linux usb urb,usb中urb接口函数

一. 简介

usb总线是一种轮询式总线，协议规定所有的数据传输都必须由主机发起，usb主机与设备之间是通过管道(pipe)传输的，管道两边分别对应主机中的数据缓冲区和设备侧的端点(endpoint)，端点是通信的发送和接收点，要发送数据，只要把数据发到对应的端点就可以，而这个数据发送的动作由usb主机实现，驱动中只需确定接收端点，然后把数据提交给主机控制器，主机会把数据发送给接收端点，原理同i2c,uart类似。每个usb设备中都存在一个特殊端点endpoint0，在usb设备枚举过程里，就是通过endpoint0来获取usb设备信息。

USB按传输类型分可以分为控制传输(control),中断传输(interrupt),等时传输(isochronous),批量传输(bulk)，其中控制传输和批量传输又称为非周期性传输方式(nonperiodic)，而中断传输和等时传输称为周期性传输方式(periodic);

USB控制器和设备之间的传输数据结构由urb表示，urb具体内容如下所示：

struct urb {

struct kref kref;

void *hcpriv;

atomic_t use_count;

atomic_t reject;

int unlinked;

struct list_head urb_list;

struct list_head anchor_list; * the URB may be

anchored */

struct usb_anchor *anchor;

struct usb_device *dev;

struct usb_host_endpoint *ep;

unsigned int pipe;

unsigned int stream_id;

int status;

unsigned int transfer_flags;

void *transfer_buffer;

dma_addr_t transfer_dma ;

struct scatterlist *sg;

int num_sgs;

u32 transfer_buffer_length;

u32 actual_length;

unsigned char *setup_packet;

dma_addr_t setup_dma;

int start_frame;

int number_of_packets;

int interval;

int error_count;

void *context;

usb_complete_t complete;

struct usb_iso_packet_descriptor iso_frame_desc[0];

};

二. urb操作接口函数

usb 用urb发送数据时分三个步骤：申请urb, 填充urb，向usb控制器提交urb.

1.申请和释放urb

struct urb *usb_alloc_urb(int  iso_packets,

gfp_t mem_flags)

iso_paskets为等时传输时变长数组iso_frame_desc的元素个数，对于中断，控制和批量传输应该为0，mem_flags为申请内存空间时所需的标志位。

void usb_free_urb(struct urb *urb)

{

if (urb)

kref_put(&urb->kref, urb_destroy)

}

urb和端点不是一一对应的关系，一个urb可以被发向多个不同的端点，这里通过urb->kref来统计某个urb被使用次数，当使用urb时，kref加1，调用usb_free_urb时urb减1，当kref为0时，调用urb_destroy来释放urb中的transfer_buffer和urb。

2. 填充urb结构数据

对于usb的四种不同传输方式，usb驱动中已经实现control,bulk,interrupt三种传输类型传输填充函数。

void usb_fill_control_urb(struct urb *urb, struct usb_device

*dev, unsigned int pipe, unsigned char *setup_packet, void

*transfer_buffer, int buffer_length, usb_complete_t complete_fn,

void *context)

其中urb为要初始化的控制类型urb，dev为USB设备，pipe为管道，setup_packet专门用于发送control的usb_contrlrequest的setup包，transfer_buffer发送缓冲区,

buffer_length传输长度,

complete_fn为urb递交给hcd后将会运行的回调函数,comtext为回调函数参数。

与control填充函数相比，bulk传输方式的初始化少了setup_packet设置，bulk函数接口为：

void usb_fill_bulk_urb(struct urb *urb, struct usb_device *dev,

unsigned int pipe, void *transfer_buffer, int

buffer_length, usb_complete_t complete_fn, void *context)

对于interrupt而言，还需设置定时查询时间间隔interval, 函数接口为：

void usb_fill_int_urb(struct urb*urb, struct usb_device *dev,

unsinged int pipe, void *transfer_buffer, int buffer_length,

usb_complete_t complete_fn ,void *context, int interval)

对于等时传输，urb里是可以指定多次传输的，所以必须一个一个的对变长数组iso_frame_esc内容进行初始化。

3.urb递交给主机控制器

经过前面的创建、初始化和填充数据后，urb需要提交给usb

core，让它移交给主机控制器驱动进行处理，然后等待hcd的反馈结果，用于提交urb函数接口为：

int usb_submit_urb(struct urb*urb, gfp_t mem_flags)

其中urb即为提交给hcd的urb，mem_flags为申请urb中的hcprv,endpoint

descripotr和 transfer descriptor时要用到的申请内存标志。

将urb提交给控制器后，由控制器进行处理，并通过回调函数返回urb发送结果。

4. urb的取消

如果想取消之前提交的urb，可以用usb_unlink_urb来实现:

int usb_unlink_urb(struct urb *urb);

5.  urb其它接口

用前面的方式提交urb或取消urb时，程序不会阻塞，属于异步方式。除了异步方式外，usb还可用同步方式来提交和取消urb。同样由于isochronous中发送数据包个数不确定性，驱动只实现了control,interrupt和bulk三种方式

的同步方式操作urb接口。

int usb_control_msg(struct

usb_device *dev, unsigned int pipe, u8 request, u8 requesttype, u16

value, u16 index, void *data, u16 size, int

timeout)

usb_control_msg用于发送control类数据，对于control类型，除发送正常数据外，还要发送一个setup

transaction, request,

requesttype指定请求包的类型和属性，data为要发送的数据，size为发送数据长度，timeout为发送超时时间。

int usb_interrupt_msg(struct

usb_device *usb_dev, unsigned int pipe, void *data, int len, int

*actual_length, int timeout)

int usb_bulk_msg(struct

usb_device *usb_dev, unsigned int pipe, void *data, int len, int

*actual_length, int timeout)

上面三个接口函数都已经将之前提到过的申请urb,填充urb和提交urb过程封装在一起，在使用时只要指定对应该数据，数据长度及超时时间就可以。在使用上面三个接口提交urb时，程序阻塞，直到超时或urb提交成功并通过回调函数返回结果并唤醒等待队列。

在同步方式下对应的urb取消函数接口为：

void usb_kill_urb(struct urb

*urb)

usb_kill_urb提交取消urb申请后，会一直等待urb取消完成才会退出，里面的等待也是通过等待队列实现的。

原文：http://www.360doc.com/content/15/0202/19/13640092_445777054.shtml