[国嵌攻略][164][USB驱动程序设计]

Posted 2020-06-25 盛夏夜

USB驱动模型

1.USB host controller driver(主控器驱动)：为USB主控制器提供驱动程序

2.USB core(USB核心)：连接USB主控制器驱动和USB设备驱动

3.USB client driver：为USB外部设备提供驱动程序

 

USB设备模型

device(设备)->config(配置)->interface(接口)->endpoint(端点)，构成了USB设备的四个层次。一个usb driver(驱动)对应的是一个interface(接口)。一个接口对应一个基本功能。

 

在Linux内核中，使用struct usb_driver结构描述一个usb驱动。

struct usb_driver{

const char *name;   //驱动设备名

int (*)probe(struct usb_interface *intf, const struct usb_device_id *id);   //当USB核心发现了该驱动能够处理USB接口时，调用该函数

void (*disconnect)(struct usb_interface *intf);   //当相应的USB接口被移除时，调用该函数

const struct usb_device_id *id_table;   //USB驱动能够处理的设备列表

};

 

URB通讯模式

主机向设备发出请求，然后设备响应请求。发起请求的源是usb client driver，然后提供给usb core,接着传给usb host controller driver,最后通过主控制器发给usb设备。主控器收到响应后按原路返回，交给usb client driver。USB请求是通过内核中的URB来描述的。

 

USB请求块(USB request block-URB)是USB设备驱动中用来与USB设备通信所用的基本载体和核心数据结构，非常类似于网络设备驱动中的sk_buff结构体，是USB主机与设备通信的电波。

 

URB使用方法

1.USB设备驱动程序创建并初始化一个访问特定端口的urb，并提交给USB core

2.USB core提交该urb到USB主控制器驱动程序。

3.USB主控器驱动程序根据该urb描述信息，来访问USB设备。

4.当设备访问结束后，USB主控制器驱动程序按原来返回，通过usb core来通知USB设备驱动程序。

 

1.创建URB

struct urb *usb_alloc_urb(int iso_packets, gfp_t mem_flags)

参数：

iso_packets:urb所包含的等时数据包个数

mem_flags:内存分配标识(如GFP_KERNEL)，参考kmalloc

 

2.初始化URB

对于中断urb，使用usb_fill_int_urb函数来初始化

对于批量urb，使用usb_fill_bulk_urb函数来初始化

对于控制urb，使用usb_fill_control_urb函数来初始化

对于等时urb，只能手动初始化urb

 

static inline void usb_fill_int_urb(

struct urb *urb,   //待初始化的urb

struct usb_device *dev,   //urb所要访问的设备

unsigned int pipe,   //要访问的端点所对应的管道

void *transfer_buffer,   //保存传输数据的buffer

int buffer_length,   //buffer长度

usb_complete_t complete_fn,   //urb完成时调用的函数

void *context,   //赋值到urb->context的数据

int interval   //urb被调度的时间间隔

)

 

3.提交URB

在完成urb的创建和初始化后，USB驱动需要将urb提交给USB核心。

int usb_submit_urb(struct urb *urb, gfp_t mem_flags)

参数：

urb:要提交的urb指针

mem_flags:内存分配标识(如GFP_KERNERL)，参考kmalloc

URB被提交到USB核心后，USB核心指定usb主控制器驱动程序来处理该urb。处理完成之后，urb完成函数将被调用。

 

HID协议

HID(Human Interface Device)是属于人机交互的设备。如USB鼠标，USB键盘，USB游戏操纵杆等。这类设备必须遵循HID设计规范。

 

HID设备如何把数据报给主机

设备通过4个字符的报告描述符把数据回传给主机