Linux USB驅動學習總結（三）---- USB鼠標的加載、初始化和通訊過程

一、usbmouse的定義：usb鼠標既包含usb設備(usb_device)的屬性也包含input輸入設備(input_dev)的屬性

struct usb_mouse {

char name[128];///USB鼠標設備名稱

char phys[64];///路徑

struct usb_device *usbdev;///USB設備

struct input_dev *dev;///Input 設備

struct urb *irq; ///urb結構體

 
signed char *data;///數據傳輸緩衝區指針

dma_addr_t data_dma;///

};

二、usbmouse的加載：

module_usb_driver(usb_mouse_driver);///系統啓動時註冊usb_mouse_driver

三、usbmouse的初始化：

 1 static int usb_mouse_probe(struct usb_interface *intf, const struct usb_device_id *id)
 2 {
 3     struct usb_device *dev = interface_to_usbdev(intf);///經過 USB 接口來得到 usb 設備
 4     struct usb_host_interface *interface;
 5     struct usb_endpoint_descriptor *endpoint;
 6     struct usb_mouse *mouse;
 7     struct input_dev *input_dev;
 8     int pipe, maxp;
 9     int error = -ENOMEM;
10 
11     interface = intf->cur_altsetting;///獲取 usb_host_interface
12 
13     if (interface->desc.bNumEndpoints != 1)/// usb鼠標端點有且只有一個控制端點，不然返回 ENODEV 
14         return -ENODEV;
15 
16     endpoint = &interface->endpoint[0].desc; ///usb鼠標只有一個端點，獲取端點描述符
17     if (!usb_endpoint_is_int_in(endpoint))///檢查端點是否是中斷類型的輸入端點
18         return -ENODEV;
19 
20     pipe = usb_rcvintpipe(dev, endpoint->bEndpointAddress);////獲取 pipe()，根據端點地址bEndpointAddress，中斷方式，IN端點就能夠獲得一個pipe，而後主機就知道跟誰去通訊，該如何通訊
21     maxp = usb_maxpacket(dev, pipe, usb_pipeout(pipe));///獲取主機和設備一次通信的最大字節數
22 
23     mouse = kzalloc(sizeof(struct usb_mouse), GFP_KERNEL);///分配一個usb_mouse
24     input_dev = input_allocate_device();///初始化 input 設備
25     if (!mouse || !input_dev)
26         goto fail1;
27 
28     mouse->data = usb_alloc_coherent(dev, 8, GFP_ATOMIC, &mouse->data_dma);///爲usbmouse的data 分配8個字節的空間
29     if (!mouse->data)
30         goto fail1;
31 
32     mouse->irq = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL);///申請分配 urb ，賦值給 usb_mouse 的 urb
33     if (!mouse->irq)
34         goto fail2;
35 
36     mouse->usbdev = dev; //設置usb鼠標設備的usb設備對象
37     mouse->dev = input_dev;//設備usb鼠標設備的input設備對象
38 
39     if (dev->manufacturer)///枚舉時候有獲取到有效的廠商名
40         strlcpy(mouse->name, dev->manufacturer, sizeof(mouse->name));///複製廠商名到 name 
41 
42     if (dev->product) { //枚舉時候有獲取到有效的產品名
43         if (dev->manufacturer) //若是也有廠商名
44             strlcat(mouse->name, " ", sizeof(mouse->name));     //則用空格將廠商名和產品名隔開
45         strlcat(mouse->name, dev->product, sizeof(mouse->name));//追加產品名到name
46     }
47 
48     if (!strlen(mouse->name)) //若是廠商和產品名都沒有
49         snprintf(mouse->name, sizeof(mouse->name), //則直接根據廠商id和產品id給name賦值
50              "USB HIDBP Mouse %04x:%04x",
51              le16_to_cpu(dev->descriptor.idVendor),
52              le16_to_cpu(dev->descriptor.idProduct));
53 
54     usb_make_path(dev, mouse->phys, sizeof(mouse->phys)); //設置設備路徑名
55     strlcat(mouse->phys, "/input0", sizeof(mouse->phys)); //追加/input0
56 
57     input_dev->name = mouse->name; //輸入設備的名字設置成usb鼠標的名字
58     input_dev->phys = mouse->phys; //輸入設備的路徑設置成usb鼠標的路徑
59     usb_to_input_id(dev, &input_dev->id); //設置輸入設備的bustype,vendor,product,version
60     input_dev->dev.parent = &intf->dev; //usb接口設備爲輸入設備的父設備
61 
62     ////evbit 關於設備支持事件類型的 bitmap 
63     input_dev->evbit[0] = BIT_MASK(EV_KEY) | BIT_MASK(EV_REL);　///BIT_MASK 找到參數值所在的 bit位,輸入事件按鍵類型 + 相對位移
64     input_dev->keybit[BIT_WORD(BTN_MOUSE)] = BIT_MASK(BTN_LEFT) | ///鼠標支持左鍵、右鍵、中鍵三個按鍵
65         BIT_MASK(BTN_RIGHT) | BIT_MASK(BTN_MIDDLE);
66     input_dev->relbit[0] = BIT_MASK(REL_X) | BIT_MASK(REL_Y); ///REL_X REL_Y 表示鼠標的位置信息 x \ Y 
67     input_dev->keybit[BIT_WORD(BTN_MOUSE)] |= BIT_MASK(BTN_SIDE) | ///在已有按鍵的基礎上加上一個邊鍵和一個而外的鍵
68         BIT_MASK(BTN_EXTRA);
69     input_dev->relbit[0] |= BIT_MASK(REL_WHEEL);///給相對事件加上滾輪的事件
70 
71     input_set_drvdata(input_dev, mouse);///usb鼠標驅動文件做爲輸入設備的設備文件的驅動數據 " input_dev -> dev->driver_data = mouse "
72 
73     input_dev->open = usb_mouse_open; //設置輸入事件的打開方法
74     input_dev->close = usb_mouse_close; //設置輸入事件的關閉方法
75 
76     usb_fill_int_urb(mouse->irq, dev, pipe, mouse->data, ///初始化 urb (中斷傳輸方式),並指定 urb 的回調函數是 usb_mouse_irq
77              (maxp > 8 ? 8 : maxp),
78              usb_mouse_irq, mouse, endpoint->bInterval);//// usb_mouse_irq --回調函數，上下文信息 -- mouse
79     mouse->irq->transfer_dma = mouse->data_dma;//dma數據緩衝區指向usb鼠標設備的data_dma成員
80     mouse->irq->transfer_flags |= URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP;///沒有 DMA 映射 
81 
82     error = input_register_device(mouse->dev);///註冊設備驅動 mouse->dev
83     if (error)
84         goto fail3;
85 
86     usb_set_intfdata(intf, mouse);///usb 鼠標驅動文件做爲 usb 接口設備的設備文件的驅動數據 ；intf->dev->driver_data = mouse ;
87     return 0;
88 
89 fail3:    
90     usb_free_urb(mouse->irq);
91 fail2:    
92     usb_free_coherent(dev, 8, mouse->data, mouse->data_dma);
93 fail1:    
94     input_free_device(input_dev);
95     kfree(mouse);
96     return error;
97 }

通過probe過程,註冊了輸入設備則會在/dev/input/目錄下會產生對應的鼠標設備節點,應用程序能夠打開該節點來控制usb鼠標設備

關鍵函數調用順序：

.open   =   evdev_open,///上層應用程序經過系統調用open 打開設備

static int evdev_open(struct inode *inode, struct file *file);

evdev_open_device(evdev);

input_open_device(&evdev->handle);

dev->open(dev);////---->調用usbmouse_open()

input_dev->open = usb_mouse_open; //設置輸入事件的打開方法

usb_submit_urb(mouse->irq, GFP_KERNEL)

usb_mouse_irq(struct urb *urb)

input_report_key\input_report_rel\input_sync ///提交鼠標數據給input 子系統

usb_submit_urb (urb, GFP_ATOMIC);///usb設備提交urb，主機再次輪詢usb設備

 

 

static int usb_mouse_open(struct input_dev *dev)
{
    struct usb_mouse *mouse = input_get_drvdata(dev); //經過輸入設備獲取usb鼠標設備

    mouse->irq->dev = mouse->usbdev; //設置urb設備對應的usb設備
    if (usb_submit_urb(mouse->irq, GFP_KERNEL))///提交 urb ，只有打開設備的時候，纔會把 urb 發送出去
        return -EIO;

    return 0;
}

 

 1 static void usb_mouse_irq(struct urb *urb)
 2 {
 3     struct usb_mouse *mouse = urb->context; ///獲取 usb 鼠標設備
 4     signed char *data = mouse->data; ///數據傳輸緩衝區指針
 5     struct input_dev *dev = mouse->dev;//輸入設備
 6     int status;
 7 
 8     switch (urb->status) {///判斷 urb 傳輸的狀態
 9     case 0:            /* success */ ///傳輸成功跳出 switch
10         break;
11     case -ECONNRESET:    /* unlink */
12     case -ENOENT:
13     case -ESHUTDOWN:
14         return;
15     /* -EPIPE:  should clear the halt */
16     default:        /* error */
17         goto resubmit;
18     }
19 
20     input_report_key(dev, BTN_LEFT,   data[0] & 0x01);////提交按鍵信息，data[0] 的第 0 位爲 1，表示左鍵按下
21     input_report_key(dev, BTN_RIGHT,  data[0] & 0x02);////提交按鍵信息，data[0] 的第 1 位爲 1，表示右鍵按下
22     input_report_key(dev, BTN_MIDDLE, data[0] & 0x04);////提交按鍵信息，data[0] 的第 2 位爲 1，表示中鍵按下
23     input_report_key(dev, BTN_SIDE,   data[0] & 0x08);////提交按鍵信息，data[0] 的第 3 位爲 1，表示邊鍵按下
24     input_report_key(dev, BTN_EXTRA,  data[0] & 0x10);////提交按鍵信息，data[0] 的第 4 位爲 1，表示而外鍵按下
25 
26     input_report_rel(dev, REL_X,     data[1]);///提交鼠標相對座標值，data[1] 爲 X 座標
27     input_report_rel(dev, REL_Y,     data[2]);///提交鼠標相對座標值，data[2] 爲 Y 座標
28     input_report_rel(dev, REL_WHEEL, data[3]);///提交鼠標滾輪相對值，data[3] 爲 滾輪相對值
29 
30     input_sync(dev);///同步信息，表示上面的信息做爲完整一幀傳遞給上層系統
31 resubmit:
32     status = usb_submit_urb (urb, GFP_ATOMIC);///usb設備提交urb，主機再次輪詢usb設備
33     if (status)
34         dev_err(&mouse->usbdev->dev,
35             "can't resubmit intr, %s-%s/input0, status %d\n",
36             mouse->usbdev->bus->bus_name,
37             mouse->usbdev->devpath, status);
38 }

 

 

 

(注：以上圖片來自麥子學院 金鑫老師的課程，在此對其辛勤付出和無私分享表示真摯的感謝！)