diff --git a/USB_driver/README.md b/USB_driver/README.md index ec4d8e9..fc86620 100644 --- a/USB_driver/README.md +++ b/USB_driver/README.md @@ -252,4 +252,180 @@ USB 接口本身被捆绑为配置。 接口通常具有一个或多个更多配置 -接口没有或者具有一个以上的端点 \ No newline at end of file +接口没有或者具有一个以上的端点 + + +### URB + +usb请求块urb（usb request block,urb）是usb设备驱动中用来描述与usb设备通信所用的基本载体和核心数据结构。 +是usb主机和设备通信的“电波”。 + + +一个 urb 用来发送或接受数据到或者从一个特定 USB 设备上的特定的 USB 端点, 以一种异步的方式. 它用起来非常象一个 kiocb 结构被用在文件系统异步 I/O 代码, 或者如同一个 struct skbuff 用在网络代码中. 一个 USB 设备驱动可能分配许多 urb 给一个端点或者可能重用单个 urb 给多个不同的端点, 根据驱动的需要. 设备中的每个端点都处理一个 urb 队列, 以至于多个 urb 可被发送到相同的端点, 在队列清空之前. 一个 urb 的典型生命循环如下: + +1.由一个 USB 设备驱动创建. + +2.分配给一个特定 USB 设备的特定端点. + +3.由USB设备驱动程序提交到USB核心。 + +4.提交给特定设备的被 USB 核心指定的 USB 主机控制器驱动, . + +5.由USB 主机控制器处理, 它从设备进行USB传送。 + +6.当 urb 完成, USB 主机控制器驱动通知 USB 设备驱动程序. + + +#### struct urb + +``` +struct urb { + /* private: usb core and host controller only fields in the urb */ + struct kref kref; /* reference count of the URB */ + void *hcpriv; /* private data for host controller */ + atomic_t use_count; /* concurrent submissions counter */ + atomic_t reject; /* submissions will fail */ + int unlinked; /* unlink error code */ + + /* public: documented fields in the urb that can be used by drivers */ + struct list_head urb_list; /* list head for use by the urb's + * current owner */ + struct list_head anchor_list; /* the URB may be anchored */ + struct usb_anchor *anchor; + struct usb_device *dev; /* (in) pointer to associated device */ + struct usb_host_endpoint *ep; /* (internal) pointer to endpoint */ + unsigned int pipe; /* (in) pipe information */ + unsigned int stream_id; /* (in) stream ID */ + int status; /* (return) non-ISO status */ + unsigned int transfer_flags; /* (in) URB_SHORT_NOT_OK | ...*/ + void *transfer_buffer; /* (in) associated data buffer */ + dma_addr_t transfer_dma; /* (in) dma addr for transfer_buffer */ + struct scatterlist *sg; /* (in) scatter gather buffer list */ + int num_mapped_sgs; /* (internal) mapped sg entries */ + int num_sgs; /* (in) number of entries in the sg list */ + u32 transfer_buffer_length; /* (in) data buffer length */ + u32 actual_length; /* (return) actual transfer length */ + unsigned char *setup_packet; /* (in) setup packet (control only) */ + dma_addr_t setup_dma; /* (in) dma addr for setup_packet */ + int start_frame; /* (modify) start frame (ISO) */ + int number_of_packets; /* (in) number of ISO packets */ + int interval; /* (modify) transfer interval + * (INT/ISO) */ + int error_count; /* (return) number of ISO errors */ + void *context; /* (in) context for completion */ + usb_complete_t complete; /* (in) completion routine */ + struct usb_iso_packet_descriptor iso_frame_desc[0]; + /* (in) ISO ONLY */ +}; +``` + +这个结构体在"linux/usb.h" 中，在源码中每一项内容都有详细的说明，我们不再此讨论。 + +#### usb的操作 + +创建和销毁一个URB 注意此处内部使用引用计数机制，我们必须使用创建函数创建。 + +``` +struct urb * usb_alloc(int iso_packets,int mem_flags); +``` +@iso_packets 等时数据包量 + +@mem_flags 内核内存分配标志 + +放弃一个URB + +``` +void usb_free(struct urb *urb); +``` +中断 urb + +函数 usb_fill_int_urb 是一个帮忙函数, 来正确初始化一个urb 来发送给 USB 设备的一个中断端点: +``` +void usb_fill_int_urb(struct urb *urb, struct usb_device *dev, +unsigned int pipe, void *transfer_buffer, +int buffer_length, usb_complete_t complete,void *context, int interval); +``` + +这个函数包含许多参数: +struct urb *urb 指向要被初始化的 urb 的指针. + +struct usb_device *dev这个 urb 要发送到的 USB 设备. + +unsigned int pipe这个 urb 要被发送到的 USB 设备的特定端点. 这个值被创建, 使用前面提过的 usb_sndintpipe 或者 +usb_rcvintpipe 函数. + +void *transfer_buffer指向缓冲的指针, 从那里外出的数据被获取或者进入数据被接受. 注意这不能是一个静态的缓冲并且必须使用 kmalloc 调用来创建. + +int buffer_length缓冲的长度, 被 transfer_buffer 指针指向. + +usb_complete_t complete指针, 指向当这个 urb 完成时被调用的完成处理者. + +void *context指向数据块的指针, 它被添加到这个 urb 结构为以后被完成处理者函数获取. + +int interval这个 urb 应当被调度的间隔. 见之前的 struct urb 结构的描述, 来找到这个值的正确单位. + +批量 urb + +块 urb 被初始化非常象中断 urb. 做这个的函数是 usb_fill_bulk_urb, 它看来如此: +``` +void usb_fill_bulk_urb(struct urb *urb, struct usb_device *dev, +unsigned int pipe, void *transfer_buffer, +int buffer_length, usb_complete_t complete,void *context); +``` + +这个函数参数和 usb_fill_int_urb 函数的都相同. 但是, 没有 interval 参数因为 bulk urb 没有间隔值. 请注意这个 unsiged int pipe 变量必须被初始化用对 usb_sndbulkpipe 或者 usb_rcvbulkpipe 函数的调用. + +usb_fill_int_urb 函数不设置 urb 中的 transfer_flags 变量, 因此任何对这个成员的修改不得不由这个驱动自己完成. + +控制 urb + +控制 urb 被初始化几乎和 块 urb 相同的方式, 使用对函数 usb_fill_control_urb 的调用: +``` +void usb_fill_control_urb(struct urb *urb, struct usb_device *dev, +unsigned int pipe, unsigned char *setup_packet, +void *transfer_buffer, int buffer_length, +usb_complete_t complete, void *context); +``` +函数参数和 usb_fill_bulk_urb 函数都相同, 除了有个新参数, unsigned char *setup_packet, 它必须指向要发送给端点的 setup 报文数据. 还有, unsigned int pipe 变量必须被初始化, 使用对 usb_sndctrlpipe 或者 usb_rcvictrlpipe 函数的调用. + +usb_fill_control_urb 函数不设置 transfer_flags 变量在 urb 中, 因此任何对这个成员的修改必须游驱动自己完成. 大部分驱动不使用这个函数, 因为使用在"USB 传送不用 urb"一节中介绍的同步 API 调用更简单. + +等时urb + +不幸的是, 同步 urb 没有一个象中断, 控制, 和块 urb 的初始化函数. 因此它们必须在驱动中"手动"初始化, 在它们可被提交给 USB 核心之前. 下面是一个如何正确初始化这类 urb 的例子. 它是从 konicawc.c 内核驱动中取得的, 它位于主内核源码树的 drivers/usb/media 目录. +``` +urb->dev = dev; +urb->context = uvd; +urb->pipe = usb_rcvisocpipe(dev, uvd->video_endp-1); +urb->interval = 1; +urb->transfer_flags = URB_ISO_ASAP; +urb->transfer_buffer = cam->sts_buf[i]; +urb->complete = konicawc_isoc_irq; +urb->number_of_packets = FRAMES_PER_DESC; +urb->transfer_buffer_length = FRAMES_PER_DESC; +for (j=0; j < FRAMES_PER_DESC; j++) { + urb->iso_frame_desc[j].offset = j; + urb->iso_frame_desc[j].length = 1; +} +``` + +提交 urb + +一旦 urb 被正确地创建,并且被 USB 驱动初始化, 它已准备好被提交给 USB 核心来发送出到 USB 设备. 这通过调用函数 usb_submit_urb 实现: +int usb_submit_urb(struct urb *urb, int mem_flags); +urb 参数是一个指向 urb 的指针, 它要被发送到设备. mem_flags 参数等同于传递给 kmalloc 调用的同样的参数, 并且用来告诉 USB 核心如何及时分配任何内存缓冲在这个时间. + +在 urb 被成功提交给 USB 核心之后, 应当从不试图存取 urb 结构的任何成员直到完成函数被调用. +因为函数 usb_submit_urb 可被在任何时候被调用(包括从一个中断上下文), mem_flags 变量的指定必须正确. 真正只有 3 个有效值可用, 根据何时 usb_submit_urb 被调用: + +GFP_ATOMIC这个值应当被使用无论何时下面的是真: +调用者处于一个 urb 完成处理者, 一个中断, 一个后半部, 一个 tasklet, 或者一个时钟回调. +调用者持有一个自旋锁或者读写锁. 注意如果正持有一个旗标, 这个值不必要. +current->state 不是 TASK_RUNNING. 状态一直是 TASK_RUNNING 除非驱动已自己改变 current 状态. + +GFP_NOIO这个值应当被使用, 如果驱动在块 I/O 补丁中. 它还应当用在所有的存储类型的错误处理补丁中. + +GFP_KERNEL这应当用在所有其他的情况中, 不属于之前提到的类别. + + +