USB 驱动框架分析

这里先说一些概念性的东西,了解一下USB

  一、关于usb设备 都见过很多,用过很多了,每当我们插上一个usb设备到pc的时 右下角就会弹出一个提示信息,提示“发现xxx”设备,再接着跳出一个对话框提示安装驱动程序,那么,即然没有驱动程序,PC如何知道我是usb设备还有知道我是“xxx”呢,因为PC机里已经有“USB总线驱动程序” 看到总线两字,就会联想到我们之前写驱动时的那些 “平台总线”之类的东西了,USB总线驱动程序能知道你是USB设备 再找出和你对应的驱动,如果没有的话,会提示没有找到对应的驱动,要你去下载或直接提示无法成功安装。

  二、USB设备总类很多,比如 USB鼠标呀,USB移动硬盘,USB网卡,等很多种类,为什么一接到PC就能识别出来是那种类型呢?因为USB是一套规范,对PC的USB总线驱动和USB设备都需要遵循这个规范,不然可就乱套了。例:USB接到PC后 PC的USB总线驱动会发出“你是什么”?那么USB设备就必须要回答“我是什么” 并且回答的格式必须要和USB总线的格式一样的,这个格式就是“描述符”。

  三、PC机上经常同时接有几个或更多个USB设备,那如何分辨那个是那个呢?而且USB接口就四条线 5V、GND、D+、D-、?因为每个USB设备接入PC时,总线驱动会给它分配一个编号,当PC访问USB设备时,发出的命令都带有对应的编号。即然是这样,那么当一个新的USB设备接入PC时 它还有没编号,想给它分配编号,首先得识别它才可以向它发送分配编号的命令呀?因类新接入PC的USBy设备的编号黙认为0,总线驱动先使用0编号和他通信。

  四、为什么USB设备一接上,PC就能发现有USB设备接上了呢?因为PC的USB口内部,D-和D+接有15K的下拉电阻,未接USB设备时为低电平USB设备的USB口内部,D-或D+接有1.5K的上拉电阻;它一接入PC,就会把PC USB口的D-或D+拉高,从硬件的角度通知PC有新设备接入

  五、其他概念:

  1. USB是主从结构的
所有的USB传输,都是从USB主机这方发起;USB设备没有"主动"通知USB主机的能力。例子:USB鼠标滑动一下立刻产生数据,但是它没有能力通知PC机来读数据,只能被动地等得PC机来读。

  2. USB的传输类型:
    a. 控制传输:可靠,时间有保证,比如:USB设备的识别过程
    b. 批量传输: 可靠, 时间没有保证, 比如:U盘
    c. 中断传输:可靠,实时,比如:USB鼠标
    d. 实时传输:不可靠,实时,比如:USB摄像头

  3. USB传输的对象:端点(endpoint)
我们说"读U盘"、"写U盘",可以细化为:把数据写到U盘的端点1,从U盘的端点2里读出数据除了端点0外,每一个端点只支持一个方向的数据传输端点0用于控制传输,既能输出也能输入

  4. 每一个端点都有传输类型,传输方向

  5. 术语里、程序里说的输入(IN)、输出(OUT) "都是" 基于USB主机的立场说的。比如鼠标的数据是从鼠标传到PC机, 对应的端点称为"输入端点"

  6. USB总线驱动程序的作用
    a. 识别USB设备
    b. 查找并安装对应的设备驱动程序
    c. 提供USB读写函数

USB驱动程序框架:

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app:
-------------------------------------------
USB设备驱动程序 // 知道数据含义
内核 --------------------------------------
USB总线驱动程序 // 1. 识别, 2. 找到匹配的设备驱动, 3. 提供USB读写函数 (它不知道数据含义)
-------------------------------------------
USB主机控制器
UHCI OHCI EHCI
硬件 -----------
USB设备

UHCI: intel, 低速(1.5Mbps)/全速(12Mbps)
OHCI: microsoft 低速/全速
EHCI: 高速(480Mbps)

USB总线驱动程序的作用
  1. 识别USB设备
  1.1 分配地址
  1.2 并告诉USB设备(set address)
  1.3 发出命令获取描述符
  描述符的信息可以在include\linux\usb\Ch9.h看到


  2. 查找并安装对应的设备驱动程序

  3. 提供USB读写函数

  把USB设备接到开发板上,看输出信息:
usb 1-1: new full speed USB device using s3c2410-ohci and address 2
usb 1-1: configuration #1 chosen from 1 choice
scsi0 : SCSI emulation for USB Mass Storage devices
scsi 0:0:0:0: Direct-Access HTC Android Phone 0100 PQ: 0 ANSI: 2
sd 0:0:0:0: [sda] Attached SCSI removable disk
拔掉
usb 1-1: USB disconnect, address 2

再接上:
usb 1-1: new full speed USB device using s3c2410-ohci and address 3
usb 1-1: configuration #1 chosen from 1 choice
scsi1 : SCSI emulation for USB Mass Storage devices
scsi 1:0:0:0: Direct-Access HTC Android Phone 0100 PQ: 0 ANSI: 2
sd 1:0:0:0: [sda] Attached SCSI removable disk

在内核目录下搜:
grep "USB device using" * -nR
drivers/usb/core/hub.c:2186: "%s %s speed %sUSB device using %s and address %d\n",

hub_irq
kick_khubd
hub_thread
hub_events
hub_port_connect_change

udev = usb_alloc_dev(hdev, hdev->bus, port1);
dev->dev.bus = &usb_bus_type;

choose_address(udev); // 给新设备分配编号(地址)


hub_port_init // usb 1-1: new full speed USB device using s3c2410-ohci and address 3

hub_set_address // 把编号(地址)告诉USB设备

usb_get_device_descriptor(udev, 8); // 获取设备描述符
retval = usb_get_device_descriptor(udev, USB_DT_DEVICE_SIZE);

usb_new_device(udev)
err = usb_get_configuration(udev); // 把所有的描述符都读出来,并解析
usb_parse_configuration

device_add // 把device放入usb_bus_type的dev链表,
// 从usb_bus_type的driver链表里取出usb_driver,
// 把usb_interface和usb_driver的id_table比较
// 如果能匹配,调用usb_driver的probe

怎么写USB设备驱动程序?

  1. 分配/设置usb_driver结构体
    .id_table
    .probe
    .disconnect
  2. 注册

测试
1. make menuconfig去掉原来的USB鼠标驱动
-> Device Drivers
-> HID Devices
<> USB Human Interface Device (full HID) support

2. make uImage 并使用新的内核启动

3. insmod usbmouse_as_key.ko
4. ls /dev/event*
5. 接上USB鼠标
6. ls /dev/event*
7. 操作鼠标观察数据


8. cat /dev/tty1 然后按鼠标键
9. hexdump /dev/event0

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转载自www.cnblogs.com/x2i0e19linux/p/11756681.html