如何建三网合一网站推荐响应式网站建设

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. 如何编写Linux下usb设备驱动

在 Linux 下编写 USB 设备驱动，是嵌入式开发和硬件交互中的核心技能。Linux 提供了完善的 USB 子系统，采用分层架构，开发者只需编写 设备驱动（Client Driver） 层，注册到 USB Core，即可实现与设备的通信。

usb应用与usb驱动框架调用如下图：

1. usb设备驱动的核心概念

(1) USB 设备模型：Linux 内核将 USB 设备抽象为「设备（device）」和「驱动（driver）」，通过总线（bus）进行匹配（基于厂商 ID、产品 ID 等）。

(2) 核心结构体

• struct usb_driver：驱动的核心结构体，包含驱动名称、匹配规则、探测 / 断开函数等。struct usb_driver 结构体只是负责找到usb设备，管理usb设备连接和断开的作用。

• struct usb_interface：表示 USB 设备的一个接口（一个设备可能有多个接口）。
• struct usb_endpoint_descriptor：端点描述符，描述 USB 设备的通信端点（数据传输的通道）。
• urb（USB Request Block）：USB 数据传输的核心结构，用于异步传输数据。

2. 了解目标 USB 设备的信息

在编写驱动前，需通过工具获取设备的关键信息（用于驱动匹配）：

• 厂商 ID（idVendor）和产品 ID（idProduct）：通过 lsusb 命令查看（例如：Bus 001 Device 005: ID 1234:5678 VendorName）。

• 端点配置：通过 "lsusb -v -d 厂商ID:产品ID" 查看端点类型（控制 / 批量 / 中断 / 等时）、地址、最大包大小等。

注意：因为在编写 usb设备驱动时，需要配置 id_table，具体配置usb设备的 PID和 VID值。

三. 编写Linux下usb设备驱动的方法

1. 定义 usb驱动元数据：struct usb_driver

这是驱动的入口，它告诉 这个USB设备驱动驱动支持哪些设备，以及回调函数是什么：

static struct usb_driver my_usb_driver = {.name = "my_usb_driver",    //usb驱动名称.probe = my_probe,          //当驱动匹配时调用的函数.disconnect  = my_disconnect,//当设备断开时调用的函数.id_table = my_id_table,     //该驱动支持的设备ID列表
};

2.  定义支持的设备：id_table

这是一个 struct usb_device_id 数组，用于列出驱动程序支持的所有 USB 设备。内核通过 Vendor ID (VID) 和 Product ID (PID) 来匹配设备：

static struct usb_device_id my_id_table[] = {{ USB_DEVICE(0x1234, 0xa1a2) }, //支持的usb设备VID和PID{}                              //列表结束标志
};
//将设备ID表导出到内核，用于模块加载时内核识别该驱动支持的设备
MODULE_DEVICE_TABLE(usb, my_id_table); 

3. 实现 probe函数

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

(1) 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。

(2) 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。

(3) 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）。

(4) 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：