分类： LINUX
2012-03-30 14:08:47
罗马不是一天建成的。在让U盘工作之前，其实我们的驱动做了很多准备工作。
我们继续跟着感觉走，storage_probe()，972行至975行，一系列的以init_*命名的函数在此刻被调用，这里涉及了一些锁机制，等待机制，不过只是初始化，暂且不理睬，到后面用到时再细说，不过请记住，这几行每一行都是有用的。后面自然会用得着。
此时，我们先往下走，978行的associate_dev()和989行的get_device_info()，这两个函数是我们目前需要看的。
先看associate_dev()函数，定义于drivers/usb/storage/usb.c中。
438 /* Associate our private data with the USBdevice */
439 static intassociate_dev(struct us_data *us, struct usb_interface *intf)
440 {
441 US_DEBUGP("--%s\n", __FUNCTION__);
442
443 /* Fill inthe device-related fields */
444 us->pusb_dev= interface_to_usbdev(intf);
445 us->pusb_intf= intf;
446 us->ifnum= intf->cur_altsetting->desc.bInterfaceNumber;
447 US_DEBUGP("Vendor:0x%04x, Product: 0x%04x, Revision: 0x%04x\n",
448 le16_to_cpu(us->pusb_dev->descriptor.idVendor),
449 le16_to_cpu(us->pusb_dev->descriptor.idProduct),
450 le16_to_cpu(us->pusb_dev->descriptor.bcdDevice));
451 US_DEBUGP("InterfaceSubclass: 0x%02x, Protocol: 0x%02x\n",
452 intf->cur_altsetting->desc.bInterfaceSubClass,
453 intf->cur_altsetting->desc.bInterfaceProtocol);
454
455 /* Store our private data in theinterface */
456 usb_set_intfdata(intf,us);
457
458 /*Allocate the device-related DMA-mapped buffers */
459 us->cr= usb_buffer_alloc(us->pusb_dev, sizeof(*us->cr),
460 GFP_KERNEL, &us->cr_dma);
461 if(!us->cr) {
462 US_DEBUGP("usb_ctrlrequest allocation failed\n");
463 return-ENOMEM;
464 }
465
466 us->iobuf= usb_buffer_alloc(us->pusb_dev, US_IOBUF_SIZE,
467 GFP_KERNEL, &us->iobuf_dma);
468 if(!us->iobuf) {
469 US_DEBUGP("I/O buffer allocation failed\n");
470 return -ENOMEM;
471 }
472
473 us->sensebuf =kmalloc(US_SENSE_SIZE, GFP_KERNEL);
474 if (!us->sensebuf) {
475 US_DEBUGP("Sense buffer allocation failed\n");
476 return -ENOMEM;
477 }
478 return0;
479 }
我们首先来关注函数associate_dev的参数，struct us_data *us，传递给它的是us，这个不用多说了吧，此前刚刚为它申请了内存，并且初始化各成员为0。这个us将一直陪伴我们走下去，直到我们的故事结束。所以 其重要性不言而喻。struct usb_interface *intf，storage_probe()函数传进来的两个参数之一。
总之，此处郑重申明一次，structus_data的结构体指针us，struct usb_interface结构体的指针intf，以及struct usb_device结构体和struct usb_device_id结构体在整个U盘驱动的故事中是唯一的，每次提到都是那个。而以后我们会遇上的几个重要的数据结构，struct urb urb，struct scsi_cmnd srb也非常重要，但是它们并不唯一，也许每次遇上都不一样，就像演戏一样。前边这几个数据结构的变量就像那些主角，而之后遇见的urb、srb，虽然频 繁露面，但是只是群众演员，只不过这次是路人甲，下次是路人乙。所以，以后我们将只说us，不再说structus_data *us，structusb_interface * intf也将只用intf来代替。
us之所以重要，是因为接下来很多函数都要用到它，以及它的各个成员。实际上目前这个函数associate_dev所做的事情就是为us的各个成 员赋值，毕竟此刻us和我们之前提到的那些函数struct usb_device，struct usb_interface，还没有一点关系。因而，这个函数，以及这之后的好几个函数都是为了给us的各成员赋上适当的值，之所以如此兴师动众去为它赋 值，主要就是因为后面要利用它。所谓天下没有免费的午餐。
441行，本来无须多讲，因为只是一个debug语句，不过提一下__FUNCTION__这个宏，GCC 2.95以后的版本支持这个宏在编译时会被转换为函数名（字符串），这里自然就是“associate_dev”这个字符串，于是函数执行到这里就会打印 一句话告诉世人我们执行到这个函数来了，这种做法显然会有利于调试程序。不过这个东西实际上不是宏，因为预处理器对它一无所知。它的心只有编译器才懂。
444行，pusb_dev，意思是point of usb device，struct us_data中的一个成员。按照我们刚才约定的规矩，此刻我将说它是us的一个成 员，us->pusb_dev=interface_to_usbdev(intf)， interface_to_usbdev我们前面已经讲过，其含义是把一个struct interface结构体的指针转换成一个struct usb_device的结构体指针。前面说过，struct usb_device对我们没有什么用，但是USB Core层的一些函数要求使用这个参数，所以我们不得已而为止，正所谓人在江湖身不由己。
445行，把intf赋给us的pusb_intf。
446行，us的ifnum，先看intf的cur_altsetting，这个容易令外行混淆。USB设备有一个配置，这个我们前面讲协议时讲 了，而这里又有一个setting（设置）。咋一看有些奇怪，这两个词不是一回事吗？还是拿我们最熟悉的手机来打比方，配置不说了，只说设置。一个手机可 能各种配置都确定了，如是振动还是铃声，各种功能都确定了，但是声音的大小还可以改变，通常手机的音量是一格一格地变动，大概也就五六格，那么这个可以算 一个设置。这里cur_altsetting就是表示的当前的这个设置。cur_altsetting是一个struct usb_host_interface的指针，这个结构体定义于include/linux/usb.h:
69 /* host-side wrapper for one interfacesetting's parsed descriptors */
70 struct usb_host_interface {
71 struct usb_interface_descriptordesc;
72
73 /* arrayof desc.bNumEndpoint endpoints associated with this
74 * interface setting. these will be in no particular order.
75 */
76 struct usb_host_endpoint*endpoint;
77
78 char *string; /*iInterface string, if present */
79 unsignedchar *extra; /* Extradescriptors */
80 intextralen;
81 };
它的成员desc是一个struct usb_interface_descriptor结构体变量，这个结构体的定义是和USB协议直接对应的，定义于include/linux/usb /ch9.h。（这里取名为ch9是因为这个文件中很多东西对应于USB spec 2.0中的第9章，chapter 9。）
294 /* USB_DT_INTERFACE: Interface descriptor */
295 struct usb_interface_descriptor {
296 __u8 bLength;
297 __u8 bDescriptorType;
298
299 __u8 bInterfaceNumber;
300 __u8 bAlternateSetting;
301 __u8 bNumEndpoints;
302 __u8 bInterfaceClass;
303 __u8 bInterfaceSubClass;
304 __u8 bInterfaceProtocol;
305 __u8 iInterface;
306 } __attribute__ ((packed));
而其中我们这里提到的是bInterfaceNumber，一个设备可以有多个接口，于是每一个接口当然就得用一个编号了，要不然怎么区分啊？所有 这些描述符里的东西都是出厂时就固化在设备中边的，而我们这里之所以可以用bInterfaceNumber来赋值，是因为USB Core在为设备初始化时就已经做足了这些功课，否则的话，我们真是寸步难行。
总之，us->ifnum就是这样，最终就是等于咱们眼下这个接口的编号。
447行到453行就是两句调试语句，打印更多一些描述符信息，包括设备描述符和接口描述符。
447行，usb_set_intfdata()，这其实是一个内联函数，就一行代码，也是定义于include/linux/usb.h中：
168 staticinline void usb_set_intfdata (struct usb_interface *intf, void *data)
169 {
170 dev_set_drvdata(&intf->dev,data);
171 }
有趣的是，dev_set_drvdata这个函数也是内联函数，也只有一行代码，它定义于include/linux/device.h中：
491 static inline void
492dev_set_drvdata (struct device *dev, void *data)
493{
494 dev->driver_data = data;
495}
所以，结合来看，最终做的事情就是让&intf->dev->driver_data=data，即&intf->dev->driver_data=us。
再往下走，就是申请内存了，us->cr和us->iobuf都是指针，这里让它们指向两段内存空间，下面会用得到。需要注意的 是，usb_buffer_alloc()这个函数是USB Core提供的，我们只管调用即可。从名字上就能知道它是用来申请内存的，第一个参数就是struct usb_device结构体的指针，所以我们要传递一个pusb_dev。第三个参数，GFP_KERNEL是一个内存申请的flag，通常内存申请都用 这个flag，除非是中断上下文，不能睡眠，那就得用GPF_ATOMIC，这里没那么多要求。第二个参数申请的buffer的大小，对于cr，传递的是 sizeof(*us->cr)，而对于iobuf，传递的是US_IOBUF_SIZE，这是一个宏，大小是64，是我们自己定义的，来自 drivers/usb/storage/usb.h：
90 #define US_IOBUF_SIZE 64 /* Size of the DMA-mapped I/O buffer */
91 #define US_SENSE_SIZE 18 /* Size of the autosense data buffer */
而usb_buffer_alloc()的第四个参数很有意思，第一次我们传递的是&us->cr_dma，第二次传递的 是&us->iobuf_dma，这涉及DMA传输。这两个参数此前我们都没有赋过值，相反它们是在这个函数调用之后被赋上值的。 cr_dma和iobuf_dma都是dma_addr_t类型的变量，这个数据类型是Linux内核中专门为DMA传输而准备的。为了支持DMA传 输，usb_buffer_alloc不仅仅是申请了地址，并且建立了DMA映射，cr_dma和iobuf_dma就是记录着cr和iobuf的dma 地址。关于什么是cr，关于这些DMA地址究竟有什么用，我们稍后就会遇到，那时候再讲也不迟。现在需要知道的就是usb_buffer_alloc申请 的空间分别返回给了cr和iobuf。顺便提一下，用usb_buffer_alloc申请的内存空间需要用它的搭档usb_buffer_free() 来释放。
461行和468行，每一次申请完内存就要检查成功与否，这是惯例。驱动程序能否驱动设备，关键就是看能否申请到内存空间，任何一处内存空间申请失败，整个驱动程序就没法正常工作。
此外我们还看到473行，我们还为us->sensebuf申请了内存，关于sense buffer，等到讲SCSI命令数据传输时我们再来看，现在还不需要了解。