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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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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。
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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。
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一般的驱动,都是以模块的进行区分,也就是软件模块内,一般有.c文件和.h文件。文件,实现了头文件的包含,数据结构的定义以及外部函数的声明。.c文件则是对被声明的函数,完成具体的实现。在当调用这些模块的时候,只需要包含模块的头文件就可以使用定义的函数。在没有操作系统的时候,一般是将软件的架构设置为:也就是说,在没有操作系统的时候,一般是将驱动程序直接交给软件的应用工程师,那么这些接口是对工程师直接看到,且直接使用驱动实现的接口进行调用。但是,一般上,是不能将驱动设置为以下的两种类型: