KolibriOS में USB समर्थन: अंदर क्या है? भाग 5: तार्किक उपकरण स्तर

होस्ट कंट्रोलर सपोर्ट लेवल पर शुरू किया गया डिवाइस कनेक्शन प्रोसेसिंग बंद हो गया है, जिससे ऑपरेशन के लिए डिवाइस का जीरो समापन बिंदु तैयार हो गया है। चैनलों के समर्थन के स्तर ने चैनलों के साथ काम करने के तरीके प्रदान किए। डिवाइस को चालू रखने के लिए उन्हें लागू करने का समय है: बस / usb / प्रोटोकॉल . usb_new_device से usb_new_device फ़ंक्शन usb_new_device है।

अब डिवाइस थोड़ा कर सकता है: यह अभी तक बस पर एक पता नहीं मिला है, अभी तक कॉन्फ़िगर नहीं किया गया है, बस से केवल 100 एमए बिजली का उपयोग कर सकता है। सामान्य तौर पर, सभी उपकरण जो कर सकते हैं वह उपयुक्त प्रश्नों के जवाब में अपने बारे में बताता है। डिवाइस की कहानी अपने बारे में वर्णनकर्ताओं के रूप में व्यवस्थित है। एक उपयुक्त प्रश्न है GET_DESCRIPTOR कमांड को अंतिम बिंदु पर भेजा गया; डिस्क्रिप्टर टाइप को कमांड में, इस प्रकार के साथ डिस्क्रिप्टर सीरियल नंबर , ट्रांसमिशन के लिए डेटा लंबाई के बीच में इंगित किया जाना चाहिए। कंट्रोल एंडपॉइंट के प्रत्येक कमांड में 8 बाइट्स होते हैं और अतिरिक्त डेटा हो सकता है या नहीं, कुछ कमांड्स में कुछ फ़ील्ड्स का उपयोग नहीं किया जाता है। बाइट्स द्वारा उपयोग की जाने वाली कमांड संरचना और उपयोग किए गए फ़ील्ड यूएसबी विनिर्देश के अध्याय 9 में वर्णित हैं, यहां मैं केवल कमांड के लिए इनपुट और आउटपुट डेटा का वर्णन करूंगा।

तार्किक डिवाइस स्तर के दो कार्य हैं: पहला, डिवाइस को कॉन्फ़िगर करें; दूसरे, उससे पूछें, उपयुक्त ड्राइवर डाउनलोड करें - या यहां तक ​​कि ड्राइवर - और नए डिवाइस के बारे में ड्राइवर को सूचित करें।

पहला कदम

usb_new_device डिवाइस के शून्य समापन बिंदु पर एक चैनल बनाकर शुरू होता है। usb_new_device कॉल करने से पहले होस्ट कंट्रोलरों के लिए समर्थन कोड ने डिवाइस का वर्णन करने वाली संरचना को भर दिया, यह केवल समापन बिंदु के मापदंडों को निर्दिष्ट करने के लिए बनी हुई है: संख्या - शून्य - और अधिकतम पैकेट आकार। नियंत्रण समापन बिंदु के लिए अधिकतम पैकेट का आकार 8 से 64 बाइट्स तक भिन्न हो सकता है और डिवाइस डिस्क्रिप्शन के पहले 8 बाइट्स के बीच दर्ज किया जाता है। हालांकि, डिस्क्रिप्टर को पढ़ने के लिए, आपको पहले से ही ओपन चैनल की आवश्यकता है। सौभाग्य से, आप निर्भरता चक्र से बाहर निकल सकते हैं: एक पैकेट को लेनदेन में विभाजित करने के लिए अधिकतम पैकेट आकार की आवश्यकता होती है; यह गारंटी दी जाती है कि नियंत्रण समापन बिंदु के लिए अधिकतम पैकेट का आकार कम से कम 8 बाइट्स है; यदि कॉन्फ़िगरेशन के प्रारंभिक चरणों में केवल 8 बाइट्स या उससे कम का डेटा प्रसारित किया जाता है, तो अधिकतम पैकेट आकार का सही मूल्य महत्वपूर्ण नहीं है। इसलिए, पैकेट के अधिकतम मूल्य के रूप में, आप किसी भी संख्या को सेट कर सकते हैं, 8 बाइट्स से कम नहीं।

हालांकि, एक समस्या है: वर्चुअलबॉक्स में ईएचसीआई अनुकरण पूरी तरह से सही नहीं है और हाईस्पीड उपकरणों के साथ काम करने के लिए 64 बाइट्स की आवश्यकता होती है। चूंकि कोई अन्य आवश्यकताएं नहीं हैं, इसलिए शून्य समापन बिंदु के लिए चैनल 64 बाइट्स के अधिकतम पैकेट आकार के साथ मौजूद है।

जब तक डिवाइस को बस पर एक पता प्राप्त नहीं हो जाता है, तब तक यह शून्य पते पर प्रतिक्रिया करता है और बाद के उपकरणों के रीसेट को रोकता है - यदि कोई अन्य डिवाइस अभी रीसेट किया जाता है, तो दोनों डिवाइस एक शून्य पते के साथ पैकेट का जवाब देंगे, जिससे बस में गड़बड़ हो जाएगी। इसलिए, पहली बात जो चैनल खोलने के बाद usb_new_device करती है, वह पहले usb_new_device पते के पते का चयन करना और SET_ADDRESS कमांड भेजना है। इनपुट पर, SET_ADDRESS कमांड SET_ADDRESS एक पता है; कोई आउटपुट नहीं है।

SET_ADDRESS कमांड के पूरा होने के बाद, SET_ADDRESS प्रक्रिया usb_set_address_callback । यदि डिवाइस ने कमांड का जवाब नहीं दिया या त्रुटि के साथ जवाब दिया, तो हब स्तर पर डिवाइस को बस से डिस्कनेक्ट करने का एकमात्र विकल्प है। यदि कमांड सफल है, तो usb_set_address_callback होस्ट नियंत्रक समर्थन स्तर को बताता है कि पता बदल गया है; श्रृंखला में पिछले लेख में जिन कारणों का मैंने उल्लेख किया है, उनमें बदलाव में कुछ समय लग सकता है। दोनों मामलों में, बस पर शून्य पता व्यस्त होना बंद हो जाता है, इसलिए आप बाद के उपकरणों को रीसेट करना शुरू कर सकते हैं, यदि कोई हो; इसके लिए usb_test_pending_port कॉल जिम्मेदार है।

जब होस्ट नियंत्रक डिवाइस का वर्णन करने वाले संरचना में पते के परिवर्तन की पुष्टि करता है, तो समर्थन कोड usb_after_set_address कॉल usb_after_set_address । अब बस पर पते के बारे में होस्ट कंट्रोलर और डिवाइस के विचारों में सामंजस्य है, आप कॉन्फ़िगर करना जारी रख सकते हैं। निम्नलिखित कमांड के साथ, usb_after_set_address को प्रश्न भेजता है, जो डिवाइस डिस्क्रिप्टर के पहले 8 बाइट्स के लिए पूछ रहा है - डिस्क्रिप्टर टाइप 1, डिस्क्रिप्टर नंबर 0. इन 8 बाइट्स में से अंतिम पैकेट का अधिकतम आकार शून्य सेटपॉइंट सेट करता है - जिनमें से अंतिम पूर्ण संचार के लिए पर्याप्त नहीं था। प्रतिक्रिया हैंडलर usb_get_descr8_callback अधिकतम पैकेट आकार को खींचता है, इसे होस्ट नियंत्रक को रिपोर्ट करता है, और पुष्टि की प्रतीक्षा करता है। पुष्टि के बाद, usb_after_set_endpoint_size लिए एक कॉल usb_after_set_endpoint_size , जहां डिवाइस विवरणक के लिए GET_DESCRIPTOR प्रश्न दोहराया जाता है, अब डेटा पूरी तरह से अनुरोध करता है।

डिवाइस डिस्क्रिप्टर

यह आंकड़ा दो अलग-अलग उपकरणों के विवरणकर्ताओं के हेक्साडेसिमल डंप दिखाता है: शीर्ष पर - आभासी हब आरएमएच, नीचे - कुछ माउस। डिवाइस डिस्क्रिप्टर में छोटे-एंडियन में निम्नलिखित डेटा होते हैं:

• किसी भी डिस्क्रिप्टर का पहला बाइट इसका आकार है, दूसरा इसका प्रकार है, डिवाइस डिस्क्रिप्टर टाइप 1 है;
• USB विनिर्देश संस्करण जिसके साथ डिवाइस संगत है, बीसीडी में , 110h - संस्करण 1.1, 200h - संस्करण 2.0;
• वर्ग, उपवर्ग, और एक पूरे के रूप में डिवाइस का प्रोटोकॉल ; अक्सर शून्य होते हैं, फिर डेटा को अलग-अलग इंटरफेस के स्तर पर सेट किया जाता है - उनके बारे में अधिक अगले होगा;
• शून्य समापन बिंदु के लिए अधिकतम पैकेट आकार;
• डिवाइस का वेंडर आईडी और प्रोडक्ट आईडी - USB इंप्लीमेंटर्स फोरम एसोसिएशन USB डिवाइस के प्रत्येक निर्माता को दो-बाइट विक्रेता आईडी देता है, कभी-कभी एक भी नहीं, निर्माता अपने प्रत्येक उत्पाद के लिए एक अलग दो-बाइट उत्पाद आईडी प्रदान करता है; उदाहरण के लिए, वेंडर आईडी 8087h इंटेल 8087h सौंपा गया है;
• डिवाइस संस्करण - एक मनमाना संख्या जो निर्माता ने यहां लिखा है:
• तार के तीन संकेत, जिनमें से प्रत्येक अनुपस्थित हो सकता है। पहले दो उपयोगकर्ता के लिए ग्रंथ हैं, क्रमशः निर्माता और उत्पाद की विवरण लाइनें, अंतिम क्रम संख्या है। तार खुद को अलग-अलग प्रकार के 3 डिस्क्रिप्टर में संग्रहीत किए जाते हैं;
• विन्यास की संख्या।

कॉन्फ़िगरेशन डिवाइस के संचालन के पारस्परिक रूप से अनन्य मोड हैं, जिनके बीच कुछ भी सामान्य नहीं है। सिद्धांत रूप में, एक यूएसबी डिवाइस में कई अलग-अलग कॉन्फ़िगरेशन हो सकते हैं, जिनके बीच सॉफ्टवेयर को चुनना चाहिए। USB विनिर्देश, कुछ हद तक एक उदाहरण के रूप में, एक मॉडेम का हवाला देता है जो 128 केबीपीएस में एक चैनल या 64 केबीपीएस पर दो स्वतंत्र चैनल प्रदान कर सकता है। व्यवहार में, अधिकांश उपकरणों में बिल्कुल एक कॉन्फ़िगरेशन होता है और ऑपरेटिंग मोड को चुनने के अन्य तरीकों का उपयोग करता है। हालांकि, इस एक कॉन्फ़िगरेशन को अभी भी स्पष्ट रूप से सक्षम करने की आवश्यकता है, इससे पहले कि डिवाइस गैर-कार्यात्मक रहेगा और केवल विवरण देने वाले में सक्षम होगा।

KolibriOS हमेशा पहला डिवाइस कॉन्फ़िगरेशन चुनता है। usb_get_descr_callback फ़ंक्शन, डिवाइस डिस्क्रिप्टर को पढ़ने के बाद कहा जाता है, GET_DESCRIPTOR कमांड को पहले कॉन्फ़िगरेशन डिस्क्रिप्टर पर भेजता है - टाइप 2, नंबर 0।

कॉन्फ़िगरेशन डिस्क्रिप्टर के साथ मिलकर, डिवाइस कई अन्य डिस्क्रिप्टर लौटाता है जो कॉन्फ़िगरेशन विवरण निर्दिष्ट करता है। कॉन्फ़िगरेशन डिस्क्रिप्टर से जुड़े डेटा की कुल राशि पहले से ज्ञात नहीं है, लेकिन कॉन्फ़िगरेशन डिस्क्रिप्टर में ही निहित है। इसलिए, अनुरोध दो चरणों में आगे बढ़ता है: पहले चरण में, usb_get_descr_callback फ़ंक्शन 8 बाइट्स का अनुरोध करता है, दूसरे चरण में, usb_know_length_callback फ़ंक्शन रीड बाइट्स से कुल आकार को बाहर निकालता है और पहले से ही अनुरोध करता है।

विन्यास विवरणक

सबसे सरल कॉन्फ़िगरेशन में से एक वर्चुअल हब आरएमएच है, यह आंकड़ा में दिखाया गया है। कॉन्फ़िगरेशन डिस्क्रिप्टर के साथ, डिवाइस इस कॉन्फ़िगरेशन के सभी इंटरफेस के डिस्क्रिप्टर लौटाता है; प्रत्येक इंटरफ़ेस के लिए, इसके सभी समापन बिंदुओं के डिस्क्रिप्टर। अन्य प्रकार के संबद्ध डेटा में डिस्क्रिप्टर शामिल हैं - उदाहरण के लिए, हिड डिवाइस जैसे चूहों और कीबोर्ड एक इंटरफेस डिस्क्रिप्टर और एक एंडपॉइंट डिस्क्रिप्टर के बीच एक एचआईडी डिस्क्रिप्टर लौटाते हैं; उनका विश्लेषण ड्राइवर का मामला है।

कॉन्फ़िगरेशन डिस्क्रिप्टर में निम्न डेटा होते हैं:

• आकार और प्रकार, सभी विवरणों के साथ; कॉन्फ़िगरेशन डिस्क्रिप्टर टाइप 2 है;
• सभी संबद्ध डेटा का कुल आकार, आरएमएच के साथ उदाहरण में यह 9 + 9 + 7 = 19h है;
• इंटरफेस की संख्या;
• वर्णित कॉन्फ़िगरेशन के अनुरूप SET_CONFIGURATION कमांड का बाइट पैरामीटर;
• उपयोगकर्ता के लिए कॉन्फ़िगरेशन विवरण लाइन का सूचकांक, आमतौर पर अनुपस्थित - 0 पर सेट;
• बाइट विशेषता - सबसे महत्वपूर्ण बिट और 5 सबसे महत्वपूर्ण बिट्स आरक्षित हैं, 5 वीं बिट का मतलब कुछ बाहरी कार्रवाई के जवाब में नींद की स्थिति से जागने के लिए समर्थन है, 6 बिट - डिवाइस में यूएसबी बस से स्वतंत्र अपनी बिजली की आपूर्ति है;
• इस कॉन्फ़िगरेशन में उपयोग की जाने वाली अधिकतम बस शक्ति 1 यूनिट = 2 एमए है, 50 का मान 100 एमए से मेल खाता है।

इंटरफ़ेस विवरणक:

• आकार और प्रकार, सभी विवरणों के साथ; कॉन्फ़िगरेशन डिस्क्रिप्टर टाइप 4 है;
• इंटरफ़ेस संख्या और इंटरफ़ेस मोड पहचानकर्ता। कुछ उपकरणों के लिए, एक इंटरफ़ेस कई मोड में काम कर सकता है। एक उदाहरण वेबकैम है: चित्र और कोडेक के रिज़ॉल्यूशन के आधार पर, डेटा प्रवाह दर में काफी भिन्नता हो सकती है, अलग-अलग मोड डेटा को प्रसारित करने वाले समापन बिंदु के विभिन्न बैंडविड्थ को आरक्षित करते हैं। ऐसे मामलों में, समान इंटरफ़ेस के लिए कई डिस्क्रिप्टर होते हैं जिनमें संख्या फ़ील्ड समान होती है, लेकिन मोड आइडेंटिफ़ायर अलग होते हैं। डिफ़ॉल्ट रूप से, कॉन्फ़िगरेशन का चयन करने के बाद, इंटरफेस शून्य मोड में काम करते हैं, ड्राइवर एक इंटरफ़ेस के मोड को स्विच करने के लिए SET_INTERFACE कमांड भेज सकता है;
• अंतिम बिंदुओं की संख्या;
• वर्ग, उपवर्ग और इंटरफ़ेस प्रोटोकॉल। 0FFh अलावा अन्य वर्गों को USB कार्यान्वयन मंच द्वारा परिभाषित किया गया है, उनके विवरण इस पृष्ठ पर एकत्र किए गए हैं। उदाहरण के लिए, कक्षा 9 में हब शामिल हैं। 0FFh वर्ग 0FFh उपयोग उन उपकरणों के लिए किया जाता है जो किसी अन्य वर्ग में नहीं आते हैं;
• उपयोगकर्ता के लिए इंटरफ़ेस विवरण लाइन इंडेक्स, आमतौर पर अनुपस्थित - 0 पर सेट।

समापन बिंदु वर्णनकर्ता चैनल खोलने के लिए आवश्यक पैरामीटर सेट करता है:

• आकार और प्रकार, सभी विवरणों के साथ; एंडपॉइंट डिस्क्रिप्टर टाइप 5 है;
• दिशा - सबसे महत्वपूर्ण बिट - और संख्या - 4 कम से कम महत्वपूर्ण बिट्स - अंत बिंदु की; उदाहरण के लिए, 81h अर्थ बिंदु संख्या 1 है, डिवाइस से होस्ट तक डेटा संचारित करना;
• समापन बिंदु प्रकार: 0 = नियंत्रण, 1 = समकालिक, 2 = डेटा सरणियाँ, 3 = रुकावट; समकालिक बिंदुओं के लिए, निर्दिष्ट मापदंडों को एक ही बाइट में पैक किया जाता है;
• इस समापन बिंदु के लिए अधिकतम पैकेट आकार के 11 बिट्स, प्लस हाईस्पीड बिंदुओं के लिए एक और 2 बिट्स, जो प्रति माइक्रोफ्रेम में लेनदेन की अधिकतम संख्या निर्दिष्ट करते हैं;
• समकालिक बिंदुओं और रुकावट प्रकार के बिंदुओं के लिए वांछित मतदान अंतराल। व्यवधान प्रकार के लोस्पीस्पीड / फुलस्पीड बिंदुओं के लिए, अंतराल को मिलीसेकंड में निर्दिष्ट किया जाता है, बीच के प्रकार के हाईस्पीड बिंदुओं के लिए, अंतराल 2 ^{मान -1} माइक्रोफ्रेम होता है। आरएमएच उदाहरण में, हमें 2 11/8 मिलीसेकंड = 0.256 सेकंड मिलते हैं। समकालिक बिंदुओं के लिए, अंतराल गति के अनुरूप माप की इकाइयों में 2 ^{मूल्य -1 है} : फुलस्पीड के लिए मिलीसेकंड, हाईस्पीड के लिए माइक्रोफ्रेम।

usb_set_config_callback फ़ंक्शन, कॉन्फ़िगरेशन डिस्क्रिप्टर से जुड़ा पूरा डेटा प्राप्त करने के बाद, डिस्क्रिप्टर से लिए गए पैरामीटर के साथ SET_CONFIGURATION कमांड SET_CONFIGURATION ; इस कमांड का कोई आउटपुट नहीं है। कमांड के सफल समापन के बाद, डिवाइस पूरी तरह कार्यात्मक हो जाता है। तार्किक डिवाइस स्तर के कार्यों के अंतिम, usb_got_config_callback , प्राप्त कॉन्फ़िगरेशन डेटा को पार्स करता है: यह सुनिश्चित करता है कि डिवाइस GET_DESCRIPTOR कमांड के बीच कुल डेटा आकार को बदलकर धोखा देने की कोशिश नहीं करता है; विवरणकर्ताओं की सूची से गुजरता है, इंटरफ़ेस डिस्क्रिप्टर को छोड़कर सब कुछ अनदेखा करता है; शून्य मोड वाले डिस्क्रिप्टर के लिए, डिवाइस क्लास द्वारा ड्राइवर को परिभाषित करता है, ड्राइवर को लोड करता है और इसके AddDevice फ़ंक्शन को कॉल करता है, कॉन्फ़िगरेशन डेटा के लिए एक पॉइंटर और उनके अंदर वांछित इंटरफ़ेस डिस्क्रिप्टर के लिए एक संकेतक। डिवाइस के साथ आगे के काम के लिए, लोड किए गए ड्राइवर जिम्मेदार हैं। मैं बाद के लेखों में मौजूदा KolibriOS ड्राइवरों के बारे में बात करूंगा।

श्रृंखला के सभी लेख

भाग 1: सामान्य रूपरेखा
भाग 2: मेजबान नियंत्रकों के साथ काम करने की मूल बातें
भाग 3: होस्ट कंट्रोलर सपोर्ट कोड
भाग 4: चैनल समर्थन स्तर
भाग 5: तार्किक उपकरण स्तर
भाग 6: हब ड्राइवर