VxWorks實時操作系統的USB驅動程序原理與分析
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4.5 client回調(callback)任務
USB操作是嚴格遵守時序的。例如為使中斷傳輸和同步傳輸正確工作．需要依靠時鐘中斷。在一個有幾個不同client出現的主系統中．總是有可能出現一個client打斷其它client傳輸事件的發生。WindRiver USBD建議用client callback任務來解決這個問題。許多USB事件可以導致一個USB client的callback任務。例如， 每當USBD 完成USB IRP后，client的IRP callback函數被激活。同樣，當USBD識別出一個動態連接事件后，會激活一個或更多的動態attach callback操作。但不是馬上激活這些回調操作， 而是安排合適的相應的USBD client的回調任務來執行callback。
一般的情況下，每一個client的callback任務處于“休眠”態(阻塞態)。每一個client的callback，繼承了 usbdClientRegister()產生的VxWorks任務優先級。這確保了每一個callback按其client的任務優先級來執行，而且可以利用優先級來寫client，保證對時間要求嚴格的USB傳輸。由于每一個client有它自己的callback任務，因此在callback期間，它們有很大的靈活性決定可以做什么。例如，允許在不破壞USBD或其它USBD client性能的條件下，使callback執行代碼運行至阻塞態。
Client callback task有VxWorks任務名：tUsbdCln。
4.6 USBD內部Client
當第一次初始化USBD時，由USBD產生并注冊一個內部client，以跟蹤USB請求。
USBD 可以產生什么類型的USB請求呢? 所有USBD與USB設備的傳輸，均利用調用USBD client的形式來完成。例如，當一個設備第一次連接到系統時．USBD用一個控制管道(control pipe) 自動地創建設備需要的所有的control pipe，即USBD client要用usbdPipeCreate()來創建一個與USB endpoint0通話的通道，然后所有USBD 內部、外部client通過這個管道來發送諸如usbdDescriptorGet()或usbdFeatureGet()等的函數，進行操作。
所以，USBD 的一個機制就是USBD 循環利用它自己的entry point，而內部chent跟蹤這些請求。
4.7 動態連接的注冊
每當一個特定類型的設備插入或拔出時，USBD client都通知上一層。利用調用usbdDynamicAttachRegister()操作，client可以指定一個callback操作，以便可以獲取這樣的通知。
USB設備類型用class，subclass，protocol來區別。標準的USB 類在usb．h 中定義為USB_CLASS_XXXX。Subclass和protocol根據class來定義， 因此這些常數根據特定的class在頭文件中定義。
有時，一個client當利用usbdDynamicAttachRegister()進行注冊時，只對特定的 class，subclass，protocol 感興趣。例如，USB鍵盤類驅動usbkeyboardLib， 注冊了Human Device Interface (HID) 類，subclass 是USB_SUBCLASS_HID_ BOOT，protocol是USB_PROTOCOL_HID_BOOT _KEYBOARD。通過callback機制的響應，每當一個設備完全符合這樣的標準， 從設備上插入或拔出時，SBD便通知給keyboard class driver。而在其它情況下，client關注的范圍更廣泛了。常量USBD_NOTIFY(定義在usbdLib.h)可以替代任意的class， subclass，protocol。例如，USB打印機USB驅動，usbPrinterLib，其class等于 USB_CLASS_PRINTER，subclass 等于USB_SUBCLASS_PRINTER (usbPrinter.h)，protocol等于USBD_ NOTIFY_ ALL。典型的，當一個client只調用一次usbdDynamicAttachRegister()時，對一個client能擁有的并發通知請求數目沒有限制。
4.8 Node ID
USB設備一般用USBD_NODE_ID來區別。從其作用來看， USBD_ NODE_ ID 是USBD 用來跟蹤一個設備的句柄。它與USB設備真正的USB地址無關。這表明client并不真正關心想要了解設備是物理上與哪一個USB主控制器相連。應用為每個設備抽象定義的Node ID， 使client可以不用考慮物理設備的連接細節以及USB地址分配， 并允許USBD 在其內部對這些進行詳細的管理。
當一個client通知有一個設備連接或斷開時，USBD經常通過USBD_NODE_ID來定位設備。同樣，當一個client想通過USBD與一個特定的設備通信時，它必須向USBD傳遞那個設備的USBD_NODE_ID。
4.9 總線編號(bus enumeration)操作
usbdLib模塊提供了usbdBusCountGet()，usbdRootNodeldGet()，usbdHubPortCountGet ()，usbdNodldGet()操作。它們被一起稱作總線編號操作。它們使USBD Client對連接到每一個主控制器上的設備進行編號。
這些操作對于診斷程序和測試工具很有用，例如usbTool(WindRiver提供的一個測試工具)。但是，利用它們編號之后，調用者無法知道USB的拓撲結構是否變化。因此， 建議USB class driver的開發者不要用這些操作。
4.10 數據傳輸
一旦client配置完成一個設備，就開始利用USBD提供的管道和傳輸功能與設備進行數據交換。傳輸種類(分為控制、塊、中斷和同步傳輸)用一個 USB_IRP數據結構來描述。 USB_IRP 的具體描述請參見HCD_FUNC_IRP_SUBM1T。USB數據傳輸被定位于每一個設備的特定endpoint。在USBD client和特定的設備endpoint之間的通道被稱作管道(pipe)。每一個管道有以下若干特性：
USBD_NODE_ID；
設備的endpoim 數目；
數據傳輸方向；
帶寬需求；
延時需求。
為了和設備交換數據，client必須先創建管道。作為結果，USBD得到了一個USBD_PIPE_HANDLE，它被用于隨后對這個管道的所有client操作。
當client企圖創建一個管道時，USBD會檢查是否有足夠的可用帶寬。對于中斷和同步傳輸，帶寬限制是必需的。USBD不允許把90％以上的可用帶寬分配給中斷和同步管道；而對于控制和塊傳輸，則沒有帶寬的限制。同時，保證至少10％的帶寬用于控制傳輸，對塊傳輸則不保證會提供任何可用帶寬。
數據傳輸的具體過程：
(1)創建pipe ：usbdPipeCreate(usbdClient Handle，nodeld，endpoint，configvalue，interface， USB_XFRTYPE_BULK，USB_ DIR_OUT，maxPacketSize，0，0，outPipeHandle)；
(2)定義callback：ourlrpCallback(pvoid P)；
(3)初始化IRP的數據結構；
(4)發送IRP：usbdTransfer(usbdChentHandle，outPipeHandle，＆irp)。
5 、小結
USB在VxWroks下的從下至上驅動棧分為HC、UCD、USBD和Client Module四層，每一層都相對獨立，并為上一層提供了屏蔽該層次具體特征的接口。作者所說的USB驅動，實際上主要在USBD這一層次上完成。具體分為 Chent注冊，注銷，創建pipe ，配置，數據發送，以及各回調函數。當正確地依次調用時，會根據回調函數的狀態和返回值，按正確的時序進行完整的數據傳輸。
上述設計思想構成了VxWorks下USB設備應用的基礎。作者的研究詳細地分析了VxWorks的USB協議棧，證明了該方案的可行性，同時又給出了合理的實現方法。作為實踐成果，作者已在VPN網關證書讀取系統中，利用該思想編寫的驅動，順利讀出存儲在USB設備中的設備證書和管理員證書，且運行情況良好。作者認為，文中提到的模型完全可以勝任解決 USB設備在VxWorks下的應用所面臨的技術難題。 linux操作系統文章專題:linux操作系統詳解（linux不再難懂）
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