Вопрос или проблема
Как программно получить системную метку времени, когда было получено сообщение USB HID?
Я понимаю, что контроллер USB должен поднять флаг прерывания, и когда ядро обрабатывает прерывание, должно быть доступное системное время. Но я не вижу этой опции ни в одном из учебников по USB.
Ответ или решение
Для получения системной метки времени при получении сообщения от USB HID (Human Interface Device) в системах на базе Linux, нужно учитывать несколько ключевых аспектов. Прежде всего, поднимем вопросы о том, как работает обработка прерываний для USB и как можно получить штатное время.
Понимание механизма USB HID
USB HID устройства, такие как клавиатуры и мыши, взаимодействуют с компьютером через USB порты. Когда устройство отправляет данные, USB контроллер генерирует прерывание, которое обрабатывается операционной системой. Важно понимать, что в этот момент можно получить доступ к системной информации, в том числе и времени.
Принципы работы с прерываниями
Когда USB HID сообщение получено, управляющая схема операционной системы (как правило, ядро Linux) реагирует на прерывание. Прерывания обрабатываются с использованием так называемых "обработчиков прерываний", которые выполняют необходимые действия, включая регистрацию события или передачу данных в соответствующий драйвер.
Доступ к временным меткам
Для того чтобы получить метку времени, можно воспользоваться следующими методами:
-
Использование Dmesg – Все прерывания и события, связанные с USB, записываются в системный журнал. Используя команду
dmesg, вы можете наблюдать за событиями в реальном времени. Однако это не дает точного времени для конкретных событий. -
Изменение драйвера – Если у вас есть доступ к исходному коду драйвера вашего USB HID устройства, вы можете добавить логику для записи времени, когда сообщение было обработано.
- Внутри функции обработки прерывания можно вызвать функцию
ktime_get_real_ts64(), которая возвращает текущее время, и сохранить его вместе с данными сообщения.
- Внутри функции обработки прерывания можно вызвать функцию
-
Использование библиотеки libusb – Если вы пишете приложение на высоком уровне, можно использовать библиотеку
libusb, которая предоставляет API для взаимодействия с USB устройствами. Но для получения точной временной метки вам все равно придется реализовать логику, которая будет записывать время в момент, когда данные обрабатываются в вашей программе.
Шаги по реализации
-
Создайте или модифицируйте драйвер:
- Найдите функцию, связанную с обработкой прерываний для вашего HID устройства.
- Включите в нее вызов функции, которая получает текущее системное время.
-
Постройте свою логику в пользовательском пространстве:
- Используйте
libusbдля работы с вашим устройством и добавьте код, который будет получать временные метки, когда события происходят.
- Используйте
-
Запись временных меток:
- Храните временные метки в логах или обработайте их для дальнейшего использования, например, для анализа производительности или отладки.
Заключение
Получение системной метки времени для сообщений от USB HID устройств — это задача, требующая взаимодействия с низкоуровневыми компонентами системы, такими как драйверы и обработчики прерываний. Используя предложенные методы, вы сможете реализовать решение, соответствующее вашим требованиям. Помните, что работа с низкоуровневыми операциями может потребовать знаний о программировании на C и понимания архитектуры операционной системы.