要开始系统学习LINUX USB驱动了(通用的驱动流程)

以USB串口驱动pl2303为例子分析。

首先是要有一个总管usb设备的驱动，就是定义在generic.c中的 usb_device_driver；该结构在usb.c中注册：

int usb_register_device_driver(struct usb_device_driver *new_udriver,        struct module *owner){    int retval = 0;     if (usb_disabled())        return -ENODEV;    new_udriver->drvwrap.for_devices = 1;     new_udriver->drvwrap.driver.name = (char *) new_udriver->name;    new_udriver->drvwrap.driver.bus = &usb_bus_type;    new_udriver->drvwrap.driver.probe = usb_probe_device;    new_udriver->drvwrap.driver.remove = usb_unbind_device;    new_udriver->drvwrap.driver.owner = owner;    retval = driver_register(&new_udriver->drvwrap.driver);    if (!retval) {        pr_info("%s: registered new device driver %s\n",            usbcore_name, new_udriver->name);        usbfs_update_special();    } else {        printk(KERN_ERR "%s: error %d registering device "            "   driver %s\n",            usbcore_name, retval, new_udriver->name);    }        return retval;}

usb_register_device_driver(&usb_generic_driver, THIS_MODULE) -> driver_register(这是usb device驱动，for_devices = 1);

记住，整个usb驱动架构中就注册了一个这样的设备驱动。

其次是具体设备的usb驱动usb_driver(如PL2303)，他们都是用usb_register ->usb_register_driver -> driver_register来注册的(这是注册USB interface驱动，for_devices = 0)：

int usb_register_driver(struct usb_driver *new_driver, struct module *owner,            const char *mod_name){    int retval = 0;    if (usb_disabled())        return -ENODEV;    new_driver->drvwrap.for_devices = 0;    new_driver->drvwrap.driver.name = (char *) new_driver->name;    new_driver->drvwrap.driver.bus = &usb_bus_type;    new_driver->drvwrap.driver.probe = usb_probe_interface;    new_driver->drvwrap.driver.remove = usb_unbind_interface;    new_driver->drvwrap.driver.owner = owner;                                                                                                                      new_driver->drvwrap.driver.mod_name = mod_name;    spin_lock_init(&new_driver->dynids.lock);    INIT_LIST_HEAD(&new_driver->dynids.list);    retval = driver_register(&new_driver->drvwrap.driver);    if (retval)        goto out;    usbfs_update_special();    retval = usb_create_newid_file(new_driver);    if (retval)        goto out_newid;    retval = usb_create_removeid_file(new_driver);    if (retval)        goto out_removeid;............................................................

这样，driver就已经添加到USB总线上来。但是还没有device；这是因为deivce是动态创建加载的。USB子系统加载后，会启动一个内核线程：kthread_run(hub_thread, NULL, "khubd")来监控usb设备的热拔插事件，其发现设备的大体流程是：

hub_events -> hub_port_connect_change -> usb_alloc_dev -> 创建udev，并且赋值：

    dev->dev.bus = &usb_bus_type;
    dev->dev.type = &usb_device_type;//这是以后匹配device_driver的依据
    dev->dev.groups = usb_device_groups;

                                                                             ->usb_new_device(udev) -> device_add,这样，就将检测到的USB设备添加到USB总线usb_bus_type上了。

而接着在device_add -> bus_probe_device中会用bus_for_each_drv遍历前面注册在usb总线上的驱动，这个时候总线上有很多device_driver,但是我们要调用前面usb_register_device_driver注册的通用设备描述符解析驱动。

这是如何匹配到的呢？进入USB总线usb_bus_type的match函数看看匹配规则就知道了：

static int usb_device_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)                                                                                     {    /* devices and interfaces are handled separately */    if (is_usb_device(dev)) {        /* interface drivers never match devices */        if (!is_usb_device_driver(drv))            return 0;        /* TODO: Add real matching code */        return 1;    } else if (is_usb_interface(dev)) {        struct usb_interface *intf;        struct usb_driver *usb_drv;        const struct usb_device_id *id;         /* device drivers never match interfaces */        if (is_usb_device_driver(drv))            return 0;        intf = to_usb_interface(dev);        usb_drv = to_usb_driver(drv);        id = usb_match_id(intf, usb_drv->id_table);        if (id)             return 1;        id = usb_match_dynamic_id(intf, usb_drv);        if (id)             return 1;    }        return 0;}

可以猜想，现在要匹配的是设备驱动，而不是接口驱动，而is_usb_device函数的定义为：

static inline int is_usb_device(const struct device *dev)                                                                                                      {    return dev->type == &usb_device_type;}

根据前面usb_alloc_dev的赋值，该条件已经符合；接着is_usb_device_driver函数的定义：

static inline int is_usb_device_driver(struct device_driver *drv)                                                                                              {               return container_of(drv, struct usbdrv_wrap, driver)->            for_devices;} 

刚好这里for_devices前面赋值为1，这样usb_device_match就匹配成功了，找到了new_driver->drvwrap.driver这个device_driver,并调用他的probe方法->usb_probe_device:

static int usb_probe_device(struct device *dev)                                                                                                                {.......        error = udriver->probe(udev);.......}

做一些简单的判断然后调用generic.c的usb_device_driver结构体的probe。再次强调，这是通用的配置描述符驱动是根据上述分，所有的usb插入设备都析的规则找到它，并调用他的probe方法来获得配置描述符：

static int generic_probe(struct usb_device *udev){                                                                                                                                                                  int err, c;    /* Choose and set the configuration.  This registers the interfaces     * with the driver core and lets interface drivers bind to them.     */    if (usb_device_is_owned(udev))        ;       /* Don't configure if the device is owned */    else if (udev->authorized == 0)        dev_err(&udev->dev, "Device is not authorized for usage\n");    else {        c = usb_choose_configuration(udev);        if (c >= 0) {            err = usb_set_configuration(udev, c);             if (err) {                dev_err(&udev->dev, "can't set config #%d, error %d\n",                    c, err);                /* This need not be fatal.  The user can try to                 * set other configurations. */            }           }       }       /* USB device state == configured ... usable */    usb_notify_add_device(udev);    return 0;}

主要工作是在usb_set_configuration中，它根据选择到的配置描述符，设置到设备中，使该配置下的接口生效，并将每个接口抽象成一个device,用device_add(&intf->dev)添加到USB总线上去。重要的代码片段如下：

int usb_set_configuration(struct usb_device *dev, int configuration){    int i, ret;     struct usb_host_config *cp = NULL;    struct usb_interface **new_interfaces = NULL;    struct usb_hcd *hcd = bus_to_hcd(dev->bus);    int n, nintf;。。。。。。 new_interfaces = kmalloc(nintf * sizeof(*new_interfaces),。。。。。。        for (; n < nintf; ++n) {            new_interfaces[n] = kzalloc(                    sizeof(struct usb_interface),                    GFP_NOIO);。。。。。。        usb_enable_interface(dev, intf, true);        intf->dev.parent = &dev->dev;        intf->dev.driver = NULL;        intf->dev.bus = &usb_bus_type;        intf->dev.type = &usb_if_device_type;        intf->dev.groups = usb_interface_groups;        intf->dev.dma_mask = dev->dev.dma_mask;        INIT_WORK(&intf->reset_ws, __usb_queue_reset_device);。。。。。。    for (i = 0; i < nintf; ++i) {        struct usb_interface *intf = cp->interface[i];        dev_dbg(&dev->dev,            "adding %s (config #%d, interface %d)\n",            dev_name(&intf->dev), configuration,            intf->cur_altsetting->desc.bInterfaceNumber);        device_enable_async_suspend(&intf->dev);        ret = device_add(&intf->dev);        if (ret != 0) {            dev_err(&dev->dev, "device_add(%s) --> %d\n",                dev_name(&intf->dev), ret);            continue;        }        create_intf_ep_devs(intf);。。。。。。

这一次device_add又将匹配总线上的那个device_driver呢？回去看前面的match方法可知：

static inline int is_usb_interface(const struct device *dev)                                                                                                   {    return dev->type == &usb_if_device_type;}

这个条件成立，调用usb_match_id(intf, usb_drv->id_table)和usb_match_dynamic_id匹配，这样说吧，这里是把从USB设备读取道德PID,VID和驱动中定义的进行匹配，如果有则匹配成功。我们PL2303的id_table定义了很多，如果还要添加新的ID，则在该id_table添加即可。

匹配成功后，调用通用的usb_probe_interface：

static int usb_probe_interface(struct device *dev){。。。。。。    if (intf->needs_altsetting0) {        error = usb_set_interface(udev, intf->altsetting[0].                desc.bInterfaceNumber, 0);。。。。。。    error = driver->probe(intf, id);。。。。。。

调用具体驱动的probe，这里就是PL2303的probe了：

static struct usb_driver pl2303_driver = {                                                                                                                         .name =     "pl2303",    .probe =    usb_serial_probe,    .disconnect =   usb_serial_disconnect,    .id_table = id_table,    .suspend =      usb_serial_suspend,    .resume =       usb_serial_resume,    .no_dynamic_id =    1,    .supports_autosuspend = 1,};

usb_serial_probe，这里看到有趣的事情，usb-serial.c 中的probe也指向usb_serial_probe，按理说应该是先找到usb-serial.c 的porbe，然后再通过它找到pl2303的probe。这里可能是usb-serial.c 作为一个通用的函数接口代码，并没有定义PID，VID；但是USB核心的匹配规则偏偏是匹配该ID，所以为了迎合USB的架构，usb serial也没有别的好办法，只好把PL2303的probe指向了usb-serial.c 的porbe，在该probe中统一处理端点描述符。

从上面可以看出，USB子系统已经为我们实现了大部分架构，我们驱动要做的事情只要实现接口描述符(interface descriptor)的处理即可，这就要求根据USB协议规则和具体的USB芯片手册来操作。

下一篇就来分析常用的USB协议和一个具体的接口描述符驱动。