Linux那些事儿 之 戏说USB(18)端点

于丹说，生与死，是人生起始的两个端点。

于丹？不会不知道这个人吧，我哭。百家讲坛继易中天之后放的第二颗大卫星，最开始讲论语一下子就红了的那个，接着又讲了庄子。咱可以不喜欢但不可以落后，是不。她在《庄子心得》的谈笑论生死里说了个寓言，我这儿给转一下。

兄弟两个人，他们家住在一座摩天大楼的第80层。这天，两个人深夜回家，恰好忘记了看通知，电梯停了。

　　兄弟俩背着沉重的大背包，在楼底下商量一下，决定一鼓作气，爬楼梯回家。两人抖擞精神，开始爬楼。爬到20楼的时候，开始觉得背包很重了。两人商量，决定把背包存在20楼，到时候再回过头来取。卸下了背包，两个人觉得很轻松，说说笑笑地继续往上爬。

　　爬到40楼的时候，两人已经很累了，就开始互相抱怨指责。哥哥说：你为什么不看通知啊？弟弟说：我忘了看通知这件事，你怎么不提醒我昵？两个人就这样吵吵闹闹，一路吵到60层。

　　到了这时候，两人实在疲惫不堪，终于懒得吵了，觉得还是应该安安静静地继续爬楼。当他们终于爬完了最后20层，来到了家门口的时候，两个人互相一看，不约而同想起了一件事：钥匙忘在20楼了，在背包里。

　　其实，这说的就是人的一生。

这是于丹比的人生，咱们的不是，她和咱们隔了老远去了，咱们是前二十年无忧无虑，谈谈情说说爱没啥包袱，说说笑笑的爬了20年后，发现人生是需要找工作，需要赚钱，需要买房子的，于是自己捡的，或者被和谐过来的，一个接一个的包袱往身上丢，越来越沉重的向上爬，爬到40年、60年怎么样？不用去想它，也就一个字，累，两个字，很累，三个字，非常累，四个字，累死人了。

折腾USB spec的同志应该不会读过庄子，也不会知道于丹这个人物，可别人也知道端点，于是端点成了USB数据传输的终点。看看它在内核里的定义

46 /**

47* struct usb_host_endpoint - host-side endpoint descriptor and queue

48* @desc: descriptor for this endpoint, wMaxPacketSize in native byteorder

49* @urb_list: urbs queued to this endpoint; maintained by usbcore

50* @hcpriv: for use by HCD; typically holds hardware dma queue head (QH)

51* with one or more transfer descriptors (TDs) per urb

52* @ep_dev: ep_device for sysfs info

53* @extra: descriptors following this endpoint in the configuration

54* @extralen: how many bytes of "extra" are valid

55*

56* USB requests are always queued to a given endpoint, identified by a

57* descriptor within an active interface in a given USB configuration.

58*/

59 struct usb_host_endpoint {

60 struct usb_endpoint_descriptordesc;

61 struct list_head urb_list;

62 void *hcpriv;

63 struct ep_device *ep_dev; /* For sysfs info */

64

65 unsigned char *extra; /* Extra descriptors */

66 int extralen;

67 };

60行， desc，端点描述符，四大描述符的第二个隆重登场了。它也在include/linux/usb/ch9.h里定义

312 /* USB_DT_ENDPOINT: Endpoint descriptor */

313 struct usb_endpoint_descriptor {

314 __u8bLength;

315 __u8bDescriptorType;

316

317 __u8bEndpointAddress;

318 __u8bmAttributes;

319 __le16 wMaxPacketSize;

320 __u8bInterval;

321

322 /* NOTE:these two are _only_ in audio endpoints. */

323 /* use USB_DT_ENDPOINT*_SIZE in bLength, not sizeof. */

324 __u8bRefresh;

325 __u8bSynchAddress;

326 } __attribute__ ((packed));

327

328 #define USB_DT_ENDPOINT_SIZE 7

329 #define USB_DT_ENDPOINT_AUDIO_SIZE9 /* Audio extension */

这个结构与spec Table 9.13是一一对应的，0号端点仍然保持着它特殊的地位，它没有自己的端点描述符。

314行，bLength，描述符的字节长度，数一下，前边儿有7个，后边儿又多了两个字节，那是针对音频设备扩展的，不用管它，紧接着struct usb_host_endpoint定义的就是两个长度值的定义。

315行，bDescriptorType，描述符类型，这里对于端点就是 USB_DT_ENDPOINT，0x05。

317行，bEndpointAddress，这个字段描述的信息挺多的，比如这个端点是输入端点还是输出端点，这个端点的地址，以及这个端点的端点号。它的bits 0~3表示的就是端点号，你使用0x0f和它相与就可以得到端点号。不过，开发内核的同志想的都很周到，定义好了一个掩码USB_ENDPOINT_NUMBER_MASK，它的值就是0x0f，当然，这是为了让咱们更容易去读他们的代码，也为了以后的扩展。另外，它的bit 8表示方向，输入还是输出，同样有掩码 USB_ENDPOINT_DIR_MASK，值为0x80，将它和bEndpointAddress相与，并结合USB_DIR_IN和USB_DIR_OUT作判断就可以得到端点的方向。

42 /*

43* USB directions

44*

45* This bit flag is used in endpoint descriptors' bEndpointAddress field.

46* It's also one of three fields in control requests bRequestType.

47*/

48 #define USB_DIR_OUT 0 /* to device */

49 #define USB_DIR_IN 0x80 /* to host */

318行，bmAttributes，属性，总共8位，其中bit1和bit0 共同称为Transfer Type,即传输类型， 00 表示控制，01 表示等时，10 表示批量，11 表示中断。前面的端点号还有端点方向都有配对儿的掩码，这里当然也有，就在struct usb_endpoint_descriptor定义的下面

338 #define USB_ENDPOINT_XFERTYPE_MASK 0x03 /* in bmAttributes */

339 #define USB_ENDPOINT_XFER_CONTROL 0

340 #define USB_ENDPOINT_XFER_ISOC 1

341 #define USB_ENDPOINT_XFER_BULK 2

342 #define USB_ENDPOINT_XFER_INT 3

319行， wMaxPacketSize，端点一次可以处理的最大字节数。比如你老板比较看重你，一次给你交代了几个任务，于是你大声的疾呼，神啊，我一次只能做一个，当然神是听不到的，怎么办那，加班加点儿，一个一个的分开做呗。端点也是，如果你发送的数据量大于端点的这个值，也会分成多次一次一次来传输。友情提醒一下，这个字段还是有点门道的，对不同的传输类型也有不同的要求，日后碰到了再说。

320行，bInterval， USB是轮询式的总线，这个值表达了端点一种美好的期待，希望主机轮询自己的时间间隔，但实际上批准不批准就是host的事了。不同的传输类型bInterval也有不同的意义，暂时就提这么一下，碰到各个实际的传输类型了再去说它。不是俺捂盘惜售，而是初次照面儿就对人家寻根问底的不大礼貌，这里先留个印象，有缘总会再相见的。

回到struct usb_host_endpoint，61行，urb_list，端点要处理的urb队列。urb是什么？这年头儿钱不多就是新名词儿多，是个新名词爆炸的时代，不过urb可是usb通信的主角，它包含了执行urb传输所需要的所有信息，你要想和你的usb通信，就得创建一个urb，并且为它赋好值，交给咱们的usb core，它会找到合适的host controller，从而进行具体的数据传输。设备中的每个端点都可以处理一个urb队列，当然，urb是内核里对usb传输数据的封装也叫抽象吧，协议里可不这么叫。基于urb特殊的江湖地位，接下来的哪一个黄道吉日里，我会对它大书特书的。

62行，hcpriv，这是提供给HCD（host controller driver）用的。比如等时端点会在里边儿放一个ehci_iso_stream，什么意思？郑板桥告诉我们要难得糊涂。

63行，ep_dev，这个字段是供sysfs用的。好奇的话可以去/sys下看一看

localhost:/usr/src/linux/drivers/usb/core # ls /sys/bus/usb/devices/usb1/ep_00/

bEndpointAddress bmAtributesdirection subsystem wMaxpacketSize

bInterval dev interval type

bLength device power uevent

ep_00端点目录下的这些文件从哪儿来的？就是在usb_create_ep_files函数里使用ep_dev创建的。

65 行， extra ， 66 行， extralen ，有关一些额外扩展的描述符的，和 struct usb_host_interface 里差不多，只是这里的是针对端点的，如果你请求从设备里获得描述符信息，它们会跟在标准的端点描述符后面返回给你。