新,不过只支持 Windows 10 及以上系统版本。目前我们的需求只需要 Windows 笔记本端作为服务端,也就是向外提供 USB 设备的,最后我也选择了usbipd-win。
我的笔记本上的操作系统为 Windows 11 23H2。
首先前往项目官方仓库Release页面下载最新版本的 msi 安装包,并安装到 Windows 电脑上,有可能需要重启。
安装完成后,启动一个管理员权限的终端(CMD 或者 Powershell 都行),确定服务已启动:sc.exe query usbipd
如果安装正常的话,STATE 应该是 RUNNING。
接下来将想转发的设备插入 Windows 设备的USB接口,有几个就接几个,用usbipd list
命令列出所有设备。下面是我在电脑上接入JLink-OB与USB转串口设备后该命令的输出。
PS C:\Users\tian051011> usbipd list
Connected:
BUSID VID:PID DEVICE STATE
2-1 10c4:ea60 Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge (COM7) Not shared
2-2 1366:0105 JLink CDC UART Port (COM8), J-Link driver Not shared
2-3 1532:009a USB 输入设备, Razer Pro Click Mini Not shared
2-6 30c9:0057 Integrated Camera, Integrated IR Camera, APP Mode Not shared
2-10 8087:0026 英特尔(R) 无线 Bluetooth(R) Not shared
接下来使用usbipd bind
命令设置你想要转发的设备,你需要用到上面这个列表里的 BUSID:
PS C:\Users\tian051011> usbipd bind --busid 2-1
PS C:\Users\tian051011> usbipd bind --busid 2-2
如果转发被正常设置了,命令执行之后你应该不会看到任何输出。这时候再次执行usbipd list命令,可以看到设备的状态已经变成了 Shared:
PS C:\Users\tian051011> usbipd list
Connected:
BUSID VID:PID DEVICE STATE
2-1 10c4:ea60 Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge (COM7) Shared
2-2 1366:0105 JLink CDC UART Port (COM8), J-Link driver Shared
2-3 1532:009a USB 输入设备, Razer Pro Click Mini Not shared
2-6 30c9:0057 Integrated Camera, Integrated IR Camera, APP Mode Not shared
2-10 8087:0026 英特尔(R) 无线 Bluetooth(R) Not shared
对特定设备的转发只需要设置一次,之后只要此设备连入,即可被转发。注意虽然我们设置转发时使用的参数是 busid,但并不是之后接入这个bus的设备就会被转发,程序不过是采用这个数据读取 VID 与 PID,被设置转发的只能是由这两个参数标记的某个设备。Windows 端的操作结束了。
Linux 服务器端
首先,你需要确保 Linux 服务器可以通过 IP 网络连接到 Windows 端,可以是通过局域网,也可以是 SSH 端口转发或者公网 IP(这种情况会有安全风险)。请将下文的192.168.123.123
替换成你的 Linux 服务器访问 Windows 主机的IP。
Linux端的操作系统为Ubuntu 22.04.4 LTS (GNU/Linux 5.15.0-113-generic x86_64)
。
首先需要安装usbip相关的软件包sudo apt install linux-image-extra-virtual linux-tools-generic hwdata
然后加载usbip相关的内核模块sudo modprobe vhci-hcd
最后就是将Windows端的设备转发到Linux服务器了sudo usbip attach --remote=192.168.10.16 --busid=2-1
,有几个就转发几个。
如果全程没有出错,此时用lsusb
命令就能看到被转发过来的设备了。
ubuntu@tian-server:~$ lsusb
Bus 003 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
Bus 002 Device 012: ID 1366:0105 SEGGER J-Link
Bus 002 Device 011: ID 10c4:ea60 Silicon Labs CP210x UART Bridge
Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0001 Linux Foundation 1.1 root hub
之后就可以在你需要使用的应用中使用这个 USB 设备了,对于我来说,就是用 VSCode 远程开发环境操作被转发过来的设备。