Linux之 USB驱动框架-USB总线核心和主控驱动(4)

一、USB设备描述符

一个USB设备描述符中可以有多个配置描述符，即USB设备可以有多种配置；一个配置描述符中可以有多个接口描述符，即USB设备可以支持多种功能（接口）；一个接口描述符中可以有多个端点描述符。
一设备至少要包含设备描述符、配置描述符和接口描述符，如果USB设备没有端点描述符，则它仅仅用默认管道与主机进行数据传输。
接口，表示逻辑上的设备，比如USB声卡可以分为接口1-录音设备，接口2-播放设备。
访问设备时，即访问某个接口，接口表示逻辑设备。
传输数据时，即读写某个端口，端口是数据通道。

1.1 设备描述符

/* USB_DT_DEVICE: Device descriptor */
struct usb_device_descriptor {
    __u8  bLength; //该结构体大小
    __u8  bDescriptorType; //描述符类型 （此处应为0x01，即设备描述符）
 
    __le16 bcdUSB; //usb版本号 200 -> USB2.0
    __u8  bDeviceClass; //设备类 
    __u8  bDeviceSubClass; //设备类子类
    __u8  bDeviceProtocol; //设备协议，以上三点都是USB官方定义
    __u8  bMaxPacketSize0; //端点0最大包大小 （只能为8,16,32,64）
    __le16 idVendor; //厂家id
    __le16 idProduct; //产品id
    __le16 bcdDevice; //设备出厂编号
    __u8  iManufacturer; //描述厂商信息的字符串描述符的索引值
    __u8  iProduct; //描述产品信息的字串描述符的索引值
    __u8  iSerialNumber; //描述设备序列号信息的字串描述符的索引值 
    __u8  bNumConfigurations; //可能的配置描述符的数目
} __attribute__ ((packed));
 

1.2 配置描述符

 struct usb_config_descriptor {
    __u8  bLength; //该结构体大小
    __u8  bDescriptorType;//描述符类型（本结构体中固定为0x02)  
 
    __le16 wTotalLength; //该配置下，信息的总长度（包括配置，接口，端点和设备类及厂商定义的描述符）
    __u8  bNumInterfaces; //接口的个数
    __u8  bConfigurationValue; //Set_Configuration命令所需要的参数值，用来选定此配置
    __u8  iConfiguration; //描述该配置的字符串描述的索引值 
    __u8  bmAttributes;//供电模式的选择  
    __u8  bMaxPower;//设备从总线提取的最大电流
} __attribute__ ((packed));

1.3 接口描述符

 struct usb_interface_descriptor {
    __u8  bLength;        //该结构体大小
    __u8  bDescriptorType;//接口描述符的类型编号(0x04）
 
    __u8  bInterfaceNumber;  //该接口的编号  
    __u8  bAlternateSetting; //备用的接口描述符编号  
    __u8  bNumEndpoints; //该接口使用的端点数，不包括端点0  
    __u8  bInterfaceClass; //接口类
    __u8  bInterfaceSubClass; //子类
    __u8  bInterfaceProtocol; //协议
    __u8  iInterface;//描述此接口的字串描述表的索引值  
} __attribute__ ((packed));

 配置描述符中包含了一个或多个接口描述符，这里的“接口”并不是指物理存在的接口，在这里把它称之为“功能”更易理解些，例如一个设备既有录音的功能又有扬声器的功能，则这个设备至少就有两个“接口”。

1.4 端点描述符

/* USB_DT_ENDPOINT: Endpoint descriptor */
struct usb_endpoint_descriptor {
    __u8  bLength;        //端点描述符字节数大小（7个字节）
    __u8  bDescriptorType;//端点描述符类型编号（0x05) 
 
    __u8  bEndpointAddress; //此描述表所描述的端点的地址、方向 : 
                            // bit3~bit0:端点号，bit6~bit4:保留，
                            // bit7:方向，如果是控制端点则忽略，0-输出端点（主机到设备）1-输入端点（设备到主机）
    __u8  bmAttributes; // 端点特性，bit1~bit0 表示传输类型，其他位保留
                        // 00-控制传输  01-实时传输   10-批量传输 11-中断传输
    __le16 wMaxPacketSize;  //端点收、发的最大包大小
    __u8  bInterval; // 中断传输模式中主机查询端点的时间间隔。
                     // 对于实时传输的端点此域必需为1，表示周期为1ms。对于中断传输的端点此域值的范围为1ms到255ms
 
    /* NOTE:  these two are _only_ in audio endpoints. */
    /* use USB_DT_ENDPOINT*_SIZE in bLength, not sizeof. */
    __u8  bRefresh;
    __u8  bSynchAddress;
} __attribute__ ((packed));
 

 端点是设备与主机之间进行数据传输的逻辑接口，除配置使用的端点0（控制端点，一般一个设备只有一个控制端点）为双向端口外，其它均为单向。端点描述符描述了数据的传输类型、传输方向、数据包大小和端点号（也可称为端点地址）等。

除了描述符中描述的端点外，每个设备必须要有一个默认的控制型端点，地址为0，它的数据传输为双向，而且没有专门的描述符，只是在设备描述符中定义了它的最大包长度。主机通过此端点向设备发送命令，获得设备的各种描述符的信息，并通过它来配置设备。

1.5 字符描述符

struct usb_string_descriptor {
    __u8  bLength;  // 此描述表的字节数（bString域的数值N＋2）
    __u8  bDescriptorType; // 字串描述表类型（此处应为0x03）

    __le16 wData[1];        /* UTF-16LE encoded */  
} __attribute__ ((packed));
 

1.6 人机接口描述符

USB 设备中有一大类就是 HID 设备，即 Human Interface Devices，人机接口设备。这类设备包括鼠标、键盘等，主要用于人与计算机进行交互。 它是 USB 协议最早支持的一种设备类。 HID 设备可以作为低速、全速、高速设备用。由于 HID 设备要求用户输入能得到及时响应，故其传输方式通常采用中断方式。
在 USB 协议中， HID 设备的定义放置在接口描述符中， USB 的设备描述符和配置描述符中不包含 HID 设备的信息。因此，对于某些特定的 HID 设备，可以定义多个接口，只有其中一个接口为 HID 设备类即可。

1.7 USB描述符的类型值

二、USB总线驱动程序

2.1 usb core

初始化内核USB总线及提供USB相关API，为设备驱动和HCD的交互提供桥梁。

usb_init

static int __init usb_init(void)
{
        int retval;
        if (usb_disabled()) {
                pr_info("%s: USB support disabled\n", usbcore_name);
                return 0;
        }
        usb_init_pool_max();

        usb_debugfs_init();

        usb_acpi_register();
        retval = bus_register(&usb_bus_type);         -----------------(1)
        if (retval)
                goto bus_register_failed;
        retval = bus_register_notifier(&usb_bus_type, &usb_bus_nb);
        if (retval)
                goto bus_notifier_failed;
        retval = usb_major_init();
        if (retval)
                goto major_init_failed;
        retval = usb_register(&usbfs_driver);   ---------------------------(2)
        if (retval)
                goto driver_register_failed;
        retval = usb_devio_init();
        if (retval)
                goto usb_devio_init_failed;
        retval = usb_hub_init();                 -----------------------------------(3)        
        if (retval)
                goto hub_init_failed;
        retval = usb_register_device_driver(&usb_generic_driver, THIS_MODULE);-------（4）
        if (!retval)
                goto out;

        usb_hub_cleanup();
hub_init_failed:
        usb_devio_cleanup();
usb_devio_init_failed:
        usb_deregister(&usbfs_driver);
driver_register_failed:
        usb_major_cleanup();
major_init_failed:
        bus_unregister_notifier(&usb_bus_type, &usb_bus_nb);
bus_notifier_failed:
        bus_unregister(&usb_bus_type);
bus_register_failed:
        usb_acpi_unregister();
        usb_debugfs_cleanup();
out:
        return retval;
}
 

 (1)USB是基于总线-驱动-设备模型的框架，其初始化阶段一个重点任务就是完成USB总线的创建。usb_bus_type提供了驱动和设备匹配的匹配函数，后面注册设备和驱动时会调用到。

usb_bus_type

struct bus_type usb_bus_type = {
        .name =         "usb",
        .match =        usb_device_match,    //调用这个匹配函数
        .uevent =       usb_uevent,
        .need_parent_lock =     true,
};
 

 使用bus_register接口注册USB总线，会创建出两条链表用来分别存放向USB总线注册的设备和驱动。如下：

int bus_register(struct bus_type *bus)
{
      。。。。

        INIT_LIST_HEAD(&priv->interfaces);
        __mutex_init(&priv->mutex, "subsys mutex", key);
        klist_init(&priv->klist_devices, klist_devices_get, klist_devices_put); //设备链表
        klist_init(&priv->klist_drivers, NULL, NULL);   // 驱动链表

        retval = add_probe_files(bus);
        if (retval)
                goto bus_probe_files_fail;

        retval = bus_add_groups(bus, bus->bus_groups);
 。。。。。。。
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(bus_register);
 

 另外一篇具体分析bus_register的具体做了哪些事情。

（2）usbfs_driver  是usb 接口驱动，注册接口驱动。一个设备可以有多个接口，每个接口对应着不同的功能。在usb总线注册USB接口驱动，该驱动被放在usb总线的驱动链表中。

usbfs_driver 

struct usb_driver usbfs_driver = {
        .name =         "usbfs",
        .probe =        driver_probe,
        .disconnect =   driver_disconnect,
        .suspend =      driver_suspend,
        .resume =       driver_resume,
        .supports_autosuspend = 1,
};
 

(3)初始化 usb hub， 初始化一个USB设备集线器，用来检测USB设备的连接和断开。

usb_hub_init()

int usb_hub_init(void)
{
        if (usb_register(&hub_driver) < 0) {  -----------------------(1)
                printk(KERN_ERR "%s: can't register hub driver\n",
                        usbcore_name);
                return -1;
        }

        /*
         * The workqueue needs to be freezable to avoid interfering with
         * USB-PERSIST port handover. Otherwise it might see that a full-speed
         * device was gone before the EHCI controller had handed its port
         * over to the companion full-speed controller.
         */
        hub_wq = alloc_workqueue("usb_hub_wq", WQ_FREEZABLE, 0); --------(2)
        if (hub_wq)
                return 0;

        /* Fall through if kernel_thread failed */
        usb_deregister(&hub_driver);
        pr_err("%s: can't allocate workqueue for usb hub\n", usbcore_name);

        return -1;
}
 

(3.1)注册 hub_driver.

hu_driver 

static struct usb_driver hub_driver = {
        .name =         "hub",
        .probe =        hub_probe,
        .disconnect =   hub_disconnect,
        .suspend =      hub_suspend,
        .resume =       hub_resume,
        .reset_resume = hub_reset_resume,
        .pre_reset =    hub_pre_reset,
        .post_reset =   hub_post_reset,
        .unlocked_ioctl = hub_ioctl,
        .id_table =     hub_id_table,
        .supports_autosuspend = 1,
};
 

(3.2) 创建一个工作队列usb_hub_wq， 用来处理USB设备的断开、连接等事件。在内核低版本中，是创建了内核线程，khubd_task = kthread_run(hub_thread, NULL, "khubd"); 而在内核高版本是使用的工作队列。

 接着向usb 总线注册一个hub设备，触发 hub_probe，把hub event 压入hub_wq 工作队列

hub_probe ->    
    hub_configure ->
        usb_fill_int_urb(hub->urb, hdev, pipe, *hub->buffer, maxp, hub_irq,
                hub, endpoint->bInterval);
        // usb_fill_int_urb 接口创建了一个中断类型的 USB请求控制块
            hub_irq -> 
                kick_hub_wq(hub) ->
                    queue_work(hub_wq, &hub->events); //hub events 压入hub_wq 队列
    

这个工作队列的处理函数是：hub_event 

hub_probe->INIT_WORK(&hub->events, hub_event);

hub_event

static void hub_event(struct work_struct *work)
{
        struct usb_device *hdev;
        struct usb_interface *intf;
        struct usb_hub *hub;
        struct device *hub_dev;
        u16 hubstatus;
        u16 hubchange;
        int i, ret;

        hub = container_of(work, struct usb_hub, events);
        hdev = hub->hdev;
        hub_dev = hub->intfdev;
        intf = to_usb_interface(hub_dev);

        kcov_remote_start_usb((u64)hdev->bus->busnum);

        dev_dbg(hub_dev, "state %d ports %d chg %04x evt %04x\n",
                        hdev->state, hdev->maxchild,
                        /* NOTE: expects max 15 ports... */
                        (u16) hub->change_bits[0],
                        (u16) hub->event_bits[0]);

        /* Lock the device, then check to see if we were
         * disconnected while waiting for the lock to succeed. */
        usb_lock_device(hdev);
        if (unlikely(hub->disconnected))
                goto out_hdev_lock;

        /* If the hub has died, clean up after it */
        if (hdev->state == USB_STATE_NOTATTACHED) {
                hub->error = -ENODEV;
                hub_quiesce(hub, HUB_DISCONNECT);
                goto out_hdev_lock;
        }

        /* Autoresume */
        ret = usb_autopm_get_interface(intf);
        if (ret) {
                dev_dbg(hub_dev, "Can't autoresume: %d\n", ret);
                goto out_hdev_lock;
        }

        /* If this is an inactive hub, do nothing */
        if (hub->quiescing)
                goto out_autopm;

        if (hub->error) {
                dev_dbg(hub_dev, "resetting for error %d\n", hub->error);

                ret = usb_reset_device(hdev);
                if (ret) {
                        dev_dbg(hub_dev, "error resetting hub: %d\n", ret);
                        goto out_autopm;
                }

                hub->nerrors = 0;
                hub->error = 0;
        }

        /* deal with port status changes */    //hub 的端口变化处理
        for (i = 1; i <= hdev->maxchild; i++) {
                struct usb_port *port_dev = hub->ports[i - 1];

                if (test_bit(i, hub->event_bits)
                                || test_bit(i, hub->change_bits)
                                || test_bit(i, hub->wakeup_bits)) {
                        /*
                         * The get_noresume and barrier ensure that if
                         * the port was in the process of resuming, we
                         * flush that work and keep the port active for
                         * the duration of the port_event().  However,
                         * if the port is runtime pm suspended
                         * (powered-off), we leave it in that state, run
                         * an abbreviated port_event(), and move on.
                         */
                        pm_runtime_get_noresume(&port_dev->dev);
                        pm_runtime_barrier(&port_dev->dev);
                        usb_lock_port(port_dev);
                        port_event(hub, i);
                        usb_unlock_port(port_dev);
                        pm_runtime_put_sync(&port_dev->dev);
                }
        }

        /* deal with hub status changes */    
        if (test_and_clear_bit(0, hub->event_bits) == 0)
                ;       /* do nothing */
        else if (hub_hub_status(hub, &hubstatus, &hubchange) < 0)
                dev_err(hub_dev, "get_hub_status failed\n");
        else {
                if (hubchange & HUB_CHANGE_LOCAL_POWER) {
                        dev_dbg(hub_dev, "power change\n");
                        clear_hub_feature(hdev, C_HUB_LOCAL_POWER);
                        if (hubstatus & HUB_STATUS_LOCAL_POWER)
                                /* FIXME: Is this always true? */
                                hub->limited_power = 1;
                        else
                                hub->limited_power = 0;
                }
                if (hubchange & HUB_CHANGE_OVERCURRENT) {
                        u16 status = 0;
                        u16 unused;

                        dev_dbg(hub_dev, "over-current change\n");
                        clear_hub_feature(hdev, C_HUB_OVER_CURRENT);
                        msleep(500);    /* Cool down */
                        hub_power_on(hub, true);
                        hub_hub_status(hub, &status, &unused);
                        if (status & HUB_STATUS_OVERCURRENT)
                                dev_err(hub_dev, "over-current condition\n");
                }
        }

out_autopm:
        /* Balance the usb_autopm_get_interface() above */
        usb_autopm_put_interface_no_suspend(intf);
out_hdev_lock:
        usb_unlock_device(hdev);

        /* Balance the stuff in kick_hub_wq() and allow autosuspend */
        usb_autopm_put_interface(intf);
        kref_put(&hub->kref, hub_release);

        kcov_remote_stop();
}
 

（4） usb_register_device_driver(&usb_generic_driver, THIS_MODULE)，向usb总线驱动链表中，注册 usb 设备驱动 usb_generic_driver。

usb_generic_driver

//drivers/usb/core/generic.c 

struct usb_device_driver usb_generic_driver = {
        .name = "usb",
        .match = usb_generic_driver_match,
        .probe = usb_generic_driver_probe,
        .disconnect = usb_generic_driver_disconnect,
#ifdef  CONFIG_PM
        .suspend = usb_generic_driver_suspend,
        .resume = usb_generic_driver_resume,
#endif
        .supports_autosuspend = 1,
};
 

 2.2 注册USB设备驱动

路径： drivers/usb/core/driver.c 

int usb_register_device_driver(struct usb_device_driver *new_udriver,
                struct module *owner)
{
        int retval = 0;

        if (usb_disabled())
                return -ENODEV;

        new_udriver->drvwrap.for_devices = 1;
        new_udriver->drvwrap.driver.name = new_udriver->name;
        new_udriver->drvwrap.driver.bus = &usb_bus_type;

//usb 设备匹配，先会调用usb_probe_device，然后在该接口中调用driver的probe
        new_udriver->drvwrap.driver.probe = usb_probe_device;
        new_udriver->drvwrap.driver.remove = usb_unbind_device;
        new_udriver->drvwrap.driver.owner = owner;
        new_udriver->drvwrap.driver.dev_groups = new_udriver->dev_groups;

        retval = driver_register(&new_udriver->drvwrap.driver);

        if (!retval) {
                pr_info("%s: registered new device driver %s\n",
                        usbcore_name, new_udriver->name);
                /*
                 * Check whether any device could be better served with
                 * this new driver
                 */
                bus_for_each_dev(&usb_bus_type, NULL, new_udriver,
                                 __usb_bus_reprobe_drivers);
        } else {
                pr_err("%s: error %d registering device driver %s\n",
                        usbcore_name, retval, new_udriver->name);
        }

        return retval;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_register_device_driver);
 

 usb_register_device_driver 注册一个通用USB设备驱动，而不是USB接口驱动。

2.3 usb_register 和 usb_register_device_driver 区别

usb_register 注册一个USB接口驱动，一个设备可以有多个接口，一个接口表示一种功能。比如USB声卡设备，有两个接口，一个播放接口，一个录音接口。

//drivers/usb/core/driver.c

#define usb_register(driver) \
        usb_register_driver(driver, THIS_MODULE, KBUILD_MODNAME)
 

int usb_register_driver(struct usb_driver *new_driver, struct module *owner,
                        const char *mod_name)
{
        int retval = 0;

        if (usb_disabled())
                return -ENODEV;

        new_driver->drvwrap.for_devices = 0;
        new_driver->drvwrap.driver.name = new_driver->name;
        new_driver->drvwrap.driver.bus = &usb_bus_type;

// 对应的usb接口“设备”被匹配时，首先会调用usb_probe_interface，然后在该接口中调用driver的probe
        new_driver->drvwrap.driver.probe = usb_probe_interface;
        new_driver->drvwrap.driver.remove = usb_unbind_interface;
        new_driver->drvwrap.driver.owner = owner;
        new_driver->drvwrap.driver.mod_name = mod_name;
        new_driver->drvwrap.driver.dev_groups = new_driver->dev_groups;
        spin_lock_init(&new_driver->dynids.lock);
        INIT_LIST_HEAD(&new_driver->dynids.list);

        retval = driver_register(&new_driver->drvwrap.driver);
        if (retval)
                goto out;

        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);

        pr_err("%s: error %d registering interface driver %s\n",
                usbcore_name, retval, new_driver->name);
        goto out;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_register_driver);
 

总结：USB core注册了一个USB总线，并向USB总线中注册了三个驱动，分别是USB接口驱动、HUB驱动、USB设备驱动。其中在注册HUB驱动前创建了一个hub_wq 工作队列，用来处理hub上USB设备事件，比如插入和拔出；在HUB驱动的probe函数中，创建了一个urb并为其注册了一个timer中断处理函数hub_irq，hub wq 处理USB设备事件。

三、USB主机控制器驱动(HCD)

usb 主机控制器驱动 注册，有的使用platform_dirver 注册进系统，有的使用 pci_driver 注册进系统。具体使用哪种方式注册进系统，是根据usb控制器的硬件连接方式决定的。

我的PC机的XHCI驱动，就是pci_driver 方式

3.1下面分析以 platform 总线注册的OHCI主控驱动。

 usb 主机控制器设备

// arch/arm/mach-s3c/mach-smdk2440.c

MACHINE_START(S3C2440, "SMDK2440")
        /* Maintainer: Ben Dooks <ben-linux@fluff.org> */
        .atag_offset    = 0x100,

        .init_irq       = s3c2440_init_irq,
        .map_io         = smdk2440_map_io,
        .init_machine   = smdk2440_machine_init,
        .init_time      = smdk2440_init_time,
MACHINE_END

static void __init smdk2440_machine_init(void)
{
        s3c24xx_fb_set_platdata(&smdk2440_fb_info);
        s3c_i2c0_set_platdata(NULL);
        /* Configure the I2S pins (GPE0...GPE4) in correct mode */
        s3c_gpio_cfgall_range(S3C2410_GPE(0), 5, S3C_GPIO_SFN(2),
                              S3C_GPIO_PULL_NONE);
        platform_add_devices(smdk2440_devices, ARRAY_SIZE(smdk2440_devices));
        smdk_machine_init();
}

static struct platform_device *smdk2440_devices[] __initdata = {
        &s3c_device_ohci,
        &s3c_device_lcd,
        &s3c_device_wdt,
        &s3c_device_i2c0,
        &s3c_device_iis,
};

// arch/arm/mach-s3c/devs.c
struct platform_device s3c_device_ohci = {
        .name           = "s3c2410-ohci",
        .id             = -1,
        .num_resources  = ARRAY_SIZE(s3c_usb_resource),
        .resource       = s3c_usb_resource,
        .dev            = {
                .dma_mask               = &samsung_device_dma_mask,
                .coherent_dma_mask      = DMA_BIT_MASK(32),
        }
};

};

usb 主机控制器 驱动

//  .config
CONFIG_ARCH_S3C2410=y

//  drivers/usb/host/ohci-s3c2410.c

static int __init ohci_s3c2410_init(void)
{
        if (usb_disabled())
                return -ENODEV;

        pr_info("%s: " DRIVER_DESC "\n", hcd_name);
        ohci_init_driver(&ohci_s3c2410_hc_driver, NULL); --------------------(1)

        /*
         * The Samsung HW has some unusual quirks, which require
         * Sumsung-specific workarounds. We override certain hc_driver
         * functions here to achieve that. We explicitly do not enhance
         * ohci_driver_overrides to allow this more easily, since this
         * is an unusual case, and we don't want to encourage others to
         * override these functions by making it too easy.
         */

        ohci_s3c2410_hc_driver.hub_status_data  = ohci_s3c2410_hub_status_data;
        ohci_s3c2410_hc_driver.hub_control      = ohci_s3c2410_hub_control;

        return platform_driver_register(&ohci_hcd_s3c2410_driver);--------------(2)
}
module_init(ohci_s3c2410_init);

static struct platform_driver ohci_hcd_s3c2410_driver = {
        .probe          = ohci_hcd_s3c2410_probe,
        .remove         = ohci_hcd_s3c2410_remove,
        .shutdown       = usb_hcd_platform_shutdown,
        .driver         = {
                .name   = "s3c2410-ohci",
                .pm     = &ohci_hcd_s3c2410_pm_ops,
                .of_match_table = ohci_hcd_s3c2410_dt_ids,
        },
};
 

(1) 调用 ohci_init_driver 把ohci_hc_driver 主控驱动赋值给ohci_s3c2410_hc_driver。

下面来分析ohci_init_driver 

/*
 * Generic structure: This gets copied for platform drivers so that
 * individual entries can be overridden as needed.
 */

//ohci_hc_driver 是内核抽象出的通用驱动

static const struct hc_driver ohci_hc_driver = {
        .description =          hcd_name,
        .product_desc =         "OHCI Host Controller",
        .hcd_priv_size =        sizeof(struct ohci_hcd),

        /*
         * generic hardware linkage
        */
        .irq =                  ohci_irq,
        .flags =                HCD_MEMORY | HCD_DMA | HCD_USB11,

        /*
        * basic lifecycle operations
        */
        .reset =                ohci_setup,
        .start =                ohci_start,
        .stop =                 ohci_stop,
        .shutdown =             ohci_shutdown,

        /*
         * managing i/o requests and associated device resources
        */
        .urb_enqueue =          ohci_urb_enqueue,
        .urb_dequeue =          ohci_urb_dequeue,
        .endpoint_disable =     ohci_endpoint_disable,

        /*
        * scheduling support
        */
        .get_frame_number =     ohci_get_frame,

        /*
        * root hub support
        */
        .hub_status_data =      ohci_hub_status_data,
        .hub_control =          ohci_hub_control,
#ifdef CONFIG_PM
        .bus_suspend =          ohci_bus_suspend,
        .bus_resume =           ohci_bus_resume,
#endif
        .start_port_reset =     ohci_start_port_reset,
};
 

void ohci_init_driver(struct hc_driver *drv,
                const struct ohci_driver_overrides *over)
{
        /* Copy the generic table to drv and then apply the overrides */
        *drv = ohci_hc_driver;  //把ohci_hc_driver 主控驱动给注册进系统的主控设备驱动里

        if (over) {
                drv->product_desc = over->product_desc;
                drv->hcd_priv_size += over->extra_priv_size;
                if (over->reset)
                        drv->reset = over->reset;
        }
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(ohci_init_driver);
 

 上面提到的ohci_hc_driver 通用驱动赋值给ohci_s3c2410_hc_driver 后，如何使用呢？

在platform 总线设备和驱动匹配后，会调用ohci_hcd_s3c2410_probe，然后

hcd = usb_create_hcd(&ohci_s3c2410_hc_driver, &dev->dev, "s3c24xx"); 把ohci_s3c2410_hc_driver 赋值到新创建hcd中， hcd->driver = ohci_s3c2410_hc_driver；

再然后usb_add_hcd 向系统增加hcd。

 (2)ohci_hcd_s3c2410_driver 驱动通过platform 注册进系统。

主机控制器 设备和驱动匹配

//drivers/base/*

platform_driver_register->
    driver_register->
        bus_add_driver->
            driver_attach->
                bus_for_each_dev-> // 从平台总线的的设备链表中，取出每一项设备进行匹配
                    __driver_attach->

                        driver_match_device->// 此总线类型为平台总线，其存在match函数，即调用platform_match进行匹配

                        device_driver_attach->  //通过driver_match_device 驱动和设备匹配后，这个函数负责绑定，调用really_probe
                                driver_probe_device->
                                                    really_probe->

                                                                    drv-probe
 

static int __driver_attach(struct device *dev, void *data)
{
       ......

        ret = driver_match_device(drv, dev);
       ..........
        device_driver_attach(drv, dev);

        return 0;
}
 

                                           
    
// 平台总线                            
struct bus_type platform_bus_type = {
        .name           = "platform",
        .dev_groups     = platform_dev_groups,
        .match          = platform_match,
        .uevent         = platform_uevent,
        .dma_configure  = platform_dma_configure,
        .pm             = &platform_dev_pm_ops,
};
EXPORT_SYMBOL_GPL(platform_bus_type);
         

static int platform_match(struct device * dev, struct device_driver * drv)
{

      struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
        struct platform_driver *pdrv = to_platform_driver(drv);

        /* When driver_override is set, only bind to the matching driver */
        if (pdev->driver_override)
                return !strcmp(pdev->driver_override, drv->name);

        /* Attempt an OF style match first */
        if (of_driver_match_device(dev, drv))
                return 1;

        /* Then try ACPI style match */
        if (acpi_driver_match_device(dev, drv))
                return 1;

        /* Then try to match against the id table */
        if (pdrv->id_table)
                return platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL;

        /* fall-back to driver name match */
        return (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0);   
    // 平台总线匹配设备和驱动的名称

}

// ohci 设备   name = "s3c2410-ohci"

struct platform_device s3c_device_ohci = {
        .name           = "s3c2410-ohci",
        .id             = -1,
        .num_resources  = ARRAY_SIZE(s3c_usb_resource),
        .resource       = s3c_usb_resource,
        .dev            = {
                .dma_mask               = &samsung_device_dma_mask,
                .coherent_dma_mask      = DMA_BIT_MASK(32),
        }
};

// ohci 驱动 name    = "s3c2410-ohci"

static struct platform_driver ohci_hcd_s3c2410_driver = {
        .probe          = ohci_hcd_s3c2410_probe,
        .remove         = ohci_hcd_s3c2410_remove,
        .shutdown       = usb_hcd_platform_shutdown,
        .driver         = {
                .name   = "s3c2410-ohci",
                .pm     = &ohci_hcd_s3c2410_pm_ops,
                .of_match_table = ohci_hcd_s3c2410_dt_ids,
        },
};
 

 匹配成功调用驱动的probe函数。

 driver_probe_device-> // 在此函数中匹配成功的话，就会去调用驱动的probe函数
    really_probe->
        drv->probe(dev)

usb 主机控制器驱动的probe 函数

 ohci_hcd_s3c2410_probe -> 
        usb_add_hcd ->     //向usb 增加主控驱动
            rhdev = usb_alloc_dev   //申请root hub 
            hcd->self.root_hub = rhdev
            register_root_hub -> 
                usb_new_device ->
                    device_add ->     
                        bus_attach_device ->
                            device_attach -> 
                                bus_for_each_drv -> // 从usb总线的的驱动链表中，取出每一项驱动进行匹配
                                    __device_attach ->
                                        driver_match_device->
                                            // 此总线类型为USB总线，其存在match函数，即调用usb_device_match进行匹配
                                        
                                        driver_probe_device-> // 在此函数中匹配成功的话，就会去调用驱动的probe函数
                                                    really_probe->
                                                        drv->probe(dev)

上面在注册设备时，调用的__driver_attach进行绑定，现在注册驱动，调用__device_attach进行绑定。

 接着分析：usb_device_match

static inline int is_usb_device(const struct device *dev)
{
    return dev->type == &usb_device_type;
}

/* Do the same for device drivers and interface drivers. */

static inline int is_usb_device_driver(struct device_driver *drv)
{
    // struct device_driver 中 struct usbdrv_wrap 中的for_devices变量为1，则为USB设备驱动
    // 上节USB Core中向USB总线注册的USB设备驱动中有将该变量设置为1（new_udriver->drvwrap.for_devices = 1;）
    return container_of(drv, struct usbdrv_wrap, driver)->
            for_devices;
}

static int usb_device_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
{
    // USB设备 和 USB接口“设备”分开处理 
    /* devices and interfaces are handled separately */
    if (is_usb_device(dev)) {
        // 处理USB设备
        /* interface drivers never match devices */
        if (!is_usb_device_driver(drv))
            return 0;

        /* TODO: Add real matching code */
        return 1;

    } else {
        // 处理USB接口设备
        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))
            return 0;

        intf = to_usb_interface(dev);
        usb_drv = to_usb_driver(drv);

        id = usb_match_id(intf, usb_drv->id_table);
        if (id)
            return 1;

        id = usb_match_dynamic_id(intf, usb_drv);
        if (id)
            return 1;
    }

    return 0;
}
 

 probe 向USB总线注册一个root hub 设备，从usb总线的的驱动链表中，取出每一项驱动进行匹配。在USB Core中已经向总线注册了三个驱动（USB设备驱动、USB接口驱动、USB hub驱动），根据条件匹配到USB设备驱动，则去调用USB设备驱动的probe函数。

usb 设备驱动的probe函数：

struct usb_device_driver usb_generic_driver = {
        .name = "usb",
        .match = usb_generic_driver_match,
        .probe = usb_generic_driver_probe,
        .disconnect = usb_generic_driver_disconnect,
#ifdef  CONFIG_PM
        .suspend = usb_generic_driver_suspend,
        .resume = usb_generic_driver_resume,
#endif
        .supports_autosuspend = 1,
};
 

 usb_generic_driver_probe(struct usb_device *udev) -> // 从上分析流程知udev为USB root hub设备 
                    usb_set_configuration ->
                                        device_add ->  // 创建USB接口设备，USB root hub接口设备被创建，device_add 又开始重复上面函数的流程

之后匹配到USB Core中注册的USB hub驱动，执行USB hub驱动的probe函数，该probe函数中，创建了一个urb并为其注册了一个中断处理函数hub_irq，hub_wq来处理USB设备事件（插入、拔出）。至此，系统启动初始化时关于USB的内容分析完成。USB Core和USB HCD的成功建立联系，为之后的USB设备驱动提供API。