使用 AI 逆向工程硬體驅動

在母親過世後，我得到了一大盒舊電影負片，裡面有童年家庭旅行等照片。因此我決定購買一臺負片掃描器，發現 Plustek 8200i 在 Linux 上受支援，於是買下來。但後來發現掃描器的晶片已改為 Linux 不再支援的型號。於是我利用 Claude 程式碼為我的部分硬體製作 Linux 設定工具，例如我的 Dell Camera controller app，所以我想也許 Claude 能幫我得到一個可用的 SANE 驅動。結果我基本上卡住了很久，最終甚至放棄了這個專案好幾個月。

然後我看到一則來自 Tom Crider（又名 Glorious Eggroll）的 X 上的貼文，說他利用 AI 工具修復了一個滑鼠驅動。他大致說明瞭如何設定 AI 代理擁有 Windows 例項的完整控制權，以捕捉修復驅動所需的資料。於是我將他的推文貼進 Claude，請它幫我設定一臺 Windows 虛擬機器，做跟 Tom 為掃描器所做的相同操作。我覺得能在 Windows 上執行掃描並同時捕捉 USB 資料的組合效果驚人，結合 Claude 程式碼的改進，差距顯著。幾小時內，我就完成了首個在 Linux 上可運作的掃描，雖有些品質問題，但 100% 可辨識為負片中的影像。幾天後，我擁有了幾乎完美的驅動程式，甚至支援紅外線掃描已準備就緒，卻發現從我放棄到再次嘗試之間，已有人提交程式碼至 SANE 以支援該掃描器……偶爾會發生這種事。我還利用 Claude 撰寫了一個負片掃描應用程式，命名為 Negative Vibes，覺得這個名字很可愛。

總之，在掃描器專案成功後，我想或許可以用這個方法最終解決筆電上 MIPI 相機支援的最後問題。於是我告訴 Claude 重新使用我已建立的 harness，嘗試透過更新 kernel 驅動與 libcamera 來修復筆電上的 MIPI 相機。我在早上開始這個工作，傍晚時分已經有情況大幅改善，kernel 與 libcamera 的補丁已準備好。

於是我覺得把這件事分享給全世界可能很有價值，雖然任何人都可以從頭開始，但我還請 Claude 讓 harness 成為通用並加以檔案化，方便其他想在自己硬體上嘗試的人更輕鬆。為未檔案化硬體寫驅動一直很繁瑣。你需要捕捉匯流排流量、凝視十六進位轉儲，並推測每個暫存器或控制傳輸的功能。然後你會逐一測試，通常需要數週。雖然概念上並不困難，但需要大量耐心與技巧。

這類工作非常適合 AI 模型。它能閱讀數千行 USB 捕捉資料，注意到序列重複但有一個位元改變，並提出該位元的意義。它能寫測試以確認，並不會感到無聊。人類仍決定要構建什麼並檢查它在實際硬體上是否運作，但整個繁瑣過程大幅縮短。

hw-harness

請注意，我在當時的專案中並未以此形式使用 hw-harness，因為那時基本上是客製化程式碼，所以此專案嘗試將 harness 做得更通用且可分享，來自我在工作時使用的指令碼。hw-harness 的目的是協助您的 Claude 或 Codex 會話：

1. 記錄參考會話。將供應商的 Windows 驅動程式執行於 KVM 虛擬機器中，並將實體裝置直通至客戶端。
\n2. 從 VM 外捕獲。使用 usbmon 在 Linux 主機上記錄流量。它位於直通層以下，客戶端無法看到。
\n3. 在 Linux 上以您自己的驅動程式重複相同操作，並以相同方式捕獲。
\n4. 比對兩個追蹤。兩者皆來自同一儀器，直接可比較。差異即為您的驅動程式錯誤清單。

對於沒有可供監控的匯流排的裝置，例如內部 MIPI 相機，harness 會改用 Windows 端檢查。這表示 INF 檔、登錄檔資料、ACPI 表格以及裝置屬性。

這種做法應該沒問題，因為它並不依賴複製任何程式碼，而是觀察硬體行為，並僅從 Windows 驅動程式中擷取設定資料，因此新驅動程式中的每個常數都可追溯到已記錄的內容。

因此，對於感興趣的人，我提供了三個簡短的專案說明以及所需的內容。

Project 1: a SANE backend for the Plustek OpticFilm 8200i

比較兩個可用驅動程式的輸出。

第一個專案是為更新版 Plustek OpticFilm 8200i 開發的 SANE 後端。它使用 Genesys GL128 控制器（USB 07b3:1825），當時沒有 Linux 支援。相同型號的舊款使用 GL845，已被 SANE 處理。

後端支援：

彩色、灰階、紅外線以及彩色+紅外線模式
解析度從 300 到 7200 dpi，每通道 8 或 16 位元
從紅外通道移除灰塵與刮痕
用於濃密負片的曝光倍數

它以 Fedora RPM 形式打包，每次推送時自動構建。我主要使用自己的 Negative Vibes 應用程式進行測試，因為 Linux 上負片掃描的選項並不多。

Upstream SANE’s genesys backend also gained support for this scanner in September 2026, so I compared the two. Both resolve the same fine detail at 3600 dpi. Mine is faster at full resolution (34.6 s against 54.4 s) and supports infrared dust removal. Upstream offers more resolution steps. The webpage has an interactive side-by-side comparison you can check out. These are single-unit, single-frame results, so treat them as one data point. Check out the interactive page I made showing the current state of the two drivers, hopefully the discoveries I made can be used by the SANE project to fix some smaller items in the upstream driver. Anyway, I put this project up more as a proof of concept due to that since I expect everyone including myself will use the upstream driver once it reaches parity with this one.

Project 2: Negative Vibes

完成負片全掃描，包括影像的紅外線清潔。

僅有驅動程式並不多大用處，若掃描負片仍然痛苦，我就開發了 Negative Vibes。它是一款 GNOME 應用程式，使用 Rust 編寫，可在任何支援膠卷的 SANE 掃描器上掃描彩色與黑白負片與幻燈片。

掃描保持與掃描器交付的一致：16 位、線性、含紅外平面。其餘皆為非破壞性設定堆疊，可調整外觀並再次匯出。內容包括：

密度空間負反轉，配合膠片底材與染料互相干擾校正
全幅設定，並可為每一幀覆寫
紅外與軟體除塵
透過 ArgyllCMS 進行 IT8 校正
匯出至 TIFF、JPEG、PNG 與 DNG，並附帶 ICC 配置檔與 metadata

它以 Flatpak 形式釋出，內含掃描器後端。目前已於 8200i 上測試。目標是支援 SANE 所支援的任何膠片掃描器。為此，SANE 需要一個標準方式來公開紅外通道，但目前尚未具備。

Project 3: 修正我 ThinkPad 上的 MIPI 相機

顯示修正前後的 MIPI 輸出。顏色比實際更好，因為我在會議結束時坐在相對昏暗的房間裡。

我的 Lenovo ThinkPad X1 Carbon Gen 14（Aura Edition）內的相機使用 Sony IMX471 感測器搭配 Intel IPU7。於 Linux 下產生暗影影像，重度暗角與明顯的黃綠色調。mipi‑fixes‑x1‑aura 收錄了修正。此修正僅適用於此筆電，故並非大型套件專案；但我已將核心補丁送交 Kate Hsuan，libcamera 的補丁亦正由 Wim Taymans 審核，以供提交至 Libcamera。

核心 (IMX471 驅動)：

裁切選擇錯誤在儲存裁切矩形前回傳錯誤，導致 libcamera 預設使用整個畫素陣列。
測試圖案暫存器被宣告為錯誤的寬度。
模擬增益上限太低，造成約 1.8 步的靈敏度損失。

libcamera 軟體 ISP：

鏡頭陰影校正完全缺失，導致角落約 2.7 步較暗。
白平衡統計以感測器本機位元深度相對 8 位元黑電平進行相加，導致白平衡失衡，修正適用於任何 RAW10/RAW12 感測器。

在受控低光測試中，畫面亮度從 31.1 提升至 90.9。紅/綠與藍/綠比例從 0.890 與 0.672 變為 1.047 與 0.823，接近 USB 網路攝影機參考。藍色仍在低光下短缺約 17%，我歸因於灰世界白平衡。Fedora 44 RPM 版已在釋出頁面。

我學到的

參考擷取是重要的一步。讓 AI 將已知良好紀錄與失敗紀錄比較，能將模糊的「它不工作」轉化為具體差異清單。例如，對於 MIPI 相機，同時連線 USB 相機讓 Claude 能比較兩次擷取，這是關鍵。
AI 在繁瑣工作上表現優秀，涵蓋擷取解碼、撰寫探測器與交叉檢查常數。仍需我親手持有實體硬體。
實體硬體才是唯一裁判。上述所有說法均已在實際掃描器或筆電上驗證。

若你擁有無 Linux 驅動的硬體，請嘗試 hw‑harness。再次感謝 Glorious Eggroll 的啟發。

備註：我並未宣稱我的掃描或 MIPI 相機現在已完美，但掃描器能產出相當不錯的掃描，MIPI 相機也比以前好很多。隨著時間，我相信我們能進一步調整與打磨，但我很高興它讓我能在缺乏深入知識的情況下取得進展。

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