Linux USB驱动注册方式详解

USB驱动通过structusb_driver注册,填充name、probe、disconnect和id_table字段,插入时触发设备匹配与初始化,拔出时清理资源并解绑驱动,实现设备动态管理

注册接口

  #define usb_register(driver) \
              usb_register_driver(driver, THIS_MODULE, KBUILD_MODNAME)
  int usb_register_driver(struct usb_driver *new_driver, struct module *owner,
                     const char *mod_name)

注册的结构体是struct usb_driver，主要填充name、probe、disconnect和id_table字段，其中name是驱动名称，到时会在/sys/bus/usb/drivers显示这个驱动名称，probe和disconnect会在USB设备插入和拔出时调用，id_table就是匹配列表，可以通过VID、PID匹配，也可以通过USB设备类型匹配。

示例代码

static int zslusb_probe(struct usb_interface *intf, const struct usb_device_id *id)
{
       struct usb_device *usbdev;
       struct usb_host_interface *interface;
       struct usb_endpoint_descriptor *endpoint;
       int i = 0;

       usbdev = interface_to_usbdev(intf);
       interface = intf->cur_altsetting;

       printk(KERN_INFO "%s:num:%d \n",__func__,interface->desc.bNumEndpoints);

       for (i = 0;i<interface->desc.bNumEndpoints;i++)
       {
              endpoint = &interface->endpoint[0].desc;
              printk(KERN_INFO "%s: %x %x\n",__func__,endpoint->bEndpointAddress,endpoint->bmAttributes);
              printk(KERN_INFO "%s: %x %x %x\n",__func__,interface->desc.bInterfaceClass,interface->desc.bInterfaceSubClass,interface->desc.bInterfaceProtocol);
       }

       return 0;
}

static void zslusb_disconnect(struct usb_interface *intf)
{
       printk(KERN_INFO "%s: \n",__func__);
       dump_stack();
}

static struct usb_device_id zslusb_id_table [] = {
       { USB_DEVICE(0x413D, 0x2113) },
       { USB_INTERFACE_INFO(USB_INTERFACE_CLASS_HID, USB_INTERFACE_SUBCLASS_BOOT, USB_INTERFACE_PROTOCOL_KEYBOARD)},
       { }    /* Terminating entry */
};

MODULE_DEVICE_TABLE (usb, zsl_usb_id_table);

static struct usb_driver zslusb_driver = {
       .name            = "zslusb",
       .probe           = zslusb_probe,       /* usb设备插入时，id_table信息匹配成功则调用 */
       .disconnect    = zslusb_disconnect,  /* usb设备拔出时调用 */
       .id_table  = zslusb_id_table,    /* id_table,用于匹配设备描述符 */
};

void zslusb_init(void)
{     
       usb_register(&zslusb_driver);    /* 注册usb设备驱动，不申请设备号 */
}

执行后运行，USB设备插入和拔出就会调用zslusb_probe和zslusb_disconnect接口。

结果如下：

• 插入设备

• 拔掉设备

调用关系

设备注册是调用usb_register接口注册，本质是usb_register_driver，在这个接口里主要是填充struct usb_driver结构体，把bus = &usb_bus_type，然后调用driver_register注册驱动。

设备插入时如果主机控制器处于休眠状态，会先通过 hcd_resume_work 恢复供电，调用 rpm_resume 和 usb_runtime_resume 唤醒 Hub和恢复设备。随后 Hub 检测到端口变化，通过hub工作队列 hub_wq 触发 hub_event，从而usb_new_device初始化新USB设备并device_add把USB设备注册到内核设备树，触发首次总线探测，bus_probe_device里遍历所有驱动，对每个驱动执行__device_attach_driver，通过match匹配到设备后调用通用USB驱动usb_generic_driver_probe，确保设备能被识别成基本USB设备，读取设备描述符和分配资源。配置完成后，为每个接口注册新设备（device_add），触发二次总线探测，匹配后调用入口函数usb_probe_interface。

设备插入
├─ 休眠状态? → hcd_resume_work → rpm_resume → usb_runtime_resume → hub_resume
└─ Hub检测 → hub_wq → hub_event → usb_new_device → device_add
    ├─ 首次探测 → usb_generic_driver_probe（基础初始化）
    └─ 接口注册 → device_add → usb_probe_interface（驱动加载）

设备拔出是由硬件中断触发hub_irq，标记事件并触发软中断tasklet_hi_action，下半部Tasklet调用 usb_giveback_urb_bh调度hub工作队列 hub_wq触发hub_event，调用usb_disconnect清理USB设备，禁用端点，device_del调用device_release_driver解绑驱动（释放软件资源），禁用设备（停用硬件端点），释放设备内存。

设备拔出 → hub_irq → tasklet_hi_action → usb_giveback_urb_bh → hub_wq → hub_event
    ├─ usb_disconnect → usb_disable_device（禁用端点+终止URB）
    └─ device_del → device_release_driver → zslusb_disconnect（驱动清理） → usb_put_dev（内存释放）

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持IT百事网。