linuxusb驅動分析

A. linux下usb設備驅動

Linux 是把所有的設備當做文件來處理的，所以你編程序的時候，把無線模塊當成一個文件，用fopen()函數打開，然後用fwrite函數往裡面寫控制命令就行，最後在無線模塊的程序里對命令進行處理就行了，不懂的再問我吧

B. Linux USB主機控制器驅動的整體結構

USB主機控制器有這些規格:OHCI (Open Host Controller Interface）、UHCI (Universal HostController Interface)、EHCI (Enhanced Host Controller Interface）和xHCI (eXtensible Host ControllerInterface)。OHCI驅動程序用來為非PC系統上以及帶有SiS和ALi晶元組的PC主板上的USB晶元提供支持。UHCI驅動程序多用來為大多數其他PC主板（包括Intel和Via）上的USB晶元提供支持。EHCI由USB2.0規范所提出，它兼容於OHCI和UHCI。由於UHCI的硬體線路比OHCI簡單，所以成本較低，但需要較復雜的驅動程序，CPU負荷稍重。xHCI，即可擴展的主機控制器介面是Intel公司開發的一個USB主機控制器介面，它目前主要是面向USB 3.0的，同時它也支持USB 2.0及以下的設備。
1.主機控制器驅動
在Linux內核中，用usb hed結構體描述USB主機控制器驅動，它包含USB主機控制器的「家務」信息、硬體資源、狀態描述和用於操作主機控制器的hc_driver。
2.EHCI主機控制器驅動
EHCI HCD驅動屬於HCD驅動的實例，它定義了一個ehci_hed結構體，通常作為代碼清單16.6定義的usb_hed結構體的私有數據(hed_priv)，這個結構體的定義位於rivers/usb/host/ehci.h中。

C. linux主機側與設備側USB驅動

USB採用樹形拓撲結構，主機側和設備側的USB控制器分別稱為主機控制器（(Host Controller）和USB設備控制器(UDC)，每條匯流排上只有一個主機控制器，負責協調主機和設備間的通信，而設備不能主動向主機發送任何消息。

在Linux系統中，USB驅動可以從兩個角度去觀察，一個角度是主機側，一個角度是設備側。從上圖主機側去看，在Linux驅動中，處於USB驅動最底層的是USB主機控制器硬體，在其上運行的是USB主機控制器驅動，在主機控制器上的為USB核心層，再上層為USB設備驅動層(插入主機上的U盤、滑鼠、USB轉串口等設備驅動）。因此，在主機側的層次結構中，要實現的USB驅動包括兩類:USB主機控制器驅動和USB設備驅動，前者控制插入其中的USB設備，後者控制USB設備如何與主機通信。Linux內核中的USB核心負責USB驅動管理和協議處理的主要工作。主機控制器驅動和設備驅動之間的USB核心非常重要，其功能包括:通過定義一些數據結構、宏和功能函數，向上為設備驅動提供編程介面，向下為USB主機控制器驅動提供編程介面;維護整個系統的USB設備信息;完成設備熱插拔控制、匯流排數據傳輸控制等。

D. linux自帶有usb驅動，為什麼還需要libusb呢，它們的區別是什麼

linux里的軟體分為用戶層和內核層兩種。比如內核里編譯了溫度感測器的驅動，還得有lm-sensors在用戶層負責解釋處理內核遞交出的數據。usb驅動是硬體驅動方面的東西，libusb是給應用軟體開發和usb驅動協同操作（在底層讀取usb內容）的功能時提供的庫。

E. linux USB設備驅動的問題！

usb驅動載入過程，
usb驅動模塊insmod之後，會在usbcore中注冊自己的probe函數，當usb控制器發現有設備接入時，就會根據PID和VID在usbcore中查找注冊的驅動模塊，找到之後，調用對應的probe函數，probe函數將實現設備的接入節點創建等等。
你先插入設備，此時usbcore內沒有模塊注冊的probe，則無法識別設備。

F. linux下usb驅動程序開發有哪些背景及其意義

前者強調的是產品（linux嵌入式產品），而後者強調的是軟體（內核和驅動）。 一般做linux嵌入式產品時都要涉及linux驅動和內核，當然不僅僅是內核驅動，還有gui系統，和其他軟體等。 而做linux內核驅動則不一定用於嵌入式產品，也可以用於開發pc機（也就是一般的x86架構）軟體。

G. Linux 內核驅動介面詳解

寫作本文檔的目的，是為了解釋為什麼Linux既沒有二進制內核介面，也沒有穩定 的內核介面。這里所說的內核介面，是指內核里的介面，而不是內核和用戶空間 的介面。內核到用戶空間的介面，是提供給應用程序使用的系統調用，系統調用 在 歷史 上幾乎沒有過變化，將來也不會有變化。我有一些老應用程序是在0.9版本 或者更早版本的內核上編譯的，在使用2.6版本內核的Linux發布上依然用得很好 。用戶和應用程序作者可以將這個介面看成是穩定的。

你也許以為自己想要穩定的內核介面，但是你不清楚你要的實際上不是它。你需 要的其實是穩定的驅動程序，而你只有將驅動程序放到公版內核的源代碼樹里， 才有可能達到這個目的。而且這樣做還有很多其它好處，正是因為這些好處使得 Linux能成為強壯，穩定，成熟的操作系統，這也是你最開始選擇Linux的原因。

只有那些寫驅動程序的「怪人」才會擔心內核介面的改變，對廣大用戶來說，既 看不到內核介面，也不需要去關心它。

既然只談技術問題，我們就有了下面兩個主題：二進制內核介面和穩定的內核源 代碼介面。這兩個問題是互相關聯的，讓我們先解決掉二進制介面的問題。

假如我們有一個穩定的內核源代碼介面，那麼自然而然的，我們就擁有了穩定的 二進制介面，是這樣的嗎？錯。讓我們看看關於Linux內核的幾點事實：

對於一個特定的內核，滿足這些條件並不難，使用同一個C編譯器和同樣的內核配 置選項來編譯驅動程序模塊就可以了。這對於給一個特定Linux發布的特定版本提 供驅動程序，是完全可以滿足需求的。但是如果你要給不同發布的不同版本都發 布一個驅動程序，就需要在每個發布上用不同的內核設置參數都編譯一次內核， 這簡直跟噩夢一樣。而且還要注意到，每個Linux發布還提供不同的Linux內核， 這些內核都針對不同的硬體類型進行了優化（有很多種不同的處理器，還有不同 的內核設置選項）。所以每發布一次驅動程序，都需要提供很多不同版本的內核 模塊。

相信我，如果你真的要採取這種發布方式，一定會慢慢瘋掉，我很久以前就有過 深刻的教訓…

如果有人不將他的內核驅動程序，放入公版內核的源代碼樹，而又想讓驅動程序 一直保持在最新的內核中可用，那麼這個話題將會變得沒完沒了。 內核開發是持續而且快節奏的，從來都不會慢下來。內核開發人員在當前介面中 找到bug，或者找到更好的實現方式。一旦發現這些，他們就很快會去修改當前的 介面。修改介面意味著，函數名可能會改變，結構體可能被擴充或者刪減，函數 的參數也可能發生改變。一旦介面被修改，內核中使用這些介面的地方需要同時 修正，這樣才能保證所有的東西繼續工作。

舉一個例子，內核的USB驅動程序介面在USB子系統的整個生命周期中，至少經歷 了三次重寫。這些重寫解決以下問題：

這和一些封閉源代碼的操作系統形成鮮明的對比，在那些操作系統上，不得不額 外的維護舊的USB介面。這導致了一個可能性，新的開發者依然會不小心使用舊的 介面，以不恰當的方式編寫代碼，進而影響到操作系統的穩定性。 在上面的例子中，所有的開發者都同意這些重要的改動，在這樣的情況下修改代 價很低。如果Linux保持一個穩定的內核源代碼介面，那麼就得創建一個新的介面 ；舊的，有問題的介面必須一直維護，給Linux USB開發者帶來額外的工作。既然 所有的Linux USB驅動的作者都是利用自己的時間工作，那麼要求他們去做毫無意 義的免費額外工作，是不可能的。 安全問題對Linux來說十分重要。一個安全問題被發現，就會在短時間內得到修 正。在很多情況下，這將導致Linux內核中的一些介面被重寫，以從根本上避免安 全問題。一旦介面被重寫，所有使用這些介面的驅動程序，必須同時得到修正， 以確定安全問題已經得到修復並且不可能在未來還有同樣的安全問題。如果內核 內部介面不允許改變，那麼就不可能修復這樣的安全問題，也不可能確認這樣的 安全問題以後不會發生。 開發者一直在清理內核介面。如果一個介面沒有人在使用了，它就會被刪除。這 樣可以確保內核盡可能的小，而且所有潛在的介面都會得到盡可能完整的測試 （沒有人使用的介面是不可能得到良好的測試的）。

如果你寫了一個Linux內核驅動，但是它還不在Linux源代碼樹里，作為一個開發 者，你應該怎麼做？為每個發布的每個版本提供一個二進制驅動，那簡直是一個 噩夢，要跟上永遠處於變化之中的內核介面，也是一件辛苦活。 很簡單，讓你的驅動進入內核源代碼樹（要記得我們在談論的是以GPL許可發行 的驅動，如果你的代碼不符合GPL，那麼祝你好運，你只能自己解決這個問題了， 你這個吸血鬼把Andrew和Linus對吸血鬼的定義鏈接到這里>）。當你的代碼加入 公版內核源代碼樹之後，如果一個內核介面改變，你的驅動會直接被修改介面的 那個人修改。保證你的驅動永遠都可以編譯通過，並且一直工作，你幾乎不需要 做什麼事情。

把驅動放到內核源代碼樹里會有很多的好處：

H. 怎麼查看linux usb設備驅動

下面的信息都是在VMware中運行Ubuntu12-04系統上執行的。同樣該命令也支持在嵌入式系統中進行USB調試。
一、cat設備節點獲取信息
在一些嵌入式開發中需要調試USB功能，經常會cat /sys 下的相關設備節點來查看某些信息，比如說我們可以看到 /sys/bus/usb/devices 目錄有多個子目錄。進入到某個子目錄可以看到usb設備更加詳細的信息(可以理解為設備描述符)。
1、usb設備在匯流排上的信息
// usb設備在匯流排上的信息
root@ubuntu:/sys/kernel/debug# cd /sys/bus/usb/devices
root@ubuntu:/sys/bus/usb/devices# ll
total 0
drwxr-xr-x 2 root root 0 Nov 26 21:21 ./
drwxr-xr-x 4 root root 0 Nov 26 21:21 ../
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Nov 26 21:21 1-0:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:11.0/0000:02:03.0/usb1/1-0:1.0/
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Dec 15 23:10 1-1 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:11.0/0000:02:03.0/usb1/1-1/
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Dec 15 23:18 1-1:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:11.0/0000:02:03.0/usb1/1-1/1-1:1.0/
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Nov 26 21:21 2-0:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:11.0/0000:02:00.0/usb2/2-0:1.0/
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Nov 26 21:21 2-1 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:11.0/0000:02:00.0/usb2/2-1/
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Nov 26 21:21 2-1:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:11.0/0000:02:00.0/usb2/2-1/2-1:1.0/
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Nov 26 21:21 2-2 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:11.0/0000:02:00.0/usb2/2-2/
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Nov 26 21:21 2-2:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:11.0/0000:02:00.0/usb2/2-2/2-2:1.0/
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Nov 26 21:21 usb1 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:11.0/0000:02:03.0/usb1/
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Nov 26 21:21 usb2 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:11.0/0000:02:00.0/usb2/
其中 usbx/第x個匯流排，x-y:a.b/的目錄格式，x表示匯流排號，y表示埠，a表示配置，b表示介面。
具體解釋可以參照如下：
The names that begin with "usb" refer to USB controllers. More accurately, they refer to the "root hub" associated with each controller. The number is the USB bus number. In the example there is only one controller, so its bus is number 1. Hence the name "usb1".
"1-0:1.0" is a special case. It refers to the root hub's interface. This acts just like the interface in an actual hub an almost every respect; see below.
All the other entries refer to genuine USB devices and their interfaces. The devices are named by a scheme like this:
bus-port.port.port ...
In other words, the name starts with the bus number followed by a '-'. Then comes the sequence of port numbers for each of the intermediate hubs along the path to the device.
For example, "1-1" is a device plugged into bus 1, port 1. It happens to be a hub, and "1-1.3" is the device plugged into port 3 of that hub. That device is another hub, and "1-1.3.1" is the device plugged into its port 1.
The interfaces are indicated by suffixes having this form:
:config.interface
That is, a ':' followed by the configuration number followed by '.' followed by the interface number. In the above example, each of the devices is using configuration 1 and this configuration has only a single interface, number 0. So the interfaces show up as;
1-1:1.0 1-1.3:1.0 1-1.3.1:1.0
A hub will never have more than a single interface; that's part of the USB spec. But other devices can and do have multiple interfaces (and sometimes multiple configurations). Each interface gets its own entry in sysfs and can have its own driver.
2、特定設備的詳細信息
進入到某個目錄中去，可以看到該設備的詳細信息，可用cat命令獲取信息。
// usb設備的詳細信息
root@ubuntu:/sys/bus/usb/devices/usb1# ll
total 0
drwxr-xr-x 6 root root 0 Nov 26 21:21 ./
drwxr-xr-x 4 root root 0 Nov 26 21:21 ../
drwxr-xr-x 10 root root 0 Nov 26 21:21 1-0:1.0/
drwxr-xr-x 5 root root 0 Dec 15 23:10 1-1/
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Dec 15 23:40 authorized
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Dec 15 23:40 authorized_default
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Dec 15 23:40 avoid_reset_quirk
-r--r--r-- 1 root root 4096 Nov 26 21:21 bcdDevice
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Nov 26 21:21 bConfigurationValue
-r--r--r-- 1 root root 4096 Nov 26 21:21 bDeviceClass
-r--r--r-- 1 root root 4096 Nov 26 21:21 bDeviceProtocol
-r--r--r-- 1 root root 4096 Nov 26 21:21 bDeviceSubClass
-r--r--r-- 1 root root 4096 Dec 15 23:40 bmAttributes
-r--r--r-- 1 root root 4096 Dec 15 23:40 bMaxPacketSize0
-r--r--r-- 1 root root 4096 Dec 15 23:40 bMaxPower
-r--r--r-- 1 root root 4096 Dec 15 23:40 bNumConfigurations
-r--r--r-- 1 root root 4096 Dec 15 23:40 bNumInterfaces
-r--r--r-- 1 root root 4096 Nov 26 21:21 busnum
-r--r--r-- 1 root root 4096 Dec 15 23:40 configuration
-r--r--r-- 1 root root 65553 Nov 26 21:21 descriptors
-r--r--r-- 1 root root 4096 Dec 15 23:40 dev
-r--r--r-- 1 root root 4096 Nov 26 21:21 devnum
-r--r--r-- 1 root root 4096 Dec 15 23:40 devpath
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Nov 27 20:06 driver -> ../../../../../bus/usb/drivers/usb/
drwxr-xr-x 3 root root 0 Dec 15 23:40 ep_00/
-r--r--r-- 1 root root 4096 Nov 26 21:21 idProct
-r--r--r-- 1 root root 4096 Nov 26 21:21 idVendor
-r--r--r-- 1 root root 4096 Dec 15 23:40 ltm_capable
-r--r--r-- 1 root root 4096 Nov 26 21:21 manufacturer
-r--r--r-- 1 root root 4096 Dec 15 23:40 maxchild
drwxr-xr-x 2 root root 0 Nov 26 21:21 power/
-r--r--r-- 1 root root 4096 Nov 26 21:21 proct
-r--r--r-- 1 root root 4096 Dec 15 23:40 quirks
-r--r--r-- 1 root root 4096 Nov 26 21:21 removable
--w------- 1 root root 4096 Dec 15 23:40 remove
-r--r--r-- 1 root root 4096 Nov 26 21:21 serial
-r--r--r-- 1 root root 4096 Nov 26 21:21 speed
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Nov 26 21:21 subsystem -> ../../../../../bus/usb/
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Nov 26 21:21 uevent
-r--r--r-- 1 root root 4096 Dec 15 23:40 urbnum
-r--r--r-- 1 root root 4096 Dec 15 23:40 version
二、使用debugfs
1、掛載 debugfs 到 /sys/kernel/debug 路徑下
root@ubuntu:mount -t debugfs none /sys/kernel/debug
2、執行上述步驟之後，在 /sys/kernel/debug 就會生成如下的文件
root@ubuntu:/sys/bus/usb/devices# cd /sys/kernel/debug/
root@ubuntu:/sys/kernel/debug# ll
total 0
drwx------ 22 root root 0 Nov 26 21:21 ./
drwxr-xr-x 7 root root 0 Nov 26 21:21 ../
drwxr-xr-x 2 root root 0 Nov 26 21:21 acpi/
drwxr-xr-x 32 root root 0 Dec 4 16:30 bdi/
drwxr-xr-x 2 root root 0 Nov 26 21:21 bluetooth/
drwxr-xr-x 2 root root 0 Nov 26 21:21 cleancache/
drwxr-xr-x 2 root root 0 Nov 26 21:21 dma_buf/
drwxr-xr-x 4 root root 0 Nov 26 21:21 dri/
drwxr-xr-x 2 root root 0 Nov 26 21:21 dynamic_debug/
drwxr-xr-x 2 root root 0 Nov 26 21:21 extfrag/
drwxr-xr-x 2 root root 0 Nov 26 21:21 frontswap/
-r--r--r-- 1 root root 0 Nov 26 21:21 gpio
drwxr-xr-x 3 root root 0 Nov 26 21:21 hid/
drwxr-xr-x 2 root root 0 Nov 26 21:21 kprobes/
drwxr-xr-x 3 root root 0 Nov 26 21:21 kvm-guest/
drwxr-xr-x 2 root root 0 Nov 26 21:21 mce/
drwxr-xr-x 2 root root 0 Nov 26 21:21 pinctrl/
-r--r--r-- 1 root root 0 Nov 26 21:21 pwm
drwxr-xr-x 2 root root 0 Nov 26 21:21 regmap/
drwxr-xr-x 3 root root 0 Nov 26 21:21 regulator/
-rw-r--r-- 1 root root 0 Nov 26 21:21 sched_features
-r--r--r-- 1 root root 0 Nov 26 21:21 sleep_time
-r--r--r-- 1 root root 0 Nov 26 21:21 suspend_stats
drwxr-xr-x 7 root root 0 Nov 26 21:21 tracing/
drwxr-xr-x 3 root root 0 Nov 26 21:21 usb/
drwxr-xr-x 2 root root 0 Nov 26 21:21 virtio-ports/
-r--r--r-- 1 root root 0 Nov 26 21:21 vmmemctl
-r--r--r-- 1 root root 0 Nov 26 21:21 wakeup_sources
drwxr-xr-x 2 root root 0 Nov 26 21:21 x86/
3、cat 設備節點
執行下述命令之後會以特定格式列印目前USB匯流排上所有USB設備的信息如下：
root@ubuntu:/sys/kernel/debug# cat usb/devices
T: Bus=02 Lev=00 Prnt=00 Port=00 Cnt=00 Dev#= 1 Spd=12 MxCh= 2
B: Alloc= 17/900 us ( 2%), #Int= 1, #Iso= 0
D: Ver= 1.10 Cls=09(hub ) Sub=00 Prot=00 MxPS=64 #Cfgs= 1
P: Vendor=1d6b ProdID=0001 Rev= 3.13
S: Manufacturer=Linux 3.13.0-32-generic uhci_hcd
S: Proct=UHCI Host Controller
S: SerialNumber=0000:02:00.0
C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=e0 MxPwr= 0mA
I:* If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub
E: Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS= 2 Ivl=255ms
T: Bus=02 Lev=01 Prnt=01 Port=00 Cnt=01 Dev#= 2 Spd=12 MxCh= 0
D: Ver= 1.10 Cls=00(>ifc ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs= 1
P: Vendor=0e0f ProdID=0003 Rev= 1.03
S: Manufacturer=VMware
S: Proct=VMware Virtual USB Mouse
C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=c0 MxPwr= 0mA
I:* If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=03(HID ) Sub=01 Prot=02 Driver=usbhid
E: Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS= 8 Ivl=1ms
T: Bus=02 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=02 Dev#= 3 Spd=12 MxCh= 7
D: Ver= 1.10 Cls=09(hub ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs= 1
P: Vendor=0e0f ProdID=0002 Rev= 1.00
S: Proct=VMware Virtual USB Hub
C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=e0 MxPwr= 0mA
I:* If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub
E: Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS= 1 Ivl=255ms
T: Bus=01 Lev=00 Prnt=00 Port=00 Cnt=00 Dev#= 1 Spd=480 MxCh= 6
B: Alloc= 0/800 us ( 0%), #Int= 1, #Iso= 0
D: Ver= 2.00 Cls=09(hub ) Sub=00 Prot=00 MxPS=64 #Cfgs= 1
P: Vendor=1d6b ProdID=0002 Rev= 3.13
S: Manufacturer=Linux 3.13.0-32-generic ehci_hcd
S: Proct=EHCI Host Controller
S: SerialNumber=0000:02:03.0
C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=e0 MxPwr= 0mA
I:* If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub
E: Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS= 4 Ivl=256ms
T: Bus=01 Lev=01 Prnt=01 Port=00 Cnt=01 Dev#= 7 Spd=480 MxCh= 0
D: Ver= 2.00 Cls=ff(vend.) Sub=ff Prot=ff MxPS=64 #Cfgs= 1
P: Vendor=0bda ProdID=0129 Rev=39.60
S: Manufacturer=Generic
S: Proct=USB2.0-CRW
S: SerialNumber=20100201396000000
C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=a0 MxPwr=500mA
I:* If#= 0 Alt= 0 #EPs= 3 Cls=ff(vend.) Sub=06 Prot=50 Driver=rts5139
E: Ad=01(O) Atr=02(Bulk) MxPS= 512 Ivl=0ms
E: Ad=82(I) Atr=02(Bulk) MxPS= 512 Ivl=0ms
E: Ad=83(I) Atr=03(Int.) MxPS= 3 Ivl=64ms
至於信息的詳細解析可以參照 Linux源代碼中 Documentation/usb/proc_usb_info.txt 文件。現摘錄其中對該格式的詳細解釋：

| | |__Proct ID code
| |__Vendor ID code
|__Device info tag #2

String descriptor info:
S: Manufacturer=ssss
| |__Manufacturer of this device as read from the device.
| For USB host controller drivers (virtual root hubs) this may
| be omitted, or (for newer drivers) will identify the kernel
| version and the driver which provi