Linux USB主机与设备驱动详解：层次结构与关键技术

在Linux操作系统中，USB驱动是一个关键组件，分为从主机侧和设备侧两个视角进行理解。USB设备在Linux中的工作基于树形拓扑结构，由主机控制器（Host Controller）和USB设备控制器（UDC）主导。主机控制器作为通信协调者，只允许设备被动响应主机的请求，而非主动发送。 20.1节介绍了Linux中USB驱动的总体架构，将驱动划分为主机侧驱动和设备侧驱动，分别对应USB主机控制器驱动和USB设备驱动。USB主机控制器驱动位于底层，负责管理插入的USB设备，而USB设备驱动则控制设备与主机之间的交互。这一层次结构清晰地显示了如何通过USB核心层进行管理和协议处理，核心层承担着数据结构定义和协议处理的重要任务。 主机控制器驱动编写的关键在于理解和控制USB设备的行为，例如，识别新插入的设备、初始化设备并配置其通信参数。20.2节深入剖析了主机控制器驱动的结构，可能包含初始化函数、状态管理以及与硬件交互的接口。 另一方面，20.3节讲解了USB设备驱动的结构，重点在于设备请求块（Device Request Block，DRB）的处理过程。DRB用于描述设备向主机发送的请求，驱动需要解析这些请求，决定如何响应或转发给底层硬件。此外，还可能涉及设备驱动的骨架程序设计，即提供基础框架供开发者扩展。 20.4节提供了Linux设备驱动的具体实例，这有助于读者实践和理解驱动程序的编写，包括驱动的注册、初始化、事件处理以及错误处理等内容。这部分内容对于实际开发人员来说是非常实用的，因为它们展示了如何将理论知识转化为实际代码。 总结来说，Linux的USB驱动开发涉及硬件接口的理解、驱动程序的层次设计、协议处理和设备控制。通过学习这些章节，开发人员能够掌握如何编写既能有效管理USB设备又能高效响应主机请求的驱动程序，这对于构建兼容性良好且性能高效的嵌入式系统至关重要。