安裝好 gadget 驅(qū)動(dòng)程序后(比如 modprobe g_zero), 它只是構(gòu)造好了各類描述符。在設(shè)備的枚舉過程會(huì)讀取描述符。

使用 OTG 線連接電腦和開發(fā)板時(shí)，電腦軟件會(huì)執(zhí)行如下操作：

• 使用控制傳輸，讀取設(shè)備信息(設(shè)備描述符)：第一次讀取時(shí)，它只需要得到 8 字節(jié)數(shù)據(jù)，因?yàn)榈?8 個(gè)數(shù)據(jù)表示端點(diǎn) 0 能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)長度。
• Host 分配地址給設(shè)備，然后把新地址發(fā)給設(shè)備。
• 使用新地址，重新讀取設(shè)備描述符，設(shè)備描述符長度是 18
• 讀取配置描述符：它傳入的長度是 255，想一次性把當(dāng)前配置描述符、它下面的接口描述符、端點(diǎn)描述符全部讀出來。
• 讀取字符描述符。

上述過程里，設(shè)備方都是接收到 Host 發(fā)給 endpoint 0 的數(shù)據(jù)，然后做出回應(yīng)。不同的 Gadget 設(shè)備，在返回描述符給主機(jī)時(shí)，這些操作都是一樣的，只是回應(yīng)的數(shù)據(jù)不同而已。源碼分析的起點(diǎn)都是某個(gè)中斷函數(shù)：

• IMX6ULL：ci_irq(drivers/usb/chipidea/core.c)
• STM32MP157: dwc2_hsotg_irq(drivers/usb/dwc2/gadget.c)

4.1 IMX6ULL 的核心函數(shù)

IMX6ULL 芯片中 USB 控制器型號(hào)是 chipidea，在Linux-4.9.88driversusbchipideacore.c中注冊(cè)了中斷函數(shù)：

ci_hdrc_probe
 ret = devm_request_irq(dev, ci- >irq, ci_irq, IRQF_SHARED,
   ci- >platdata- >name, ci);

發(fā)生中斷后，對(duì)于 endpoint 0 的數(shù)據(jù)處理流程如下：

// Linux-4.9.88driversusbchipideacore.c
ci_irq
 /* Handle device/host interrupt */
 if (ci- >role != CI_ROLE_END)
  ret = ci_role(ci)- >irq(ci);  // udc_irq
   
   // Linux-4.9.88driversusbchipideaudc.c
   udc_irq
                if (USBi_UI  & intr)
                 // Linux-4.9.88driversusbchipideaudc.c
                    isr_tr_complete_handler(ci);
                        /* Only handle setup packet below */
                        if (i == 0 &&
                            hw_test_and_clear(ci, OP_ENDPTSETUPSTAT, BIT(0)))
                            // Linux-4.9.88driversusbchipideaudc.c
                            isr_setup_packet_handler(ci);

函數(shù)isr_setup_packet_handler就是處理 endpoint 0 接收到的控制傳輸?shù)年P(guān)鍵。

4.2 STM32MP157的核心函數(shù)

STM32MP157 芯片中 USB 控制器型號(hào)是 dwc2，在Linux-5.4driversusbdwc2gadget.c中注冊(cè)了中斷函數(shù)：

dwc2_gadget_init
 ret = devm_request_irq(hsotg- >dev, hsotg- >irq, dwc2_hsotg_irq,
          IRQF_SHARED, dev_name(hsotg- >dev), hsotg);

發(fā)生中斷后，函數(shù)dwc2_hsotg_irq被調(diào)用，它處理 endpoint 中斷有兩種方法：

• 使用 DMA 時(shí)：調(diào)用dwc2_hsotg_epint來處理
• 不使用 DMA 時(shí)：調(diào)用dwc2_hsotg_handle_rx來處理

以dwc2_hsotg_epint為例進(jìn)行分析，對(duì)于 endpoint 0 的數(shù)據(jù)處理流程如下：

// Linux-5.4driversusbdwc2gadget.c
dwc2_hsotg_irq
  // 處理endpoint中斷
  for (ep = 0; ep < hsotg- >num_of_eps && daint_out; ep++, daint_out > >= 1) {
   if (daint_out & 1)
    dwc2_hsotg_epint(hsotg, ep, 0);
  }

  for (ep = 0; ep < hsotg- >num_of_eps  && daint_in; ep++, daint_in > >= 1) {
   if (daint_in & 1)
    dwc2_hsotg_epint(hsotg, ep, 1);
  }

函數(shù)dwc2_hsotg_epint中，對(duì)于 endpoint 0 的處理如下：

// Linux-5.4driversusbdwc2gadget.c
dwc2_hsotg_epint
    if (idx == 0 && !hs_ep- >req)
     dwc2_hsotg_enqueue_setup(hsotg);

函數(shù)dwc2_hsotg_enqueue_setup被調(diào)用時(shí)，Gadget 設(shè)備已經(jīng)收到了 SETUP 令牌包，但是還沒收到 DATA0 令牌包。dwc2_hsotg_enqueue_setup的作用是，設(shè)置、啟動(dòng)一個(gè) request，核心在于設(shè)置了 request 的 complete 函數(shù)(當(dāng) SETTUP 事務(wù)完成后這個(gè)函數(shù)被調(diào)用)：

當(dāng)控制傳輸?shù)?setup事務(wù)"完成時(shí)，函數(shù)dwc2_hsotg_complete_setup被調(diào)用。

4.3 如何處理控制傳輸

無論是 MX6ULL 的函數(shù)isr_setup_packet_handler，還是 STM32M157 的函數(shù)dwc2_hsotg_complete_setup，它們都是在 Gadget 設(shè)備收到"SETUP事務(wù)"后才被調(diào)用。接收完"SETUP事務(wù)"后，就可以從里面知道這個(gè)控制傳輸想做什么(req.bRequest 是什么)，然后就可以處理它了。

怎么處理呢？可以分為 3 層：

• UDC 驅(qū)動(dòng)程序：類似"設(shè)置地址"的控制傳輸，在底層的 UDC 驅(qū)動(dòng)程序里就可以處理，
  • 這類請(qǐng)求有：

    USB_REQ_SET_ADDRESS
    USB_REQ_SET_FEATURE     // 有一些請(qǐng)求可能需要上報(bào)改 gadget driver
    USB_REQ_CLEAR_FEATURE   // 有一些請(qǐng)求可能需要上報(bào)改 gadget driver
    USB_REQ_GET_STATUS      // 有一些請(qǐng)求可能需要上報(bào)改 gadget driver
    

  • 驅(qū)動(dòng)程序位置

    IMX6ULL: Linux-4.9.88driversusbchipideaudc.c, 函數(shù) isr_setup_packet_handler
    STM32MP157: Linux-5.4driversusbdwc2gadget.c, 函數(shù) dwc2_hsotg_complete_setup
    

• gadget driver：涉及描述符的操作
  • 這類請(qǐng)求有：

    USB_REQ_GET_DESCRIPTOR
    USB_REQ_SET_CONFIGURATION
    USB_REQ_GET_CONFIGURATION
    USB_REQ_SET_INTERFACE
    USB_REQ_GET_INTERFACE
    USB_REQ_GET_STATUS     // 底層 UDC 驅(qū)動(dòng)無法處理的話, gadget driver 來處理
    USB_REQ_CLEAR_FEATURE  // 底層 UDC 驅(qū)動(dòng)無法處理的話, gadget driver 來處理
    USB_REQ_SET_FEATURE    // 底層 UDC 驅(qū)動(dòng)無法處理的話, gadget driver 來處理
    

  • 驅(qū)動(dòng)程序位置

    文件：driversusbgadgetcomposite.c
    函數(shù)：composite_setup
    

• usb_configuration 或 usb_function 的處理：這是二選一的。大部分設(shè)備使用控制傳輸實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的 USB 請(qǐng)求，但是也可以用控制傳輸來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)相關(guān)的請(qǐng)求，對(duì)于這些非標(biāo)準(zhǔn)的請(qǐng)求，就需要上層驅(qū)動(dòng)來處理。