USB学习——12、usb初始化和插拔驱动软件流程大致框架描述

usb初始化和插拔驱动软件流程大致框架描述：
当设备启动时，usb的主机控制器设备驱动（HCD）和 usb的root hub会先初始化：
1、xhci-plat.c主机控制器驱动那里，__usb_creat_hcd创建usb主机数据结构，main_hcd（primary_hcd）和shared_hcd，前者usb2.0，后者usb3.0，然后通过usb_add_hcd添加一个新的主机设备
2、hcd.c那里会注册一个 root hub ，usb_add_hcd来使用它， register_root_hub，然后会添加一个新设备roothub， 通过usb_new_device和device_add
3、hub.c那里会初始化hub通用驱动（usb_hub_init），并注册usb hub驱动，通过 usb_register_driver 和 driver_register
4、之后hub_probe开始，hub_event 和 hub_configure ，hub的端口上有事件时去处理事件读取配置usb设备接口的描述符等配置，hub控制传输，hub状态变化，hub中断，hub port状态变化，
5、然后有事件产生的话，会产生xhci中断，usb_hcd_irq， xhci_handle_event， handle_port_status
6、判断port状态是否有变化，设置hub轮询标志，轮询hub的状态，usb_hcd_poll_rh_status，port有变化时回调到hub_irq
7、然后hub事件通过hub_event处理，遍历port，port上有设备时，使用hub_port_connect处理
8、port上有设备，就通过usb_new_device添加设备
9、然后读取设备描述符，枚举设备
10、device_add添加新设备，设置配置，遍历usb设备接口，使用对应接口的驱动，
11、然后起接口驱动的probe，之后跑udc驱动绑定设备和驱动，然后枚举具体的设备成功

主机控制器驱动那里创建注册主机设备roothub并添加到usb设备中——》hub驱动那里初始化并注册hub驱动——》读取hub事件和hub接口配置——》主机控制器那里在轮询hub的状态——》port状态有事件变化时，有主机中断产生——》hub驱动那里处理中断，并对port事件做处理，连接设备——》port上有设备时添加它到usb设备中——》读取设备描述符并枚举设备——》添加新设备，设置config，遍历此usb设备接口——》使用对应接口驱动——》UDC驱动那里绑定gadget设备和驱动——》设备枚举成功

传输类型：

• 控制传输（Control Transaction）
  控制传输用于配置设备、获取设备信息、发送命令到设备、获取设备的状态。每个USB设备都有端点0的控制端点，当USB设备插入到USB主机拓扑网络中时，USB主机就通过端点0与USB设备通信，对USB设备进行配置，便于后续的数据传输。USB协议保证控制传输有足够的带宽。控制传输可靠，时间有保证，但传输的数据量不大。如USB设备的枚举过程就采用的是控制传输。
• 中断传输（Interrupt Transaction）
  当USB主机请求USB设备传输数据时，中断传输以一个固定的速率传送少量的数据。中断端点的数据传输方式为中断传输，数据传输可靠，实时性高，这里的中断并不是USB设备产生中断，而是USB主机每隔一个固定的时间主动查询USB设备是否有数据要传输，以轮询的方式提高实时性。如USB鼠标采用的是中断传输。
• 批量传输（Bulk Transaction）
  批量传输用于传输大量数据。USB协议不保证这些数据传输可以在特定的时间内完成，但保证数据的准确性。如果总线上的带宽不足以发送整个批量包，则将数据拆分为多个包传输。批量传输数据可靠，但实时性较低。如USB硬盘、打印机等设备就采用的是批量传输方式。
• 等时传输（Isochronous Transaction）
  等时传输也可以传输大量数据，但数据的可靠性无法保证。采用等时传输的USB设备更加注重保持一个恒定的数据传输速度，对数据的可靠性要求不高。如USB摄像头就使用的是等时传输方式。

设备驱动大致框架：

dwc3设备节点具体属性信息可参考Documentation/devicetree/bindings/usb/dwc3.txt文档
1、drivers/usb/dwc3/：主要初始化和CPU紧密相关的内容，如时钟、复位、电源、extcon（用于USB模式切换）
2、drivers/usb/dwc3/core.c：这部分和USB3.0控制器密切相关，如USB3.0控制器内部寄存器地址、USB3.0的PHY、中断等
3、struct dwc3是USB3.0 OTG控制器的核心数据结构，所有工作都围绕此数据结构展开
4、USB控制器作为Host时，称为USB主机控制器，使用USB主机控制器驱动。USB控制器作为Device时，称为USB设备控制器，使用UDC（usb device controller）驱动，USB控制器作为Device时，驱动框架可分为5层：
《1》最上层的是Gadget Function驱动：drivers/usb/gadget/function/：代表了具体设备的驱动，如大容量存储设备驱动（U盘、移动硬盘等）、通讯类设备驱动（USB串口、USB虚拟网卡等）、UAC驱动（USB麦克风、USB声卡等USB音频类设备）
《2》接下来是Gadget Funcation API层：drivers/usb/gadget/function.c，该层是一个抽象层，向上和向下提供统一的API，屏蔽了差异，提高了驱动的兼容性
《3》Composite层是一个可选的中间层：drivers/usb/gadget/configfs.c，composite.c，可通过一种配置或多种配置高效的支持多种功能的设备，简化了USB复合设备驱动的开发。目前最流行的是使用基于Composite和configfs实现的USB gadget configfs，可在用户空间灵活的配置USB设备。
《4》UDC驱动：drivers/usb/gadget/udc/core.c，直接访问硬件，控制USB设备与USB主机之间的通信
《5》USB设备控制器：通过USB线缆连接USB主机控制器，负责USB数据的发送和接收

5、usb设备控制器（UDC）框架，三部分：
《1》第一部分是UDC驱动核心层，在drivers/usb/gadget/udc/core.c文件中实现，该层是一个兼容层，将USB Function驱动和具体的USB gadget驱动隔离开，抽象了统一的接口和数据结构，向USB Function驱动提供了统一且稳定的接口，同时完成USB Function驱动和USB gadget驱动的匹配。
《2》第二部分是gadget driver层，负责驱动硬件工作，和具体的USB设备控制器硬件相关，dwc3的gadget driver驱动在drivers/usb/dwc3/gadget.c文件中实现。
《3》第三部分是USB设备控制器硬件