12.2 linux USB框架分析（详细注册match匹配过程）

 首先我们先来简单说一说USB的框架，之后在来具体分析源码，以便加深理解！其实USB的框架比较像“平台总线、设备、驱动”的框架，也分为总线、设备、驱动三大块。其中总线驱动是已经由内核完成的，一旦接入usb设备，总线驱动程序就会找到能处理该设备的驱动进行处理！我们进入文件系统的/sys/bus目录下可以看到很多总线目录，usb目录就在其中，我们进入usb目录，会看到devices和drivers！

 

下面我们来看源码：

 

#define subsys_initcall(fn) module_init(fn)

subsys_initcall(usb_init);

     bus_register(&usb_bus_type);//注释1

           __bus_register(subsys, &__key);

                 retval = kset_register(&priv->subsys);

                      kobject_add_internal(&k->kobj);

                            kobj_kset_join(kobj);

                                  //将usb总线加入到总线链表里面，sys/bus目录下就是所有的总线目录

                                  list_add_tail(&kobj->entry, &kobj->kset->list);

                            create_dir(kobj);

                                 sysfs_create_dir(kobj);//具体的目录在这里创建

                //在总线下创建了devices目录，据我分析这里并没有添加设备链表，因为还没有去发现设备

                priv->devices_kset = kset_create_and_add("devices", NULL,&priv->subsys.kobj);

                //在总线下创建了drivers目录，据我分析这里并没有添加驱动链表，因为还没有去注册驱动

               klist_init(&priv->klist_devices, klist_devices_get, klist_devices_put); //初始化设备链表

               klist_init(&priv->klist_drivers, NULL, NULL); //初始化驱动链表

     retval = usb_major_init();//这里面注册了一个字符设备

          //#define USB_MAJOR  180，cat /proc/devices可以观察到

          register_chrdev(USB_MAJOR, "usb", &usb_fops);

     retval = usb_hub_init();

           usb_register(&hub_driver)//将hub.c里面的hub_driver加入到usb总线下的驱动链表里

                usb_register_driver(driver, THIS_MODULE, KBUILD_MODNAME)

                      driver_register(&new_driver->drvwrap.driver);

                           bus_add_driver(drv);

                                 driver_attach(drv);

                                       //匹配devices与drivers，调用__driver_attach

                                       bus_for_each_dev(drv->bus, NULL, drv, __driver_attach);

                                               __driver_attach

                                                      driver_match_device(drv, dev)

                                                              //调用总线上的match，检测驱动与设备是否匹配

                                                             drv->bus->match ? drv->bus->match(dev, drv) : 1;

                                                       driver_probe_device(drv, dev);

                                                              really_probe(dev, drv);

                                                                      drv->probe(dev); //调用hub.c里面的驱动的probe函数，这里的drv是device_driver结构体，其在usb_register_driver过程中通过new_driver->drvwrap.driver.probe = usb_probe_interface;来设置，这个probe会调用driver中的probe

                                                                            hub_probe

                                                                                  hub_configure(hub, endpoint)

                                                                                         //这里注册了中断，一旦接入新的usb设备就会调用hub_irq

                                                                                         usb_fill_int_urb(hub->urb, hdev, pipe, *hub->buffer, maxp,

                                                                                                   hub_irq,hub, endpoint->bInterval);

           khubd_task = kthread_run(hub_thread, NULL, "khubd"); //启动hub_thread这个线程

                 hub_thread

                        //#define wait_event_freezable(wq, condition)   wait_event_interruptible(wq, condition)

                       //将当前进程加入到等待队列中，进程在这里停下来了，我们需要看看那里唤醒进程

                       wait_event_freezable(khubd_wait,!list_empty(&hub_event_list) ||kthread_should_sto());

                       //一旦接入新的usb设备，就会调用hub_irq

                             hub_irq

                                   kick_khubd(hub);

                                          wake_up(&khubd_wait);//唤醒等待队列里面的进程，执行hub_events();

                             hub_events();

                                 hub_port_connect_change(hub, i,portstatus, portchange);

                                       hub_port_init(hub, udev, port1, i);

                                             udev = usb_alloc_dev(hdev, hdev->bus, port1);

                                             choose_devnum(udev);//选择usb设备地址

                                                   hub_set_address(udev, devnum);//将选择的地址告诉usb设备

                                                   usb_get_device_descriptor(udev, 8);//获得设备描述符

                                                   usb_get_device_descriptor(udev, USB_DT_DEVICE_SIZE);//再次获得设备描述符

                                        usb_new_device(udev);

                                                usb_enumerate_device(udev);

                                                       usb_get_configuration(udev);//获得配置信息

                                                        //获得产品信息

                                                       udev->product = usb_cache_string(udev, udev->descriptor.iProduct);

                                                        //获得制造商信息

                                                       udev->manufacturer = usb_cache_string(udev,udev->descriptor.iManufacturer);

                                                        //获得序列号信息

                                                       udev->serial = usb_cache_string(udev, udev->descriptor.iSerialNumber);

                                                       device_add(&udev->dev);

                                                            bus_add_device(dev);//将usb设备加入到usb总线旗下的设备列表里面

                                                            bus_probe_device(dev);

                                                                    device_attach(dev);

                                                                           //对所有的驱动，调用__device_attach判断设备与驱动是否匹配

                                                                          bus_for_each_drv(dev->bus, NULL, dev, __device_attach);

                                                                                 driver_match_device(drv, dev)

                                                                                          //调用总线下的match函数来判断设备与驱动时候是否匹配

                                                                                         drv->bus->match ? drv->bus->match(dev, drv) : 1;

                                                                                  driver_probe_device(drv, dev);

                                                                                         really_probe(dev, drv);

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 //说明：//调用hub.c里面的驱动的probe函数，这里的drv是device_driver结构体，其在usb_register_driver过程中通过new_driver->drvwrap.driver.probe = usb_probe_interface;来设置，这个probe会调用driver中的probe

                                                                                                #drv->probe(dev);//一旦匹配的话就会调用驱动的probe函数（有问题）

     //将generic.c里面的 usb_generic_driver 加入到usb总线下的驱动链表里

     retval = usb_register_device_driver(&usb_generic_driver, THIS_MODULE);

 

下面我们来看看usb总线的match函数：

usb_device_match

        usb_match_id(intf, usb_drv->id_table)

               usb_match_one_id(interface, id)

                     usb_match_device(dev, id)

根据驱动id和设备信息是否匹配来判断是否匹配

 

关于判断匹配，上面的分析中涉及到了两次，第一次匹配时hub.c里面定义的驱动与匹配，第二次是我们自己定义的驱动匹配具体的设备！

第一次hub中也是调用usb_register来注册，发现hub设备匹配id_table时调用hub的probe函数，第二次是设备和我们的驱动

 

由此我们的usb框架就很清楚了，虽然是分为三大块，但是涉及具体的驱动，我们可以分为两层：usb总线驱动层和usb设备驱动层。系统初始化过程中会使usb进程进入休眠，一旦接入usb设备，就会唤醒进程，获取设备的相关信息，然后遍历驱动链表，调用总线的match函数来寻找与设备相匹配的驱动，一旦找到，就会调用驱动的porbe函数！框架很简单，我们写usb驱动，要做的就是写usb设备驱动，而主要的工作就在probe函数里面完成！