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title: Capítulo 25. Modo de dispositivo USB/USB OTG
part: Parte III. Administração do Sistema
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[[usb-device-mode]]
= Modo de dispositivo USB/USB OTG
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[[usb-device-mode-synopsis]]
== Sinopse
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 [.filename]#usb_template.ko# se o host USB já estiver conectado ao soquete USB OTG .
Depois de ler este capítulo, você saberá:
* Como configurar a funcionalidade do modo de dispositivo USB no FreeBSD.
* Como configurar a porta serial virtual no FreeBSD.
* Como se conectar à porta serial virtual de vários sistemas operacionais.
* Como configurar o FreeBSD para fornecer uma interface de rede virtual USB.
* Como configurar o FreeBSD para fornecer um dispositivo virtual de armazenamento USB.
[[usb-device-mode-terminals]]
== Portas Seriais Virtuais USB
=== Configurando Portas Seriais do Modo de Dispositivo 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 [.filename]#/etc/ttys#:
[.programlisting]
....
ttyU0 "/usr/libexec/getty 3wire" vt100 onifconsole secure
ttyU1 "/usr/libexec/getty 3wire" vt100 onifconsole secure
....
Então adicione estas linhas ao arquivo [.filename]#/etc/devd.conf#:
[.programlisting]
....
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:
[source,shell]
....
# 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 [.filename]#/boot/loader.conf#, criando-o se ele ainda não existir:
[source,shell]
....
umodem_load="YES"
hw.usb.template=3
....
Para carregar o módulo e definir o modelo sem reiniciar, use:
[source,shell]
....
# kldload umodem
# sysctl hw.usb.template=3
....
=== Conectando-se às portas seriais do modo de dispositivo USB a partir do FreeBSD
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:
[source,shell]
....
# cu -l /dev/ttyU0
....
Depois de pressionar a tecla kbd:[Enter] algumas vezes, você verá um prompt de login.
=== Conectando-se às Portas Seriais do Modo de Dispositivo USB a partir do Mac OS(R)
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:
[source,shell]
....
# cu -l /dev/cu.usbmodemFreeBSD1
....
=== Conectando-se às portas seriais do modo de dispositivo USB a partir do Linux
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:
[source,shell]
....
# minicom -D /dev/ttyACM0
....
=== Conectando-se às portas seriais do modo de dispositivo USB a partir do Microsoft Windows 10
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.
[[usb-device-mode-network]]
== Interfaces de rede do modo de dispositivo USB
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 [.filename]#/boot/loader.conf#, criando-o se ele ainda não existir:
[.programlisting]
....
if_cdce_load="YES"
hw.usb.template=1
....
Para carregar o módulo e definir o modelo sem reiniciar, use:
[source,shell]
....
# kldload if_cdce
# sysctl hw.usb.template=1
....
[[usb-device-mode-storage]]
== Dispositivo de armazenamento virtual USB
[NOTE]
====
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.
=== Configurando o target de armazenamento em massa USB usando o script de inicialização cfumass
A maneira mais simples de configurar um target de armazenamento USB somente de leitura é usar o script rc [.filename]#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 [.filename]#/etc/rc.conf# :
[.programlisting]
....
cfumass_enable="YES"
....
Para fazer valer a configuração sem reiniciar, execute este comando:
[source,shell]
....
# service cfumass start
....
Diferentemente da funcionalidade serial e de rede, o modelo não deve ser definido como 0 ou 10 no [.filename]#/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.
=== Configurando o armazenamento em massa USB usando outros meios
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 [.filename]#cfumass.ko# seja carregado. O módulo pode ser carregado manualmente:
[source,shell]
....
# kldload cfumass
....
Se o [.filename]#cfumass.ko# não foi compilado estaticamente no kernel, o [.filename]#/boot/loader.conf# pode ser configurado para carregar o módulo na inicialização:
[.programlisting]
....
cfumass_load="YES"
....
Um LUN pode ser criado sem o daemon man:ctld[8]:
[source,shell]
....
# ctladm create -b block -o file=/data/target0
....
Isto apresenta o conteúdo do arquivo de imagem [.filename]#/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 [.filename]#/etc/rc.local#.
O man:ctld[8] também pode ser usado para gerenciar LUNs. Crie [.filename]#/etc/ctl.conf#, adicione uma linha ao [.filename]#/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 [.filename]#/etc/ctl.conf# simple. Consulte man:ctl.conf[5] para obter uma descrição mais completa das opções.
[.programlisting]
....
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 [.filename]#/etc/rc.conf#:
[.programlisting]
....
ctld_enable="YES"
....
Para iniciar o man:ctld[8] agora, execute este comando:
[source,shell]
....
# service ctld start
....
Quando o daemon man:ctld[8] é iniciado, ele lê o [.filename]#/etc/ctl.conf#. Se esse arquivo for editado depois que o daemon iniciar, recarregue as alterações para que elas entrem em vigor imediatamente:
[source,shell]
....
# service ctld reload
....