HPLIP、SANE、CUPS、p910nd

前言：
去年過年前後，打算用網樂通做個列印、掃描伺服器，最後失敗了，
一轉眼一年過了，
最近又打算起死回生，再來一次。
這次不鐵齒，看看OpenWRT上作法後，瞭解HPLIP、CUPS、p910nd後再開工，
於是就打算把這幾樣寫成心得。

介紹：

• HPLIP是HP針對HP掃描器、印表機提供的Linux OpenSource驅動程式組合包。
• SANE是Linux上的掃描器的軟體，裡面包含了網路掃描、掃描的前端軟體介面、掃描器驅動程式。
• CUPS、p910nd都是Linux上的列印伺服器，p910nd是non-spooling的列印伺服器，CUPS則是spooling伺服器。

簡單介紹結束，
接著先針對CUPS和p910nd描述其架構，
再介紹SANE架構，
最後描述HPLIP和它們間的關係。

p910nd與CUPS區別和兩者架構：

p910nd：
參考：
[Oleg/Lly/CDMA@wifi] p910nd 列印伺服器(無spool)

從參考的作者文中可以知道，
p910nd的安裝，主要2個步驟：

1. 確定Linux Kernel內USB Printer有支援
2. p910nd daemon有啟動，並指定Port、USB Printer的Device File

步驟完成，p910nd就會動了，而且p910nd需求極小，
幾乎沒有相依太多library就能動作。

再看看下面這個參考：
DD-WRT Printer Sharing

裡面描述了p910nd安裝外，也描述了Client端的安裝，
包括CUPS、Linux、Windows、MacOSX的安裝介紹。

簡單白話的說，
p910nd本身只是USB<->Socket的轉譯器，
它不負責印表機溝通，從Socket來的資料直接轉入USB當中，
因此所有印表機的溝通，列印資料的轉譯，都要由Client端負責，
印表機工作的排程，則要由印表機自己負責。

因此p910nd優點是library相依性低，也不需要複雜的額外工作，
至於Client端，
Windows直接有原廠的驅動程式，
Linux直接有CUPS搭配HPLIP就能達成，
MacOSX看起來也是有驅動程式，這部份我不熟。

CUPS：
直接看系統方塊圖(wiki)：

CUPS是一整套完整的列印伺服器程式，
裡面包含了使用者管理、列印語言轉譯、列印Queue、網路列印...等多個功能。

我們單從CUPS的系統方塊圖來看，
它前面提供了各種檔案格式的轉譯器，轉譯成PostScript，
中間能將PostScript轉譯成各種列印語言，像是PCL...等，
後面CUPS backend又能串接包括本機的USB、SerialPort...等，網路的IPP、網路芳鄰、AppleTalk...等網路介面。

因此可以知道它是非常龐大的列印系統，
從前端應用程式的檔案開始，就一路透過它層層處理，最後一樣透過它送到印表機上。

優點當然是系統功能完整，但缺點就是相依的library多，
程式的設定項目多比較複雜，
在小型系統上就比較不方便移植，
因此比較早期的OpenWRT、DD-WRT都只支援p910nd，

較新的版本則已經有提供cups，

自行移植則會遇到比較多的編譯問題，我自己最後編譯出來，執行後，網頁點幾下還是會segfault。

SANE：

SANE是Linux上最主要的掃描器解決方案，可能也是唯一的解決方案，

有支援Linux的掃描器，大概都是提供SANE的驅動程式。

SANE分前端(frontend)和後端(backend)，

SANE frontend主要提供給應用程式，送掃描動作給SANE；

SANE backend主要就是SANE介面界接掃描器的驅動程式。

SANE有提供一個特別的SANE frontend，叫做net，

它能讓SANE能透過網路接收SANE的掃描動作，達成網路控制掃描器掃描。

HPLIP：

前面提這麼多，原因是HPLIP相依的東西很多，

上述幾個是最關鍵的幾個。

參考：

HPLIP Technical Overview

直接看參考中的系統方塊圖：

拆開來看HPLIP各項元件，我們先只看掃描器部份，看hp-scan那個垂直的部份。

在HPLIP中，HP的掃描器是透過SANE支援的。

hp-scan：

hp-scan是HPLIP提供的掃描器工具程式，但hp-scan實際上是個SANE frontend，

就是透過SANE backend掃描。

libsane-hpaio：

HPLIP提供了libsane-hpaio這個SANE backend用的延伸library，

libsane-hpaio讓SANE backend透過它來操作HP掃描器，

我不很確定裡面有沒有包含驅動程式，或是否有包含部份的驅動程式，

但這個library非常重要，SANE需要靠它才能操作HP掃描器，

在SANE中，它被稱為hpaio的SANE backend。

hpmud：

HPLIP實際操作HP印表機、掃描器的I/O library，

所有的工作都透過這個library傳遞給USB或網路(網路印表機、網路掃描器時)，

它的下層，就是USB library或Socket，直接連結印表機、掃描器。

D-Bus：

掃描器這路看完後，我們來看D-BUS。

在HPLIP中，各個應用程式和元件間溝通都是透過D-BUS，

這些應用程式包括掃描器左邊那幾個小顆的，

包括hp-systray、hp-toolbox、hp-sendfax這幾個工具程式，

還有libsane-hpaio這個SANE backend。

這些元件和程式的溝通都透過D-Bus，

而D-Bus本身在HPLIP則是透過hp/hpfax backend管理。

關於D-Bus，這邊不多介紹，簡單的說，它是Linux上IPC的一種，

各應用程式可以透過D-Bus互相溝通，

典型的例子是，播放程式透過D-Bus提供出播放音樂的資訊，

Skype這類的通訊軟體透過D-Bus可以得到並顯示你正在播放的音樂資訊。

部份總結：

到目前為止，

先整理下HPLIP做了什麼？搞了哪些元件？要在小系統上編譯，需要編譯哪些東西？

1.

HPLIP最核心的I/O主要是hpmud，負責最終和硬體通訊

2.

HPLIP使用SANE做為掃描器核心，要能掃描，除了SANE要ok之外，

hpaio backend要確定ok，並有放置在SANE backend的目錄內

3.

hp-scan只是個SANE frontend，不用管它，用其他SANE程式效果一樣

4.

D-Bus在HPLIP是各程式的溝通平台，單純使用掃描功能，不用管它

5.

如果搭配p910nd，到目前為止的資訊已經足夠了，其他元件都只跟列印和CUPS相關

HPLIP與CUPS：

前面CUPS提到，CUPS架構很大，CUPS中間有許多轉譯器提供各種轉譯，

HPLIP針對CUPS實做了hpcups、hpcupsfax...等幾個轉譯器，

接收了從CUPS收到的列印資料(應該是PostScript)後，

透過這些轉譯器轉譯，送給hp/hpfax backend，再透過hpmud送到印表機。

這裡我比較不清楚的地方是，

轉譯器轉譯後，是直接在轉譯器內送到hp/hpfax backend，

還是轉譯器轉譯後，回到CUPS，再由CUPS送到hp/hpfax backend進行列印，

這是圖上沒有表示的部份。