USB学习笔记-Linux中的USB驱动分析.pdf

Linux中的USB驱动是操作系统与USB设备之间交互的关键部分，它负责管理和处理USB设备的各种操作。在深入理解USB驱动之前，我们需要了解一些基本概念和结构体。以下是对这些内容的详细解释： 1. 结构体： 在Linux内核中，USB驱动涉及到多个关键结构体，它们定义了USB设备的不同组件和属性。例如： - `struct usb_host_endpoint` 表示USB设备上的一个端点（endpoint）。`desc`字段存储了端点描述符，包含了端点的地址、类型和最大包大小等信息。`urb_list`则链接了与该端点相关的URB（USB请求块）。 - `struct usb_endpoint_descriptor` 描述了端点的特性，如传输方向（通过`bEndpointAddress`的最高位判断）、传输类型（通过`bmAttributes`确定）以及中断间隔（对于interrupt类型端点的`bInterval`）。 - `struct usb_interface` 代表USB接口，包含当前使用的交替设置（altsetting）和端点数组。`dev`字段指向下层的设备结构体。 - `struct usb_host_interface` 包含接口描述符和端点数组。`desc`字段包含了接口的基本信息，如接口号、类、子类等。 2. 端点（Endpoint）： 端点是USB设备进行数据传输的逻辑通道。每个设备可以有多个端点，每个端点有自己的地址和传输类型（control, isochronous, bulk, interrupt）。`bEndpointAddress`用于标识端点的地址，其中最高位0表示输出（device to host），1表示输入（host to device）。`bmAttributes`定义端点的传输类型，例如，USB鼠标驱动通常使用interrupt类型端点来发送中断请求，其`bInterval`字段定义了中断事件的频率。 3. 接口（Interface）： USB设备可能包含一个或多个接口，每个接口可以有零个或多个交替设置（altsetting），这些设置定义了不同的功能配置。`struct usb_host_interface`中的`endpoint`字段存储了接口所关联的端点数组。 4. USB设备（Device）： `struct usb_device`代表整个USB设备，包含了设备号（devnum）、设备路径（devpath）以及设备的状态（state）。它还包含了一个接口列表，表示设备提供的所有功能。 在编写或分析USB驱动时，理解这些结构体及其关系至关重要。通过遍历和解析这些结构体，驱动程序能够识别设备的配置、接口和端点，进而实现数据的正确传输和设备的控制。 当开发USB驱动时，通常会遵循以下步骤： 1. 设备枚举：系统检测到新插入的USB设备后，会调用相应的枚举函数，初始化`struct usb_device`。 2. 配置选择：驱动程序会选择合适的配置和接口，设置`struct usb_host_interface`中的`cur_altsetting`。 3. 端点分配：根据接口和端点描述符，驱动程序为每个端点分配资源，并准备URB。 4. 数据传输：通过URB提交读写请求，利用`urb_list`管理数据传输。 5. 中断处理：对于interrupt类型的端点，驱动程序需处理中断事件，定时检查`bInterval`。 6. 错误处理：捕获并处理传输错误，确保系统的稳定性和可靠性。 Linux中的USB驱动涉及多个层次的结构体和数据交换，理解这些概念有助于我们编写高效的驱动代码，正确地与各种USB设备进行通信。通过深入学习和实践，开发者可以更好地驾驭USB设备，提升系统对USB设备的支持能力。