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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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块驱动设备:可以按任意的顺序访问设备,但是以块为单位进行操作,比如硬盘、EMMC网络设备:针对网卡驱动和协议栈。当存在操作系统的时候,驱动编程了连接硬件和内核的桥梁:可见,这个时候的驱动:设备的接口+硬件的操作,驱动编程了连接硬件与操作系统(内核)的桥梁了。驱动的代码部分,很显然会多了一些设备接口操作,很显然会带来比没有操作系统时候更多的代码,之所以这样做,是因为有操作系统的时候,上层的应用层就可以有统一的接口进行访问,而底层驱动实现比较麻烦,但是好在上层应用访问比较容易,估计这就是俗话说的,把悲伤留给自己。
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在讲解枚举之前,先大概说说USB的一种传输模式——控制传输。这种传输在USB中是重要的,它要数据的正确性,在设备的枚举过程中都是使用控制传输的。控制传输分为三个阶段:①建立阶段。②数据阶段。③确认阶段。建立(setup)阶段:都是由USB主机发起,它是一个setup数据包,里面包含一些数据请求的命令以及一些数据。如果建立阶段是输入请求,那么数据阶段就要输入数据;如果建立阶段是输出请求,那么数据阶段就要输出数据。如果在数据阶段,即便不需要传送数据,也要发一个0长度的数据包。数据阶段过后就是确认阶段。确认阶段刚好跟数据阶段相反,如果是输入请求,则它是一个输出数据包;如果是输出请求,则它是一个输入数据包。确认阶段用来确认数据的正确传输。
未初始化指针,非法访问;缓冲区溢出,应用传给驱动的参数过多,覆盖掉有用的数据;竞争状态(自旋锁,互斥锁)。传统的修改文件一般要经过:把文件内容读入内存中;修改内存中的内容;把内存中的数据写入到文件中。这时读写文件的中间层叫页缓存,内核使用页缓存将文件的数据块关联起来,应用程序读写文件时,实际操作的是页缓存。那么如何才能免去将页缓存的数据复制到用户空间缓冲区的过程,直接在用户空间读写页缓存呢?