linux USB驱动初始化流程及数据收发流程

USB驱动是计算机与USB设备交互的核心，它负责管理和控制USB总线上的数据传输。USB驱动初始化流程及数据收发流程对于理解USB通信机制至关重要，无论是作为USB主机(host)还是设备(device)，都需要经过一系列步骤来建立有效的通信链路。 我们来看USB驱动的初始化过程： 1. **USB Host Driver初始化**： - 当系统启动时，`usb_host_controller` (HCD) 驱动被加载，例如`xhci_hcd`（适用于USB 3.x）或`ohci_hcd`（适用于USB 2.0）。 - `usb_add_hcd()`函数用于添加HCD到系统，初始化硬件并注册中断处理程序。 - `usb_hcd_submit_urb()`负责提交URB（USB请求块），这是向设备发送I/O请求的基本单元。 - `hub_register_root_hub()`注册根集线器，它是连接到主板上的第一个USB集线器。 - `hub_probe()`、`hub_configure()`和`hub_activate()`分别用于检测、配置和激活集线器。 - `hub_irq()`处理集线器中断，包括端口状态变化。 2. **USB Device Driver初始化**： - 当USB设备插入时，`usb_alloc_dev()`分配设备结构，`hub_port_init()`初始化端口状态。 - `usb_new_device()`创建新设备对象，`usb_enumerate_device()`开始枚举过程，解析设备描述符。 - `parse_configuration()`、`parse_interfaces()`和`parse_endpoints()`解析配置、接口和端点信息，为后续数据传输做准备。 - `usb_device_match()`和`usb_choose_configuration()`选择匹配的设备驱动和配置。 - `usb_set_configuration()`设置设备配置，`usb_init()`初始化设备驱动。 - `usb_register_device_driver()`和`driver_register()`注册设备驱动。 - `device_add()`将设备添加到系统，`device_driver_probe()`尝试匹配和初始化设备驱动。 接着，我们讨论数据收发流程： 1. **数据发送**： - `usb_fill_bulk_urb()`填充URB，指定传输类型（如批量、中断或控制）和数据缓冲区。 - `usb_submit_urb()`提交URB到USB控制器，开始数据传输。 - 如果是集线器操作，`hub_control()`和`hub_status_data()`处理集线器相关的控制传输。 2. **数据接收**： - 数据接收通常在设备驱动的中断处理程序中进行，当数据到达时，`urb->complete`回调函数会被调用。 - 完成回调处理数据并可能重新提交URB进行下一次传输。 3. **事件处理**： - `connect_changed()`处理设备连接或断开事件，`port_status()`获取端口状态。 - `kick_hub_wq()`唤醒工作队列以处理集线器事件。 USB驱动初始化涉及硬件初始化、设备枚举、驱动注册等步骤，而数据收发则通过URB在主机和设备间进行。理解这些流程对于开发和调试USB相关应用至关重要，它确保了USB设备的正常运行和高效通信。