编写Linux下usb设备驱动方法：probe函数中要进行的工作

一. 简介

前一篇文章简单学习了 Linux下usb设备驱动实现流程，文章如下：

编写Linux下usb设备驱动方法：usb设备驱动实现流程-CSDN博客

本文来学习一下 usb设备驱动的 probe函数要完成的任务。

当usb主控制器检测到设备与 驱动相匹配时，就会执行usb的 probe函数。

二. 编写Linux下usb设备驱动的方法：probe函数中要进行的工作

当 USB主控制器驱动发现一个设备与你的 id_table 匹配时，probe函数就会执行。probe函数的主要任务：

(1) 验证设备基本信息（合法性检查）

在进行资源分配前，需先确认设备的硬件特性是否符合驱动预期，避免对不兼容设备进行错误初始化：

• 检查设备描述符：验证设备的接口数量、端点类型、传输能力等是否与驱动支持的范围匹配（例如驱动只支持中断端点，需检查设备是否存在中断端点）。
• 确认端点参数：通过 usb_interface 的 cur_altsetting 成员获取当前接口的端点描述符，检查端点地址、最大包长（wMaxPacketSize）、中断间隔（bInterval）等是否符合驱动设计（例如确保缓冲区大小不超过端点最大包长）。
• 检查设备版本 / 功能：对于复杂设备（如带多个配置的 USB 设备），可能需要验证设备固件版本、支持的功能集等。

(2) 分配与初始化驱动私有数据结构： 使用 kzalloc 或 devm_kzalloc。

• 分配私有数据内存：使用 kzalloc 分配内存（确保初始化为 0，避免野指针）。
• 关联核心对象：将 usb_device、usb_interface 等核心结构体指针存入私有数据（需通过 usb_get_dev 增加设备引用计数，确保设备不被意外释放）。
• 初始化关键成员：如数据传输缓冲区大小、URB 指针初始化为 NULL 等。

(3) 初始化数据传输机制（URB 准备）

USB 设备的核心功能是数据传输，probe 函数需为传输准备好 URB（USB Request Block，USB 请求块）—— 内核中 USB 传输的 “载体”：

• 分配 URB：通过 usb_alloc_urb 分配与端点类型匹配的 URB（如中断端点用 usb_alloc_urb(0, ...)，等时端点需指定 iso 包数量）。
• 填充 URB：根据端点类型调用对应的填充函数（如中断端点用 usb_fill_int_urb，批量端点用 usb_fill_bulk_urb），设置传输方向、缓冲区、完成回调函数等。
• 关联 URB 与私有数据：将私有数据设为 URB 的 context，便于回调函数中访问设备资源。

usb四种传输类型中，控制传输和批量传输，可以不用进行URB传输块的分配，填充，关联等刚工作。可以使用 usb内核提供的函数接口进行传输：

控制传输可以使用 usb_control_msg()函数进行传输，批量传输可以使用 usb_bulk_msg() 函数进行传输（在使用 usb_control_msg()函数或 usb_bulk_msg()函数进行 USB 控制传输时，USB 内核已经封装了 URB（USB Request Block）的分配、填充、提交和释放等底层工作，开发者无需手动操作 URB 结构）。

(4) 注册用户空间接口（可选）

若驱动需要与用户空间程序交互（如通过 ioctl 发送命令、读写数据），probe 函数需注册字符设备、sysfs 节点或其他接口：

字符设备注册：通过 cdev_init、cdev_add 注册字符设备，关联文件操作结构体（file_operations），让用户空间可通过 /dev/xxx 访问。

sysfs 节点创建：通过 sysfs_create_group 等函数创建属性文件，暴露设备状态或配置参数（如 echo 1 > /sys/class/myusb/enable 开启设备）。

(5) 启动数据传输（可选）

对于需要 “设备插入后立即开始工作” 的场景（如传感器设备周期性上报数据），probe函数可在初始化完成后直接提交 URB，启动首次数据传输：