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那么它提供了哪些方法呢?此时我们看一下gendisk是个什么东西。说实话,这个结构体太重要,也很复杂,内核使用它来表示一个独立的磁盘设备,实际上,内核还使用它表示分区,驱动程序对它进行初始化。它的前面几个成员变量的作用,通过注释大概明白它的意思,这里,我们主要关注一下以下几个:block_device_operations该结构体源码如下:该结构体用来告诉系统块设备提供的操作接口,而字符设备对应的结构体为file_operations,有兴趣的自己理解。
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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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这里指的USB端口指的是主机下的根hub或主机下行端口上的hub端口。Hub给端口供电,连接着的设备处于上电状态。此时,USB设备处于加电状态,它所连接的端口是无效的。在hub端,数据线D+和D-都有一个阻值在14.25k到24.8k的下拉电阻Rpd,而在设备端,D+(全速,高速)和D-(低速)上有一个1.5k的上拉电阻Rpu。当设备插入到hub端口时,有上拉电阻的一根数据线被拉高到幅值的90%的电压(大致是3V)。hub检测到它的一根数据线是高电平,就认为是有设备插入,并能根据是D+还是D-被拉高来判断到底是什么设备(全速/低速)插入端口(全速、高速设备的区分在我将来的文章中描述)。
USB主机和USB设备之间进行数据交互,USB设备本身并没有总线控制权,U盘被动地接收USB主机发送过来的信息并做出响应。USB主机控制器与根集线器构成了主机系统,然后外接其它的USB设备。为了地探测到根集线器的状态变化,USB主机控制器驱动增加了状态轮询函数,以一定的时间间隔轮询根集线器状态是否发生变化。一旦根集线器状态发生变化,主机控制器就会产生相应的响应。USB主机和USB设备之间的数输以URB(USBRequestBlock)的形式进行。