usb摄像头驱动-core层usb设备的注册

简介: usb摄像头驱动-core层usb设备的注册

在ubuntu中接入罗技c920摄像头打印的信息如下:

在内核中,/driver/usb/core/driver.c 文件扮演了 USB 核心驱动程序管理的重要角色。该文件包含了 USB 核心驱动程序的实现,负责管理和调度 USB 设备的注册、匹配、连接和断开等操作。

具体而言,driver.c 文件的功能和作用包括:

USB 驱动程序的注册和注销:该文件实现了 usb_register_driver 和 usb_deregister_driver 函数,用于注册和注销 USB 驱动程序。

USB 设备的匹配和连接:通过实现 usb_match_id 函数和 usb_probe_interface 函数,该文件负责在 USB 子系统中进行设备的匹配和连接。当 USB 设备插入时,USB 核心会调用 usb_probe_interface 函数,以便驱动程序对设备进行初始化和配置。

USB 设备的断开和注销:通过实现 usb_disconnect 函数和 usb_remove_interface 函数,该文件负责在 USB 设备断开时执行相应的操作。当 USB 设备断开连接时,USB 核心会调用 usb_disconnect 函数,以便驱动程序对设备进行清理和注销。

驱动程序与 USB 接口的关联:通过实现 usb_register_interface 和 usb_deregister_interface 函数,该文件负责将驱动程序与 USB 接口进行关联。这样,在 USB 设备连接时,USB 核心可以根据驱动程序与接口的关联关系,选择正确的驱动程序来处理设备。

USB 驱动程序的挂起和恢复:通过实现 usb_suspend_interface 和 usb_resume_interface 函数,该文件处理 USB 设备的挂起和恢复操作。当 USB 设备进入挂起状态或从挂起状态恢复时,USB 核心会调用相应的函数通知驱动程序执行相应的操作。

总结起来,/driver/usb/core/driver.c 文件在内核中扮演了 USB 核心驱动程序管理的关键角色。它实现了 USB 驱动程序的注册、匹配、连接和断开等功能,负责与 USB 子系统协作,管理 USB 设备的初始化、配置和操作等操作。该文件的功能对于整个 USB 子系统的正常运行至关重要。

usb_bus_type

在/driver/usb/core/driver.c文件中,下面的内容定义了一个名为usb_bus_type的struct bus_type结构体,并对其成员进行了初始化。该结构体用于表示USB总线类型,并定义了与USB总线相关的操作。

具体来说,下面的内容的作用如下:

.name = “usb”:设置总线类型的名称为"usb",用于标识USB总线。

.match = usb_device_match:指定匹配函数为

usb_device_match。匹配函数用于在插入USB设备时判断该设备是否与该总线类型的驱动程序匹配。

.uevent = usb_uevent:指定uevent函数为

usb_uevent。uevent函数用于生成和发送与USB设备插入和拔出相关的uevent事件。

这些成员的初始化可以使USB核心了解USB总线类型,并在需要的时候调用相应的函数,从而实现与USB总线相关的操作和事件处理。

在实际使用中,USB总线类型结构体usb_bus_type会与具体的USB驱动程序进行关联,以便在USB设备插入和拔出时触发相应的操作。这样,当有新的USB设备插入时,USB核心会调用匹配函数进行驱动程序的匹配,并根据匹配结果调用相应的probe函数来初始化和配置驱动程序与设备的连接。同时,uevent函数可以生成和发送uevent事件,通知用户空间有关USB设备的信息变化。

/* USB总线类型结构体 */
struct bus_type usb_bus_type = {
    /* 名称 */
    .name =     "usb",
    /* 匹配函数 */
    .match =    usb_device_match,
    /* uevent函数 */
    .uevent =   usb_uevent,
};

usb_device_match

static int usb_device_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
{
    /* devices and interfaces are handled separately */
    if (is_usb_device(dev)) { // 如果是 USB 设备
        /* interface drivers never match devices */
        if (!is_usb_device_driver(drv)) // 如果不是 USB 设备驱动
            return 0;
        /* TODO: Add real matching code */ // TODO: 添加真正的匹配代码
        return 1;
    } else if (is_usb_interface(dev)) { // 如果是 USB 接口
        struct usb_interface *intf;
        struct usb_driver *usb_drv;
        const struct usb_device_id *id;
        /* device drivers never match interfaces */
        if (is_usb_device_driver(drv)) // 如果是 USB 设备驱动
            return 0;
        intf = to_usb_interface(dev); // 获取 USB 接口
        usb_drv = to_usb_driver(drv); // 获取 USB 驱动
        id = usb_match_id(intf, usb_drv->id_table); // 匹配 USB 设备 ID
        if (id)
            return 1;
        id = usb_match_dynamic_id(intf, usb_drv); // 匹配动态 USB 设备 ID
        if (id)
            return 1;
    }
    return 0;
}

该函数的作用是判断USB设备和设备驱动是否匹配,用于设备与驱动之间的匹配过程。

函数的主要步骤如下:

首先判断设备类型,如果是USB设备,则执行设备匹配逻辑;如果是USB接口,则执行接口匹配逻辑。

如果是USB设备,首先判断驱动类型是否为USB设备驱动。如果是USB设备驱动,返回0,表示设备和驱动不匹配。如果不是USB设备驱动,执行后续的实际匹配代码(TODO:此处需要添加真正的匹配代码),并返回1表示设备和驱动匹配。

如果是USB接口,首先获取USB接口和USB驱动的相关信息。然后调用

usb_match_id函数,通过USB设备ID表来匹配USB设备ID。如果匹配成功,返回1表示设备和驱动匹配。如果未匹配成功,调用

usb_match_dynamic_id函数,通过动态USB设备ID匹配来匹配设备和驱动。如果匹配成功,返回1表示设备和驱动匹配。

如果以上都不匹配,则返回0表示设备和驱动不匹配。

该函数在USB核心中用于设备和驱动的匹配过程。当有USB设备或接口与设备驱动进行匹配时,USB核心会调用该函数来判断设备和驱动是否匹配,从而确定是否加载对应的驱动程序。

usb_uevent

static int usb_uevent(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env)
{
    struct usb_device *usb_dev;
    if (is_usb_device(dev)) { // 如果是 USB 设备
        usb_dev = to_usb_device(dev); // 获取 USB 设备
    } else if (is_usb_interface(dev)) { // 如果是 USB 接口
        struct usb_interface *intf = to_usb_interface(dev); // 获取 USB 接口
        usb_dev = interface_to_usbdev(intf); // 获取 USB 设备
    } else {
        return 0; // 如果不是 USB 设备或 USB 接口,返回 0
    }
    if (usb_dev->devnum < 0) { // 如果设备号小于 0
        /* driver is often null here; dev_dbg() would oops */
        pr_debug("usb %s: already deleted?\n", dev_name(dev)); // 打印调试信息
        return -ENODEV; // 返回错误码
    }
    if (!usb_dev->bus) { // 如果设备总线不存在
        pr_debug("usb %s: bus removed?\n", dev_name(dev)); // 打印调试信息
        return -ENODEV; // 返回错误码
    }
    /* per-device configurations are common */ // 常见的每个设备的配置
    if (add_uevent_var(env, "PRODUCT=%x/%x/%x",
               le16_to_cpu(usb_dev->descriptor.idVendor),
               le16_to_cpu(usb_dev->descriptor.idProduct),
               le16_to_cpu(usb_dev->descriptor.bcdDevice))) // 添加设备信息
        return -ENOMEM; // 返回错误码
    /* class-based driver binding models */ // 基于类的驱动程序绑定模型
    if (add_uevent_var(env, "TYPE=%d/%d/%d",
               usb_dev->descriptor.bDeviceClass,
               usb_dev->descriptor.bDeviceSubClass,
               usb_dev->descriptor.bDeviceProtocol)) // 添加设备类型信息
        return -ENOMEM; // 返回错误码
    return 0; // 返回成功
}

该函数的作用是处理USB设备的uevent事件,即生成与USB设备插入和拔出相关的环境变量,并将其添加到uevent环境中。

函数的主要步骤如下:

判断设备类型,如果是USB设备,则获取USB设备;如果是USB接口,则获取对应的USB设备。

检查设备号和设备总线的有效性。如果设备号小于0或设备总线不存在,打印调试信息并返回错误码。

通过

add_uevent_var函数将设备的产品信息(vendor ID、product ID和device version)添加到uevent环境中。

通过

add_uevent_var函数将设备的类型信息(device class、device subclass和device protocol)添加到uevent环境中。

返回成功。

该函数在USB核心中起到了生成与USB设备插入和拔出相关的uevent事件的作用。当有USB设备插入或拔出时,USB核心会调用该函数来获取设备的相关信息,并生成相应的uevent事件,通知用户空间进行设备的动态管理和配置

usb_register_driver

/driver/usb/core/driver.c

函数 usb_register_driver 用于注册一个 USB 驱动程序,并将其与 USB 子系统进行关联。它的作用是告诉 USB 子系统,有一个新的驱动程序可用于管理特定类型的 USB 设备。

该函数的参数包括:

new_driver:指向 usb_driver 结构的指针,表示要注册的驱动程序。

owner:指向驱动程序所属内核模块的指针,通常是使用 THIS_MODULE 宏。

mod_name:表示驱动程序所属模块的名称,用于标识该驱动程序。

usb_register_driver 函数在驱动程序初始化阶段调用,通常在驱动程序的入口点函数中使用。当驱动程序调用 usb_register_driver 注册成功后,USB 子系统会将该驱动程序添加到其驱动程序列表中,并在有匹配的 USB 设备插入时调用该驱动程序的相应回调函数。

驱动程序注册后,USB 子系统会与该驱动程序进行协作,以匹配和管理符合驱动程序定义的设备。当插入符合驱动程序定义的 USB 设备时,USB 子系统会调用驱动程序中的回调函数来执行设备的初始化、配置、数据传输和管理等操作。

总结起来,usb_register_driver 函数的作用是将一个 USB 驱动程序注册到 USB 子系统中,以便USB子系统能够调用驱动程序的相应回调函数来管理特定类型的USB设备。通常在驱动程序初始化阶段调用该函数。

int usb_register_driver(struct usb_driver *new_driver, struct module *owner,
            const char *mod_name)
{
    int retval = 0;
    if (usb_disabled())
        return -ENODEV;
    // 设置驱动的相关信息
    new_driver->drvwrap.for_devices = 0; // 0表示注册的是接口驱动
    new_driver->drvwrap.driver.name = new_driver->name; // 驱动名
    new_driver->drvwrap.driver.bus = &usb_bus_type; // 驱动所属总线
    new_driver->drvwrap.driver.probe = usb_probe_interface; // 探测函数
    new_driver->drvwrap.driver.remove = usb_unbind_interface; // 卸载函数
    new_driver->drvwrap.driver.owner = owner; // 模块所有者
    new_driver->drvwrap.driver.mod_name = mod_name; // 模块名
    spin_lock_init(&new_driver->dynids.lock); // 初始化动态ID锁
    INIT_LIST_HEAD(&new_driver->dynids.list); // 初始化动态ID链表
    // 注册驱动
    retval = driver_register(&new_driver->drvwrap.driver);
    if (retval)
        goto out;
    // 创建新ID文件
    retval = usb_create_newid_files(new_driver);
    if (retval)
        goto out_newid;
    pr_info("%s: registered new interface driver %s\n",
            usbcore_name, new_driver->name);
out:
    return retval;
out_newid:
    driver_unregister(&new_driver->drvwrap.driver);
    printk(KERN_ERR "%s: error %d registering interface "
            "   driver %s\n",
            usbcore_name, retval, new_driver->name);
    goto out;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_register_driver);

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