USB主机驱动器分析

一、USB总线

        系统启动 -》初始化usb子系统 -》向内核注册USB总线 -》向USB总线中注册3个usb驱动（分别是USB接口驱动、HUB驱动、USB设备驱动）。

        主机驱动注册为platform平台驱动 -》先遍历平台总线的设备链表，执行platform的.match函数(platform_match)进行匹配，成功后执行.probe函数(ohci_hcd_s3c2410_drv_probe) -》在此函数中再遍历usb总线的驱动链表，执行.match函数(usb_device_match)，成功后执行.probe函数(预先注册的3个usb驱动) -》检测其他usb设备插拔。。。

//----------------------------------------USB BUS------------------------------------

【USB总线注册】

// usb_bus_type提供了驱动和设备匹配的匹配函数

retval = bus_register(&usb_bus_type);
struct bus_type usb_bus_type = {
        .name =     "usb",
        .match =    usb_device_match, // 内部会将 设备驱动 和 接口驱动 分开匹配（提高效率）
        ... ...
};

//使用bus_register接口注册USB总线，会创建出两条链表用来分别存放向USB总线注册的设备和驱动。

klist_init(&bus->klist_devices, klist_devices_get, klist_devices_put);
klist_init(&bus->klist_drivers, NULL, NULL);

1、在usb总线注册USB接口驱动，该驱动被放在usb总线的驱动链表中。（一个设备可以注册多个接口驱动）

// 注册usbfs接口驱动，提供了在用户空间直接访问USB硬件设备的接口，完成USB设备在用户空间的映射

retval = usb_register(&usbfs_driver);
struct usb_driver usbfs_driver = {
    .name =     "usbfs",
    .probe =    driver_probe, // .match成功后，执行
    .disconnect =   driver_disconnect,
    ... ...
};

2、在usb总线注册一个hub接口驱动，该驱动被放在usb总线的驱动链表中。

retval = usb_register(&hub_driver);
khubd_task = kthread_run(hub_thread, NULL, "khubd");// 创建一个死循环线程hub_thread，用来处理USB设备的断开、连接等事件
 
static struct usb_driver hub_driver = {
    .name =     "hub",
    .probe =    hub_probe, // 通过usb_fill_int_urb创建urb请求块同时注册了一个中断处理函数hub_irq，用来唤醒hub_thread线程来处理USB设备事件（热插拔）
    .disconnect =   hub_disconnect,
    ... ...
 
};

3、在usb总线注册通用USB设备驱动，该驱动被放在usb总线的驱动链表中。

retval = usb_register_device_driver(&usb_generic_driver, THIS_MODULE);
struct usb_device_driver usb_generic_driver = {
    .name = "usb",
    .probe = generic_probe, // 通用USB设备匹配成功后执行
    .disconnect = generic_disconnect,
    ... ...
};

二、USB主机驱动

【主机驱动器HCD】——platform模型

USB HCD注册在 平台总线 上。用来处理主机控制器的初始化以及数据的传输，并监测外部设备插入、拔出，完成设备枚举。

1、设备（或者采用设备树描述）

struct platform_device s3c_device_usb = {
    .name       = "s3c2410-ohci",
    .resource     = s3c_usb_resource
    ... ...
};
 
platform_add_devices();    // 注册设备信息

2、主机驱动注册

retval = platform_driver_register(&ohci_hcd_s3c2410_driver); //内部会调用platform_match 进行驱动-设备匹配
struct platform_driver ohci_hcd_s3c2410_driver = {
    .probe      = ohci_hcd_s3c2410_drv_probe,
    .remove     = ohci_hcd_s3c2410_drv_remove,
    .shutdown   = usb_hcd_platform_shutdown,
    .driver     = {
        .owner  = THIS_MODULE,
        .name   = "s3c2410-ohci",
    },
    ... ...
};

3、 平台总线：此处的platform总线（虚拟总线）完成 USB主机控制器 的驱动和设备匹配.

       USB BUS的USB总线是完成 设备驱动与设备信息 的匹配.

struct bus_type platform_bus_type = {
    .name       = "platform",
    .match      = platform_match,
    ... ...
};

        调用platform_driver_register函数注册主机控制器驱动后，遍历平台总线的设备链表，调用platform_match进行设备-驱动匹配，匹配上后会调用驱动的ohci_hcd_s3c2410_drv_probe函数。

       ohci_hcd_s3c2410_drv_probe流程解析：遍历usb总线的驱动链表，调用usb_device_match进行匹配（第一节的USB总线），匹配成功后执行设备驱动的.probe函数。如执行USB通用设备驱动函数generic_probe。

 

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驱动开发中，所有注册的USB设备，都是向USB总线注册，由USB总线实现驱动-设备的匹配。

入门级的设备驱动程序可以看上篇文章的分析—— 内核鼠标驱动源码。