uboot usb驱动模型

蔚落 2021-10-15 16:14 1089阅读 0赞

关于uboot驱动模型，这篇文章讲得很好，不再描述：  
[https://blog.csdn.net/ooonebook/article/details/53234020][https_blog.csdn.net_ooonebook_article_details_53234020]

linux usb总线架构：  
[https://blog.csdn.net/qq\_36016407/article/details/76718609][https_blog.csdn.net_qq_36016407_article_details_76718609]

uboot版本：uboot2018.01  
平台：ti-am5728  
usb控制器：xhci-dwc3

usb 命令：cmd/usb.c  
usb uclass：drivers/usb/host/usb-uclass.c  
usb 控制器驱动：drivers/usb/host/xhci-dwc3.c  
usb hub驱动：common/usb\_hub.c  
usb存储驱动：common/usb\_storage.c

uboot DM驱动模型图：

![DMä¸çæ¥å£è°ç¨æµç¨][DM]

注：图来自网络，是以serial驱动为例，其他驱动也是一样的。

这里涉及到的uclass有 UCLASS\_USB,UCLASS\_USB\_HUB,UCLASS\_MASS\_STORAGE。

对于UCLASS\_USB：一个udevice对应一个 usb控制器（bus、root hub）。udevice从设备树解析，driver在驱动程序里定义。  
对于UCLASS\_USB\_HUB：一个udevice对应一个 usb hub（非root hub）。udevice在父设备（usb或usb hub）扫描时创建并和驱动程序match，driver在驱动程序里定义。  
对于UCLASS\_MASS\_STORAGE：一个udevice对应一个 mass 存储设备。udevice在父设备（usb或usb hub）扫描时创建并和驱动程序match，driver在驱动程序里定义。

这三种udevice的关系如下：  
一个usb控制器有且仅有一个root hub设备（和控制器作为一个整体），这个根Hub下可以接多级的Hub（以child udevice的形式），每个子Hub又可以接子Hub。每个USB设备作为一个节点接在不同级别的Hub上。 每条USB总线上最多可以接127个设备。mass storage是一种usb设备。

![è¿éåå¾çæè¿°][SouthEast]

1.usb控制器驱动（以xhci-dwc3为例）：

U_BOOT_DRIVER(xhci_dwc3) = {
    	.name = "xhci-dwc3",
    	.id = UCLASS_USB,
    	.of_match = xhci_dwc3_ids,
    	.probe = xhci_dwc3_probe,
    	.remove = xhci_dwc3_remove,
    	.ops = &xhci_usb_ops,
    	.priv_auto_alloc_size = sizeof(struct xhci_ctrl),
    	.platdata_auto_alloc_size = sizeof(struct xhci_dwc3_platdata),
    	.flags = DM_FLAG_ALLOC_PRIV_DMA,
    };

2.usb控制器设备树节点：

usb1: usb@48890000 {
    				compatible = "snps,dwc3";
    				reg = <0x48890000 0x17000>;
    				interrupts = <GIC_SPI 71 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
    					     <GIC_SPI 71 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
    					     <GIC_SPI 72 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    				interrupt-names = "peripheral",
    						  "host",
    						  "otg";
    				phys = <&usb2_phy1>, <&usb3_phy1>;
    				phy-names = "usb2-phy", "usb3-phy";
    				maximum-speed = "super-speed";
    				dr_mode = "host";
    				snps,dis_u3_susphy_quirk;
    				snps,dis_u2_susphy_quirk;
    			};

3.usb uclass驱动：

UCLASS_DRIVER(usb) = {
    	.id		= UCLASS_USB,
    	.name		= "usb",
    	.flags		= DM_UC_FLAG_SEQ_ALIAS,
    	.post_bind	= dm_scan_fdt_dev,
    	.priv_auto_alloc_size = sizeof(struct usb_uclass_priv),
    	.per_child_auto_alloc_size = sizeof(struct usb_device),
    	.per_device_auto_alloc_size = sizeof(struct usb_bus_priv),
    	.child_post_bind = usb_child_post_bind,
    	.child_pre_probe = usb_child_pre_probe,
    	.per_child_platdata_auto_alloc_size = sizeof(struct usb_dev_platdata),
    };

4.usb hub 设备驱动和 uclass驱动：

U_BOOT_DRIVER(usb_generic_hub) = {
    	.name	= "usb_hub",
    	.id	= UCLASS_USB_HUB,
    	.of_match = usb_hub_ids,
    	.flags	= DM_FLAG_ALLOC_PRIV_DMA,
    };
    
    UCLASS_DRIVER(usb_hub) = {
    	.id		= UCLASS_USB_HUB,
    	.name		= "usb_hub",
    	.post_bind	= dm_scan_fdt_dev,
    	.post_probe	= usb_hub_post_probe,
    	.child_pre_probe	= usb_child_pre_probe,
    	.per_child_auto_alloc_size = sizeof(struct usb_device),
    	.per_child_platdata_auto_alloc_size = sizeof(struct usb_dev_platdata),
    	.per_device_auto_alloc_size = sizeof(struct usb_hub_device),
    };

5.usb mass storage 设备驱动和uclass驱动：

U_BOOT_DRIVER(usb_mass_storage) = {
    	.name	= "usb_mass_storage",
    	.id	= UCLASS_MASS_STORAGE,
    	.of_match = usb_mass_storage_ids,
    	.probe = usb_mass_storage_probe,
    #ifdef CONFIG_BLK
    	.platdata_auto_alloc_size	= sizeof(struct us_data),
    #endif
    };
    
    UCLASS_DRIVER(usb_mass_storage) = {
    	.id		= UCLASS_MASS_STORAGE,
    	.name		= "usb_mass_storage",
    };

6.usb start过程：

do_usb
      do_usb_start
        usb_init    //drivers/usb/host/usb-uclass.c
          uclass_get(UCLASS_USB, &uc);    //根据uclass id获取usb uclass
          uclass_foreach_dev(bus, uc) {    //遍历 probe uclass下的udevice（控制器）
            device_probe(bus);    //drivers/core/device.c
              device_probe(dev->parent);    //递归probe父节点
                uclass_resolve_seq//父节点都probe之后，会分配一个seq给该设备
                dev->flags |= DM_FLAG_ACTIVATED//设置该设备的flag为激活状态
                pinctrl_select_state(dev, "default")//和引脚相关的初始化设置
                uclass_pre_probe_device    //uc_drv->pre_probe
                dev->parent->driver->child_pre_probe(dev)//执行父节点驱动的child_pre_probe
                drv->ofdata_to_platdata(dev)//执行设备驱动的ofdata_to_platdata接口函数
                clk_set_defaults(dev)//设备时钟相关的设置
                drv->probe(dev)//调用设备驱动的probe接口函数
                uclass_post_probe_device(dev)//调用所属CLASS驱动的post_probe接口函数
          }
          uclass_foreach_dev(bus, uc) {    //遍历 扫描 uclass下的udevice（控制器）
            if (!device_active(bus))    //跳过active的设备
    			continue;
            usb_scan_bus(bus, true);    //扫描bus（usb控制器）下的设备
              usb_scan_device(bus, 0, USB_SPEED_FULL, &dev);
                struct usb_device *parent_udev;    //定义usb_devide
                usb_setup_device        //配置设备
                  usb_prepare_device    //设置地址和描述符
                  usb_select_config     //选择设备的配置
                usb_find_child    //寻找子设备
                usb_find_and_bind_driver //遍历usb驱动（hub、keyboard、storage）并和子设备绑定
                device_probe    //子设备probe，最终会调用子设备驱动里面的方法，如果是hub就递归扫描，如果是storage就初始化并获取描述符等。

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[https_blog.csdn.net_qq_36016407_article_details_76718609]: https://blog.csdn.net/qq_36016407/article/details/76718609
[DM]: /images/20211015/18e1115412d54cdcaf866dbf81e47cb7.png
[SouthEast]: /images/20211015/cb79bae0a6cb4ad0b6154cbacc447a81.png