Linux USB 鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)程序解析

SB 總線引出兩個(gè)重要的鏈表！

　　一個(gè) USB 總線引出兩個(gè)重要的鏈表，一個(gè)為 USB 設(shè)備鏈表，一個(gè)為 USB 驅(qū)動(dòng)鏈表。設(shè)備鏈表包含各種系統(tǒng)中的 USB 設(shè)備以及這些設(shè)備的所有接口，驅(qū)動(dòng)鏈表包含 USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序（usb device driver）和 USB 驅(qū)動(dòng)程序（usb driver）。

　　USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序（usb device driver）和 USB 驅(qū)動(dòng)程序（usb driver）的區(qū)別是什么？

　　USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序包含 USB 設(shè)備的一些通用特性，將與所有 USB 設(shè)備相匹配。在 USB core 定義了：struct usb_device_driver usb_generic_driver。usb_generic_driver 是 USB 子系統(tǒng)中唯一的一個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)ο?。?USB 驅(qū)動(dòng)程序則是與接口相匹配，接口是一個(gè)完成特定功能的端點(diǎn)的集合。

　　設(shè)備是如何添加到設(shè)備鏈表上去的？

　　在設(shè)備插入 USB 控制器之后，USB core 即會(huì)將設(shè)備在系統(tǒng)中注冊(cè)，添加到 USB 設(shè)備鏈表上去。

　　USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序（usb device driver）是如何添加到驅(qū)動(dòng)鏈表上去的？

　　在系統(tǒng)啟動(dòng)注冊(cè) USB core 時(shí)，USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序即將被注冊(cè)，也就添加到驅(qū)動(dòng)鏈表上去了。

　　接口是如何添加到設(shè)備鏈表上去的？

　　在 USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和 USB 設(shè)備的匹配之后，USB core 會(huì)對(duì)設(shè)備進(jìn)行配置，分析設(shè)備的結(jié)構(gòu)之后會(huì)將設(shè)備所有接口都添加到設(shè)備鏈表上去。比如鼠標(biāo)設(shè)備中有一個(gè)接口，USB core 對(duì)鼠標(biāo)設(shè)備配置后，會(huì)將這個(gè)接口添加到設(shè)備鏈表上去。

　　USB 驅(qū)動(dòng)程序（usb driver）是如何添加到驅(qū)動(dòng)鏈表上去的？

　　在每個(gè) USB 驅(qū)動(dòng)程序的被注冊(cè)時(shí)，USB 驅(qū)動(dòng)程序即會(huì)添加到驅(qū)動(dòng)鏈表上去。比如鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)程序，usb_mouse_init 函數(shù)將通過(guò) usb_register(&usb_mouse_driver) 將鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)程序注冊(cè)到 USB core 中，然后就添加到驅(qū)動(dòng)鏈表中去了。其中 usb_mouse_driver 是描述鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)程序的結(jié)構(gòu)體。

　　已配置狀態(tài)（configured status）之后話

　　當(dāng)鼠標(biāo)的設(shè)備、接口都添加到設(shè)備鏈表，并且鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)程序也添加到驅(qū)動(dòng)鏈表上去了， 系統(tǒng)就進(jìn)入一種叫做已配置（configured）的狀態(tài)。要達(dá)到已配置狀態(tài)，將經(jīng)歷復(fù)雜的過(guò)程，USB core 為 USB 設(shè)備奉獻(xiàn)著無(wú)怨無(wú)悔。在這個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)將會(huì)建立起該設(shè)備的的設(shè)備、配置、接口、設(shè)置、端點(diǎn)的描述信息，它們分別被 usb_device、usb_configuration、usb_interface、usb_host_interface、 usb_host_endpoint 結(jié)構(gòu)體描述。

　　設(shè)備達(dá)到已配置狀態(tài)后，首先當(dāng)然就要進(jìn)行 USB 驅(qū)動(dòng)程序和相應(yīng)接口的配對(duì)，對(duì)于鼠標(biāo)設(shè)備來(lái)說(shuō)則是鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)程序和鼠標(biāo)中的接口的配對(duì)。USB core 會(huì)調(diào)用 usb_device_match 函數(shù)，通過(guò)比較設(shè)備中的接口信息和 USB 驅(qū)動(dòng)程序中的 id_table，來(lái)初步?jīng)Q定該 USB 驅(qū)動(dòng)程序是不是跟相應(yīng)接口相匹配。通過(guò)這一道關(guān)卡后，USB core 會(huì)認(rèn)為這個(gè)設(shè)備應(yīng)該由這個(gè)驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)。

　　然而，僅僅這一步是不夠的，接著，將會(huì)調(diào)用 USB 驅(qū)動(dòng)程序中的 probe 函數(shù)對(duì)相應(yīng)接口進(jìn)行進(jìn)一步檢查。如果該驅(qū)動(dòng)程序確實(shí)適合設(shè)備接口，對(duì)設(shè)備做一些初始化工作，分配 urb 準(zhǔn)備數(shù)據(jù)傳輸。

　　當(dāng) 鼠標(biāo)設(shè)備在用戶空間打開(kāi)時(shí)，將提交 probe 函數(shù)構(gòu)建的 urb 請(qǐng)求塊，urb 將開(kāi)始為傳送數(shù)據(jù)而忙碌了。urb 請(qǐng)求塊就像一個(gè)裝東西的“袋子”，USB 驅(qū)動(dòng)程序把“空袋子”提交給 USB core，然后再交給主控制器，主控制器把數(shù)據(jù)放入這個(gè)“袋子”后再將裝滿數(shù)據(jù)的“袋子”通過(guò) USB core 交還給 USB 驅(qū)動(dòng)程序，這樣一次數(shù)據(jù)傳輸就完成了。

　　以下是完全注釋后的鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)程序代碼 usbmouse.c

/* 　　* $Id: usbmouse.c,v 1.15 2001/12/27 10:37:41 vojtech Exp $ 　　* 　　* ?Copyright (c) 1999-2001 Vojtech Pavlik 　　* 　　* ?USB HIDBP Mouse support 　　*/ 　　#include