安裝好 gadget 驅動程序后(比如 modprobe g_zero), 它只是構造好了各類描述符。在設備的枚舉過程會讀取描述符。

使用 OTG 線連接電腦和開發板時，電腦軟件會執行如下操作：

• 使用控制傳輸，讀取設備信息(設備描述符)：第一次讀取時，它只需要得到 8 字節數據，因為第 8 個數據表示端點 0 能傳輸的最大數據長度。
• Host 分配地址給設備，然后把新地址發給設備。
• 使用新地址，重新讀取設備描述符，設備描述符長度是 18
• 讀取配置描述符：它傳入的長度是 255，想一次性把當前配置描述符、它下面的接口描述符、端點描述符全部讀出來。
• 讀取字符描述符。

上述過程里，設備方都是接收到 Host 發給 endpoint 0 的數據，然后做出回應。不同的 Gadget 設備，在返回描述符給主機時，這些操作都是一樣的，只是回應的數據不同而已。源碼分析的起點都是某個中斷函數：

• IMX6ULL：ci_irq(drivers/usb/chipidea/core.c)
• STM32MP157: dwc2_hsotg_irq(drivers/usb/dwc2/gadget.c)

4.1 IMX6ULL 的核心函數

IMX6ULL 芯片中 USB 控制器型號是 chipidea，在Linux-4.9.88driversusbchipideacore.c中注冊了中斷函數：

ci_hdrc_probe
 ret = devm_request_irq(dev, ci- >irq, ci_irq, IRQF_SHARED,
   ci- >platdata- >name, ci);

發生中斷后，對于 endpoint 0 的數據處理流程如下：

// Linux-4.9.88driversusbchipideacore.c
ci_irq
 /* Handle device/host interrupt */
 if (ci- >role != CI_ROLE_END)
  ret = ci_role(ci)- >irq(ci);  // udc_irq
   
   // Linux-4.9.88driversusbchipideaudc.c
   udc_irq
                if (USBi_UI  & intr)
                 // Linux-4.9.88driversusbchipideaudc.c
                    isr_tr_complete_handler(ci);
                        /* Only handle setup packet below */
                        if (i == 0 &&
                            hw_test_and_clear(ci, OP_ENDPTSETUPSTAT, BIT(0)))
                            // Linux-4.9.88driversusbchipideaudc.c
                            isr_setup_packet_handler(ci);

函數isr_setup_packet_handler就是處理 endpoint 0 接收到的控制傳輸的關鍵。

4.2 STM32MP157的核心函數

STM32MP157 芯片中 USB 控制器型號是 dwc2，在Linux-5.4driversusbdwc2gadget.c中注冊了中斷函數：

dwc2_gadget_init
 ret = devm_request_irq(hsotg- >dev, hsotg- >irq, dwc2_hsotg_irq,
          IRQF_SHARED, dev_name(hsotg- >dev), hsotg);

發生中斷后，函數dwc2_hsotg_irq被調用，它處理 endpoint 中斷有兩種方法：

• 使用 DMA 時：調用dwc2_hsotg_epint來處理
• 不使用 DMA 時：調用dwc2_hsotg_handle_rx來處理

以dwc2_hsotg_epint為例進行分析，對于 endpoint 0 的數據處理流程如下：

// Linux-5.4driversusbdwc2gadget.c
dwc2_hsotg_irq
  // 處理endpoint中斷
  for (ep = 0; ep < hsotg- >num_of_eps && daint_out; ep++, daint_out > >= 1) {
   if (daint_out & 1)
    dwc2_hsotg_epint(hsotg, ep, 0);
  }

  for (ep = 0; ep < hsotg- >num_of_eps  && daint_in; ep++, daint_in > >= 1) {
   if (daint_in & 1)
    dwc2_hsotg_epint(hsotg, ep, 1);
  }

函數dwc2_hsotg_epint中，對于 endpoint 0 的處理如下：

// Linux-5.4driversusbdwc2gadget.c
dwc2_hsotg_epint
    if (idx == 0 && !hs_ep- >req)
     dwc2_hsotg_enqueue_setup(hsotg);

函數dwc2_hsotg_enqueue_setup被調用時，Gadget 設備已經收到了 SETUP 令牌包，但是還沒收到 DATA0 令牌包。dwc2_hsotg_enqueue_setup的作用是，設置、啟動一個 request，核心在于設置了 request 的 complete 函數(當 SETTUP 事務完成后這個函數被調用)：

當控制傳輸的"setup事務"完成時，函數dwc2_hsotg_complete_setup被調用。

4.3 如何處理控制傳輸

無論是 MX6ULL 的函數isr_setup_packet_handler，還是 STM32M157 的函數dwc2_hsotg_complete_setup，它們都是在 Gadget 設備收到"SETUP事務"后才被調用。接收完"SETUP事務"后，就可以從里面知道這個控制傳輸想做什么(req.bRequest 是什么)，然后就可以處理它了。

怎么處理呢？可以分為 3 層：

• UDC 驅動程序：類似"設置地址"的控制傳輸，在底層的 UDC 驅動程序里就可以處理，
  • 這類請求有：

    USB_REQ_SET_ADDRESS
    USB_REQ_SET_FEATURE     // 有一些請求可能需要上報改 gadget driver
    USB_REQ_CLEAR_FEATURE   // 有一些請求可能需要上報改 gadget driver
    USB_REQ_GET_STATUS      // 有一些請求可能需要上報改 gadget driver
    

  • 驅動程序位置

    IMX6ULL: Linux-4.9.88driversusbchipideaudc.c, 函數 isr_setup_packet_handler
    STM32MP157: Linux-5.4driversusbdwc2gadget.c, 函數 dwc2_hsotg_complete_setup
    

• gadget driver：涉及描述符的操作
  • 這類請求有：

    USB_REQ_GET_DESCRIPTOR
    USB_REQ_SET_CONFIGURATION
    USB_REQ_GET_CONFIGURATION
    USB_REQ_SET_INTERFACE
    USB_REQ_GET_INTERFACE
    USB_REQ_GET_STATUS     // 底層 UDC 驅動無法處理的話, gadget driver 來處理
    USB_REQ_CLEAR_FEATURE  // 底層 UDC 驅動無法處理的話, gadget driver 來處理
    USB_REQ_SET_FEATURE    // 底層 UDC 驅動無法處理的話, gadget driver 來處理
    

  • 驅動程序位置

    文件：driversusbgadgetcomposite.c
    函數：composite_setup
    

• usb_configuration 或 usb_function 的處理：這是二選一的。大部分設備使用控制傳輸實現標準的 USB 請求，但是也可以用控制傳輸來進行實現相關的請求，對于這些非標準的請求，就需要上層驅動來處理。