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Linux是一個(gè)非常流行的操作系統(tǒng)，它廣泛使用于許多設(shè)備和應(yīng)用程序中。HID USB通訊技術(shù)是Linux中的一個(gè)重要領(lǐng)域，本文將。
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一、HID USB通訊技術(shù)簡(jiǎn)介
HID USB通訊技術(shù)是一種用于連接人機(jī)交互設(shè)備的協(xié)議，例如鍵盤、鼠標(biāo)、游戲手柄、觸摸屏等。該協(xié)議使用USB接口進(jìn)行傳輸，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備和操作系統(tǒng)之間的通信。
HID USB通訊技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：
1.靈活性高，可以支持各種形式的輸入設(shè)備。
2.易于使用，只需插上設(shè)備，即可在操作系統(tǒng)上使用。
3.速度快且可靠，通過(guò)USB接口進(jìn)行傳輸，可以快速傳輸大量數(shù)據(jù)。
二、HID USB通訊技術(shù)在Linux中的應(yīng)用
HID USB通訊技術(shù)在Linux中廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備和應(yīng)用程序中，例如：
1.鍵盤：Linux可以支持各種類型和品牌的鍵盤，包括普通鍵盤和多媒體鍵盤。通過(guò)HID USB通訊技術(shù)，Linux可以正確讀取用戶在鍵盤上輸入的所有信息。
2.鼠標(biāo)：Linux可以支持各種類型和品牌的鼠標(biāo)，包括有線和無(wú)線鼠標(biāo)。通過(guò)HID USB通訊技術(shù)，Linux可以正確讀取鼠標(biāo)的移動(dòng)和點(diǎn)擊事件，并相應(yīng)地響應(yīng)這些事件。
3.游戲手柄：Linux可以支持各種類型和品牌的游戲手柄，包括有線和無(wú)線手柄。通過(guò)HID USB通訊技術(shù)，Linux可以捕獲手柄的各種控制信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為游戲中的相應(yīng)動(dòng)作。
4.觸摸屏：Linux可以支持各種類型和品牌的觸摸屏，包括單點(diǎn)觸摸和多點(diǎn)觸摸。通過(guò)HID USB通訊技術(shù)，Linux可以捕獲用戶在觸摸屏上的所有觸摸事件，并相應(yīng)地響應(yīng)這些事件。
三、HID USB通訊技術(shù)的實(shí)現(xiàn)
HID USB通訊技術(shù)的實(shí)現(xiàn)包括以下幾個(gè)方面：
1.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序：為了使系統(tǒng)能夠正確讀取HID設(shè)備，必須編寫相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。這些驅(qū)動(dòng)程序通常由操作系統(tǒng)廠商或設(shè)備制造商提供。
2.協(xié)議解析器：HID設(shè)備使用一種稱為報(bào)告協(xié)議的特殊協(xié)議進(jìn)行通信。因此，為了讀取HID設(shè)備的信息，需要編寫相應(yīng)的協(xié)議解析器。
3.用戶空間庫(kù)：為了方便應(yīng)用程序使用HID設(shè)備，通常會(huì)編寫相應(yīng)的用戶空間庫(kù)。這些庫(kù)可以隱藏底層細(xì)節(jié)并提供易于使用和理解的接口。
四、HID USB通訊技術(shù)的應(yīng)用案例
作為L(zhǎng)inux中最重要的技術(shù)之一，HID USB通訊技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)景和應(yīng)用程序中。以下是一些HID USB通訊技術(shù)的應(yīng)用案例：
1.在Linux中連接藍(lán)牙鼠標(biāo)
通過(guò)HID USB通訊技術(shù)，可以在Linux系統(tǒng)上輕松連接藍(lán)牙鼠標(biāo)。只需按下鼠標(biāo)的配對(duì)按鈕，然后在系統(tǒng)設(shè)置中選擇鼠標(biāo)即可。
2.在Linux中連接游戲手柄
使用HID USB通訊技術(shù)，Linux可以輕松地連接各種類型的游戲手柄。只需插入手柄，然后在游戲中將其配置為輸入設(shè)備即可。
3.在Linux中使用觸摸屏
通過(guò)HID USB通訊技術(shù)，Linux可以支持各種類型和品牌的觸摸屏。只需連接觸摸屏，然后在系統(tǒng)設(shè)置中配置即可開(kāi)始使用。
五、
作為L(zhǎng)inux中最重要的技術(shù)之一，HID USB通訊技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)景和應(yīng)用程序中。該技術(shù)具有靈活性高、易于使用、速度快且可靠的優(yōu)點(diǎn)，可以滿足各種人機(jī)交互設(shè)備的需求。同時(shí)，該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，需要設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、協(xié)議解析器和用戶空間庫(kù)等多個(gè)方面的支持。通過(guò)深入了解HID USB通訊技術(shù)，可以更好地理解Linux的工作原理，提高操作系統(tǒng)的使用效率。
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USB 總線引出兩個(gè)重要的鏈表！
一個(gè) USB 總線引出兩個(gè)重要的鏈表，一個(gè)為
USB 設(shè)備鏈表，一個(gè)為 USB 驅(qū)動(dòng)鏈表。設(shè)備鏈表包含各種系統(tǒng)中的USB 設(shè)備以及這些設(shè)備的所有接口，驅(qū)動(dòng)鏈表包含 USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序（u
device driver）和 USB 驅(qū)動(dòng)程序（u driver）。
USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序（u device driver）和 USB 驅(qū)動(dòng)程序（u driver）的區(qū)別是什么？
USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序包含 USB 設(shè)備的一些通用特性，將與所有 USB 設(shè)備相匹配。在 USB core 定義了：struct u_device_driver u_generic_driver。u_generic_driver 是 USB 子系統(tǒng)中唯一的一個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)ο蟆６?USB 驅(qū)動(dòng)程序則是與接口相匹配，接口是一個(gè)完成特定功能的端點(diǎn)的。
設(shè)備是如何添加到設(shè)備鏈表上去的？
在設(shè)備插入 USB 控制器之后，USB core 即會(huì)將設(shè)備在系統(tǒng)中注冊(cè)，添加到 USB 設(shè)備鏈表上去。
USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序（u device driver）是如何添加到驅(qū)動(dòng)鏈表上去的？
在系統(tǒng)啟動(dòng)注冊(cè) USB core 時(shí)，USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序即將被注冊(cè)，也就添加到驅(qū)動(dòng)鏈表上去了。
接口是如何添加到設(shè)備鏈表上去的？
在 USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和 USB 設(shè)備的匹配之后，USB core 會(huì)對(duì)設(shè)備進(jìn)行配置，分析設(shè)備的結(jié)構(gòu)之后會(huì)將設(shè)備所有接口都添加到設(shè)備鏈表上去。比如鼠標(biāo)設(shè)備中有一個(gè)接口，USB core 對(duì)鼠標(biāo)設(shè)備配置后，會(huì)將這個(gè)接口添加到設(shè)備鏈表上去。
USB 驅(qū)動(dòng)程序（u driver）是如何添加到驅(qū)動(dòng)鏈表上去的？
在每個(gè)陸謹(jǐn)芹 USB 驅(qū)動(dòng)程序的被注冊(cè)時(shí)，USB 驅(qū)動(dòng)程序即會(huì)添加到驅(qū)動(dòng)鏈表上去。
比如鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)程序，u_mouse_init 函數(shù)將通過(guò) u_register(&u_mouse_driver)
將晌族鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)程序注冊(cè)到 USB core 中，然后就添加到驅(qū)動(dòng)鏈表中去了。其中 u_mouse_driver 是描述鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)程序的結(jié)構(gòu)體。
已配置狀態(tài)（configured status）之后話
當(dāng)鼠標(biāo)的設(shè)備、接口都添加到設(shè)備鏈表，并且鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)程序也添加到驅(qū)動(dòng)鏈表上去了，
系統(tǒng)就進(jìn)入一種叫做已配置（configured）的狀態(tài)。
要達(dá)到已配置狀態(tài)，將經(jīng)歷復(fù)雜的過(guò)程，USB core 為 USB
設(shè)備奉獻(xiàn)著無(wú)怨無(wú)悔。在這個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)將會(huì)建立起該設(shè)備的的設(shè)備、配置、接口、設(shè)置、端點(diǎn)的描述信息，它們分別被
u_device、u_configuration、u_interface、u_host_interface、
u_host_endpoint 結(jié)構(gòu)體描述。
設(shè)備達(dá)到已配置狀態(tài)后，首先當(dāng)然就要進(jìn)行 USB 驅(qū)動(dòng)程序和相應(yīng)接口的配對(duì)，對(duì)于鼠標(biāo)設(shè)備來(lái)說(shuō)則是鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)程序和鼠標(biāo)中的接口的配對(duì)。USB core 會(huì)調(diào)用u_bus 總線的u_device_match
函數(shù)，通過(guò)比較設(shè)備中的接口信息和 USB 驅(qū)動(dòng)程序中的 id_table，來(lái)初步?jīng)Q定該 USB 驅(qū)動(dòng)程序是不是早畢跟相應(yīng)接口相匹配。通過(guò)這一道關(guān)卡后，USB core 會(huì)認(rèn)為這個(gè)設(shè)備應(yīng)該由這個(gè)驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)。
然而，僅僅這一步是不夠的，接著，將會(huì)調(diào)用 USB 驅(qū)動(dòng)程序中的 probe 函數(shù)對(duì)相應(yīng)接口進(jìn)行進(jìn)一步檢查。如果該驅(qū)動(dòng)程序確實(shí)適合設(shè)備接口，對(duì)設(shè)備做一些初始化工作，分配 urb 準(zhǔn)備數(shù)據(jù)傳輸。
當(dāng) 鼠標(biāo)設(shè)備在用戶空間打開(kāi)時(shí)，
將提交 probe 函數(shù)構(gòu)建的 urb 請(qǐng)求塊，urb 將開(kāi)始為傳送數(shù)據(jù)而忙碌了。urb 請(qǐng)求塊就像一個(gè)裝東西的“袋子”，USB
驅(qū)動(dòng)程序把“空袋子”提交給 USB core，然后再交給主控制器，主控制器把數(shù)據(jù)放入這個(gè)“袋子”后再將裝滿數(shù)據(jù)的“袋子”通過(guò) USB core
交還給
USB 驅(qū)動(dòng)程序，這樣一次數(shù)據(jù)傳輸就完成了。
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