USB驱动（持续更新中）

每个usb传输都分成多次的transaction,每个transaction又分成多个packet。

trasaction已知的有，setup transaction, data transaction, status transaction，还有isochronous transaction.比如说控制传输就可以分为2~3个transaction, setup - (DATA) - status

而packet可以分成四种，每种有不同的PID用来标识自己，分别是data, token, handshake.

而不同的包而分不同的字段，分别有sync, pid…

其中data有独有的数据字段，无地址字段(devnum, 总线地址),token和handshake是无data，有sync,PID, 地址域还有CRC。也就是说data和其他两种的区别在于data和地址。其中token包只有主机可以发，又可以分为SOF，setup, out, in.data包的长度根据usb版本不同而不同，8 – 1023 - 1024。handshake包括sync和pid。

setup transaction又分成三个阶段，setup toketn(host->device), data0(若失败则无), ack handshake.

data transaction则根据data toggle的有无来决定如何发送。

status transaction则是汇报setup 和 data段结果。(ok/error/busy)

等时传输：
微帧，高速时1帧是125ms。
其他时候分别是：1~255 10~255 1 ~16
等时传输的速度可以由device driver来协商，但是要根据端点能力来，2^(bitintval-1) * 125ms.
只有等时传输可以确定传输字节数。
isochronous transactoin 包括out/in token, data. data payload的上限受限于端点的maxpacketsize。

终端传输的IN和OUT。IN的时候，发送in token,是host->device, 然后等待device 返回data 或 ack/error 或 stall
OUT的时候，发送out token 和data, 等待device 返回 ack 或 nak 或 stall/

lock_tree()是在hub的树拓补发生变化的时候，锁住所有子节点，再开始变化，这个在2.6.23之后被取消了。

 

usb_get_descriptor分成两布，显示使用get设备描述符，去查询bNumConfigurations的，然后再调用usb_get_configuration去获得配置描述符。而后面这一步也分为两步，一步是先用USB_DT_CONFIG_SIZE获得一个配置描述符的内容，再通过其中的wTotalLength来获取所有内容(配置，接口，端点，class, vendor)

一个设备最多支持8钟配置。

get_descriptor后返回的raw_descriptor(是个Buffer)中的内容，将在之后分三步如下解析，

其中第三四字节是wTotalLength.
Quote:

一个配置，最大接口数为128，一个接口，最大端点数为30(去掉ep0和32)，但是Linux好像是限制为不能大于16(因为用不到)…
1. parse_configuration
2.parse_interface
3.parse_endpoints
这中间最好的技巧是
struct usb_descriptor_header {
     _u8 bLength;
     _u8 bDescriptorType;
} __attribute__((packed))

在3中初始化每个endpoint的urb_list.

判断端点类型使用:
usb_endpoint_descriptor *epd->bmAttributes && USB_ENDPOINT_XFERTYPE_MASK

关于端点中的bInterval，是由三个值决定的，i(最小), j(最大),n(default)。而几种不同的传输，bInterval也是不同的。而且是只有中断和同步有bInterval这个值，而bulk和control是没有的。每种传输对于不同的usb速度，值也不一样。默认：i=0,j=255,n=default
中断传输：i=1
HIGH: n=9, j=16, 2^(9-1) uframes = 32ms
FULL/LOW:n=32  比spec中所说的最小的10ms要大
同步传输：i=1, j=16
HIGH:n=9, 32ms
LOW:n=6, 32ms

在usb_bus_type上所挂的driver_list上只有一个是usb_device的驱动，其余全部都是接口驱动。

如果epd->bMaxPower * 2 >　udev->bus_mA, 那么就是说供电不足。

Linux更喜欢标准的东西，如果找到usb_class_***的东西，就不会去找usb_class_vendor_sepc的东西

plural， 打印一个词的复数形式。

驱动层：choose_configuration->set_configuration
这个实际上是在SPEC中所说的那般，发送REQ_SET_CONFIGURATION命令。一般来说configuration不会为0，但是有些设备就是设计成用0的configuration，所以就先令configuration为-1，然后再试探有没有为0的configuration，有则发0，无则发-1.
实际上在此之前还有发送改变设备状态为address的命令。

actconfig->活动配置

set_configuration只是改变了intf_cache，而真正填充interface是在激活配置后。

配置失败后的清理工作内容：除了ep0外都要禁用，1是禁用endpoint,2是对应hcd中此ep的urb_list。需要禁用ep0的情况就是1设备断开，2是从default状态进入到address状态时(也就是ep0_reinit)。

 

strcat前一定要将buf初始化为’/0’,因为strcat的原理就是在buf中寻找’/0’, while((*dest++ = *src++) != '/0’。在ascii码中，'/0’就是用0来表示。就是说0和'/0‘是可以互换的。

在spec 9.6.7中说明了，编码为0的字符描述符包括了设备所支持的所有语言的ID。而接口默认是设置为0号设置。dev->toggle[2]中间的两位分别是IN和OUT，其中那位若为0表示data0,为1就表示为data1。对于这个成员还有几个操作函数，gettoggle, dotoggle, settoggle分别是获取，取反，复位为0/1.对于bulk, control, int，都是初始化位0， 然后再一次是data0, data1…

从此之后，usb_dev变成usb_if_device_type,这时候就会去匹配usb_bus中的inf driver。

字符串描述符。

使用的是unicode, 其中语言id是两个字节，中文简体就是0x04:0x02，其中0-9bit是prime，10-15是sub。usb_cache_string----usb_string，index表示是第几个，不能为0.

首先检查设备以有没有毛病, USB_QUIRK_STRING_FETCH_255，这就是一个毛病， 表示如果取string descriptor时设备会crash, 一些usb设备常有的毛病都在quirks.h中，flakey:古灵精怪的。

rc = rc –(rc & 1)  变成2的整数倍

编码实际上一个整体，包括字符集，编码方式，字型。常用的编码方式有utf-8和utf-16，utf-16又分成LE和DE，get_string用的就是utf-16.
ascii码最多能表示256个字符，对于英文字符128就足够，iso-8859-1主要用来表示西欧语言，扩展了ascii的最高位。而unicode的0-255和iso-8859-1一样，而256-65535则是扩展的。字节不能识别的就打印？，isprint().

this指针，就是module。。

usb_register_driver 和 usb_register_device_driver，唯一不同就是for_device不一样。

usb_device_match分成usb_dev和interface两种，对于usb_dev是直接放行，对于interface则会在id_tables和dynids中间进行匹配。id_table中包括id->id,id->bDeviceClass,id->bInterfaceClass, id->driver_info, 而dynids则是一个链表，里面有struct list_head node, struct usb usb_device_id id.

usb_match_id/usb_match_one_id 都是返回0为失败，1为成功。

接口的parent为usb_dev, usb_match_dev(inf->parent), 必须parent也得符合。

需要比对哪些方面就看哪些方面的USB_DEVICE_ID_MATCH_VENDOR/PRODUCT/DEV_LO/DEV_HI（指的是上下限）/DEV_CLASS/DEV_SUBCLASS/DEV_PROTOCAL/INT_CLASS/INT_SUBCLASS/INT_PROTOCAL,以上是按优先级排的。

如果接口dev的class是厂商定义的，且没有指定USB_DEVICE_ID_MATCH_VENDOR就不用match。

总体来说，dev des 是唯一的，conf des是多样的，需要用index来帮忙确定。

获取des都是用usb_control_msg，他们的type都是0x80, 就是IN。

在设置地址的时候，实际上是用devnum来设置的，

devnum != 0, 0是用来做默认地址的，是用来群发的，如果原来的default address是非0， 那就赋给它新的address，如果set_address失败，则赋给其0 address.

usb_bulk_msg –> usb_start_wait_urb, 实际上就是配合competiton来使用的。

 

对于hub

usb_hub_descriptor hub_event_list

hub中的巧妙设置，设置hub_event_list, 每个hub都有event_list, 当有event时，插入到hub_event_list, 触发hub_events(),在hub_events中，根据event_list来确定是哪个hub.

tmp = hub_event_list.next;
hub = list_entry(tmp, struct usb_hub, event_list)

在hub_events()中调用kbubd_wait()，而停止等待的条件由kick_khubd()来触发。hub的子类但是0，内核里面允许为1.altsetting->devscbNumEndpoints是不含共有的控制端点的，hub只有一个端点(除了端点0外)，就是端点1(也就是中断传输端点)。实际上hub的event是挂在内核的per cpu的工作队列上的。

在usb_hcd中有usb_bus, 是因为要描述hcd很困难，所以让usb_bus来完成设备模型， sysfs等其他东西。

pci_driver –>　ohci_pci_driver –> probe –> create_hcd –> self : controller = device, 这样就将usb_hcd , usb_bus, pci_dev都联系起来了。

在内核中把usb这种设置方式叫做，bus_glue_layer, flatten out it 。

bus_num 是在多个usb总线时进行编号

lspci –> pci:单个256条总线，256个domain ,每个domain 32条线。

一般计算机只有一个domain 0x0

带宽规定，高速80%,其他90%

hcd中的ms表示有多少时间留给中断源

usb传输的dma 处理：

使用的是dma pool，没有dma_pool 就分配buffer, 如果没有setup dma, 就用dma_single_map来将buffer映射为dma，如果有dma但是pool大小不一样，就用dma_alloc_coherent来实际分配一个。

hcd_state 决定了urb是否上交，比如running/resuming时就可以，suspend但是uplink ok的时候也可以，但是此时是将urb提交到root hub。

对于hub 也要获取它的des,也有专门获取hub des的命令，USB_DT_HUB。hub的描述符前面7个字节固定，从第8个开始就不确定，但是至少有2个，前面7个叫非变量，也就是USB_DT_HUB_NONVA_SIZE，这是因为hub上端口的数量不同造成的。也就是说如果返回小于9就是出错。
bNrports  小于31
HUB_CHAR_LPSH：power switching 方式，ganged power switching:所有端口一次性上电。usb 1.0无power switching.
COMPOUND：除了hub外不能有其他功能
OCPM: 过流保护。
TTTT：transaction translator.高速hub中的电路，用来连低速设备的，无tt的话，ehci只能连告诉设备。ohci/uhci是spec 1.0, ehci 2.0.tt分成single tt和multi tt, hub_tt_kevent用来处理tt事件。在bDeviceProtocal里面， 0 表示L/F speed, 无tt， 1表示single tt, 2表示multi tt.usb_set_interface中对于multi tt默认使用接口0.hub->tt.multi_flag
对于tt，单位为FSbit time. 也就是连个L/F传输间隔，没有用到。
PORTIND
INDICATOR，支持不支持指示灯。

GET_STATUS，是用来分别获得设备状态， 接口状态，和断电状态。

hub电流设置的流程：
hdev->bus_mA：hcd设置的负载能力
hub->ma_per_port：每个端口的电流
hub->limit_power:主机是否限制电流
具体的执行流程如下：

待贴图。

hub传输方式就是控制和终端，而且hub的终端断电一定是in而不是out。 另外hub的中断实际上是轮询，就是等待轮询的中断。

usb的状态是usb_state_notattached可能有三种情况，usb_hc_died, hub_port_disable, usb_disconnect。还有个叫usb_state_default是reset后的状态。

quiescing和active是相对的，默认都为0， 然后reset 和suspend操作都会将前者变成1，后者变成0， 而hcd_active则会相反。reset操作在state_notattached和state_suspend的时候是不允许的。

interface的状态有unbound, binding, bound, unbinding

win和lin的区别
请求设备描述符的方法。现请求8位，如果支持仅兼容win的设备就请求64位。
8(low)/16/32(full)/64(high)/512(wusb)

device_init_wakeuz中会检测can_wakeup。它和should_wakeup这两个是pm_info –> pm_message_t中的成员。是由bmAttributes的D5位决定的。如果要转化的new_state是usb_configured，就先不打开usb的wakeup功能。

如果原来的状态不是notattached那么现在就必须设置成为notattached.

usb设备的速度种类：
unkown
low/full
high
variable spec2.5提出，就是无限usb，3m内是480， 10m的时候到110.

spin_lock替代mutex

TDRST最少10ms TDRSTR最少50ms

set_port_feature和clear_port_feature实际上是通过usb_control_msg发送req_set_feature。

reset不能改变设备的速度，不然是不合理的。

wusb的spec规定可以使用255的buff,虽然实际上512的packet。

hub_set_address, 实际上设下的是dev_map中的dev_num。此后设备的状态从default变成到address.

ep0_reinit()->usb_disable_endpoint，在此中会触发hcd来清空此端点上的urb，并且使得ep_out[0]和ep_in[0]都为NULL，也就是指向归零。

在我差不多全部忘光的时候，又回来补充了。。。。。。

转载的

USB系统在物理连接上是分层的星型拓扑结构，而在逻辑上，所有的USB设备都直接连接到HOST Controller。不管中间接了几个HUB。USB最多支持7层，127个设备。也就是说在一个USB系统中，最多可以有5个HUB级联。

在USB规范中，对传输线和HUB的延迟都有比较严格的定义。

USB总线上数据内容的含义是由USB体系解析的，USB的硬件不负责内容的解析。

USB总线上共有两种数据，一种是流数据（Stream），一种是信息数据（Message）

USB体系可分为三层：

             HOST端------------------------Device端

客户软件（USB应用软件）     功能接口（Interface）

         USB系统软件                   端点（默认端点和其他端点集）

       USB主机控制器                 USB总线接口

端点（Endpoint）是USB通讯模型的终端

多个端点组成接口（interface）

0端点是一个特别的端点，任何USB设备均有0端点，也称为默认端点，主要用于USB设备的配置、命令等。

USB应用软件通过接口访问USB设备，接口又由端点组成，USB通讯在USB主机控制器的控制下按照USB规范定义的格式和方式进行。

USB总线上的数据逐帧传送，高速USB总线上的帧称为微帧（microFrame），周期为125uS，全速以及低速USB总线上的帧周期为1mS。不论高速、全速还是低速总线，帧序号以1mS为单位递增，即连续8个微帧的帧号是一样的。

每个帧（微帧）可以包含多个数据传输，例如可以由若干和同步传输、若干个中断传输以及批量传输构成。

控制传输在端点0进行，主要完成设备的配置、命令发送等。

控制传输由三个步骤组成：令牌+数据+握手，也可能没有数据，而只包括令牌和握手两个阶段。

不论有没有数据，最后均由一个方向和前一阶段相反的握手传输结束，如。

token out (set up) + Data0(out) + IN handshake;

token in(set up) + IN handshake;

token in(set up) + Data1(in) + out handshake(data length = 0);

同步传输是一种实时性极强的传输，没有重传机制，所以是不可靠的。在每一（微）帧的传输任务排定时，同步传输具有最高的优先级。

中断传输是一种延迟有限的传输，具备重传机制，是一种可靠的传输。传输任务排定时优先级低于同步传输，但高于其他两种传输。高速-高带宽端点可以在每个（微）帧中最多进行3次中断传输。

批量传输是一种延迟不确定的传输，这种传输尽量利用带宽进行传输，可以实现较高的速率，比较适合传送大的数据。也是一种可靠的传输。

USB分层结构中，客户软件通过设备驱动程序访问USB设备，设备驱动程序则通过HCD（主机控制器驱动）访问USB总线，完成数据的传输。

USB总线上，数据的传输按照little endian进行，即一个字节中最低有效位在前，最高有效位在后。

Packet是USB总线上数据传输的最小单位。

每个Packet均由sync同步域开始。（KJKJKK for L/F speed (15个KJ)KJKJKJ...KJKK for high-speed）

Packet的格式由USB规范定义，格式如下：

USB响应

USB的响应共包括ACK、NAK、NYET、STALL几种。

ACK表示肯定的应答，数据已经被接收，并准备好接收下一个数据包。

NAK表示否定的应答，当前数据包未被接收，希望重传。

NYET表示当前的数据已经被接收，但尚未准备好接收下一个数据包，期待PING测试。

STALL则表示错误或端点被设置STALL。