RT-Thread-USB组件之USB device框架简单概览RT-Thread问答社区

USB组件之USB device框架简单概览

发布于 2017-12-18 13:11:41 浏览：46265 订阅该版

* 本帖最后由 有梦为马 于 2017-12-21 09:06 编辑 *

分享下最近学习rtt下USB做的简单总结，具体的文字描述分享会在之后补齐。抛砖引玉，方便大家讨论。

![TIM截图20171218130632.png](/uploads/201712/18/130701a62hr846zq2zzhof.png)
[rt-thread-USB device简单结构框图.pdf](/uploads/201712/18/130732wpotzvizozpxsidv.attach)

结合上图和代码分析：个人理解，rtt将USB分为了硬件接口层，USB核心层，软件应用层。文字描述可与结构图对照着看，然后再去源码中分析，条理就比较清楚了。首先看硬件接口层，具体的描述结构就是udcd结构体。struct udcd{   struct rt_device parent;   const struct udcd_ops* ops;   struct uendpoint ep0;   uep0_stage_t stage;   struct ep_id* ep_pool;};其中udcd_ops是具体硬件相关的实现函数，如发送，接收等。ep_pool指向一个数组，其中是板级可用的端点资源。具体应用在写端点描述符时加上USB_DYNAMIC即可从该数组中获取可使用的端点资源。
```c
int stm_usbd_register(void)
{
    …… _stm_udc.ops = &_udc_ops; /* Register endpoint infomation */
    _stm_udc.ep_pool = _ep_pool;
    _stm_udc.ep0.id = &_ep_pool[0];
    …… rt_device_register((rt_device_t)&_stm_udc, "usbd", 0);
    rt_usb_device_init();
    return RT_EOK;
}
```
下面是USB核心层内容，从rt_usb_device_init（已简化）开始看：
```c
rt_err_t rt_usb_device_init(void)
{
    rt_device_t udc;
    udevice_t udevice;
    uconfig_t cfg;
    ufunction_t func;                                 /* 创建USB device线程，处理USB各种事件 */
    rt_usbd_core_init();                              /* 创建udevice，其中包括设备描述符 */
    udevice = rt_usbd_device_new();                   /*找到同名的硬件驱动，此处是usbd*/
    udc = rt_device_find(USB_DEVICE_CONTROLLER_NAME); /* 为udevice绑定udc */
    rt_usbd_device_set_controller(udevice, (udcd_t)udc);
    /* 创建配置描述符 */ cfg = rt_usbd_config_new();
#ifdef RT_USB_DEVICE_MSTORAGE
    {                                                     /* 创建具体的软件应用，接口描述符和和端点描述符在软件应用层中指定*/
        func = rt_usbd_function_mstorage_create(udevice); /*将该应用挂接在当前配置上 */
        rt_usbd_config_add_function(cfg, func);
    }
#endif /* 为USB设备绑定配置描述符 */ rt_usbd_device_add_config(udevice, cfg); /*调用硬件接口层的初始化函数 */
    rt_device_init(udc);                                                          /*选择默认的配置 */
    rt_usbd_set_config(udevice, 1);
    return RT_EOK;
}
```

软件应用层：
```c
ufunction_trt_usbd_function_mstorage_create(udevice_t device)
{
    uintf_t intf;
    struct mstorage *data;
    ufunction_t func;
    ualtsetting_t setting;
    umass_desc_t mass_desc;
    rt_usbd_device_set_string(device, _ustring);                                            //字符串描述符   
    func = rt_usbd_function_new(device, &dev_desc, &ops);//创建具体应用类，此处是mstorage   
    device->dev_qualifier = &dev_qualifier;
    data = (struct mstorage *)rt_malloc(sizeof(struct mstorage));
    func->user_data = (void *)data; //将具体应用类挂接在ufunction结构上的user_data上
    intf =rt_usbd_interface_new(device, _interface_handler);//接口描述符//一个配置可有多个接口，使用ualtsetting管理接口描述符和指定当前用的接口   
    setting = rt_usbd_altsetting_new(sizeof(struct umass_descriptor));//动态设置描述   /* config desc in alternate setting */   
    rt_usbd_altsetting_config_descriptor(setting, &_mass_desc,(rt_off_t)&((umass_desc_t)0)->intf_desc);   /* configure the msc interface descriptor */   _mstorage_descriptor_config(setting->desc, intf->intf_num);
    /* create a bulk out and a bulk in endpoint */
    mass_desc = (umass_desc_t)setting->desc; //分配端点描述符结构，并设置端点对应的具体应用的处理函数   
    data->ep_in = rt_usbd_endpoint_new(&mass_desc->ep_in_desc, _ep_in_handler);   
    data->ep_out = rt_usbd_endpoint_new(&mass_desc->ep_out_desc, _ep_out_handler);   /* 将端点绑定到动态设置描述符上 */   
    rt_usbd_altsetting_add_endpoint(setting, data->ep_out);   
    rt_usbd_altsetting_add_endpoint(setting, data->ep_in);   
    rt_usbd_interface_add_altsetting(intf, setting); /* 为接口添加动态设置*/   
    rt_usbd_set_altsetting(intf, 0);//为接口选择默认设置   
    rt_usbd_function_add_interface(func, intf); /*为应用类设置接口*/
    return func;
}
```

简单看一个函数细节rt_usbd_device_add_config(udevice, cfg) 来理下思路，验证一下结构图：
```c
uep_t rt_usbd_find_endpoint(udevice_tdevice, ufunction_t *pfunc, rt_uint8_t ep_addr)
{
    …….for (i = cfg->func_list.next; i != &cfg->func_list; i = i->next)
    {
        func = (ufunction_t)rt_list_entry(i, struct ufunction, list);
        for (j = func->intf_list.next; j != &func->intf_list; j = j->next)
        {
            intf = (uintf_t)rt_list_entry(j, struct uinterface, list);
            cfg->cfg_desc.bNumInterfaces++;
            for (k = intf->curr_setting->ep_list.next; k != &intf->curr_setting->ep_list; k = k->next)
            {
                ep = (uep_t)rt_list_entry(k, struct uendpoint, list); //在ep_pool中找可用的端点资源
                if (rt_usbd_ep_assign(device, ep) != RT_EOK)
                {
                    rt_kprintf("endpointassign error<br>");
                }
            }
            rt_list_insert_before(&device->cfg_list, &cfg->list);
        }
```

对照一下结构图，可以发现查找过程和结构图关系是一致的。最后简单总结一下数据流向（此处说明不包括枚举过程）：1.      USB中断，通知USB device事件处理线程2.      rt_usbd_find_endpoint函数找到事件发生的端点，然后调用端点回调函数。3.      回调函数对应于应用类的数据in（ep_in_handler）和out（ep_out_handler）处理。