原创 U盘实现流程跟踪分析01

<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

一、追踪USB大容量设备的实现流程

1、从main.c开始

（1）main函数的执行流程

  Set_System();  //设置时钟、端口等。

  Set_USBClock();  //设置usb的时钟

  USB_Interrupts_Config();  //设置中断

  Led_Config();  //设置所使用的到的灯。

  MSD_Init();  //SD卡初始化

  Get_Medium_Characteristics();  //获取SD块总数、每块字节数。

  USB_Init();  //USB_init.c提供的初始化函数。从这里开始USB设备被主机检测到。

  while (1)

  {  //USB的工作都是在中断中完成的，主执行流程什么也没做。

  }

（2）与鼠标例程不同的地方

在中断配置中，使能了USB高优先级中断。

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel= USB_HP_CAN_TX_IRQChannel;

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

用到了几个灯指示，这个我的开发板上用不到，就不详细看了。

MSD_Init()，是对SD卡进行初始化。该函数在msd.c中，我看了一下它的SD卡实现的代码，比我的SD函数代码齐整多了。以后有时间要把我的USB驱动好好的整理一下。不过现在就先不管了。

接下来这个函数获取SD卡的容量，这样的函数我在SD卡驱动中也实现了，改变一下调用方式就行了。

USB_Init()函数在usb_init.c库函数中，但它最终会调用user_prop.c宏的用户初始化例程。下面就追踪进去看一看。

（3）大容量存储设备的初始化

void MASS_init()

{

  pInformation->Current_Configuration = 0;

  PowerOn();  连接电缆主机很快发总线复位。

  _SetISTR(0);

  wInterrupt_Mask = IMR_MSK;

  _SetCNTR(wInterrupt_Mask);  开启复位和传输中断。

  pInformation->Current_Feature = MASS_ConfigDescriptor[7];

  while (pInformation->Current_Configuration == 0)

  {

    NOP_Process();

  }

  bDeviceState = CONFIGURED;  //这句执行完成后，设备处于已配置状态。我先在这里加一句调试语句。

#if usb_debug

Uart_PutString（“设备已配置”）；

#endif

}

2、进入复位中断

（1）先列出中断处理代码

发生总线复位中断以后，处理是在usb_prop.c的Mass_Reset（）函数中完成的。

void MASS_Reset()

{

  Device_Info.Current_Configuration = 0;

  SetBTABLE(BTABLE_ADDRESS);

  SetEPType(ENDP0, EP_CONTROL);  //端点0控制端点

  SetEPTxStatus(ENDP0, EP_TX_NAK); //不响应IN

  SetEPRxAddr(ENDP0, ENDP0_RXADDR); //设置接收缓冲区（OUT）

  SetEPRxCount(ENDP0, Device_Property.MaxPacketSize); 接收长度。

  SetEPTxAddr(ENDP0, ENDP0_TXADDR); //发送缓冲区（IN）

  Clear_Status_Out(ENDP0);

  SetEPRxValid(ENDP0);  //使能端点0的接收。

   SetEPType(ENDP1, EP_BULK); //端点1批量模式

  SetEPTxAddr(ENDP1, ENDP1_TXADDR); //设置发送缓冲区（IN）

  SetEPTxStatus(ENDP1, EP_TX_NAK); 发送不响应。

  SetEPRxStatus(ENDP1, EP_RX_DIS); //接收无效。对OUT无效

  SetEPType(ENDP2, EP_BULK); //端点2批量模式

  SetEPRxAddr(ENDP2, ENDP2_RXADDR); //设置接收缓冲区OUT

  SetEPRxCount(ENDP2, Device_Property.MaxPacketSize);

  SetEPRxStatus(ENDP2, EP_RX_VALID);

  SetEPTxStatus(ENDP2, EP_TX_DIS); //发送无效，对IN无效

  SetDeviceAddress(0);  //使能USB接口模块。

  CBW.dSignature = BOT_CBW_SIGNATURE;

  Bot_State = BOT_IDLE; //命令状态机初始化为空闲状态

}

在这里没有我没有看到将批量端点设置为双缓冲模式的迹象，难道这个例程没有用它？

3、进入枚举过程

因为在鼠标例程中已经详细分析过枚举过程，这里主要是大容量设备枚举过程中不同的地方做一下分析。

（1）获取设备描述符、设置地址。

（2）获取配置描述符

（3）获取配置描述符集合，这里主要讲接口描述符分析一下。

    0x09,   /* bLength: Interface Descriptor size */

    0x04,   /* bDescriptorType: */

    0x00,   /* bInterfaceNumber: Number of Interface */

    0x00,   /* bAlternateSetting: Alternate setting */

    0x02,   /* bNumEndpoints*/  使用两个端点

    0x08,   /* bInterfaceClass: MASS STORAGE Class，大容量存储类 */

    0x06,   /* bInterfaceSubClass : SCSI transparent，SCSI传输*/

    0x50,   /* nInterfaceProtocol ，仅批量传输*/

    4,          /* iInterface: */

（4）获取字符串描述符

（5）类请求实现：

类获取逻辑盘：

一般返回0

类请求复位：

    ClearDTOG_TX(ENDP1);

    ClearDTOG_RX(ENDP2);

    CBW.dSignature = BOT_CBW_SIGNATURE;

    Bot_State = BOT_IDLE;

（6）设置配置

在用户设置的回调函数中，又调用

void Mass_Storage_SetConfiguration(void)

{

  if (pInformation->Current_Configuration)

  {

    ClearDTOG_TX(ENDP1);

    ClearDTOG_RX(ENDP2);

    Bot_State = BOT_IDLE;  }

}

这个工作前面已经做过了。

4、主机发命令INQUIRY

（1）首先进入批量输出中断

该中断的回调函数调用Mass_Storage_Out()进行处理。

（2）追踪进入Mass_Storage_Out()

void Mass_Storage_Out (void)

{

  u8 CMD;

  CMD = CBW.CB[0]; //

  Data_Len = GetEPRxCount(ENDP2);

  PMAToUserBufferCopy(Bulk_Data_Buff,ENDP2_RXADDR, Data_Len);

  switch (Bot_State)

  {

    case BOT_IDLE:

      CBW_Decode();  //第一次收到命令肯定调用这个解码函数。

      break;   //它的作用应该是填充CBW命令块封包结构

    case BOT_DATA_OUT:

      if (CMD == SCSI_WRITE10)

      {

        SCSI_Write10_Cmd();

        break;

      }

}

（3）追踪进入CBW_Decode()

这个函数的代码较长，我就不列举在这里了，我就分析一下本次的主要工作。

首先将用户缓冲区的数据复制到命令封包结构里面。

然后准备好状态封包结构：

  CSW.dTag = CBW.dTag;  //这个标志由主机生成，可以用于检查设备是否正确收到该命令。

  CSW.dDataResidue = CBW.dDataLength;

然后主要是根据命令操作码，调用相应的SCSI命令处理函数。

      switch (CBW.CB[0])

      {

        case SCSI_REQUEST_SENSE:

          SCSI_RequestSense_Cmd ();

          break;

        case SCSI_INQUIRY:

          SCSI_Inquiry_Cmd();

          break;

我这里就列出了两项，实际的命令是很多的。本次主要是查询处理。

（4）追踪进入SCSI_Inquiry_Cmd()

以上函数是在usb_bot.c里面，现在跳转到usb_scsi.c里面。

这个函数的主要工作是调用Transfer_Data_Request(Inquiry_Data, Inquiry_Data_Length)来完成。

这个Inquiry_Data = Standard_Inquiry_Data，后面这个Standard_Inquiry_Data是scsi_data.c里面定义的一个数据结构，专门用于inquiry命令的返回。

u8 Standard_Inquiry_Data[] =

  {

    0x00,          /* Direct Access Device */

    0x80,          /* RMB = 1: Removable Medium */

    0x02,          /* Version: No conformance claim to standard */

    0x02,           //这里圈圈的书上说应该为 0x01

    36 - 4,         //这里圈圈的书上说应该为 31

    0x00, 0x00, 0x00,     /* SCCS = 1: Storage Controller Component */

    'S', 'T', 'M', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ',//厂商信息

    'S', 'T', 'R', ' ', ' ', 'F', 'l', 'a', 's', 'h', ' ', 'D', 'i', 's', 'k', ' ',//产品信息

    '1', '.', '0', ' '                //版本信息。

  };

（5）追踪进入Transfer_Data_Request ()

void Transfer_Data_Request(u8* Data_Pointer, u16 Data_Len)

{

  UserToPMABufferCopy(Data_Pointer, ENDP1_TXADDR, Data_Len);

  SetEPTxCount(ENDP1, Data_Len);

  SetEPTxStatus(ENDP1, EP_TX_VALID);

  Bot_State = BOT_DATA_IN_LAST;

  CSW.dDataResidue -= Data_Len;

  CSW.bStatus = CSW_CMD_PASSED; //设置好命令状态封包信息。

}

（6）接下来，主机会发IN，取走查询信息。并进入批量输入中断。

在该中断中，将调用函数Mass_Storage_In (void)

void Mass_Storage_In (void)

{

  switch (Bot_State)

  {

    case BOT_CSW_Send:

    case BOT_ERROR:

      Bot_State = BOT_IDLE;

      SetEPRxStatus(ENDP2, EP_RX_VALID);/* enable the Endpoint to recive the next cmd*/

      break;

    case BOT_DATA_IN_LAST:

      Set_CSW (CSW_CMD_PASSED, SEND_CSW_ENABLE);

      SetEPRxStatus(ENDP2, EP_RX_VALID);

      break;

    default:

      break;

  }

}

然后设备的命令状态机状态变为Set_CSW（）这个函数所设置的状态，一般为BOT_CSW_Send。

（7）追踪进入Set_CSW（）

在该函数中：

void Set_CSW (u8 CSW_Status, u8 Send_Permission)

{

  CSW.dSignature = BOT_CSW_SIGNATURE;

  CSW.bStatus = CSW_Status;  //命令状态封包数据已经准备好

  UserToPMABufferCopy((&CSW),ENDP1_TXADDR, DATA_LENGTH);

  SetEPTxCount(ENDP1, CSW_DATA_LENGTH);

  Bot_State = BOT_ERROR;

  if (Send_Permission)

  {

    Bot_State = BOT_CSW_Send;

    SetEPTxStatus(ENDP1, EP_TX_VALID);

  }

}

然后，主机再次发IN令牌包，取走命令状态封包。

case BOT_ERROR:

      Bot_State = BOT_IDLE;

      SetEPRxStatus(ENDP2, EP_RX_VALID);

端点2的接收又被使能，重新进入接收命令状态。