Linux USB 子系統（二）—— USB 驅動幾個重要資料結構
阿新 • • 發佈：2020-12-30
前面我們學習了USB 驅動的一個描述符，下面來學習 USB 驅動的幾個重要資料結構
位於include\linux\usb.h
一、struct usb_device 裝置函式
struct usb_device { int devnum; //devnum只是usb裝置在一條usb總線上的編號.一條usb_bus_type型別的總線上最多可以連上128個裝置 char devpath [16]; /* Use in messages: /port/port/...*/ //對於root hub.會將dev->devpath[0]=’0’ enum usb_device_state state; //裝置的狀態Attached，Powered，Default，Address，Configured，Suspended； //Attached表示裝置已經連線到usb介面上了，是hub檢測到裝置時的初始狀態。那麼這裡所謂的USB_STATE_NOTATTACHED就是表示裝置並沒有Attached。 //Address狀態表示主機分配了一個唯一的地址給裝置，此時裝置可以使用預設管道響應主機的請求 //Configured狀態表示裝置已經被主機配置過了，也就是協議裡說的處理了一個帶有非0值的SetConfiguration()請求，此時主機可以使用裝置提供的所有功能 //Suspended掛起狀態，為了省電，裝置在指定的時間內，3ms吧，如果沒有發生匯流排傳輸，就要進入掛起狀態。此時，usb裝置要自己維護包括地址、配置在內的資訊 enum usb_device_speed speed; /* high/full/low (or error) */ struct usb_tt *tt; //如果一個高速裝置裡有這麼一個TT，那麼就可以連線低速/全速裝置，如不然，那低速/全速裝置沒法用，只能連線到OHCI/UHCI那邊出來的hub口裡。 int ttport; //如果一個高速裝置裡有這麼一個TT，那麼就可以連線低速/全速裝置，如不然，那低速/全速裝置沒法用，只能連線到OHCI/UHCI那邊出來的hub口裡。 unsigned int toggle[2]; /* one bit for each endpoint //他實際上就是一個位圖.IN方向的是toggle[0].OUT方向的是toggle[1].其實,這個陣列中的每一位表示ep的toggle值 * ([0] = IN, [1] = OUT) */它裡面的每一位表示的就是每個端點當前傳送或接收的資料包是DATA0還是DATA1 struct usb_device *parent; /* our hub, unless we're the root */ //USB裝置是從Root Hub開始，一個一個往外面連的，比如Root Hub有4個口，每個口連一個USB裝置，比如其中有一個是Hub，那麼這個Hub有可以繼續有多個口，於是一級一級的往下連， //最終連成了一棵樹。 struct usb_bus *bus; /* Bus we're part of */裝置所在的匯流排 struct usb_host_endpoint ep0; //端點0的特殊地位決定了她必將受到特殊的待遇，在struct usb_device物件產生的時候它就要初始化 struct device dev; /* Generic device interface */嵌入到struct usb_device結構裡的struct device結構 struct usb_device_descriptor descriptor;/* Descriptor */裝置描述符，此結構體的bMaxPacketSize0 filed儲存了端點0的maximum packet size struct usb_host_config *config; //裝置擁有的所有配置 struct usb_host_config *actconfig;//裝置正在使用的配置 struct usb_host_endpoint *ep_in[16];//ep_in[16]，359行，ep_out[16]，除了端點0，一個裝置即使在高速模式下也最多隻能再有15個IN端點和15個OUT端點，端點0太特殊了， struct usb_host_endpoint *ep_out[16];//對應的管道是Message管道，又能進又能出特能屈能伸的那種，所以這裡的ep_in和ep_out陣列都有16個值 char **rawdescriptors; /* Raw descriptors for each config */ unsigned short bus_mA; /* Current available from the bus */這個值是在host controller的驅動程式中設定的，通常來講，計算機的usb埠可以提供500mA的電流 u8 portnum; //不管是root hub還是一般的hub，你的USB裝置總歸要插在一個hub的埠上才能用，portnum就是那個埠號。 u8 level; //層次，也可以說是級別，表徵usb裝置樹的級連關係。Root Hub的level當然就是0，其下面一層就是level 1，再下面一層就是level 2，依此類推 unsigned discon_suspended:1; /* Disconnected while suspended */ unsigned have_langid:1; /* whether string_langid is valid */ int string_langid; /* language ID for strings */ /* static strings from the device */ char *product; /* iProduct string, if present */ char *manufacturer; /* iManufacturer string, if present */ char *serial; /* iSerialNumber string, if present */ //分別用來儲存產品、廠商和序列號對應的字串描述符資訊 struct list_head filelist; #ifdef CONFIG_USB_DEVICE_CLASS struct device *usb_classdev; #endif #ifdef CONFIG_USB_DEVICEFS struct dentry *usbfs_dentry; /* usbfs dentry entry for the device */ #endif /* * Child devices - these can be either new devices * (if this is a hub device), or different instances * of this same device. * * Each instance needs its own set of data structures. */ int maxchild; /* Number of ports if hub */ struct usb_device *children[USB_MAXCHILDREN]; int pm_usage_cnt; /* usage counter for autosuspend */ u32 quirks; //quirk就是用來判斷這些有毛病的產品啥毛病的 #ifdef CONFIG_PM struct delayed_work autosuspend; /* for delayed autosuspends */ struct mutex pm_mutex; /* protects PM operations */ unsigned long last_busy; /* time of last use */ int autosuspend_delay; /* in jiffies */ unsigned auto_pm:1; /* autosuspend/resume in progress */ unsigned do_remote_wakeup:1; /* remote wakeup should be enabled */ unsigned autosuspend_disabled:1; /* autosuspend and autoresume */ unsigned autoresume_disabled:1; /* disabled by the user */ #endif };
二、struct usb_host_config 配置函式
struct usb_host_config { struct usb_config_descriptor desc; char *string; /* iConfiguration string, if present */ /* List of any Interface Association Descriptors in this * configuration. */ struct usb_interface_assoc_descriptor *intf_assoc[USB_MAXIADS]; //此配置中所有相關聯的介面描述符的列表 /* the interfaces associated with this configuration, * stored in no particular order */ struct usb_interface *interface[USB_MAXINTERFACES]; //配置所包含的介面，這個陣列的順序未必是按照配置裡介面號的順序 /* Interface information available even when this is not the * active configuration */ struct usb_interface_cache *intf_cache[USB_MAXINTERFACES]; //usb介面的快取 unsigned char *extra; /* Extra descriptors */ int extralen; };
三、struct usb_interface介面函式
usb_interface字面意思既是介面，什麼的介面：裝置的介面。
為什麼會出現這樣的型別出來，根據實際情況，例如：
一個裝置有兩種功能 一個鍵盤 一個音訊，兩種介面，那這樣肯定得要兩個驅動程式，一個是鍵盤驅動程式，一個是音訊流驅動程式。兩種功能整合在一起稱為一個裝置。但是不同的介面需要不同的驅動，音訊驅動 和鍵盤驅動。用interface來區分，就有了介面型別
struct usb_interface { /* array of alternate settings for this interface, * stored in no particular order */ struct usb_host_interface *altsetting; // 當前介面的可選設定 /* the currently active alternate setting */ struct usb_host_interface *cur_altsetting; // 當前介面使用的設定 /* number of alternate settings */ unsigned num_altsetting; // 當前介面具有的可選設定總數 /* If there is an interface association descriptor then it will list * the associated interfaces */ struct usb_interface_assoc_descriptor *intf_assoc; /* minor number this interface is * bound to */ int minor; // 當前介面的在主裝置號為USB_MAJOR時的子裝置號，minor只在USB_MAJOR起作用時起 作用。 usb裝置沒有與其它任何子系統關聯，就需要在對應驅動的probe函式裡使用usb_register_dev函式來註冊並獲得主裝置號USB_MAJOR。如果usb裝置關聯了其它子系統，則需要在對應驅動的probe函式裡使用相應的註冊函式，USB_MAJOR也就該幹嗎幹嗎去，用不著它了。比如，usb鍵盤關聯了input子系統，驅動對應drivers/hid/usbhid目錄下的usbkbd.c檔案，在它的probe函式裡可以看到使用了input_register_device來註冊一個輸入裝置。 enum usb_interface_condition condition; /* state of binding */ // 當前介面 所處的連線繫結階段 unsigned sysfs_files_created:1; /* the sysfs attributes exist */ unsigned ep_devs_created:1; /* endpoint "devices" exist */ unsigned unregistering:1; /* unregistration is in progress */ unsigned needs_remote_wakeup:1; /* driver requires remote wakeup */ unsigned needs_altsetting0:1; /* switch to altsetting 0 is pending */ unsigned needs_binding:1; /* needs delayed unbind/rebind */ unsigned resetting_device:1; /* true: bandwidth alloc after reset */ struct device dev; /* interface specific device info */ // linux裝置模型裡的device嵌在這兒的物件 struct device *usb_dev; // 當介面使用USB_MAJOR作為主裝置號時，usb_dev才會用到, usb_register_dev和usb_deregister_dev使用這個結構體，usb_dev指向的 就是usb_register_dev函式裡建立的usb class device。 atomic_t pm_usage_cnt; /* usage counter for autosuspend */ struct work_struct reset_ws; /* for resets in atomic context */ }
struct usb_interface中的struct usb_host_interface *cur_altsetting成員，表示當前正在使用的設定
1、struct usb_host_interface
struct usb_host_interface
{
struct usb_interface_descriptor desc;//usb描述符，主要有四種usb描述符，裝置描述符，配置描述符，介面描述符和端點描述符，協議裡規定一個usb裝置是必須支援這四大描述符的。
//usb描述符放在usb裝置的eeprom裡邊
/* array of desc.bNumEndpoint endpoints associated with this
* interface setting. these will be in no particular order.
*/
struct usb_host_endpoint *endpoint;//這個設定所使用的端點
char *string; /* iInterface string, if present */ //介面描述字串
unsigned char *extra; /* Extra descriptors */關於額外描述符
int extralen;
}; 具體到介面描述符，它當然就是描述介面本身的資訊的。一個介面可以有多個設定，使用不同的設定，描述介面的資訊會有些不同，所以介面描述符並沒有放在struct usb_interface結構裡，而是放在表示介面設定的struct usb_host_interface結構裡。
四、struct usb_host_endpoint 端點函式
struct usb_host_endpoint
{
struct usb_endpoint_descriptor desc; //端點描述符
struct list_head urb_list;//端點要處理的urb佇列.urb是usb通訊的主角，裝置中的每個端點都可以處理一個urb佇列.要想和你的usb通訊，就得建立一個urb，並且為它賦好值，
//交給咱們的usb core，它會找到合適的host controller，從而進行具體的資料傳輸
void *hcpriv;//這是提供給HCD（host controller driver）用的
struct ep_device *ep_dev; /* For sysfs info */
unsigned char *extra; /* Extra descriptors */
int extralen;
};參考：
Linux USB 驅動開發（二）—— USB 驅動幾個重要資料結構_知秋一葉-CSDN部落格Linux--usb（6）usb_interface