Linux 内核源码：include\linux\usb.h

Linux 内核源码：drivers\hid\usbhid\usbmouse.c

1. BUS/DEV/DRV 模型

"USB 接口"是逻辑上的 USB 设备，编写的 usb_driver 驱动程序，支持的是"USB 接口"：

• USB 控制器或 Hub 识别出 USB 设备后，会创建、注册 usb_device
• usb_device 被"drivers\usb\core\generic.c" 驱动认领后，会选择、设置某个配置
• 这个配置下面的接口，都会分配、设置、注册一个 usb_interface
• 左边的 usb_driver 和右边的 usb_interface 如果匹配，则调用 usb_driver.probe

2. 接口函数

在 USB 设备驱动程序中，能使用的 USB 函数都在这个头文件里：include\linux\usb.h。

2.1 pipe

使用这些接口函数的主要目的是传输数据，传输数据的对象是 USB 设备里的某个 endpoint，这被称为 pipe：

2.2 同步传输函数

对于控制传输、批量传输、中断传输，有 3 个同步函数可以用来直接发起传输。这些函数内部会创建、填充、提交一个 URB("usb request block")，并等待它完成或超时。

函数原型如下：

2.3 异步传输函数

使用 URB 进行传输时，它是异步方式：需要先分配、构造、提交一个 URB("usb request block")，当传输完成后，它的回调函数被调用。

关键就在于需要填充 URB：

• dev：跟谁传输数据
• pipe：跟哪个 pipe 传输数据
• buffer：里面存有要发送的数据，或者用来接收要读取的数据
• 数据长度
• 回调函数

2.3.1 分配和释放 URB

函数原型如下：

2.3.2 分配/释放 DMA Buffer

发起 USB 传输时，数据保存在 buffer 里。这个 buffer 可以是一般的 buffer，也可以是 DMA Buffer。

对于一般的 buffer，在提交 URB 时会临时分配一个 DMA Buffer：

• 发送数据时：函数内部会先从一般 buffer 中把数据复制到 DMA Buffer，在提交给 USB 控制器
• 读取数据时：USB 控制器先把数据传到 DMA Buffer，函数内部在把 DMA Buffer 的数据复制到一般 buffer
• 中间增加了一次数据的拷贝，效率低

我们可以直接使用 DMA Buffer，函数原型如下：

2.3.3 填充 URB

对于控制传输、批量传输、中断传输，分别有如下函数：

如果 URB 使用 DMA Buffer，那么还需要设置一个 flag 表明这点：

2.3.4 提交 URB

构造好 URB 后，需要提交到 USB 系统里，才能启动传输。

2.3.5 取消 URB

已经提交的 URB，可以取消它，有 2 个函数：

• usb_kill_urb：这是一个同步函数，它会等待 URB 结束
• usb_unlink_urb：这是一个异步函数，它不会等待 URB 结束，USB 控制器驱动会调用它的回调函数