《Linux设备驱动开发详解：基于最新的Linux4.0内核》
—— USB主机、设备、与Gadget驱动

架构

USB驱动分为主机侧和从机侧：主机侧由设备驱动、USB核心、USB主机控制器驱动组成，从机侧由：Gadget Function驱动、Gadget Function API、UDC驱动组成，此外OTG协议既能当主机也能当从机：

• 主机侧：USB核心将USB控制器驱动与USB设备驱动分层

  • 向USB核心注册USB控制器驱动
  • USB设备驱动调用USB核心层API
  • 从机侧的Gadget API层相似

• 传输方式

  • 中断传输
  • 控制传输
  • 批量传输
  • 同步传输

• 结构

  • 设备 设备描述符 usb_device_descriptor
  • 配置 配置描述符 usb_config_descriptor
  • 接口 接口描述符 usb_interface_descriptor
  • 端点 端点描述符 usb_endpoint_descriptor

• 主机侧

  • USB主机控制器驱动
    • 主机控制器规格
      • OHCI
      • UHCI
      • EHCI
      • xHCI
    • usb_hcd描述主机控制器驱动
    • hc_driver 操作主机控制器的钩子函数
    • usb_create_hcd()
    • usb_add_hcd() 向核心层添加驱动
    • urb_enqueue()
      (上层 usb_submit_urb()->usb_hcd_submit_urb()->urb_enqueue())
    • platform_device和platform_driver匹配上后调用probe()向核心层注册主机控制器驱动
  • USB设备驱动
    • usb_device
    • usb_driver
    • usb_register()
    • 匹配后在usb_driver的probe()函数中再注册相应设备，如tty设备
    • usb设备所属设备的write()\read()等其中都是对urb操作
    • usb_driver本身只是管理设备的连接和断开，具体还是要实现相应所属设备驱动
    • USB请求块：urb结构体（类似网卡设备的sk_buff）
    • 每个端点处理一个URB队列
    • URB流程
      1. 一个USB设备驱动创建
      2. 初始化，安排给一个USB设备的特定端点
      3. 被USB设备驱动提交给USB核心 usb_submit_urb()
      4. 被USB核心提交给指定的USB控制器驱动
      5. 被USB主机控制器处理，进行一次到USB设备的传输
      6. 当URB完成，USB主机控制器驱动通知USB设备驱动

• 从机侧：UDC与Gadget驱动（如：手机作为U盘连接电脑）

  • UDC驱动
    • usb_gadget
    • usb_gadget_ops
    • usb_ep
    • usb_ep_ops
    • usb_add_gadget_udc()
  • Function驱动
    • usb_interface_descriptor
    • usb_endpoint_descriptor
    • usb_descriptor_header
    • usb_function
    • usb_function_register()
  • usb_request 描述一次请求

• USB OTG驱动

  • 新增主机通令协议HNP和对话请求SRP
  • 通过ID引脚区分主机和从机
  • usb_otg
  • 一般在usb phy端实现