1、USB驱动引入
USB（全称UniversalSerialBus，通用串行总线），早已成为PC及嵌入式设备中最常用、最方便的通讯插口。LinuxUSB子系统较为庞大，本文主要对Linux系统下的USB总线驱动框架进行概述，重点的细节待后续文章展开。
首先来看一个现象，插入USB设备后linux系统复印如下日志：
拔出后提示：usb1-1:USBdisconnect,address2
1.1USB的硬件结构
如图网桥（USBRootHub）端两条数据线（D+D-），都接有15K的下拉阻值，当无设备接入时，网桥数据线D+D-的电流为低电平。当设备接入时，因为设备的数据线上接有1.5K上拉阻值，致使1根数据线被拉高。网桥按照数据线被拉高得悉有设备接入，并按照D+为高还是D-为高来判定所接入的设备是全速USB设备（D+为高）还是低速USB设备（D-为高）。
1.2USB接入辨识大致过程
当辨识出有USB设备插入后，linux内的USB总线驱动程序发出命令至该设备，与设备对话，并寻问设备信息（描述符），设备收到恳求后，回复设备描述符给总线驱动程序。且总线驱动程序会为该设备分配一个地址linux驱动程序开发视频，如上地址为2，当后期访问某个USB设备时，均会通过这个地址编号，当新接入的USB设备被第一次访问时，以地址0来访问。当USB总线驱动程序辨识出设备后，会为其找到该USB设备驱动程序，如鼠标，键盘，U盘。
USB通讯过程均为主从结构，USB主机发起通讯恳求，设备进行数据回复，USB设备不具备主动向主机通讯的能力。
2、USB总线驱动框架
如上，我们大致了解了USB的简单通讯过程，这么哪些是USB总线驱动程序？哪些是USB设备驱动呢？
2.1USB的总线驱动框架
USB总线框架总结为如右图：
2.2USBCore
USBCore这个模块是纯软件部份，并不代表一个设备，是独立于硬件的合同栈，它是所有USB设备赖以生存的模块，即USB子系统的核心。代码坐落kernel/drivers/usb/core目录下。
USBCore为设备驱动程序提供服务，提供一个用于访问和控制USB硬件的插口，而不用考虑系统当前使用的哪种HOSTController。USBCore将用户的恳求映射到相关的HCD，用户不能直接访问HCD。USBCore就是HCD与USB设备的桥梁。
其Makefile为：
USB的初始化函数在kernel/drivers/usb/core/usb.c中定义，主要完成bus_register（USB总线注册）、usb_major_init（注册usb主控器字符设备）、usb_register（注册usbfs驱动）、usb_hub_init（USBHub初始化，注册hub驱动、创建内核守护线程来检测hub端口的状态变化）等工作linux apache 虚拟主机，后续具体剖析。
2.3USBHCD（HostControllerDriver）
硬件主机控制器HostController之上运行的是HCD，是对主机控制器硬件的一个具象，实现核心层与控制器之间的对话插口，USBHCD包含多种USB插口规范：
（1）UHCI：Intel提供，通用主机控制插口，USB1.0/1.1；
（2）OHCI：谷歌提供，开放主机控制插口，USB1.0/1.1；
（3）EHCI：提高主机控制插口，USB2.0；
2.4USBDeviceDriverUSB设备驱动框架如右图所示：
USB设备是由一些配置(configuration)、接口（interface）和端点(endpoint)组成，，即一个USB设备可以富含一个或多个配置，在每位配置中可富含一个或多个插口，在每位插口中可富含若干个端点。一个USB设备驱动可能包含多个子驱动。一个USB设备子驱动程序对应一个USB插口，而非整个USB设备。
USB设备使用各类描述符来说明其设备构架，包括设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符、字符串描述符。前面单独讨论USB设备描述符。
USB传输的对象为端点(endpoint)，每一个端点都有传输类型，传输方向，不仅端点0外，每一个端点只支持一个方向的数据传输，端点0用于控制传输，既能输出也能输入。输入(IN)、输出(OUT)"都是"基于USB主机的立场说的。例如键盘的数据是从键盘传到PC机,对应的端点称为"输入端点"。
USB的传输类型:
a.控制传输：可靠linux c，时间有保证，例如：USB设备的辨识过程
b.批量传输:可靠,时间没有保证,例如：U盘
c.中断传输：可靠，实时，例如：USB键盘
d.实时传输：不可靠，实时，例如：USB摄像头
针对不同类型的USB设备，须要实现特定的USB驱动程序。如HID(HumanInterfaceDevice)，属于人机交互类的设备，如USB键盘linux驱动程序开发视频，USB鼠标等。该类设备必须遵守HID设计规范。
在Linux内核中，使用structusb_driver结构体来描述一个USB驱动，通过usb_register在USB驱动中注册进内核。
因而USB设备驱动开发，主要包含如下两个部份：
分配/设置usb_driver结构体，实现并填充结构体内容
注册usb_driver
后续将对USB键盘驱动进行详尽剖析，其代码在kernel/drivers/hid/usbhid/usbmouse.c
3、USB设备辨识过程
通过以上剖析，USB设备驱动模型可以概括为如右图。
主要包含三个部份：USB控制器驱动，USB核心，USB设备驱动。如上图khubd是USB守护进程，当USB设备插入的时侯，守护进程检测到，USB主机控制器都会形成一个hub_irq中断，控制器调用hub的侦测函数，来解析设备信息。
下边剖析一下USB设备的辨识过程。
以上显示了设备插入到USB设备驱动被调用的函数流程，前面将掏出一章具体剖析函数内部实现来进一步剖析USB设备辨识中做了什么事情。
4、总结
通过以上内容，我们从整体上认识了USB硬件辨识过程，USB总线框架及USB设备驱动框架。后续会针对一些重点知识进行专题剖析。主要包括：
USB设备描述符解析
USB四类传输类型
USB数据包格式剖析
USB键盘设备驱动代码剖析
USB初始化代码剖析
USB枚举过程代码剖析
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