LINUX操作系统USB驱动程序

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1、一、引言　　USB(UniversalSerialBus)即通用串行总线，是一种全新的双向同步传输的支持热插拔的数据传输总线，其目的是为了提供一种兼容不同速度的、可扩充的并且使用方便的外围设备接口，同时也是为了解决计算机接口的太多的弊端而设计的。一个USB系统主要有三部分组成：USB互连、USB主机、USB设备三部分组成的，其结构如图1所示。在编写USB设备驱动程序设计时，可以分为三部分编写：主机端设备驱动程序、主机控制器驱动程序设计和设备端驱动程序三部分，在本文中重点介绍主机端驱动程序的设计。　　二、USB设备驱动程序的设计　　USB设备驱动程

2、序的设计包括主机端设备驱动程序设计、主机控制器驱动程序设计和设备端驱动程序设计三部分组成。主机端设备驱动程序就是通常说的设备驱动程序，它是主机环境中为用户应用程序提供一个访问USB外设的接口。Linux为这部分驱动程序提供编程接口，驱动程序设计者只要按照需求编写驱动程序框架，通过调用操作系统提供的API接口函数可以完成对USB外设的特定访问。　　主机控制驱动主要是对USB主机控制器的驱动，在大多数PC环境下，主机控制器都是由操作系统提供。嵌入式设备一般都没有USB主机控制器，只是工作在Slave模式下。如果要使USB具有主机功能，那么设备中需要选

3、用一个带主机控制器的USB接口控制芯片，同时自己还要有实现该主机控制器的驱动程序。目前Linux内核中只提供USB主机控制器的开放主机控制器和通用主机控制器接口两种规格，而这两种规格主要用在PC架构中。USB主机端驱动程序与主机控制器的结构如图2所示。其中USB核是Linux的一个子模块，集中定义了一组USB相关的数据结构、宏以及API函数。　　USB设备驱动程序是常说的设备固件程序的一部分，提供设备信息与主机的通信接口。设备端USB驱动程序设计由以下几部分处理程序组成。初始化例程：完成描述符指针、端点、配置改变等操作。数据传输例程：完成控制传输

4、、批量传输、中断传输及同步传输等传输方式下的数据收发工作。标准设备处理请求：处理标准设备请求。厂商请求处理：处理生产商指定请求。其他操作：处理主机发出的端口复位、配置改变等操作。　　1.USB设备驱动程序框架　　USB驱动程序首先要向Linux内核注册自己，并告诉系统它所支持的设备类型以及它所支持的操作。这些信息通过一个usb_driver结构来传递。usb_driver结构如下：　　staticstructusb_driverskel_driver={　　name:"skeleton"；/*驱动程序的名称*/　　probe:skel_probe

5、；/*设备列举时被调用*/　　disconnect:skel_disconnect；/*设备被卸载时被调用*/　　fops:&skel_fops；/*指向一个file_operation结构，内核通过它来访问驱动程序的文件操作函数，与用户程序的read、write等操作进行交互*/　　minorUSB_SKEL_MINOR_BASE；/*指向设备的次设备号，用于系统识别主设备号相同的设备（即一个驱动程序可以同时支持多个USB设备*/　　id_table:skel_table；/*保存设备的厂商ID和产品ID，作为该设备的唯一标识，驱动程序向系统注

6、册后，当下次插入时，系统根据这个标识查找正确的驱动程序，实现设备的即插即用*/　　};　　staticstructfile_operationskel_fops={　　{　　owner:THIS_MODULE,　　read:skel_read,　　write:skel_write,　　ioctl:skel_ioctl,　　open:skel_open,　　release:skel_release,　　};　　（1）注册和注销　　USB驱动程序注册，就是把在初始化函数中填好的use_driver结构作为参数传递给　　use_register()函数

7、即可，函数的调用方法为：　　result=usb_register(&skel_driver);　　当要从系统卸载驱动程序时，也是将use_driver结构作为参数传递给usb_deregister函数处理。函数的调用格式为：　　staticvoid__exitusb_skel_exit(void)　　{/*deregisterthisdriverwiththeUSBsubsystem*/　　usb_deregister(&skel_driver);　　}　　module_exit(usb_skel_exit);　　当USB设备插入时，为了使li

8、nux-hotplug（Linux中PCI、USB等设备热插拔支持）系统自动装载驱动程序，需要创建一个MODULE_DEVICE_TAB