摘 要：本文介紹了windows2000作業系統下，符合wdm模式的usb驅動程式的體系結構及處理流程，並以乙個批量資料傳輸的例項詳細介紹了如何編寫usb驅動程式。
引言
usb是2023年康柏、微軟、ibm, dec等公司為了解決傳統匯流排的不足，而推出的一種序列匯流排標準。該匯流排已經逐漸成為現代資料傳輸的發展趨勢，被廣泛地應用於pc機及嵌入式系統上。
目前，雖然windows2000提供有多種通用的usb驅動程式，但並不滿足本嵌入式系統的設計需求，因此本系統採用w i n d o w s ddk(device driver kit)開發工具，自行開發了基於wdm模型的usb裝置功能驅動程式。
usb驅動程式
1.usb驅動程式體系結構
執行在核心態的usb驅動程式是基於win32驅動程式模型wdm(windows driver model）的，它採用分層驅動程式模型，由usb匯流排驅動程式和usb功能驅動程式兩部分組成，匯流排驅動程式由作業系統提供，使用者只需編寫相應的功能驅動程式即可。
2.處理流程
因為i/o管理器把每乙個裝置對使用者程式都抽象成檔案，所以使用者程式通過呼叫檔案操作api函式就可以實現與驅動程式中某個裝置的通訊。
使用者程式傳送的請求由i/o管理器轉換為具有不同主功能**的irp(i/o請求包）傳送給功能驅動程式。功能驅動程式接收該irp，在**例程中根據 irp中包含的具體操作**，構造相應的urb（usb請求塊，在ddk中有urb結構的定義），把它放到乙個新的irp中，並把這個新的irp傳遞給 usb匯流排驅動程式。usb匯流排驅動程式根據irp中所包含的urb執行相應操作，再將操作結果通過irp返還給功能驅動程式。功能驅動程式接收此 irp，將操作結果通過irp返還i/o管理器。最後，i/o管理器將此irp中的操作結果返回給應用程式。至此，應用程式對usb裝置的一次i/o操作完成，其處理流程如圖1所示。
3.應用例項
在本嵌人式系統中，硬體選用了philips公司生產的usb2.0高速介面器件isp1581，實現主機與嵌人式系統間的usb資料傳輸。
為了適應各種usb外設的需要，usb提供了四種不同的傳輸型別。這裡，為滿足嵌入式系統與主機間大量、可靠的資料交換要求，資料傳輸選用批量傳輸方式。
usb功能驅動程式的構成及實現
本功能驅動程式主要由四個模組組成：初始化模組、i/o模組、即插即用管理模組和電源管理模組。另外，還有乙個.inf檔案用於驅動程式的安裝。
★ 初始化模組
在初始化模組中，包括有每乙個裝置驅動程式都有的乙個初始化入口點：driverentry例程，每次裝置驅動程式啟動時該例程被系統自動呼叫，其最重要的功能是設定驅動程式對應於i/o請求的主功能**(majorfunction)的**例程。driverentry例程如下所示：
driverentry（in pdriver_object driverobject, …）
//驅動程式人口
初始化模組中還包括有create和close兩個例程，這是win32程式獲得和釋放裝置控制代碼的唯一途徑；adddevice例程在系統新增乙個裝置時被pnp管理器呼叫，其主要工作是建立並初始化裝置物件；driverunload例程在系統解除安裝硬體時使用，由i/o管理器呼叫，釋放所有資源。
★ i/o模組
i/o模組由讀寫例程read、write和裝置控制例程iocontrol構成。
· 讀寫例程
讀寫兩個例程用於實現批量資料傳輸。通過設定urb->urbbulkorinterrupttransfer. transferflags標誌位可以決定資料流向，因此將它們放在同乙個例程中。讀寫例程主要處理流程如下：
（1）呼叫iogetcurrentirpstacklocation()，獲得指向自身i/o堆疊單元的指標；
（2）使用構造巨集usbbuildinterruptorbulktransferrequest()，構造乙個urb_bulk_or_interrupt_transferurb型別的urb結構；
（3）呼叫iogetnextlrp stacklocation()獲得下一層驅動程式的i/o堆疊單元位置，並傳遞構造好的urb；
（4）呼叫iosetcompletionroutine()，將乙個i/o完成例程與irp關聯；
（5）呼叫iocalldriver() ，將請求傳遞給下層驅動程式處理。
· iocontrol例程
使用者程式使用deviceiocontrol函式傳遞乙個稱為i/o控制**(ioctl)的32位長度的引數，i/o管理器將ioctl放在irp 的 parameters.deviceiocontrol.iocontrolcode域中，在功能驅動程式中由iocontrol例程使用該引數確定應執行的功能。
ioctl值由ctl_code巨集生成，ctl_code巨集有四個巨集引數。在本驅動程式中定義了兩個ioctl,分別用於復位管道和向usb韌體傳送一次批量傳輸位元組數。iocontrol例程對這兩個ioctl的處理流程與上面的讀寫例程類似，這裡就不再贅述。
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