Linux URB：了解Linux中的USB请求区块。-猿码集

1. 了解USB请求区块（URB）

USB请求区块（USB Request Block，简称URB）是Linux内核中用于管理USB设备请求的一种数据结构。URB包含了USB传输的相关信息，包括设备地址、端点地址、数据传输方向、数据缓冲区以及传输的状态等内容。在Linux系统中，URB被广泛用于USB设备驱动程序的开发和管理。

1.1 URB的结构

URB的结构在Linux内核中定义为一个C结构体，包含了多个字段用于描述USB传输的各个方面。下面是URB结构体的常见字段：

type: 用于标识URB的类型，包括控制传输、批量传输、中断传输和异步传输等。

status: 用于记录传输状态，包括传输成功、传输失败等。

dev: 指向对应的USB设备结构体，表示该URB属于哪个USB设备。

pipe: 描述USB传输的管道，包括方向、端点和最大包大小等信息。

transfer_buffer: 用于传输数据的缓冲区。

actual_length: 实际传输的数据长度。

1.2 URB的生命周期

URB的生命周期包括以下几个阶段：

1.2.1 分配和初始化

在驱动程序中，需要先分配一个URB结构体，并对其进行初始化。通过调用函数usb_alloc_urb()来分配URB，并使用usb_fill_bulk_urb()或其他相关函数对URB进行初始化。

struct urb *urb;
urb = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL);
if (!urb) {
  // 分配失败的处理
}
usb_fill_bulk_urb(urb, dev, pipe,
                  transfer_buffer, buffer_length,
                  callback_func, callback_data);

1.2.2 提交和等待

在初始化完成后，可以通过调用usb_submit_urb()函数将URB提交给USB核心层进行传输。该函数会将URB添加到相应的队列中，USB核心层在适当的时机会开始处理URB。

int status;
status = usb_submit_urb(urb, GFP_KERNEL);
if (status) {
  // 提交失败的处理
}
// 等待传输完成
status = usb_wait_for_completion(urb, TIMEOUT);
if (status) {
  // 等待超时或传输失败的处理
}

1.2.3 回调函数处理

当URB传输完成后，USB核心层会调用之前设置的回调函数对结果进行处理。在回调函数中，可以检查传输的状态和数据长度等，并根据需要进行后续的操作。

void callback_func(struct urb *urb)
{
  if (urb->status) {
    // 传输失败的处理
  } else {
    // 根据实际长度处理数据
  }
}

1.2.4 释放

在使用完URB后，需要调用usb_free_urb()函数来释放分配的资源。这样可以避免内存泄漏和其他可能的问题。

usb_free_urb(urb);

2. 使用URB进行USB传输

在Linux驱动程序中，可以使用URB来进行USB传输，包括控制传输、批量传输、中断传输和异步传输等。下面以批量传输为例介绍URB的使用。

2.1 批量传输

批量传输适用于需要高带宽和大数据量传输的场景。在使用URB进行批量传输时，需要指定相应的管道、传输方向、数据缓冲区和传输长度等信息。

// 分配和初始化URB
struct urb *urb;
urb = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL);
if (!urb) {
  // 分配失败的处理
}
usb_fill_bulk_urb(urb, dev, pipe,
                  transfer_buffer, buffer_length,
                  callback_func, callback_data);
// 提交URB进行传输
int status;
status = usb_submit_urb(urb, GFP_KERNEL);
if (status) {
  // 提交失败的处理
}
// 等待传输完成
status = usb_wait_for_completion(urb, TIMEOUT);
if (status) {
  // 等待超时或传输失败的处理
}
// 检查传输结果
if (urb->status) {
  // 传输失败的处理
} else {
  // 根据实际长度处理数据
}
// 释放URB
usb_free_urb(urb);

在上面的示例中，我们使用usb_fill_bulk_urb()函数对URB进行初始化并设置相应的参数。然后调用usb_submit_urb()函数提交URB进行传输，使用usb_wait_for_completion()函数等待传输完成。最后，我们可以检查传输的状态和数据长度，并根据实际需要进行后续处理。

2.2 其他类型的传输

除了批量传输，URB还可以用于控制传输、中断传输和异步传输等场景。这些类型的传输在使用URB时需要注意相应的设置和参数，如管道、传输方向和传输类型等。

控制传输适用于传输控制命令和获取设备描述符等场景，可以使用usb_fill_control_urb()函数对URB进行初始化。

中断传输适用于需要及时响应和周期性传输的场景，可以使用usb_fill_int_urb()函数对URB进行初始化。

异步传输适用于需要非阻塞方式进行传输的场景，可以使用usb_fill_bulk_urb()或其他相关函数对URB进行初始化，并设置URB_ASYNC_UNLINK标志。

在使用其他类型的传输时，需要根据实际需求选择合适的函数和参数进行初始化和提交，同时处理对应类型的回调函数和传输结果。

3. 总结

USB请求区块（URB）是Linux内核中用于管理USB设备请求的一种数据结构，广泛应用于USB设备驱动程序的开发和管理。URB包含了USB传输的相关信息，通过不同类型的URB可以实现控制传输、批量传输、中断传输和异步传输等功能。在使用URB时，需要分配和初始化URB对象，并提交给USB核心层进行传输，然后等待传输完成并处理传输结果。通过合理使用URB，可以更好地管理和控制USB设备的数据传输，提高系统的可靠性和性能。

Linux URB：了解Linux中的USB请求区块。