树莓派4 Bookworm系统模拟键鼠遇BrokenPipeError问题求助

在运行Bookworm系统、Kernel 6.1.21版本的树莓派4上尝试模拟USB键盘和鼠标，已完成启动脚本与内核模块配置，但执行Python代码时出现错误：BrokenPipeError: [Errno 108] Cannot send after transport endpoint shutdown。现有可行案例多基于旧内核版本或针对Pi Zero，以下是适配Bookworm的排查方向与解决方案。

报错的Python代码 #

NULL_CHAR = chr(0)

# 键盘
def write_report(report):
    with open('/dev/hidg0', 'rb+') as fd:
        fd.write(report.encode())

write_report(NULL_CHAR*2+chr(6)+chr(7)+chr(8)+chr(9)+chr(10)+chr(11))
write_report(NULL_CHAR*8)

# 鼠标
def ms_write(report):
    with open("/dev/hidg1", "wb+") as fd:
        fd.write(report.encode())

ms_write(NULL_CHAR+chr(100)+NULL_CHAR)
ms_write(NULL_CHAR*3)

初始化bash脚本 #

#!/bin/bash

# 初始化设备，添加必要内核模块
set -e

reboot_required=0

# 确保使用支持OTG的dwc2 USB驱动
if ! grep "dtoverlay=dwc2" /boot/config.txt; then
  echo "dtoverlay=dwc2" >> /boot/config.txt
  reboot_required=1
fi

# 启用对应内核模块
if ! grep "dwc2" /etc/modules; then
  echo "dwc2" >> /etc/modules
  reboot_required=1
fi

if [ $reboot_required -eq 1 ]; then
  echo "请重启设备使初始化生效"
else
  echo "所有设置已完成"
fi

USB Gadget设置脚本 #

#!/bin/bash
set -e

modprobe libcomposite

cd /sys/kernel/config/usb_gadget/
mkdir -p pihid
cd pihid

echo 0x1d6b > idVendor # Linux Foundation
echo 0x0104 > idProduct # 多功能复合设备
echo 0x0100 > bcdDevice # v1.0.0
echo 0x0200 > bcdUSB # USB2

mkdir -p strings/0x409
echo "fedcba9876543210" > strings/0x409/serialnumber
echo "test" > strings/0x409/manufacturer
echo "PiHID" > strings/0x409/product
mkdir -p configs/c.1/strings/0x409
echo "Config 1: ECM network" > configs/c.1/strings/0x409/configuration
echo 250 > configs/c.1/MaxPower

# 添加键盘功能
mkdir -p functions/hid.usb0
echo 1 > functions/hid.usb0/protocol
echo 1 > functions/hid.usb0/subclass
echo 8 > functions/hid.usb0/report_length
echo -ne \\x05\\x01\\x09\\x06\\xa1\\x01\\x05\\x07\\x19\\xe0\\x29\\xe7\\x15\\x00\\x25\\x01\\x75\\x01\\x95\\x08\\x81\\x02\\x95\\x01\\x75\\x08\\x81\\x03\\x95\\x05\\x75\\x01\\x05\\x08\\x19\\x01\\x29\\x05\\x91\\x02\\x95\\x01\\x75\\x03\\x91\\x03\\x95\\x06\\x75\\x08\\x15\\x00\\x25\\x65\\x05\\x07\\x19\\x00\\x29\\x65\\x81\\x00\\xc0 > functions/hid.usb0/report_desc
ln -s functions/hid.usb0 configs/c.1/

# 添加鼠标功能
mkdir -p functions/hid.usb1
echo 2 > functions/hid.usb1/protocol
echo 2 > functions/hid.usb1/subclass
echo 8 > functions/hid.usb1/report_length
echo -ne \\x05\\x01\\x09\\x02\\xA1\\x01\\x09\\x01\\xA1\\x00\\x05\\x09\\x19\\x01\\x29\\x03\\x15\\x00\\x25\\x01\\x95\\x03\\x75\\x01\\x81\\x02\\x95\\x01\\x75\\x05\\x81\\x03\\x05\\x01\\x09\\x30\\x09\\x31\\x15\\x81\\x25\\x7F\\x75\\x08\\x95\\x02\\x81\\x06\\xC0\\xC0 > functions/hid.usb1/report_desc
ln -s functions/hid.usb1 configs/c.1/

ls /sys/class/udc > UDC

# chmod 777 /dev/hidg0
# chmod 777 /dev/hidg1

/etc/rc.local配置 #

# 鼠标模拟器配置
sudo /home/martinval/projects/hid/mouse_keyb.sh

sudo chmod -R 777 /dev/hidg0
sudo chmod -R 777 /dev/hidg1

排查方向与解决方案 #

1. 调整USB Gadget启动时机（关键） #

Bookworm采用systemd管理启动，rc.local执行过早，可能USB Gadget节点还未创建或初始化完成。建议将设置脚本改为systemd服务：

• 创建服务文件 /etc/systemd/system/hid-gadget.service：

  [Unit]
  Description=USB HID Gadget 初始化服务
  After=multi-user.target
  
  [Service]
  Type=oneshot
  ExecStart=/home/martinval/projects/hid/mouse_keyb.sh
  ExecStartPost=/bin/chmod 777 /dev/hidg0 /dev/hidg1
  RemainAfterExit=yes
  
  [Install]
  WantedBy=multi-user.target
  

• 启用并启动服务：

  sudo systemctl daemon-reload
  sudo systemctl enable --now hid-gadget.service
  

• 移除rc.local中的对应配置，避免重复执行。

2. 修复HID报告长度不匹配 #

设置脚本中鼠标的report_length设为8，但Python代码仅发送3字节报告，长度不匹配会导致传输端点异常：

• 方案一：修改设置脚本中鼠标的report_length为3：

  echo 3 > functions/hid.usb1/report_length
  

• 方案二：调整Python代码发送8字节鼠标报告：

  ms_write(NULL_CHAR*8)
  ms_write(NULL_CHAR*8)
  

3. 用udev规则自动设置权限 #

手动chmod时机不可靠，创建udev规则自动赋予权限：

• 创建文件 /etc/udev/rules.d/99-hidg.rules：

  SUBSYSTEM=="usb", KERNEL=="hidg[0-1]", MODE="0777"
  

• 重启udev服务：

  sudo udevadm control --reload-rules
  sudo udevadm trigger
  

4. 规范内核模块加载方式 #

Bookworm推荐用modules-load.d配置模块加载，替代/etc/modules：

• 创建文件 /etc/modules-load.d/hid-gadget.conf：

  dwc2
  libcomposite
  

• 移除/etc/modules中的dwc2条目。

5. 确认Pi4的OTG连接 #

树莓派4仅USB-C口支持OTG模式，确保将USB线连接到USB-C口，而非USB-A口，否则无法作为USB设备被识别。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者martinval