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枚举就是从设备读取一些信息,知道设备是什么样的设备,如何进行通信,这样主机就可以根据这些信息来加载合适的驱动程序。调试USB设备,很重要的一点就是USB的枚举过程,只要枚举成功了,那么就已经成功大半了。USB架构中,hub负责检测设备的连接和断开,利用其中断IN端点(InterruptINEndpoint)来向主机(Host)报告。在系统启动时,主机轮询它的根hub(RootHub)的状态看是否有设备(包括子hub和子hub上的设备)连接。USB总线拓扑结构见下图(顶端为主机的RootHub):
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Linux有许多功能是通过模块的方式,在需要时才载入kernel,如此可使kernel较为精简,进而提率,以及保有较大的弹性。这类可载入的模块,通常是设备驱动程序。insmod:加载模块,需要指定完整的路径和模块名字modprobe:加载有依赖的模块,根据depmod-a的输出/lib/modules/version/modules.dep来加载的所需要模块。rmmod:卸载模块。module_init(init_function):模块被加载时被调用的函数。module_exit(cleanup_function):模块卸载时被调用的函数。当使用insmod加载模块时,module_init的init_function函数会被调用;当使用module_exit加载模块时,module_init的cleanup_function函数会被调用;总线是处理器和设备之间的通道,在设备模型中,的设备都通过总线相连,以总线来管理设备和驱动函数。
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网络设备,网络设备是专为网卡设计的驱动模型,linux中网络设备驱动主要目的是为了支持API中socket相关的函数工作。其中字符设备驱动重要,因为常见大量设备都属于字符设备。驱动是内核庞大的组成部分,内核会直接以函数调用的方式调用驱动代码,驱动的动态安装和卸载都会“更改”内核。驱动程序崩溃甚至会导致内核崩溃,驱动的效率会影响内核的整体效率(以字节为单位读写还是以块为单位读写),驱动的漏洞会造成内核漏洞。
USB总线拓扑结构一旦获悉有新设备连接上来,主机就会发送一系列的请求(Resqusts)给设备所挂载到的hub,再由hub建立起一条连接主机(Host)和设备(Device)之间的通信通道。然后主机以控制传输(ControlTransfer)的方式,通过端点0(Endpoint0)对设备发送各种请求,设备收到主机发来的请求后回复相应的信息,进行枚举(Enumerate)操作。的USB设备支持标准请求(StandardRequests),控制传输方式(ControlTransfer)和端点0(Endpoint0)。