Linux驱动开发全攻略：深入源码分析USB与存储设备

Linux操作系统是开源的类Unix操作系统，其内核源代码具有高度的可读性和模块化设计，这使得开发者能够方便地为各种硬件设备编写驱动程序。本次分享的知识集《Linux那些事儿之我是XXX全集》涉及了Linux操作系统中USB子系统的核心组件，涵盖了从USB核心（USB core）、USB主机控制器（UHCI、EHCI）、USB集线器（Hub）、USB存储设备（U盘）到SCSI硬盘、Block层等关键概念。 1. USB core（USB核心） USB core是USB子系统的基础，它提供了USB驱动程序和硬件通信的框架。USB核心定义了一系列的数据结构、函数和宏，以便于USB设备驱动程序可以注册、注销、执行数据传输等。USB核心负责管理USB设备的状态，处理USB设备的枚举过程，以及维护USB设备的地址、配置、接口和端点等信息。 2. U盘 U盘（USB闪存驱动器）是一种使用USB（通用串行总线）接口的便携式存储设备。在Linux中，U盘的驱动程序涉及到USB核心的使用，并且具体实现文件系统层与USB存储设备之间的数据传输。Linux通过usb-storage驱动程序来识别和操作U盘。当U盘插入计算机时，usb-storage模块会加载并识别U盘，然后创建相应的设备节点供用户通过文件系统操作U盘。 3. UHCI（Universal Host Controller Interface） UHCI是较早期的一种USB主控制器接口标准，它定义了USB主控制器的软件接口，使得操作系统可以控制USB设备。在Linux中，UHCI的驱动程序负责管理USB主控制器，处理USB设备的初始化、数据传输、错误处理等任务。UHCI主要用在较早期的PC主板上。 4. EHCI（Enhanced Host Controller Interface） EHCI是一种增强型USB主控制器接口，它支持USB 2.0高速传输协议。EHCI驱动程序与UHCI类似，但它能够支持更高的数据传输速率，适合现代高速USB设备。EHCI在Linux内核中处理USB 2.0设备的高速事务，并与UHCI兼容。 5. Hub USB Hub是一种扩展USB端口数量的设备，它允许一个USB端口连接多个USB设备。Linux中的Hub驱动程序负责管理USB集线器设备，包括检测集线器的存在、监控连接到集线器的USB设备以及报告这些事件给USB核心。 6. PCI（Peripheral Component Interconnect） PCI是一种计算机总线标准，用于将外围设备连接到计算机主板。在Linux中，PCI驱动程序负责管理PCI设备，包括PCI桥接器、各种PCI接口卡等。USB主控制器也可以作为PCI设备存在，因此Linux系统中有关USB核心与PCI子系统协同工作的内容也会涵盖在本书中。 7. Sysfs Sysfs是一个虚拟文件系统，它提供了一种方法，通过文件和目录的层次结构来表示系统中各种设备的属性和关系。在Linux的USB子系统中，Sysfs用来导出设备信息和设备属性，允许用户空间程序通过简单的文件操作来读取和设置设备属性。 8. SCSI硬盘 SCSI（Small Computer System Interface）是一种并行接口标准，它被广泛用于连接硬盘、扫描仪等设备。尽管SCSI是一个与USB完全不同的接口标准，但在Linux系统中，SCSI硬盘的驱动程序需要与USB子系统协同工作，特别是在USB转SCSI接口适配器存在的情况下。《Linux那些事儿之我是SCSI硬盘》这部分内容将帮助理解Linux如何管理USB转SCSI设备。 9. Block层 在Linux内核中，Block层负责处理块设备（如硬盘驱动器）的I/O请求。它提供了一个通用的框架来处理来自文件系统层的读写请求，并将这些请求转发给实际的块设备驱动程序。USB存储设备，如U盘，也通过Block层进行数据传输。该书将探讨USB设备如何通过Block层与系统交互。 总结来说，这一系列资料为希望深入学习Linux USB子系统、驱动开发、PCI接口、Block层管理的读者提供了一个全面的视图。通过源代码分析，读者可以了解到USB设备从接入到被操作系统识别和管理的整个过程，以及如何通过Linux内核提供的各种接口和服务来操作和优化这些设备。