http://www.cnblogs.com/cslunatic/p/3904071.html
Linux usb子系統(二):USB設備驅動usb-skeleton.c

  usb驅動分為通過usbfs操作設備的用戶空間驅動,kernel空間的kernel驅動。兩者不能同時進行,否則容易引發對共用資源訪問的問題,鎖死!使用了kernel驅動,就不能在usbfs裡驅動該設備。

  下面轉載的一篇分析usb-skeleton.c文章。
  事實上,Linux的設備驅動都遵循一個慣例--表徵驅動程式(用driver更貼切一些,應該稱為驅動器比較好吧)的結構體,結構體裡面應該包含了驅動程式所需要的所有資源。用術語來說,就是這個驅動器物件所擁有的屬性及成員。由於Linuxkernelc來編寫,所以我們也按照這種結構化的思想來分析代碼,但我還是希望從OO的角度來闡述這些細節。這個結構體的名字有驅動開發人員決定,比如說,滑鼠可能有一個叫做mouse_devstruct,鍵盤可能由一個keyboard_devstructdev for device,我們做的只是設備驅動)。而這次我們來分析一下Linuxkernel原始碼中的一個usb-skeleton(就是usb驅動的骨架咯),自然,他定義的設備結構體就叫做usb-skel

 

/* Structure to hold all of our device specific stuff */

struct usb_skel {

   struct usb_device   *udev;           /* the usb device for this device */

   struct usb_interface   *interface;       /* the interface for this device */

   struct semaphore   limit_sem;       /* limiting the number of writes in progress */

   struct usb_anchor   submitted;       /* in case we need to retract our submissions */

   struct urb       *bulk_in_urb;       /* the urb to read data with */

   unsigned char           *bulk_in_buffer;   /* the buffer to receive data */

   size_t           bulk_in_size;       /* the size of the receive buffer */

   size_t           bulk_in_filled;       /* number of bytes in the buffer */

   size_t           bulk_in_copied;       /* already copied to user space */

   __u8           bulk_in_endpointAddr;   /* the address of the bulk in endpoint */

   __u8           bulk_out_endpointAddr;   /* the address of the bulk out endpoint */

   int           errors;           /* the last request tanked */

   int           open_count;       /* count the number of openers */

   bool           ongoing_read;       /* a read is going on */

   bool           processed_urb;       /* indicates we haven't processed the urb */

   spinlock_t       err_lock;       /* lock for errors */

   struct kref       kref;

   struct mutex       io_mutex;       /* synchronize I/O with disconnect */

   struct completion   bulk_in_completion;   /* to wait for an ongoing read */

};

 

  這裡我們得補充說明一下一些USB的協定規範細節。USB能夠自動監測設備,並呼叫相應得驅動程式處理設備,所以其規範實際上是相當複雜的,幸好,我們不必理會大部分細節問題,因為Linux已經提供相應的解決方案。就我現在的理解來說,USB的驅動分為兩塊,一塊是USBbus驅動,這個東西,Linuxkernel已經做好了,我們可以不管,但我們至少要瞭解他的功能。形象得說,USBbus驅動相當於鋪出一條路來,讓所有的資訊都可以通過這條USB通道到達該到的地方,這部分工作由usb_core來完成。當USB設備接到USB控制器介面時,usb_core就檢測該設備的一些資訊,例如生產廠商ID和產品的ID,或者是設備所屬的classsubclassprotocol,以便確定應該呼叫哪一個驅動處理該設備。裡面複雜細節我們不用管,我們要做的是另一塊工作--usb的設備驅動。也就是說,我們就等著usb_core告訴我們要工作了,我們才工作。
  從開發人員的角度看,每一個usb設備有若干個配置(configuration)組成,每個配置又可以有多個介面(interface),每個介面又有多個設置(setting圖中沒有給出),而介面本身可能沒有端點或者多個端點(end point)。USB的資料交換通過端點來進行,主機與各個端點之間建立起單向的管道來傳輸資料。而這些介面可以分為四類:

控制(control
  用於配置設備、獲取設備資訊、發送命令或者獲取設備的狀態報告
中斷(interrupt
  當USB宿主要求設備傳輸資料時,中斷端點會以一個固定的速率傳送少量資料,還用於發送資料到USB設備以控制設備,一般不用於傳送大量資料。
批量(bulk
  用於大量資料的可靠傳輸,如果匯流排上的空間不足以發送整個批量包,它會被分割成多個包傳輸。
等時(isochronous
  大量資料的不可靠傳輸,不保證資料的到達,但保證恒定的資料流程,多用於資料獲取。


Linux中用struct usb_host_endpoint來描述USB端點,每個usb_host_endpoint中包含一個struct usb_endpoint_descriptor結構體,當中包含該端點的資訊以及設備自定義的各種資訊,這些資訊包括:

 

/* USB_DT_ENDPOINT: Endpoint descriptor */

struct usb_endpoint_descriptor {

   /*結構體大小*/

   __u8 bLength;

   /*描述符類型 USB_DT_DEVICEUSB_DT_CONFIGUSB_DT_STRINGUSB_DT_INTERFACEUSB_DT_ENDPOINT等等*/*/

   __u8 bDescriptorType;

 

   /*(8位端點位址,其位址還隱藏了端點方向的資訊(之前說過,端點是單向的),可以用遮罩USB_DIR_OUTUSB_DIR_IN來確定。*/

   __u8 bEndpointAddress

   /*端點的類型,結合USB_ENDPOINT_XFERTYPE_MASK可以確定端點是USB_ENDPOINT_XFER_ISOC(等時)、USB_ENDPOINT_XFER_BULK(批量)還是USB_ENDPOINT_XFER_INT(中斷)。*/

   __u8 bmAttributes;

   //端點一次處理的最大位元組數。發送的BULK包可以大於這個數值,但會被分割傳送。

   __le16 wMaxPacketSize;

   /*如果端點是中斷類型,該值是端點的間隔設置,以毫秒為單位。在邏輯上,一個USB設備的功能劃分是通過介面來完成的。比如說一個USB揚聲器,可能會包括有兩個介面:一個用於鍵盤控制,另外一個用於音頻流傳輸。而事實上,這種設備需要用到不同的兩個驅動程式來操作,一個控制鍵盤,一個控制音頻流。但也有例外,比如藍牙設備,要求有兩個介面,第一用於ACLEVENT的傳輸,另外一個用於SCO鏈路,但兩者通過一個驅動控制。在Linux上,介面使用struct usb_interface來描述,以下是該結構體中比較重要的欄位:*/

   __u8 bInterval;

 

   /* NOTE: these two are _only_ in audio endpoints. */

   /* use USB_DT_ENDPOINT*_SIZE in bLength, not sizeof. */

   __u8 bRefresh;

   __u8 bSynchAddress;

} __attribute__ ((packed));

 

  下面分析一下usb-skeleton的原始碼。這個範例程式可以在linux-2.6.17/drivers/usb下找到,其他版本的kernel程式原始碼可能有所不同,但相差不大。大家可以先找到原始碼看一看,先有個整體印象。
  之前已經提到,模組先要向kernel註冊初始化跟銷毀函數:

 

staticint __init usb_skel_init(void)

{

   int result;

 

   /* register this driver with the USB subsystem */

   result = usb_register(&skel_driver);

   if (result)

       err("usb_register failed. Error number %d", result);

 

   return result;

}

 

staticvoid __exit usb_skel_exit(void)

{

   /* deregister this driver with the USB subsystem */

   usb_deregister(&skel_driver);

}

 

  從代碼開來,這個initexit函數的作用只是用來註冊驅動程式,這個描述驅動程式的結構體是系統定義的標準結構struct usb_driver,註冊和登出的方法很簡單,usb_registerstruct *usb_driver, usb_deregisterstruct *usb_driver)。

  那這個結構體需要做些什麼呢?他要向系統提供幾個函數入口,跟驅動的名字:

 

staticstruct usb_driver skel_driver = {

   .name =          "skeleton",

   .probe =         skel_probe,

   .disconnect = skel_disconnect,

   .suspend =     skel_suspend,

   .resume =       skel_resume,

   .pre_reset =    skel_pre_reset,

   .post_reset =  skel_post_reset,

   .id_table =     skel_table,

   .supports_autosuspend = 1,

};

 

  從代碼看來,usb_driver需要初始化四個東西:模組的名字skeletonprobe函數skel_probe,disconnect函數skel_disconnect,以及id_table
  在解釋skel_driver各個成員之前,我們先來看看另外一個結構體。這個結構體的名字有開發人員自定義,它描述的是該驅動擁有的所有資源及狀態:

 

/* Structure to hold all of our device specific stuff */

struct usb_skel {

   struct usb_device          *udev;                    /* the usb device for this device */

   struct usb_interface      *interface;              /* the interface for this device */

   struct semaphore           limit_sem;              /* limiting the number of writes in progress */

   struct usb_anchor          submitted;              /* in case we need to retract our submissions */

   struct urb                       *bulk_in_urb;        /* the urb to read data with */

   unsigned char                               *bulk_in_buffer;    /* the buffer to receive data */

   size_t                             bulk_in_size;          /* the size of the receive buffer */

   size_t                             bulk_in_filled;       /* number of bytes in the buffer */

   size_t                             bulk_in_copied;     /* already copied to user space */

   __u8                              bulk_in_endpointAddr;   /* the address of the bulk in endpoint */

   __u8                              bulk_out_endpointAddr;      /* the address of the bulk out endpoint */

   Int                                 errors;                     /* the last request tanked */

   Int                                 open_count;           /* count the number of openers */

   Bool                              ongoing_read;        /* a read is going on */

   Bool                              processed_urb;       /* indicates we haven't processed the urb */

   spinlock_t                     err_lock;                 /* lock for errors */

   struct kref                     kref;

   struct mutex                  io_mutex;       /* synchronize I/O with disconnect */

   struct completion          bulk_in_completion;             /* to wait for an ongoing read */

};

 

  我們先來對這個usb_skel作個簡單分析,他擁有一個描述usb設備的結構體udev,一個介面interface,用於併發訪問控制的semaphore(信號量) limit_sem,用於接收資料的緩衝bulk_in_buffer及其尺寸bulk_in_size,然後是批量輸入輸出埠位址bulk_in_endpointAddrbulk_out_endpointAddr,最後是一個kernel使用的引用計數器。他們的作用我們將在後面的代碼中看到。
  我們再回過頭來看看skel_driver
  name用來告訴kernel模組的名字是什麼,這個註冊之後有系統來使用,跟我們關係不大。
  id_table用來告訴kernel該模組支援的設備。usb子系統通過設備的production IDvendor ID的組合或者設備的classsubclassprotocol的組合來識別設備,並呼叫相關的驅動程式作處理。我們可以看看這個id_table到底是什麼東西:

/* table of devices that work with this driver */

staticconststruct usb_device_id skel_table[] = {

   { USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID, USB_SKEL_PRODUCT_ID) },

   { }                   /* Terminating entry */

};

MODULE_DEVICE_TABLE(usb, skel_table);

  MODULE_DEVICE_TABLE的第一個參數是設備的類型,如果是USB設備,那自然是usb(如果是PCI設備,那將是pci,這兩個子系統用同一個宏來註冊所支援的設備。這涉及PCI設備的驅動了,在此先不深究)。後面一個參數是設備表,這個設備表的最後一個元素是空的,用於標識結束。代碼定義了USB_SKEL_VENDOR_ID0xfff0USB_SKEL_PRODUCT_ID0xfff0,也就是說,當有一個設備接到集線器時,usb子系統就會檢查這個設備的vendor IDproduct ID,如果它們的值是0xfff0時,那麼子系統就會呼叫這個skeleton模組作為設備的驅動。

  probeusb子系統自動呼叫的一個函數,有USB設備接到硬體集線器時,usb子系統會根據production IDvendor ID的組合或者設備的classsubclassprotocol的組合來識別設備呼叫相應驅動程式的probe(探測)函數,對於skeleton來說,就是skel_probe

  系統會傳遞給探測函數一個usb_interface *跟一個struct usb_device_id *作為參數。他們分別是該USB設備的介面描述(一般會是該設備的第0號介面,該介面的默認設置也是第0號設置)跟它的設備ID描述(包括Vendor IDProduction ID等)。

  probe函數比較長,我們分段來分析這個函數:

dev->udev = usb_get_dev(interface_to_usbdev(interface));

dev->interface = interface;

  在初始化了一些資源之後,可以看到第一個關鍵的函數呼叫--interface_to_usbdev。他從一個usb_interface來得到該介面所在設備的設備描述結構。

  本來,要得到一個usb_device只要用interface_to_usbdev就夠了,但因為要增加對該usb_device的引用計數,我們應該在做一個usb_get_dev的操作,來增加引用計數,並在釋放設備時用usb_put_dev來減少引用計數。這裡要解釋的是,該引用計數值是對該usb_device的計數,並不是對本模組的計數,本模組的計數要由kref來維護。所以,probe一開始就有初始化kref。事實上,kref_init操作不單只初始化kref,還將其置設成1。所以在出錯處理代碼中有kref_put,它把kref的計數減1,如果kref計數已經為0,那麼kref會被釋放。kref_put的第二個參數是一個函數指標,指向一個清理函數。注意,該指針不能為空,或者kfree。該函數會在最後一個對kref的引用釋放時被呼叫(如果我的理解不準確,請指正)。下面是kernel原始碼中的一段注釋及代碼:

 

/**

* kref_put - decrement refcount for object.

* @kref: object.

* @release: pointer to the function that will clean up the object when the

* last reference to the object is released.

* This pointer is required, and it is not acceptable to pass kfree

* in as this function.

*

* Decrement the refcount, and if 0, call release().

* Return 1 if the object was removed, otherwise return 0. Beware, if this

* function returns 0, you still can not count on the kref from remaining in

* memory. Only use the return value if you want to see if the kref is now

* gone, not present.

*/

int kref_put(struct kref *kref, void (*release)(struct kref *kref))

{

  WARN_ON(release == NULL);

  WARN_ON(release == (void (*)(struct kref *))kfree);

/*

* if current count is one, we are the last user and can release object

* right now, avoiding an atomic operation on 'refcount'

*/

  if ((atomic_read(&kref->refcount) == 1) ||

    (atomic_dec_and_test(&kref->refcount))) {

    release(kref);

    return1;

}

return0;

}

 

  當我們執行打開操作時,我們要增加kref的計數,我們可以用kref_get,來完成。所有對struct kref的操作都有kernel代碼確保其原子性。
  得到了該usb_device之後,我們要對我們自定義的usb_skel各個狀態跟資源作初始化。這部分工作的任務主要是向usb_skel註冊該usb設備的端點。

  這裡可能要補充以下一些關於usb_interface_descriptor的知識,但因為kernel原始碼對該結構體的注釋不多,所以只能靠個人猜測。在一個usb_host_interface結構裡面有一個usb_interface_descriptor叫做desc的成員,他應該是用於描述該interface的一些屬性,其中bNumEndpoints是一個8位元(b for byte)的數字,他代表了該介面的端點數。probe然後遍曆所有的端點,檢查他們的類型跟方向,註冊到usb_skel中。

 

   /* set up the endpoint information */

   /* use only the first bulk-in and bulk-out endpoints */

   iface_desc = interface->cur_altsetting;

   for (i = 0; i < iface_desc->desc.bNumEndpoints; ++i) {

       endpoint = &iface_desc->endpoint[i].desc;

 

       if (!dev->bulk_in_endpointAddr &&

           usb_endpoint_is_bulk_in(endpoint)) {

           /* we found a bulk in endpoint */

           buffer_size = le16_to_cpu(endpoint->wMaxPacketSize);

         dev->bulk_in_size = buffer_size;

           dev->bulk_in_endpointAddr = endpoint->bEndpointAddress;

           dev->bulk_in_buffer = kmalloc(buffer_size, GFP_KERNEL);

           if (!dev->bulk_in_buffer) {

               err("Could not allocate bulk_in_buffer");

               goto error;

           }

           dev->bulk_in_urb = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL);

           if (!dev->bulk_in_urb) {

               err("Could not allocate bulk_in_urb");

               goto error;

           }

       }

 

       if (!dev->bulk_out_endpointAddr &&

           usb_endpoint_is_bulk_out(endpoint)) {

           /* we found a bulk out endpoint */

           dev->bulk_out_endpointAddr = endpoint->bEndpointAddress;

       }

   }

   if (!(dev->bulk_in_endpointAddr && dev->bulk_out_endpointAddr)) {

       err("Could not find both bulk-in and bulk-out endpoints");

       goto error;

   }

 

  接下來的工作是向系統註冊一些以後會用的的資訊。

  首先我們來說明一下usb_set_intfdata(),他向kernel註冊一個data,這個data的結構可以是任意的,這段程式向kernel註冊了一個usb_skel結構,就是我們剛剛看到的被初始化的那個,這個data可以在以後用usb_get_intfdata來得到。

 

   /* save our data pointer in this interface device */

   usb_set_intfdata(interface, dev);

 

   /* we can register the device now, as it is ready */

   retval = usb_register_dev(interface, &skel_class);

   if (retval) {

       /* something prevented us from registering this driver */

       err("Not able to get a minor for this device.");

       usb_set_intfdata(interface, NULL);

       goto error;

   }

 

  然後我們向這個interface註冊一個skel_class結構。這個結構又是什麼?我們就來看看這到底是個什麼東西:

 

/**

* struct usb_class_driver - identifies a USB driver that wants to use the USB major number

* @name: the usb class device name for this driver. Will show up in sysfs.

* @devnode: Callback to provide a naming hint for a possible

*   device node to create.

* @fops: pointer to the struct file_operations of this driver.

* @minor_base: the start of the minor range for this driver.

*

* This structure is used for the usb_register_dev() and

* usb_unregister_dev() functions, to consolidate a number of the

* parameters used for them.

*/

struct usb_class_driver {

   char *name;

   char *(*devnode)(struct device *dev, mode_t *mode);

   conststruct file_operations *fops;

   int minor_base;

};

 

  它其實是一個系統定義的結構,裡面包含了一名字、一個檔操作結構體還有一個次設備號的基準值。事實上它才是定義真正完成對設備IO操作的函數。所以他的kernel內容應該是skel_fops

  這裡補充一些我個人的估計:因為usb設備可以有多個interface,每個interface所定義的IO操作可能不一樣,所以向系統註冊的usb_class_driver要求註冊到某一個interface,而不是device,因此,usb_register_dev的第一個參數才是interface,而第二個參數就是某一個usb_class_driver。通常情況下,linux系統用主設備號來識別某類設備的驅動程式,用次設備號管理識別具體的設備,驅動程式可以依照次設備號來區分不同的設備,所以,這裡的次設備好其實是用來管理不同的interface的,但由於這個範例只有一個interface,在代碼上無法求證這個猜想。

 

staticconststruct file_operations skel_fops = {

   .owner =        THIS_MODULE,

   .read =           skel_read,

   .write =          skel_write,

   .open =           skel_open,

   .release =   skel_release,

   .flush =          skel_flush,

   .llseek =         noop_llseek,

};

 

  這個檔操作結構中定義了對設備的讀寫、打開、釋放(USB設備通常使用這個術語release)。他們都是函數指標,分別指向skel_readskel_writeskel_openskel_release這四個函數,這四個函數應該有開發人員自己實現。

  當設備被拔出集線器時,usb子系統會自動地呼叫disconnect,他做的事情不多,最重要的是登出class_driver(交還次設備號)和interfacedata:

   dev = usb_get_intfdata(interface);

   usb_set_intfdata(interface, NULL);

 

   /* give back our minor */

   usb_deregister_dev(interface, &skel_class);

  然後他會用kref_put(&dev->kref, skel_delete)進行清理,kref_put的細節參見前文。

  到目前為止,我們已經分析完usb子系統要求的各個主要操作,下一部分我們在討論一下對USB設備的IO操作。

  說到usb子系統的IO操作,不得不說usb request block,簡稱urb。事實上,可以打一個這樣的比喻,usb匯流排就像一條高速公路,貨物、人流之類的可以看成是系統與設備交互的資料,而urb就可以看成是汽車。在一開始對USB規範細節的介紹,我們就說過USBendpoint4種不同類型,也就是說能在這條高速公路上流動的資料就有四種。但是這對汽車是沒有要求的,所以urb可以運載四種資料,不過你要先告訴司機你要運什麼,目的地是什麼。我們現在就看看struct urb的具體內容。它的內容很多,為了不讓我的理解誤導各位,大家最好還是看一看kernel原始碼的注釋,具體內容參見原始碼樹下include/linux/usb.h

  在這裡我們重點介紹程式中出現的幾個關鍵字段:

struct usb_device *dev

  urb所發送的目標設備。

unsigned int pipe

  一個管道號碼,該管道記錄了目標設備的端點以及管道的類型。每個管道只有一種類型和一個方向,它與他的目標設備的端點相對應,我們可以通過以下幾個函數來獲得管道號並設置管道類型:

 

unsigned int usb_sndctrlpipe(struct usb_device *dev, unsigned int endpoint)

//把指定USB設備的指定端點設置為一個控制OUT端點。

unsigned int usb_rcvctrlpipe(struct usb_device *dev, unsigned int endpoint)

//把指定USB設備的指定端點設置為一個控制IN端點。

unsigned int usb_sndbulkpipe(struct usb_device *dev, unsigned int endpoint)

//把指定USB設備的指定端點設置為一個批量OUT端點。

unsigned int usb_rcvbulkpipe(struct usb_device *dev, unsigned int endpoint)

//把指定USB設備的指定端點設置為一個批量OUT端點。

unsigned int usb_sndintpipe(struct usb_device *dev, unsigned int endpoint)

//把指定USB設備的指定端點設置為一個中斷OUT端點。

unsigned int usb_rcvintpipe(struct usb_device *dev, unsigned int endpoint)

//把指定USB設備的指定端點設置為一個中斷OUT端點。

unsigned int usb_sndisocpipe(struct usb_device *dev, unsigned int endpoint)

//把指定USB設備的指定端點設置為一個等時OUT端點。

unsigned int usb_rcvisocpipe(struct usb_device *dev, unsigned int endpoint)

//把指定USB設備的指定端點設置為一個等時OUT端點。

 

unsigned int transfer_flags

  當不使用DMA時,應該transfer_flags |= URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP(按照代碼的理解,希望沒有錯)。

int status

  一個urb把資料送到設備時,這個urb會由系統返回給驅動程式,並呼叫驅動程式的urb完成回呼(callback)函數處理。這時,status記錄了這次資料傳輸的有關狀態,例如傳送成功與否。成功的話會是0
  要能夠運貨當然首先要有車,所以第一步當然要建立urb

struct urb *usb_alloc_urb(int isoc_packets, int mem_flags);

  第一個參數是等時包的數量,如果不是乘載等時包,應該為0,第二個參數與kmalloc的標誌相同。
  要釋放一個urb可以用:

void usb_free_urb(struct urb *urb);

  要承載資料,還要告訴司機目的地資訊跟要運的貨物,對於不同的資料,系統提供了不同的函數,對於中斷urb,我們用

 

static inline 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_fn,

                   void *context,

                   int interval)

 

  這裡要解釋一下,transfer_buffer是一個要送/收的資料的緩衝,buffer_length是它的長度,completeurb完成回呼(callback)函數的入口,context由用戶定義,可能會在回呼(callback)函數中使用的資料,interval就是urb被調度的間隔。

  對於批量urb和控制urb,我們用:

 

//批量

static inline 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_fn,

                     void *context)

 

//控制

static inline 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_fn,

                   void *context)

 

  控制包有一個特殊參數setup_packet,它指向即將被發送到端點的設置資料報的資料。
  對於等時urb,系統沒有專門的fill函數,只能對各urb欄位顯示賦值。
  有了汽車,有了司機,下一步就是要開始運貨了,我們可以用下面的函數來提交urb

int usb_submit_urb(struct urb *urb, int mem_flags);

  mem_flags有幾種:GFP_ATOMICGFP_NOIOGFP_KERNEL,通常在中斷上下文環境我們會用GFP_ATOMIC

  當我們的卡車運貨之後,系統會把它調回來,並呼叫urb完成回呼(callback)函數,並把這輛車作為函數傳遞給驅動程式。我們應該在回呼(callback)函數裡面檢查status欄位,以確定資料的成功傳輸與否。下面是用urb來傳送資料的細節。

 

staticint skel_do_read_io(struct usb_skel *dev, size_t count)

{

   int rv;

 

   /* prepare a read */

   usb_fill_bulk_urb(dev->bulk_in_urb,

           dev->udev,

           usb_rcvbulkpipe(dev->udev,dev->bulk_in_endpointAddr),

           dev->bulk_in_buffer,

           min(dev->bulk_in_size, count),

           skel_read_bulk_callback,

           dev);

   /* tell everybody to leave the URB alone */

   spin_lock_irq(&dev->err_lock);

   dev->ongoing_read = 1;

   spin_unlock_irq(&dev->err_lock);

 

   /* do it */

   rv = usb_submit_urb(dev->bulk_in_urb, GFP_KERNEL);

   if (rv < 0) {

       err("%s - failed submitting read urb, error %d",

           __func__, rv);

       dev->bulk_in_filled = 0;

       rv = (rv == -ENOMEM) ? rv : -EIO;

       spin_lock_irq(&dev->err_lock);

       dev->ongoing_read = 0;

       spin_unlock_irq(&dev->err_lock);

   }

 

   return rv;

}

 

  這裡skel_write_bulk_callback就是一個完成回呼(callback)函數,而他做的主要事情就是檢查資料傳輸狀態和釋放urb

 

staticvoid skel_read_bulk_callback(struct urb *urb)

{

   struct usb_skel *dev;

 

   dev = urb->context;

 

   spin_lock(&dev->err_lock);

   /* sync/async unlink faults aren't errors */

   if (urb->status) {

       if (!(urb->status == -ENOENT ||

           urb->status == -ECONNRESET ||

           urb->status == -ESHUTDOWN))

           err("%s - nonzero write bulk status received: %d",

               __func__, urb->status);

 

       dev->errors = urb->status;

   } else {

       dev->bulk_in_filled = urb->actual_length;

   }

   dev->ongoing_read = 0;

   spin_unlock(&dev->err_lock);

 

   complete(&dev->bulk_in_completion);

}

 

  事實上,如果資料的量不大,那麼可以不一定用卡車來運貨,系統還提供了一種不用urb的傳輸方式,而usb-skeleton的讀操作正是採用這種方式實現:

 

/* do a blocking bulk read to get data from the device */

  retval = usb_bulk_msg(dev->udev,

                usb_rcvbulkpipe(dev->udev, dev->bulk_in_endpointAddr),

                dev->bulk_in_buffer,

                min(dev->bulk_in_size, count),

                &bytes_read, 10000);

/* if the read was successful, copy the data to userspace */

  if (!retval) {

    if (copy_to_user(buffer, dev->bulk_in_buffer, bytes_read))

      retval = -EFAULT;

    else

      retval = bytes_read;

  }

 

  程式使用了usb_bulk_msg來傳送資料,它的原型如下:

 

int usb_bulk_msg(struct usb_device *usb_dev, unsigned int pipe,

         void *data, int len, int *actual_length, int timeout)

{

   struct urb *urb;

   struct usb_host_endpoint *ep;

 

   ep = usb_pipe_endpoint(usb_dev, pipe);

   if (!ep || len < 0)

       return -EINVAL;

 

   urb = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL);

   if (!urb)

       return -ENOMEM;

 

   if ((ep->desc.bmAttributes & USB_ENDPOINT_XFERTYPE_MASK) ==

           USB_ENDPOINT_XFER_INT) {

       pipe = (pipe & ~(3 << 30)) | (PIPE_INTERRUPT << 30);

       usb_fill_int_urb(urb, usb_dev, pipe, data, len,

               usb_api_blocking_completion, NULL,

               ep->desc.bInterval);

   } else

       usb_fill_bulk_urb(urb, usb_dev, pipe, data, len,

               usb_api_blocking_completion, NULL);

 

   return usb_start_wait_urb(urb, timeout, actual_length);

}

EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_bulk_msg);

 

  這個函數會阻塞等待資料傳輸完成或者等到超時,data是輸入/輸出緩衝,len是它的大小,actual length是實際傳送的資料大小,timeout是阻塞超時。
  對於控制資料,系統提供了另外一個函數,他的原型是:

 

int usb_control_msg(struct usb_device *dev, unsigned int pipe, __u8 request,

           __u8 requesttype, __u16 value, __u16 index, void *data,

           __u16 size, int timeout)

{

   struct usb_ctrlrequest *dr;

   int ret;

 

   dr = kmalloc(sizeof(struct usb_ctrlrequest), GFP_NOIO);

   if (!dr)

       return -ENOMEM;

 

   dr->bRequestType = requesttype;

   dr->bRequest = request;

   dr->wValue = cpu_to_le16(value);

   dr->wIndex = cpu_to_le16(index);

   dr->wLength = cpu_to_le16(size);

 

   /* dbg("usb_control_msg"); */

 

   ret = usb_internal_control_msg(dev, pipe, dr, data, size, timeout);

 

   kfree(dr);

 

   return ret;

}

EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_control_msg);

 

  equest是控制消息的USB請求值、requesttype是控制消息的USB請求類型,value是控制消息的USB消息值,index是控制消息的USB消息索引。具體是什麼,暫時不是很清楚,希望大家提供說明。

  當然,對於中斷傳輸,系統也提供了另外的函數。

int usb_interrupt_msg(struct usb_device *usb_dev, unsigned int pipe,

             void *data, int len, int *actual_length, int timeout)

{

   return usb_bulk_msg(usb_dev, pipe, data, len, actual_length, timeout);

}

EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_interrupt_msg);

  直接呼叫usb_bulk_msg()函數。

  至此,Linux下的USB驅動框架分析基本完成了。

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