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USB驱动作为一个系统,集成了众多的驱动模块,注册过程复杂。从USB系统的角度来说,USB主机驱动主要包含:主机控制器驱动驱动的加载执行流程:USB初始化过程USBCore的初始化USB驱动从USB子系统的初始化开始,USB子系统的初始化在文件driver/usb/core/usb.c是一个宏,可以理解为module_init()。由于此部分代码重要,开发者把它看作一个子系统,而不仅仅是一个模块。USBCore这个模块代表的不是某一个设备,而是USB设备赖以生存的模块。在Linux中,像这样一个类别的设备驱动被归结为一个子系统。告诉我们,才是真正的初始化函数,而将是整个USB子系统结束时的清理函数。
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void*mmap(void*addr,size_tlength,intprot,intflags,intfd,off_toffset);各参数的作用:addr:指定映射的虚拟内存地址,可以设置为NULL,让Linux内核自动选择合适的虚拟内存地址。length:映射的长度。prot:映射内存的保护模式,可选值如下:PROT_EXEC:可以被执行。PROT_READ:可以被读取。PROT_WRITE:可以被写入。PROT_NONE:不可访问。flags:指定映射的类型,常用的可选值如下:MAP_FIXED:使用指定的起始虚拟内存地址进行映射。MAP_SHARED:与其它映射到这个文件的进程共享映射空间(可实现共享内存)。
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主机控制器的初始化及驱动执行(以EHCI为例);模块注册分配和初始化HCD结构体。对设备数据空间进行分配,初始化计数器、总线、定时器、hcd结构体各成员值。完成HCD结构体的初始化和注册。申请buffer,注册总线、分配设备端内存空间,向中断向量表中申请中断,注册根集线器,对根集线器状态进行轮询。在USB系统驱动加载的过程中,创建了集线器的线程(khubd),并且一直查询相应的线程事务。HCD驱动中,将集线器作为一个设备添加到主机控制器驱动中,然后进行集线器端口的初始化。在USB主机看来,根集线器本身也是USB主机的设备。USB主机驱动加载完成之后,即开始注册根集线器,并且作为一个设备加载到主机驱动之中。
可知,设备端驱动包含两部分:底层设备控制器驱动上层大容量存储类驱动设备控制器驱动USB设备控制器驱动主要实现GadgetAPI定义的函数和中断服务函数,可按功能划分为:API函数实现模块和中断处理模块。中断处理模块主要处理设备控制器产生的各种中断,包括端点中断、复位、挂起等中断。上图为设备端控制器基本架构,主要完成了Gadget驱动和控制器驱动绑定、注册。HCD:主机控制器驱动UDC:设备端控制器驱动OTG设备支持HNP和SRP协议。OTG设备通过USBOTG电缆连接到一起,其中接Mini-A接口的设备为A设备,默认为主机端,Mini-B接口的设备默认为B设备。当A、B设备完成数据交互之后,A、B设备之间的USBOTG电缆进入挂起状态:向A设备发起HNP请求。待A设备响应之后,A设备发送a_set_b_hnp_en,B设备响应之后即进入主机状态,同时发送请求使用A设备set_device,这样A、B设备完成主从交换。