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| -- 作者：wangxinxin -- 發布時間：2010-11-17 10:39:27 -- vxworks(接上) (2)“熱插拔”調用。執行順序與其意義如下： Boot Code里調用： a．USB class driver初始化入口點； b．USB class driver調用usbdlnitialize()； Hot-Swap code調用： c．Hot-Swap 鑒別USB主控制器的連接或斷開； d．Usbdlnitialize()； e．UsbdPciConfigHeaderGet()：讀USB主控制器配置頭； f．UsbdHedAttaeh()：連接HCD，將其作為特定的主控制器。 因為熱插拔可以在任何時刻發生，所以USBD和其Client都必須被寫成可以動態識別USB設備被插入還是被拔出。當主控制器連接到系統時，USBD 自動地鑒別與其相連的設備，并通知相關的client；同樣，拔出設備時，也要通知相關設備。重要的是，USBD 的client，比如USB class driver，在client初始化時，從不設想特定的設備已經出現；而在其他時候，這些驅動隨時檢查設備是否已經連接到系統上。 4.4 總線任務 對每一個連接到USBD 的主控制器，例如插入或拔出設備，USBD都會產生一個總線任務，來監控總線事件。一般情況下，這些任務是休眠的(不消耗CPU)，只有當USB hub報告它的一個端口有變化時，它們才被喚醒。每一個USBD總線任務有VxWorks任務名：UsbdBus。 雖然HCD委托USBD來管理，但有可能HCD 親自監視主控制器事件。例如WindRiver提供了UHCI和OHCI的HCD來創造這樣的任務。對于WindRiver的UHCI模塊(usbHcdUheiLib)，后臺任務只是被周期地喚醒，目的是為了檢查超時IRP(用一個中斷來通知OHCI根hub發生改變)。 用以在USBD和USB之問進行通信的client模塊，除了調用usbdlnitialize()外，必須調用usbClientRegister()使其在USBD注冊。當一個client注冊到USBD時，USBD把每一個以后將要用到的client的數據結構定位，并跟蹤那個client的請求。 對于每一個client，在client注冊過程中，USBD還創建了一個callback任務。在成功注冊client后，USBD返回一個句柄USBD_CLIENT_HANDLE。以下對USBD的調用，將會用到這個句柄。當所有句柄都不需要時，可以調用usbdClientUnregister()來釋放每一個client的數據結構和callback任務。注意：此時所有client要求的任務都會被取消。 例如：注冊一個叫USBD_TEST的client，再注銷。 4.5 client回調(callback)任務 USB操作是嚴格遵守時序的。例如為使中斷傳輸和同步傳輸正確工作．需要依靠時鐘中斷。在一個有幾個不同client出現的主系統中．總是有可能出現一個client打斷其它client傳輸事件的發生。WindRiver USBD建議用client callback任務來解決這個問題。許多USB事件可以導致一個USB client的callback任務。例如， 每當USBD 完成USB IRP后，client的IRP callback函數被激活。同樣，當USBD識別出一個動態連接事件后，會激活一個或更多的動態attach callback操作。但不是馬上激活這些回調操作， 而是安排合適的相應的USBD client的回調任務來執行callback。 一般的情況下，每一個client的callback任務處于“休眠”態(阻塞態)。每一個client的callback，繼承了usbdClientRegister()產生的VxWorks任務優先級。這確保了每一個callback按其client的任務優先級來執行，而且可以利用優先級來寫client，保證對時間要求嚴格的USB傳輸。由于每一個client有它自己的callback任務，因此在callback期間，它們有很大的靈活性決定可以做什么。例如，允許在不破壞USBD或其它USBD client性能的條件下，使callback執行代碼運行至阻塞態。 4.6 USBD內部Client 當第一次初始化USBD時，由USBD產生并注冊一個內部client，以跟蹤USB請求。 USBD 可以產生什么類型的USB請求呢? 所有USBD與USB設備的傳輸，均利用調用USBD client的形式來完成。例如， 當一個設備第一次連接到系統時．USBD用一個控制管道(control pipe) 自動地創建設備需要的所有的control pipe，即USBD client要用usbdPipeCreate()來創建一個與USB endpoint0通話的通道，然后所有USBD 內部、外部client通過這個管道來發送諸如usbdDescriptorGet()或usbdFeatureGet()等的函數，進行操作。 所以，USBD 的一個機制就是USBD 循環利用它自己的entry point，而內部chent跟蹤這些請求。 4.7 動態連接的注冊 每當一個特定類型的設備插入或拔出時，USBD client都通知上一層。利用調用usbdDynamicAttachRegister()操作，client可以指定一個callback操作，以便可以獲取這樣的通知。 USB設備類型用class，subclass，protocol來區別。標準的USB 類在usb．h 中定義為USB_CLASS_XXXX。Subclass和protocol根據class來定義， 因此這些常數根據特定的class在頭文件中定義。 有時， 一個client當利用usbdDynamicAttachRegister()進行注冊時，只對特定的class，subclass，protocol感興趣。例如，USB鍵盤類驅動usbkeyboardLib， 注冊了Human Device Interface (HID) 類，subclass 是USB_SUBCLASS_HID_ BOOT，protocol是USB_PROTOCOL_HID_BOOT _KEYBOARD。通過callback機制的響應，每當一個設備完全符合這樣的標準， 從設備上插入或拔出時，SBD便通知給keyboard class driver。而在其它情況下，client關注的范圍更廣泛了。常量USBD_NOTIFY(定義在usbdLib.h)可以替代任意的class，subclass，protocol。例如，USB打印機USB驅動，usbPrinterLib， 其class等于USB_CLASS_PRINTER，subclass 等于USB_SUBCLASS_PRINTER (usbPrinter.h)，protocol等于USBD_ NOTIFY_ ALL。典型的，當一個client只調用一次usbdDynamicAttachRegister()時，對一個client能擁有的并發通知請求數目沒有限制。 4.8 Node ID USB設備一般用USBD_NODE_ID來區別。從其作用來看，USBD_ NODE_ ID 是USBD 用來跟蹤一個設備的句柄。它與USB設備真正的USB地址無關。這表明client并不真正關心想要了解設備是物理上與哪一個USB主控制器相連。應用為每個設備抽象定義的Node ID， 使client可以不用考慮物理設備的連接細節以及USB地址分配， 并允許USBD 在其內部對這些進行詳細的管理。 當一個client通知有一個設備連接或斷開時，USBD經常通過USBD_NODE_ID來定位設備。同樣，當一個client想通過USBD與一個特定的設備通信時，它必須向USBD傳遞那個設備的USBD_NODE_ID。 4.9 總線編號(bus enumeration)操作 usbdLib模塊提供了usbdBusCountGet()，usbdRootNodeldGet()，usbdHubPortCountGet()，usbdNodldGet()操作。它們被一起稱作總線編號操作。它們使USBD Client對連接到每一個主控制器上的設備進行編號。 這些操作對于診斷程序和測試工具很有用，例如usbTool(WindRiver提供的一個測試工具)。但是，利用它們編號之后，調用者無法知道USB的拓撲結構是否變化。因此， 建議USB class driver的開發者不要用這些操作。 4.10 數據傳輸 一旦client配置完成一個設備，就開始利用USBD提供的管道和傳輸功能與設備進行數據交換。傳輸種類(分為控制、塊、中斷和同步傳輸)用一個USB_IRP數據結構來描述。 USB_IRP 的具體描述請參見HCD_FUNC_IRP_SUBM1T。USB數據傳輸被定位于每一個設備的特定endpoint。在USBD client和特定的設備endpoint之間的通道被稱作管道(pipe)。每一個管道有以下若干特性： 為了和設備交換數據，client必須先創建管道。作為結果，USBD得到了一個USBD_PIPE_HANDLE，它被用于隨后對這個管道的所有client操作。 當client企圖創建一個管道時，USBD會檢查是否有足夠的可用帶寬。對于中斷和同步傳輸，帶寬限制是必需的。USBD不允許把90％ 以上的可用帶寬分配給中斷和同步管道；而對于控制和塊傳輸，則沒有帶寬的限制。同時，保證至少10％ 的帶寬用于控制傳輸，對塊傳輸則不保證會提供任何可用帶寬。 (1)創建pipe ：usbdPipeCreate(usbdClient Handle，nodeld，endpoint，configvalue，interface，USB_XFRTYPE_BULK，USB_ DIR_OUT，maxPacketSize，0，0，&outPipeHandle)； 5 、小結 USB在VxWroks下的從下至上驅動棧分為HC、UCD、USBD和Client Module四層，每一層都相對獨立，并為上一層提供了屏蔽該層次具體特征的接口。作者所說的USB驅動，實際上主要在USBD這一層次上完成。具體分為Chent注冊，注銷，創建pipe ，配置，數據發送，以及各回調函數。當正確地依次調用時， 會根據回調函數的狀態和返回值，按正確的時序進行完整的數據傳輸。 上述設計思想構成了VxWorks下USB設備應用的基礎。作者的研究詳細地分析了VxWorks的USB協議棧，證明了該方案的可行性，同時又給出了合理的實現方法。作為實踐成果，作者已在VPN網關證書讀取系統中，利用該思想編寫的驅動，順利讀出存儲在USB設備中的設備證書和管理員證書，且運行情況良好。作者認為，文中提到的模型完全可以勝任解決USB設備在VxWorks下的應用所面臨的技術難題 |