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PIPE

usb通信的最基本形式是通過(guò)USB設(shè)備里的endpoint，而主機(jī)和endpoit之間的數(shù)據(jù)傳輸就是通過(guò)pipe

通信方式

USB的所有通信都是由host發(fā)起的，總線(xiàn)采用輪詢(xún)方式和設(shè)備進(jìn)行通信

endpoint

端點(diǎn)是有方向的，主機(jī)到從機(jī)成為out端點(diǎn)，從機(jī)到主機(jī)成為in端點(diǎn)。從這個(gè)說(shuō)明看出端點(diǎn)是單方向的。（除了0端點(diǎn)）

管道通信方式

pipe中的數(shù)據(jù)通信方式有兩種，一種是stream一種是message。message要求進(jìn)出進(jìn)出方向必須要求同一個(gè)管道，默認(rèn)就使用ep0作為message管道

傳輸方式

USB endpiont有四種類(lèi)型，分別對(duì)應(yīng)了不同的數(shù)據(jù)傳輸方式，分別為control transfers控制傳輸、interrupt transfers中斷傳輸、Bluk Data transfers批量傳輸、Isochronous Data Tranfers等時(shí)傳輸
控制傳輸通常用于配置設(shè)備，獲取設(shè)備信息，發(fā)送命令到設(shè)備

邏輯設(shè)備

邏輯設(shè)備就是一系列端點(diǎn)的組合，邏輯設(shè)備與主機(jī)之間的通信發(fā)生在一個(gè)主機(jī)的緩沖區(qū)和設(shè)備的一個(gè)端點(diǎn)之間。

---------------------------
            host
---------------------------
   | buf | buf  |   buf |
---------------------------
    []      []      []
    []      []      []
    []      []      []------->pipe
    []      []      []
    []      []      []
---------------------------
{ |ep| }  {| ep|    |ep| }-->interface
---------------------------
        logic device
---------------------------

interface

一個(gè)邏輯設(shè)備可能包含若干個(gè)接口，每個(gè)接口包含1個(gè)或多個(gè)端點(diǎn)。每個(gè)接口表示一種功能。內(nèi)核里一個(gè)接口對(duì)應(yīng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序。例如usb揚(yáng)聲器就包含一個(gè)鍵盤(pán)接口和一個(gè)音頻流接口

gadget

class協(xié)議

USB協(xié)議中除了定義一些通用軟硬件電氣特性，還包含各種各樣的class協(xié)議，用來(lái)為不同的功能定義各自的標(biāo)準(zhǔn)接口和具體總線(xiàn)上的數(shù)據(jù)交互內(nèi)容和格式。例如u盤(pán)的Mass storage class、通用數(shù)據(jù)交換CDC class

為何USB都在PCI設(shè)備中

訪(fǎng)問(wèn)設(shè)備文件時(shí)經(jīng)?？吹絬sb在pci目錄中，這是因?yàn)橥ǔsb的root hub包含在了pci設(shè)備中。

usbfs

usbfs提供了用戶(hù)空間可以訪(fǎng)問(wèn)usb硬件設(shè)備的接口

設(shè)備描述符、配置描述符、接口描述符、端點(diǎn)描述符

協(xié)議里規(guī)定一個(gè)usb設(shè)備必須支持這四大描述符。字符串描述符是可選的

/* host-side wrapper for one interface setting's parsed descriptors */
struct usb_host_interface {
    struct usb_interface_descriptor desc; //接口描述符

    int extralen;
    unsigned char *extra;   /* Extra descriptors */ //其他描述符

    /* array of desc.bNumEndpoint endpoints associated with this
     * interface setting.  these will be in no particular order.
     */
    struct usb_host_endpoint *endpoint; //端點(diǎn)描述符

    char *string;       /* iInterface string, if present */ //用來(lái)保存從設(shè)備上讀取出來(lái)的字符串描述符
};

/* USB_DT_INTERFACE: Interface descriptor */
struct usb_interface_descriptor {
    __u8  bLength;   //==9
    __u8  bDescriptorType; //==4

    __u8  bInterfaceNumber;
    __u8  bAlternateSetting;
    __u8  bNumEndpoints;
    __u8  bInterfaceClass;
    __u8  bInterfaceSubClass;
    __u8  bInterfaceProtocol;
    __u8  iInterface; //對(duì)應(yīng)字符串描述符的索引值
} __attribute__ ((packed));

struct usb_host_endpoint {
    struct usb_endpoint_descriptor      desc;
    struct usb_ss_ep_comp_descriptor    ss_ep_comp;
    struct list_head        urb_list;
    void                *hcpriv;
    /****************提供給sysfs用的
    wy@am:/proc$ ls /sys/bus/usb/devices/usb1/ep_00/
        bEndpointAddress  bInterval  bLength  bmAttributes  direction  interval  power  type  uevent  wMaxPacketSize
    
    
    上面這個(gè)文件就是通過(guò)usb_create_ep_files創(chuàng)建的
    */
    struct ep_device        *ep_dev;    /* For sysfs info */

    unsigned char *extra;   /* Extra descriptors */
    int extralen;
    int enabled;
};

/* USB_DT_ENDPOINT: Endpoint descriptor */
struct usb_endpoint_descriptor {
    __u8  bLength; //==7/9
    __u8  bDescriptorType; //==5

    __u8  bEndpointAddress; //bit7 表示方向，bit0-3表示端點(diǎn)號(hào)
    /*bit1-0 表示傳輸類(lèi)型，
       00  控制
       01  iosh( 等時(shí))
       10  批量
       11  中斷
    */   
    __u8  bmAttributes; 
    //最大長(zhǎng)度
    __le16 wMaxPacketSize;
    __u8  bInterval;
///////////////////////////下面這兩個(gè)字段只在audio設(shè)備中有
    /* NOTE:  these two are _only_ in audio endpoints. */
    /* use USB_DT_ENDPOINT*_SIZE in bLength, not sizeof. */
    __u8  bRefresh;
    __u8  bSynchAddress;
} __attribute__ ((packed));

//配置描述符
struct usb_config_descriptor {
    __u8  bLength;
    __u8  bDescriptorType;

    __le16 wTotalLength;
    __u8  bNumInterfaces;
    __u8  bConfigurationValue; //表明了正在被使用的USB配置，雖然USB設(shè)備可能包含多個(gè)配置，但是同一時(shí)刻只能又一個(gè)配置生效
    __u8  iConfiguration; //配置描述符的字符串描述索引值
    __u8  bmAttributes;
    __u8  bMaxPower;
} __attribute__ ((packed));

設(shè)置

一個(gè)接口包含多個(gè)設(shè)置，每個(gè)設(shè)置對(duì)應(yīng)不同的描述符

class

每個(gè)接口都包含一個(gè)class，class下面有分subclass。usb協(xié)議里為每一種class、subclass、protocol定義了一個(gè)數(shù)值。沒(méi)一個(gè)接口或者設(shè)備都屬于一個(gè)class。

設(shè)備class和接口class有何區(qū)別？

USB設(shè)備號(hào)

單純的USB主設(shè)備號(hào)有兩個(gè)USB_MAJOR,USB_DEVICE_MAJOR。其中USB_DEVICE_MAJOR是為usbfs而生的。USB_MAJOR才是真正的USB設(shè)備主設(shè)備號(hào)，但是一般的USB設(shè)備都是模擬成其他的設(shè)備，比如USB鍵盤(pán)、硬盤(pán)等。這類(lèi)設(shè)備和其他子系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，那么設(shè)備號(hào)就不再使用USB_MARJOR設(shè)備號(hào)了，屬于哪個(gè)子系統(tǒng)就使用該子系統(tǒng)的設(shè)備號(hào)。例如USB硬盤(pán)的主設(shè)備號(hào)是8。這里的USB設(shè)備準(zhǔn)確的說(shuō)應(yīng)該是USB接口。

掛起狀態(tài)

協(xié)議里規(guī)定所有的USB設(shè)備都需要支持掛起，已達(dá)到省電的目的，在設(shè)備指定時(shí)間內(nèi)(3ms)沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸，就進(jìn)入掛起狀態(tài)。當(dāng)收到一個(gè)non-idle信號(hào)，就會(huì)被喚醒。