linux usb驅動框架分析（一）
初次接觸與os相關的裝置驅動編寫，感覺還挺有意思的，為了不至於忘掉看過的東西，筆記跟總結當然不可缺，更何況我決定為嵌入式賣命了。好，言歸正傳，我說一說這段時間的收穫，跟大家分享一下linux的驅動開發。但這次只先針對linux的usb子系統作分析，因為周五研討老闆催貨。當然，還會順帶提一下其他的驅動程式寫法。
事實上，linux的裝置驅動都遵循乙個慣例——表徵驅動程式（用driver更貼切一些，應該稱為驅動器比較好吧）的結構體，結構體裡面應該包含了驅動程式所需要的所有資源。用oo的術語來說，就是這個驅動器物件所擁有的屬性及成員。由於linux的核心用c來編寫，所以我們也按照這種結構化的思想來分析**，但我還是希望從oo的角度來闡述這些細節。這個結構體的名字有驅動開發人員決定，比如說，滑鼠可能有乙個叫做mouse_dev的struct，鍵盤可能由乙個keyboard_dev的struct（dev fordevice，我們做的只是裝置驅動）。而這次我們來分析一下linux核心原始碼中的乙個usb-skeleton（就是usb驅動的骨架咯），自然，他定義的裝置結構體就叫做usb-skel：
struct usb_skel ;
這裡我們得補充說明一下一些usb的協議規範細節。usb能夠自動監測裝置，並呼叫相應得驅動程式處理裝置，所以其規範實際上是相當複雜的，幸好，我們不必理會大部分細節問題，因為linux已經提供相應的解決方案。就我現在的理解來說，usb的驅動分為兩塊，一塊是usb的bus驅動，這個東西，linux核心已經做好了，我們可以不管，但我們至少要了解他的功能。形象得說，usb的bus驅動相當於鋪出一條路來，讓所有的資訊都可以通過這條usb通道到達該到的地方，這部分工作由usb_core來完成。當裝置接到usb介面是，usb_core就檢測該裝置的一些資訊，例如生產廠商id和產品的id，或者是裝置所屬的class、subclass跟protocol，以便確定應該呼叫哪乙個驅動處理該裝置。裡面複雜細節我們不用管，我們要做的是另一塊工作——usb的裝置驅動。也就是說，我們就等著usb_core告訴我們要工作了，我們才工作。對於usb規範定義的裝置，他們有乙個裝置的框架，對於開發人員來說，他大概如圖所示：
從開發人員的角度看，每乙個usb裝置有若干個配置(configuration)組成，每個配置又可以有多個介面(inte***ce)，每個介面又有多個設定(setting圖中沒有給出)，而介面本身可能沒有端點或者多個端點（endpoint）。usb的資料交換通過端點來進行，主機與各個端點之間建立起單向的管道來傳輸資料。而這些介面可以分為四類：
控制（control）
用於配置裝置、獲取裝置資訊、傳送命令或者獲取裝置的狀態報告
中斷（interrupt）
當usb宿主要求裝置傳輸資料時，中斷端點會以乙個固定的速率傳送少量資料，還用於傳送資料到usb裝置以控制裝置，一般不用於傳送大量資料。
批量（bulk）
用於大量資料的可靠傳輸，如果匯流排上的空間不足以傳送整個批量包，它會被分割成多個包傳輸。
等時（isochronous）
大量資料的不可靠傳輸，不保證資料的到達，但保證恆定的資料流，多用於資料採集。
linux中用struct usb_host_endpoint來描述usb端點，每個usb_host_endpoint中包含乙個struct usb_endpoint_descriptor結構體，當中包含該端點的資訊以及裝置自定義的各種資訊，這些資訊包括：
bendpointaddress（b for byte）
8位端點位址，其位址還隱藏了端點方向的資訊（之前說過，端點是單向的），可以用掩碼usb_dir_out和usb_dir_in來確定。
bmattributes
端點的型別，結合usb_endpoint_xfertype_mask可以確定端點是usb_endpoint_xfer_isoc（等時）、usb_endpoint_xfer_bulk（批量）還是usb_endpoint_xfer_int（中斷）。
wmaxpacketsize
端點一次處理的最大位元組數。傳送的bulk包可以大於這個數值，但會被分割傳送。
binterval
如果端點是中斷型別，該值是端點的間隔設定，以毫秒為單位。
在邏輯上，乙個usb裝置的功能劃分是通過介面來完成的。比如說乙個usb揚聲器，可能會包括有兩個介面：乙個用於鍵盤控制，另外乙個用於音訊流傳輸。而事實上，這種裝置需要用到不同的兩個驅動程式來操作，乙個控制鍵盤，乙個控制音訊流。但也有例外，比如藍芽裝置，要求有兩個介面，第一用於acl跟event的傳輸，另外乙個用於sco鏈路，但兩者通過乙個驅動控制。在linux上，介面使用structusb_inte***ce來描述，以下是該結構體中比較重要的字段：
struct usb_host_inte***ce *altsetting（注意不是usb_inte***ce）
其實據我理解，他應該是每個介面的設定，雖然名字上有點奇怪。該字段是乙個設定的陣列（乙個介面可以有多個設定），每個usb_host_inte***ce都包含一套由struct usb_host_endpoint定義的端點配置。但這些配置次序是不定的。
unsigned num_altstting
可選設定的數量，即altsetting所指陣列的元素個數。
struct usb_host_inte***ce *cur_altsetting
當前活動的設定，指向altsetting陣列中的乙個。
int minor
當**到該介面的usb驅動程式使用usb主裝置號時，usb core分配的次裝置號。僅在成功呼叫usb_register_dev之後才有效。
除了它可以用struct usb_host_config來描述之外，到現在為止，我對配置的了解不多。而整個usb裝置則可以用struct usb_device來描述，但基本上只會用它來初始化函式的介面，真正用到的應該是我們之前所提到的自定義的乙個結構體。
Linux USB驅動框架分析（一）
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