Linux EHCI Host Controller深入解析

"USB Host Controller EHCI 详解及Linux EHCI驱动" USB Host Controller EHCI (Enhanced Host Controller Interface) 是USB 2.0规范中定义的一种高速主机控制器接口。EHCI设计的目标是提供高效率的USB 2.0设备管理，支持全速和高速设备，并与旧版的USB 1.1兼容。它通过引入队列元素传输描述符（Queue Element Transfer Descriptor, qtd）等数据结构，实现了复杂的事务处理和数据传输。 在EHCI中，数据结构的设计非常关键，它们构成了控制器操作的基础。所有的结构体都以相同的方式开始，即一个32位的Word0，包含了NextLinkPointer、Type和Terminate标志。这样的设计允许通过统一的方式处理不同类型的结构，同时可以通过Type字段识别具体的结构类型，例如qtd、itd、qh或sitd。 1.1 Queue Element Transfer Descriptor (qtd) qtd是用来描述数据传输的组件，它用于中断（intr）、批量（bulk）和控制（control）类型的传输。qtd包含了以下信息： - 数据源：C_Page, CurrentOffset, BufferPointer 指示了HC从何处获取数据。 - 数据长度：TotalBytesToTransfer 表示要传输的数据量。 - 状态和结果信息：status 包含了传输的状态和结果。 - 中断标志：IOC (Interrupt On Completion) 指示传输完成后是否应产生中断。 - 令牌包：PIDCode（Packet Identifier Code）指明使用何种令牌包（IN, OUT 或 SETUP）进行数据传输。 在Linux EHCI驱动中，qtd被实现为一个结构体，包含了以上所述的各种字段，以供驱动程序使用，处理USB设备的数据交换。 1.2 Queue Head (qh) qh是与qtd相关的另一种重要结构，用于组织和调度传输。它是一个指向多个qtd的链表，控制特定端点的传输顺序。qh中还包含了关于端点特性的信息，如最大包大小和传输间隔。 Linux EHCI驱动通过维护和更新这些数据结构，与硬件交互，处理USB设备的连接、枚举、传输请求和错误恢复。驱动程序负责创建和初始化qtd和qh，将它们插入到适当的硬件队列中，然后由EHCI控制器执行实际的数据传输。 总结来说，USB Host Controller EHCI是USB 2.0高速通信的核心，其高效的数据结构设计和Linux驱动程序的实现，确保了系统能够灵活地管理和调度USB设备的通信，从而提供高性能的USB接口。了解和掌握这些概念对于理解和调试USB相关的软件问题至关重要。