linuxusb驱动分析

A. linux下usb设备驱动

Linux 是把所有的设备当做文件来处理的，所以你编程序的时候，把无线模块当成一个文件，用fopen()函数打开，然后用fwrite函数往里面写控制命令就行，最后在无线模块的程序里对命令进行处理就行了，不懂的再问我吧

B. Linux USB主机控制器驱动的整体结构

USB主机控制器有这些规格:OHCI (Open Host Controller Interface）、UHCI (Universal HostController Interface)、EHCI (Enhanced Host Controller Interface）和xHCI (eXtensible Host ControllerInterface)。OHCI驱动程序用来为非PC系统上以及带有SiS和ALi芯片组的PC主板上的USB芯片提供支持。UHCI驱动程序多用来为大多数其他PC主板（包括Intel和Via）上的USB芯片提供支持。EHCI由USB2.0规范所提出，它兼容于OHCI和UHCI。由于UHCI的硬件线路比OHCI简单，所以成本较低，但需要较复杂的驱动程序，CPU负荷稍重。xHCI，即可扩展的主机控制器接口是Intel公司开发的一个USB主机控制器接口，它目前主要是面向USB 3.0的，同时它也支持USB 2.0及以下的设备。
1.主机控制器驱动
在Linux内核中，用usb hed结构体描述USB主机控制器驱动，它包含USB主机控制器的“家务”信息、硬件资源、状态描述和用于操作主机控制器的hc_driver。
2.EHCI主机控制器驱动
EHCI HCD驱动属于HCD驱动的实例，它定义了一个ehci_hed结构体，通常作为代码清单16.6定义的usb_hed结构体的私有数据(hed_priv)，这个结构体的定义位于rivers/usb/host/ehci.h中。

C. linux主机侧与设备侧USB驱动

USB采用树形拓扑结构，主机侧和设备侧的USB控制器分别称为主机控制器（(Host Controller）和USB设备控制器(UDC)，每条总线上只有一个主机控制器，负责协调主机和设备间的通信，而设备不能主动向主机发送任何消息。

在Linux系统中，USB驱动可以从两个角度去观察，一个角度是主机侧，一个角度是设备侧。从上图主机侧去看，在Linux驱动中，处于USB驱动最底层的是USB主机控制器硬件，在其上运行的是USB主机控制器驱动，在主机控制器上的为USB核心层，再上层为USB设备驱动层(插入主机上的U盘、鼠标、USB转串口等设备驱动）。因此，在主机侧的层次结构中，要实现的USB驱动包括两类:USB主机控制器驱动和USB设备驱动，前者控制插入其中的USB设备，后者控制USB设备如何与主机通信。Linux内核中的USB核心负责USB驱动管理和协议处理的主要工作。主机控制器驱动和设备驱动之间的USB核心非常重要，其功能包括:通过定义一些数据结构、宏和功能函数，向上为设备驱动提供编程接口，向下为USB主机控制器驱动提供编程接口;维护整个系统的USB设备信息;完成设备热插拔控制、总线数据传输控制等。

D. linux自带有usb驱动，为什么还需要libusb呢，它们的区别是什么

linux里的软件分为用户层和内核层两种。比如内核里编译了温度传感器的驱动，还得有lm-sensors在用户层负责解释处理内核递交出的数据。usb驱动是硬件驱动方面的东西，libusb是给应用软件开发和usb驱动协同操作（在底层读取usb内容）的功能时提供的库。

E. linux USB设备驱动的问题！

usb驱动加载过程，
usb驱动模块insmod之后，会在usbcore中注册自己的probe函数，当usb控制器发现有设备接入时，就会根据PID和VID在usbcore中查找注册的驱动模块，找到之后，调用对应的probe函数，probe函数将实现设备的接入节点创建等等。
你先插入设备，此时usbcore内没有模块注册的probe，则无法识别设备。

F. linux下usb驱动程序开发有哪些背景及其意义

前者强调的是产品（linux嵌入式产品），而后者强调的是软件（内核和驱动）。 一般做linux嵌入式产品时都要涉及linux驱动和内核，当然不仅仅是内核驱动，还有gui系统，和其他软件等。 而做linux内核驱动则不一定用于嵌入式产品，也可以用于开发pc机（也就是一般的x86架构）软件。

G. Linux 内核驱动接口详解

写作本文档的目的，是为了解释为什么Linux既没有二进制内核接口，也没有稳定 的内核接口。这里所说的内核接口，是指内核里的接口，而不是内核和用户空间 的接口。内核到用户空间的接口，是提供给应用程序使用的系统调用，系统调用 在 历史 上几乎没有过变化，将来也不会有变化。我有一些老应用程序是在0.9版本 或者更早版本的内核上编译的，在使用2.6版本内核的Linux发布上依然用得很好 。用户和应用程序作者可以将这个接口看成是稳定的。

你也许以为自己想要稳定的内核接口，但是你不清楚你要的实际上不是它。你需 要的其实是稳定的驱动程序，而你只有将驱动程序放到公版内核的源代码树里， 才有可能达到这个目的。而且这样做还有很多其它好处，正是因为这些好处使得 Linux能成为强壮，稳定，成熟的操作系统，这也是你最开始选择Linux的原因。

只有那些写驱动程序的“怪人”才会担心内核接口的改变，对广大用户来说，既 看不到内核接口，也不需要去关心它。

既然只谈技术问题，我们就有了下面两个主题：二进制内核接口和稳定的内核源 代码接口。这两个问题是互相关联的，让我们先解决掉二进制接口的问题。

假如我们有一个稳定的内核源代码接口，那么自然而然的，我们就拥有了稳定的 二进制接口，是这样的吗？错。让我们看看关于Linux内核的几点事实：

对于一个特定的内核，满足这些条件并不难，使用同一个C编译器和同样的内核配 置选项来编译驱动程序模块就可以了。这对于给一个特定Linux发布的特定版本提 供驱动程序，是完全可以满足需求的。但是如果你要给不同发布的不同版本都发 布一个驱动程序，就需要在每个发布上用不同的内核设置参数都编译一次内核， 这简直跟噩梦一样。而且还要注意到，每个Linux发布还提供不同的Linux内核， 这些内核都针对不同的硬件类型进行了优化（有很多种不同的处理器，还有不同 的内核设置选项）。所以每发布一次驱动程序，都需要提供很多不同版本的内核 模块。

相信我，如果你真的要采取这种发布方式，一定会慢慢疯掉，我很久以前就有过 深刻的教训…

如果有人不将他的内核驱动程序，放入公版内核的源代码树，而又想让驱动程序 一直保持在最新的内核中可用，那么这个话题将会变得没完没了。 内核开发是持续而且快节奏的，从来都不会慢下来。内核开发人员在当前接口中 找到bug，或者找到更好的实现方式。一旦发现这些，他们就很快会去修改当前的 接口。修改接口意味着，函数名可能会改变，结构体可能被扩充或者删减，函数 的参数也可能发生改变。一旦接口被修改，内核中使用这些接口的地方需要同时 修正，这样才能保证所有的东西继续工作。

举一个例子，内核的USB驱动程序接口在USB子系统的整个生命周期中，至少经历 了三次重写。这些重写解决以下问题：

这和一些封闭源代码的操作系统形成鲜明的对比，在那些操作系统上，不得不额 外的维护旧的USB接口。这导致了一个可能性，新的开发者依然会不小心使用旧的 接口，以不恰当的方式编写代码，进而影响到操作系统的稳定性。 在上面的例子中，所有的开发者都同意这些重要的改动，在这样的情况下修改代 价很低。如果Linux保持一个稳定的内核源代码接口，那么就得创建一个新的接口 ；旧的，有问题的接口必须一直维护，给Linux USB开发者带来额外的工作。既然 所有的Linux USB驱动的作者都是利用自己的时间工作，那么要求他们去做毫无意 义的免费额外工作，是不可能的。 安全问题对Linux来说十分重要。一个安全问题被发现，就会在短时间内得到修 正。在很多情况下，这将导致Linux内核中的一些接口被重写，以从根本上避免安 全问题。一旦接口被重写，所有使用这些接口的驱动程序，必须同时得到修正， 以确定安全问题已经得到修复并且不可能在未来还有同样的安全问题。如果内核 内部接口不允许改变，那么就不可能修复这样的安全问题，也不可能确认这样的 安全问题以后不会发生。 开发者一直在清理内核接口。如果一个接口没有人在使用了，它就会被删除。这 样可以确保内核尽可能的小，而且所有潜在的接口都会得到尽可能完整的测试 （没有人使用的接口是不可能得到良好的测试的）。

如果你写了一个Linux内核驱动，但是它还不在Linux源代码树里，作为一个开发 者，你应该怎么做？为每个发布的每个版本提供一个二进制驱动，那简直是一个 噩梦，要跟上永远处于变化之中的内核接口，也是一件辛苦活。 很简单，让你的驱动进入内核源代码树（要记得我们在谈论的是以GPL许可发行 的驱动，如果你的代码不符合GPL，那么祝你好运，你只能自己解决这个问题了， 你这个吸血鬼把Andrew和Linus对吸血鬼的定义链接到这里>）。当你的代码加入 公版内核源代码树之后，如果一个内核接口改变，你的驱动会直接被修改接口的 那个人修改。保证你的驱动永远都可以编译通过，并且一直工作，你几乎不需要 做什么事情。

把驱动放到内核源代码树里会有很多的好处：

H. 怎么查看linux usb设备驱动

下面的信息都是在VMware中运行Ubuntu12-04系统上执行的。同样该命令也支持在嵌入式系统中进行USB调试。
一、cat设备节点获取信息
在一些嵌入式开发中需要调试USB功能，经常会cat /sys 下的相关设备节点来查看某些信息，比如说我们可以看到 /sys/bus/usb/devices 目录有多个子目录。进入到某个子目录可以看到usb设备更加详细的信息(可以理解为设备描述符)。
1、usb设备在总线上的信息
// usb设备在总线上的信息
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个总线，x-y:a.b/的目录格式，x表示总线号，y表示端口，a表示配置，b表示接口。
具体解释可以参照如下：
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、特定设备的详细信息
进入到某个目录中去，可以看到该设备的详细信息，可用cat命令获取信息。
// usb设备的详细信息
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、挂载 debugfs 到 /sys/kernel/debug 路径下
root@ubuntu:mount -t debugfs none /sys/kernel/debug
2、执行上述步骤之后，在 /sys/kernel/debug 就会生成如下的文件
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 设备节点
执行下述命令之后会以特定格式打印目前USB总线上所有USB设备的信息如下：
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
至于信息的详细解析可以参照 Linux源代码中 Documentation/usb/proc_usb_info.txt 文件。现摘录其中对该格式的详细解释：

| | |__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