深入解析Linux EHCI主机控制器

"Linux那些事儿之我是EHCI主机控制器" 在Linux操作系统中，EHCI（Enhanced Host Controller Interface）是USB 2.0高速主机控制器接口的实现，它专门用于处理USB 2.0规范中的高速传输。EHCI设计的目标是为了提高USB传输速率，尤其是在连接高速设备时，如USB闪存驱动器、打印机和其他高速外设。 引子部分提到，本文旨在解析Linux内核中的EHCI主机控制器相关的代码和工作原理。作者指出，虽然EHCI主要处理高速传输，但因为USB 2.0标准同时包含了低速和全速设备，所以在实际应用中，EHCI通常与UHCI或OHCI（分别为USB 1.1的主机控制器接口）配合工作，以支持所有类型的USB设备。 在接口体系部分，EHCI的架构设计是基于PCI（Peripheral Component Interconnect）总线的，因此它的初始化和探测过程涉及`pcimatch`和`probe`两个关键步骤。`pcimatch`函数负责匹配PCI设备标识，确保识别到的是EHCI控制器。而`probe`函数则在匹配成功后，进行设备初始化，包括配置寄存器、分配内存资源等，使得EHCI能够准备就绪，处理USB高速传输任务。 数据结构方面，EHCI驱动程序和设备的交互依赖于一系列内核数据结构，这些结构用于跟踪设备状态、队列头部描述符（QH）、事务传输器（TT）、中断请求队列（ITD）等，它们是实现USB传输控制的核心。 在USB 2.0标准中，EHCI仅处理高速设备，但为了兼容低速和全速设备，存在以下两种情况： 1. 当低速或全速设备插入根集线器（Root Hub）端口时，这些设备将由同伴控制器（如UHCI或OHCI）检测和管理。这是因为根集线器的每个端口都直接连接到主机控制器，所以必须有额外的控制器处理非高速设备。 2. 如果低速或全速设备插入USB 2.0 hub（非根集线器），EHCI会使用split transactions和transaction translation（TT）技术来支持这些设备的通信。 在处理设备插入时，一个关键步骤是路由决定，即确定哪个控制器应该处理新插入的设备。对于根集线器端口，系统会根据设备的速度自动分配给合适的控制器。对于USB hub，EHCI会进行更复杂的处理，包括split transactions来适应低速和全速设备的通信限制。 文章的后续部分可能涉及EHCI驱动的具体实现细节、错误处理、中断管理和性能优化等内容。这些深入的讨论有助于理解Linux内核如何有效地管理USB高速设备，以及如何通过EHCI接口实现高效、可靠的USB传输。由于篇幅限制，这里仅提供了概述，实际内容会包含更多关于EHCI操作的具体代码分析和功能解释。