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Linux内核USB驱动架构：USB设备驱动架构.pdf

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39页

介绍Linux 内核中USB 驱动的框架，图文并茂，设备的加载流程等等。

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USB 设备驱动架构

LK 版本：2.6.35.3

2013 年 1 月 14 日

 任务目标：

分析整理插入一个 USB 设备的处理过程。

 USB 设备、配置、接口、设置以及端点的五者关系图：

一个 USB 设备对应有一个或多个配置;

一个配置对应一个或多个的 USB 接口;

一个 USB接口又具有一个或多个的设置；

一个设置又会拥有一个或多个的 USB 端点。

五者关系图如下：

usb_device{}

设备

.descriptor

*config

......

usb_host_config{}[]

......

usb_host_config{}

.desc

......

*interface[]

usb_interface{}[]

......

usb_interface{}

*altsetting

*cur_altsetting

.num_altsetting

......

usb_host_interface{}[]

......

usb_host_interface{}

*endpoint

.desc

......

usb_host_endpoint{}[]

......

usb_host_endpoint{}

.desc

......

一个配置

一个接口

一个设置

一个端点

.urb_list

usb_device_descriptor{}

配置描述符

usb_config_descriptor{}

usb_interface_descriptor{}

接口描述符

usb_endpoint_descriptor{}

端点描述符

1.定义这个端点的数据输入/输出方向

由.bEndpointAddress 的 bit7 决定，0

为输出，1 为输入。

2.至于如何判断是中断、等时、控制或

批量传输的类型：可根据.bmAttributes

的 bit1 和 bit0 决定，00 表示控制传输，

01 表示等时传输，10 表示批量传输，

11 表示中断传输

*ep_in[]

*ep_out[]

.bNumConfigurations

设备描述符

USB_MAXINTERFACES

.bNumEndpoints

.bEndpointAddress

.bmAttributes

1.每个端点拥有一个 urb_list

2.urb 的数据从端点进行收发

3.HCD 每收到一个 urb，就

会将它添加到这个 urb 指定

的 urb 队列中，例：

list_add_tail(&urb->urb_list,

&urb->ep->urb_list)

usb_host_endpoint{}*[]

......

usb_host_endpoint*{}[]

......

多个配置

多个接口

多个设置

多个端点

指向

#define USB_DIR_OUT 0

#define USB_ENDPOINT_DIR_MASK 0x80

static inline int usb_endpoint_dir_out(const struct usb_endpoint_descriptor *epd)

{

return ((epd->bEndpointAddress & USB_ENDPOINT_DIR_MASK) == USB_DIR_OUT);

}

void usb_enable_endpoint(struct usb_device *dev, struct usb_host_endpoint *ep,...)

{

int is_out = usb_endpoint_dir_out(&ep->desc);

......

if (is_out || is_control)

dev->ep_out[epnum] = ep;

if (!is_out || is_control)

dev->ep_in[epnum] = ep;

}

 ep_in、ep_out 的来源：

 成员变量及意义解说：

struct usb_device_descriptor {

__u8 bLength;

__u8 bDescriptorType;

__le16 bcdUSB;

__u8 bDeviceClass;

__u8 bDeviceSubClass;

__u8 bDeviceProtocol;

__u8 bMaxPacketSize0;

__le16 idVendor;

__le16 idProduct;

__u8 bNumConfigurations;

......

}

usb_device_descriptor{}

.bLength

.bDescriptorType

.bDeviceClass

.bDeviceSubClass

.bDeviceProtocol

.bMaxPacketSize0

.idVendor

.idProduct

......

设备描述符

usb_config_descriptor{}

配置描述符

.bLength

.bDescriptorType

.bNumInterfaces

.bConfigurationValue

.iConfiguration

.bmAttributes

.bMaxPower

接口描述符

usb_interface_descriptor{}

.bLength

.bDescriptorType

.bInterfaceNumber

.bAlternateSetting

.bNumEndpoints

.bInterfaceClass

.bInterfaceSubClass

.bInterfaceProtocol

.iInterface

端点描述符

usb_endpoint_descriptor{}

.bLength

.bDescriptorType

.bEndpointAddress

.bmAttributes

.wMaxPacketSize

.bInterval

.bRefresh

.bSynchAddress

字符串描述符

usb_string_descriptor{}

.bLength

.bDescriptorType

.wData[1]

集线器类例子：

bLength：描述符的长度 #define USB_DT_DEVICE_SIZE 18;

bDescriptorType：值为 USB_DT_DEVICE：0x01

bcdUSB：USB spec 的版本号，如果是 2.0 版本，值为 0x0200，如是 1.1 版本，则值

为 0x0110。

bDeviceClass

bDeviceSubClass

bDeviceProtocol

idVendor

idProduct

bMaxPacketSize0：端点 0 一次可以处理的最大字节数。

Q:为什么要放在设备描述符里呢？

A:由于它自己没有一个描述符，而每个设备又都有这么一个端点

所以这个信息被保存在了设备描述符里，其中，这个值只能是

8,16，32 或 64 这四者之一，高速模式值只能为 64，低速模式

只能为 8，对于中速，可以为 8，16，32，64，单位字节。

bNumConfigurations：设备当前速度模式下支持的配置数量

分别指每个设备属于一个 Class，然后 Class 下面又分了

SubClass，SubClass 下面又按各种设备遵循的不同的通

信协议继续细分

设备的厂商和 ID 号，在 USB 设备与驱动匹配时会用

到此成员参数

包括两份：一份来自 USB 接口驱动中的 module.usbmap 文件中，另

一份在 USB 外设中由枚举时获取。

设备类代码及例子请见下表

剩余38页未读，继续阅读

s418358827

2021-11-29

很不错，分析的比较详细，框图也画的好

Alex.Ke

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