Linux USB驱动学习总结（三）---- USB鼠标的加载、初始化和通信过程

1、usbmouse的定义：usb鼠标既包含usb设备(usb_device)的属性也包含input输入设备(input_dev)的属性

struct usb_mouse {

char name[];///USB鼠标设备名称

char phys[];///路径

struct usb_device *usbdev;///USB设备

struct input_dev *dev;///Input 设备

struct urb *irq; ///urb结构体

signed char *data;///数据传输缓冲区指针

dma_addr_t data_dma;///

};

2、usbmouse的加载：

module_usb_driver(usb_mouse_driver);///系统启动时注册usb_mouse_driver

3、usbmouse的初始化：

 static int usb_mouse_probe(struct usb_interface *intf, const struct usb_device_id *id)
 {
     struct usb_device *dev = interface_to_usbdev(intf);///通过 USB 接口来获得 usb 设备
     struct usb_host_interface *interface;
     struct usb_endpoint_descriptor *endpoint;
     struct usb_mouse *mouse;
     struct input_dev *input_dev;
     int pipe, maxp;
     int error = -ENOMEM;

     interface = intf->cur_altsetting;///获取 usb_host_interface

     if (interface->desc.bNumEndpoints != )/// usb鼠标端点有且只有一个控制端点，否则返回 ENODEV
         return -ENODEV;

     endpoint = &interface->endpoint[].desc; ///usb鼠标只有一个端点，获取端点描述符
     if (!usb_endpoint_is_int_in(endpoint))///检查端点是不是中断类型的输入端点
         return -ENODEV;

     pipe = usb_rcvintpipe(dev, endpoint->bEndpointAddress);////获取 pipe()，根据端点地址bEndpointAddress，中断方式，IN端点就可以得到一个pipe，然后主机就知道跟谁去通信，该如何通信
     maxp = usb_maxpacket(dev, pipe, usb_pipeout(pipe));///获取主机和设备一次通讯的最大字节数

     mouse = kzalloc(sizeof(struct usb_mouse), GFP_KERNEL);///分配一个usb_mouse
     input_dev = input_allocate_device();///初始化 input 设备
     if (!mouse || !input_dev)
         goto fail1;

     mouse->data = usb_alloc_coherent(dev, , GFP_ATOMIC, &mouse->data_dma);///为usbmouse的data 分配8个字节的空间
     if (!mouse->data)
         goto fail1;

     mouse->irq = usb_alloc_urb(, GFP_KERNEL);///申请分配 urb ，赋值给 usb_mouse 的 urb
     if (!mouse->irq)
         goto fail2;

     mouse->usbdev = dev; //设置usb鼠标设备的usb设备对象
     mouse->dev = input_dev;//设备usb鼠标设备的input设备对象

     if (dev->manufacturer)///枚举时候有获取到有效的厂商名
         strlcpy(mouse->name, dev->manufacturer, sizeof(mouse->name));///复制厂商名到 name 

     if (dev->product) { //枚举时候有获取到有效的产品名
         if (dev->manufacturer) //如果也有厂商名
             strlcat(mouse->name, " ", sizeof(mouse->name));     //则用空格将厂商名和产品名隔开
         strlcat(mouse->name, dev->product, sizeof(mouse->name));//追加产品名到name
     }

     if (!strlen(mouse->name)) //如果厂商和产品名都没有
         snprintf(mouse->name, sizeof(mouse->name), //则直接根据厂商id和产品id给name赋值
              "USB HIDBP Mouse %04x:%04x",
              le16_to_cpu(dev->descriptor.idVendor),
              le16_to_cpu(dev->descriptor.idProduct));

     usb_make_path(dev, mouse->phys, sizeof(mouse->phys)); //设置设备路径名
     strlcat(mouse->phys, "/input0", sizeof(mouse->phys)); //追加/input0

     input_dev->name = mouse->name; //输入设备的名字设置成usb鼠标的名字
     input_dev->phys = mouse->phys; //输入设备的路径设置成usb鼠标的路径
     usb_to_input_id(dev, &input_dev->id); //设置输入设备的bustype,vendor,product,version
     input_dev->dev.parent = &intf->dev; //usb接口设备为输入设备的父设备

     ////evbit 关于设备支持事件类型的 bitmap
     input_dev->evbit[] = BIT_MASK(EV_KEY) | BIT_MASK(EV_REL);　///BIT_MASK 找到参数值所在的 bit位,输入事件按键类型 + 相对位移
     input_dev->keybit[BIT_WORD(BTN_MOUSE)] = BIT_MASK(BTN_LEFT) | ///鼠标支持左键、右键、中键三个按键
         BIT_MASK(BTN_RIGHT) | BIT_MASK(BTN_MIDDLE);
     input_dev->relbit[] = BIT_MASK(REL_X) | BIT_MASK(REL_Y); ///REL_X REL_Y 表示鼠标的位置信息 x \ Y
     input_dev->keybit[BIT_WORD(BTN_MOUSE)] |= BIT_MASK(BTN_SIDE) | ///在已有按键的基础上加上一个边键和一个而外的键
         BIT_MASK(BTN_EXTRA);
     input_dev->relbit[] |= BIT_MASK(REL_WHEEL);///给相对事件加上滚轮的事件

     input_set_drvdata(input_dev, mouse);///usb鼠标驱动文件作为输入设备的设备文件的驱动数据 " input_dev -> dev->driver_data = mouse "

     input_dev->open = usb_mouse_open; //设置输入事件的打开方法
     input_dev->close = usb_mouse_close; //设置输入事件的关闭方法

     usb_fill_int_urb(mouse->irq, dev, pipe, mouse->data, ///初始化 urb (中断传输方式),并指定 urb 的回调函数是 usb_mouse_irq
              (maxp >  ?  : maxp),
              usb_mouse_irq, mouse, endpoint->bInterval);//// usb_mouse_irq --回调函数，上下文信息 -- mouse
     mouse->irq->transfer_dma = mouse->data_dma;//dma数据缓冲区指向usb鼠标设备的data_dma成员
     mouse->irq->transfer_flags |= URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP;///没有 DMA 映射 

     error = input_register_device(mouse->dev);///注册设备驱动 mouse->dev
     if (error)
         goto fail3;

     usb_set_intfdata(intf, mouse);///usb 鼠标驱动文件作为 usb 接口设备的设备文件的驱动数据 ；intf->dev->driver_data = mouse ;
     return ;

 fail3:
     usb_free_urb(mouse->irq);
 fail2:
     usb_free_coherent(dev, , mouse->data, mouse->data_dma);
 fail1:
     input_free_device(input_dev);
     kfree(mouse);
     return error;
 }

经过probe过程,注册了输入设备则会在/dev/input/目录下会产生对应的鼠标设备节点,应用程序可以打开该节点来控制usb鼠标设备

关键函数调用顺序：

.open   =   evdev_open,///上层应用程序通过系统调用open 打开设备

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

evdev_open_device(evdev);

input_open_device(&evdev->handle);

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

input_dev->open = usb_mouse_open; //设置输入事件的打开方法

usb_submit_urb(mouse->irq, GFP_KERNEL)

usb_mouse_irq(struct urb *urb)

input_report_key\input_report_rel\input_sync ///提交鼠标数据给input 子系统

usb_submit_urb (urb, GFP_ATOMIC);///usb设备提交urb，主机再次轮询usb设备

static int usb_mouse_open(struct input_dev *dev)
{
    struct usb_mouse *mouse = input_get_drvdata(dev); //通过输入设备获取usb鼠标设备

    mouse->irq->dev = mouse->usbdev; //设置urb设备对应的usb设备
    if (usb_submit_urb(mouse->irq, GFP_KERNEL))///提交 urb ，只有打开设备的时候，才会把 urb 发送出去
        return -EIO;

    return ;
}

 static void usb_mouse_irq(struct urb *urb)
 {
     struct usb_mouse *mouse = urb->context; ///获取 usb 鼠标设备
     signed char *data = mouse->data; ///数据传输缓冲区指针
     struct input_dev *dev = mouse->dev;//输入设备
     int status;

     switch (urb->status) {///判断 urb 传输的状态
     case :            /* success */ ///传输成功跳出 switch
         break;
     case -ECONNRESET:    /* unlink */
     case -ENOENT:
     case -ESHUTDOWN:
         return;
     /* -EPIPE:  should clear the halt */
     default:        /* error */
         goto resubmit;
     }

     input_report_key(dev, BTN_LEFT,   data[] & 0x01);////提交按键信息，data[0] 的第 0 位为 1，表示左键按下
     input_report_key(dev, BTN_RIGHT,  data[] & 0x02);////提交按键信息，data[0] 的第 1 位为 1，表示右键按下
     input_report_key(dev, BTN_MIDDLE, data[] & 0x04);////提交按键信息，data[0] 的第 2 位为 1，表示中键按下
     input_report_key(dev, BTN_SIDE,   data[] & 0x08);////提交按键信息，data[0] 的第 3 位为 1，表示边键按下
     input_report_key(dev, BTN_EXTRA,  data[] & 0x10);////提交按键信息，data[0] 的第 4 位为 1，表示而外键按下

     input_report_rel(dev, REL_X,     data[]);///提交鼠标相对坐标值，data[1] 为 X 坐标
     input_report_rel(dev, REL_Y,     data[]);///提交鼠标相对坐标值，data[2] 为 Y 坐标
     input_report_rel(dev, REL_WHEEL, data[]);///提交鼠标滚轮相对值，data[3] 为 滚轮相对值

     input_sync(dev);///同步信息，表示上面的信息作为完整一帧传递给上层系统
 resubmit:
     status = usb_submit_urb (urb, GFP_ATOMIC);///usb设备提交urb，主机再次轮询usb设备
     if (status)
         dev_err(&mouse->usbdev->dev,
             "can't resubmit intr, %s-%s/input0, status %d\n",
             mouse->usbdev->bus->bus_name,
             mouse->usbdev->devpath, status);
 }

(注：以上图片来自麦子学院 金鑫老师的课程，在此对其辛勤付出和无私分享表示真挚的感谢！)