USB设备初始化与信号路径解析

"本文主要介绍了在Linux环境下USB设备的初始化过程和USB设备、配置、接口、设置以及端点之间的关系，基于Linux内核版本2.6.35.3。" 在USB设备驱动架构中，当一个USB设备插入系统时，会经历一系列的初始化步骤来建立信号路径。这个过程主要包括以下几个关键环节： 1. **USB初始化**：当USB设备连接到主机后，驱动程序开始参与工作。首先，hub_driver被注册，这使得系统能够识别并处理USB集线器设备。 2. **hub_driver注册**：在这个阶段，hub_driver的注册是通过特定的机制完成的，确保系统知道如何与USB集线器进行通信。 3. **hub_probe()调用**：一旦hub_driver被成功注册，系统会尝试匹配到新插入的设备，并调用hub_probe()函数。这个函数负责初始化和验证设备是否是一个有效的USB集线器。 4. **hub_configure()配置**：在匹配和验证成功后，hubConfigure()函数被调用，用于配置USB集线器，包括设置设备的电源管理、端口状态检测等。 5. **填充中断URB（USB Request Block）**：URB是USB设备与主机之间数据传输的基本单位。在这个阶段，会填充中断URB，设置总线访问周期、回调函数等信息，以便于主机定期检查hub的状态变化。 6. **提交中断URB**：最后，中断URB被提交给USB主机控制器（HCD），这样主机就会按照设定的周期查询hub的状态，接收设备的中断信号，实现与设备的交互。 在理解USB设备的工作流程时，了解USB设备、配置、接口、设置和端点的关系至关重要： - **USB设备**：是最高级别的实体，可能包含一个或多个配置。 - **配置**：每个USB设备可以有多个配置，每个配置定义了设备的不同工作模式。 - **接口**：每个配置可以包含一个或多个接口，接口代表了设备的不同功能。 - **设置**：每个接口可以有多个设置，设置决定了接口的具体工作参数，如传输速率等。 - **端点**：是设备进行数据传输的实际通道，每个设置通常包含一个或多个端点，分为输入（IN）和输出（OUT）端点，且端点的传输类型（控制、批量、中断、等时）由其属性字段决定。 在Linux内核中，这些结构通过特定的数据结构如`usb_device_descriptor`、`usb_config_descriptor`、`usb_interface_descriptor`和`usb_endpoint_descriptor`来表示。例如，`bEndpointAddress`字段确定端点的方向，而`bmAttributes`字段则定义了端点的传输类型。每个端点维护一个urb_list，用于存储和管理与该端点相关的URB，主机控制器在接收到URB后会将其添加到对应的urb队列中。 USB设备的初始化过程涉及驱动程序的注册、设备探测、配置以及中断处理机制的设置，同时，理解设备、配置、接口、设置和端点之间的层次关系对于有效地开发和调试USB驱动程序至关重要。