linxu usb 驱动介绍

Linux下USB驱动的介绍主要围绕着通用USB驱动libusb展开。USB驱动开发是内核开发中工作量相对较大的一块，而随着USB设备的广泛使用，针对这些设备的驱动开发成为驱动开发者最常接触的任务。 我们先来介绍一下USB驱动的相关概念。USB（通用串行总线）是一种常见的电脑硬件接口，用于连接电脑与各种外部设备。其特点包括易于使用，支持热插拔，即插即用和能够提供稳定的电源供应。USB接口从1.0版本到现在的3.1版本，传输速度从最初的1.5Mbps提升到了10Gbps，大大提高了数据传输效率。USB接口按连接器类型分为Type-A、Type-B、Mini-B、Micro-B等，其形状和尺寸各异以适应不同设备。 Linux系统为支持USB设备，设计了一套完整的USB驱动架构。Linux USB子系统通过一系列的数据结构、接口和函数来管理USB设备。核心数据结构是struct usb_device，它代表了一个USB设备，包含了USB设备的各类属性信息，如设备地址、设备速度、产品ID等。struct usb_host_endpoint代表了USB设备的端点，端点是USB数据传输的基本单位，每种传输类型（控制传输、中断传输、批量传输和同步传输）的端点都有其特定的属性和限制。struct usb_interface则表示USB设备与主机通信的一个接口，可以包含多个端点。 USB驱动开发中常用到的还有Linux USB核心提供的API。例如，usb_register_dev()用于在USB核心注册设备；usb_register_dev()用于注销设备；usb_get_dev()和usb_put_dev()用于获得和释放USB设备的引用计数；usb_submit_urb()用于提交一个URB（USB请求块），来实现数据的发送和接收。 接下来，我们来了解一下Linux下USB驱动开发的主要流程。一个基本的USB驱动包括设备的初始化，设备的注册和注销，以及数据的传输操作。 初始化主要涉及到USB驱动模块加载时需要执行的初始化代码，它一般会分配并初始化struct usb_driver结构体，该结构体需要提供驱动的一些基本信息和操作函数。例如，在初始化函数中，USB驱动需要调用usb_register_driver()函数来向USB核心注册该驱动。 设备的注册和注销操作一般伴随驱动的加载和卸载，USB核心通过匹配机制来将注册的驱动与相应的USB设备绑定。当设备连接或断开时，驱动中相应的函数会被USB核心调用。usb_register_dev()函数会注册一个USB设备并返回一个设备文件，而usb_deregister_dev()函数用于注销该设备。 数据传输操作是指通过USB设备实现数据的读取和写入，这是驱动开发中的核心部分。Linux内核中，所有的USB通信都是通过URB完成的。一个URB是USB设备与主机之间传输数据的抽象表示。驱动程序通过usb_submit_urb()函数提交URB来启动数据传输。当数据传输完成或出现错误时，驱动程序会得到通知，并进行相应的处理。 为了方便管理和调试，Linux内核中的USB设备信息可以通过sysfs文件系统导出。sysfs文件系统提供了一种方式来导出设备信息到用户空间，使用户程序能够获取到设备的属性信息，并且可以通过写入属性文件来控制设备。USB设备信息通常位于/sys/devices/pci<bus>:<dev>.<func>/usb<bus>-<port>/<port>-<device>.<interface>目录下。 对于USB驱动开发还需要注意遵守相应的协议和标准。例如，USB开发者论坛提供的一系列技术规范和文档，它们是USB驱动开发的参考资料。开源社区也提供了大量的工具和示例代码，这些资源可以为驱动开发提供指导和帮助。同时，遵循GNU通用公共许可证（GPL）等开源许可证，确保代码的开放和共享，也是驱动开发者需要考虑的重要方面。 Linux下的USB驱动开发是一个复杂但系统性的工程，涉及到对USB技术规范的深入理解、Linux内核USB子系统的熟悉以及相应的编程技能。通过掌握相关知识点，开发者可以更好地开发出稳定且高效的USB设备驱动。