基于DWC2的USB驱动开发-UVC的单元和终端类请求驱动代码优化
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基于DWC2的USB驱动开发-UVC的单元和终端类请求驱动代码优化 (qq.com)
前言
前面介绍了UVC的处理单元和相机终端，可以看到各单元和终端的请求形式都是一样的, 只是支持的CS和操作类型不一样，数据的大小不一样。目前的驱动是基于层层switch去解析的，这样代码冗余非常大，每一个接口的每一个单元和终端的每一个CS的每一个操作类型都要单独添加代码处理，而且这些处理应该位于类相关代码中，对用户不可见，用户只需要关心具体的值的获取与更新。而现在的处理方式做不到，现在用户必须去修改这部分代码才能获取和更新值，并且添加修改接口，终端和单元就需要修改代码。所以有必要对驱动进行优化，下面介绍优化细节。
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数据抽象
前面我们可以看到，单元和终端请求及其数据都是类似的，变化的是接口号，单元和终端号，CS，操作类型，值的大小，所以对这些进行抽象，抽象为数据结构，对应的变量即数据结构的成员变量。
首先对CS对应的值空间分配进行抽象
规格书P173中类相关的请求，对应如下，即对应不同的数据类型，其中SET只有一个，其他都是GET，暂时不考虑ALL的操作，对于ALL的操作预留回调接口到时单独实现，目前基本是不会用到ALL相关的操作的。
那么我们需要如下的值空间，共7个值
CUR 当前值
MIN 最小值
MAX 最大值
RES 分辨率
LEN 数据长度
INFO 信息
DEF 默认值
最直接的分配空间的方法是以上7个类型各存一份，可连续放在一起。
但是不是所有的CS都支持这些值，所以为了减少空间占用，我们只分配支持的，不支持的不需要分配空间。并且我们还需要知道每个值的长度,
于是一个CS需要一片空间，这一片空间再分配给具体的某个类型，这样每个类型还需要一个长度信息，于是抽象出如下结构体
/**
* struct usbd_uvc_utcs_t
* UVC类的终端和单元对应CS的值,所有操作类型的值空间分配
*/
typedef struct
{
uint8_t cs; /**< Control Selector Codes */
uint8_t* buffer; /**< 数据缓冲区 */
uint8_t len[7]; /**< [CUR MIN MAX RES LEN INFO DEF]的顺序,索引0对应CUR */
} usbd_uvc_utcs_t;
Cs即为对应的CS
Buffer即分配给该CS下所有类型值的空间
Len[7]对应7个类型，每个类型的长度，长度为0表示该类型不支持。
那么怎么知道该类型在buffer中的偏移呢，可以通过前面所有len累计来计算，
比如MAX在CUR和MIN后面，其偏移就是len[0]+len[1],
并且还可以用GET_XXX的值是连续递增的特点来计算，比如GET_MAX=GET_CUR+2,
所以前面有2个值，所以计算偏移循环计算前面2个即可。
以上对小的颗粒CS的数据空间进行了抽象，再往上一层，一个单元和终端支持多个CS，但是不一定所有的都会支持，所以需要再将支持的CS进行组合
抽象出如下结构体
typedef void (*uvc_ut_set_pf)(void* data, uint32_t len); /**< SET回调函数 */
typedef void (*uvc_ut_get_pf)(void* data, uint32_t len); /**< GET回调函数 */
/**
* struct usbd_uvc_utcr_t
* UVC类的终端和单元控制请求结构体
* Unit and Terminal Control Requests
*/
typedef struct usbd_uvc_utcr
{
uint8_t itf; /**< 位于的接口 */
uint8_t id; /**< 终端和单元ID */
uint8_t csnum; /**< 终端和单元的CS个数 */
usbd_uvc_utcs_t* cs; /**< 终端和单元CS对应的值空间 */
uvc_ut_set_pf set_cb; /**< SET回调 */
uvc_ut_get_pf get_cb; /**< GET回调 */
struct usbd_uvc_utcr* next; /**< 指向下一个终端或单元 */
} usbd_uvc_utcr_t;
用户初始化
这样用户只需要分配上述空间，并注册回调函数，实现回调函数即可
usbd_uvc_utcr_t s_uvc_utcr2_t=
{
0, /**< 接口0 */
2, /**< ID2 */
sizeof(s_uvc_utcs2_t)/sizeof(s_uvc_utcs2_t[0]), /**< 总共19个属性 */
.cs=s_uvc_utcs2_t, /**< 终端和端元CS及其值 */
.set_cb=0, /**< set回调 */
.get_cb=0, /**< get回调 */
.next=0, /**< usbd_uvc_reg_utcr时自动链接 */
};
如下注册即可 usbd_uvc_reg_utcr(&s_uvc_utcr2_t);
对应s_uvc_utcs2_t一行对应一个CS，我们根据手册的描述来设置
以PU_BACKLIGHT_COMPENSATION_CONTROL为例
该CS支持的类型有CUR，MIN，MAX，RES，INFO，DEF除了LEN都支持
对应长度分别时{2,2,2,2,0,1,2}总长为11，所以需要11字节缓冲区
uint8_t s_backlight_buffer_au8[11];
/** 处理单元
* len[CUR MIN MAX RES LEN INFO DEF]
*/
usbd_uvc_utcs_t s_uvc_utcs2_t[]=
{
{
.cs = PU_BACKLIGHT_COMPENSATION_CONTROL,
.buffer = s_backlight_buffer_au8,
{2,2,2,2,0,1,2},
},
}
以上就完成了初始化，缓冲区可以动态分配也可以静态分配。
注册过程
如下将每个终端和的单元的结构体通过单向链表链接起来，usb_uvc为类结构体全局变量，属于驱动部分这里不讲，后面会讲到。
/**
* @fn int usbd_uvc_reg_utcr(usbd_uvc_utcr_t* item)
* 注册类相关单元和终端控制请求
* @param[in] item ref usbd_uvc_utcr_t
* @retval 0:成功.
* @retval !=0:其他值失败.
*/
int usbd_uvc_reg_utcr(usbd_uvc_utcr_t* item)
{
if(item == (usbd_uvc_utcr_t*)0)
{
return -1;
}
if(usbd_uvc.utcr_list == (void*)0)
{
/* 当前链表为空,直接添加到头
* 设置Next为空
*/
item- >next = (usbd_uvc_utcr_t*)0;
usbd_uvc.utcr_list = item;
}
else
{
/* 当前链表不为空,插入到头
* 设置Next为之前的头
*/
item- >next = (usbd_uvc_utcr_t*)(usbd_uvc.utcr_list);
usbd_uvc.utcr_list = item;
}
return 0;
}
处理过程
可以简单了很多，且支持任意的接口，终端单元，CS和类型的配置。
static void uvc_class_ut_req(dwc_handle *dwc, ureq_t setup)
{
/* 搜寻终端和处理单元号 */
usbd_uvc_utcr_t* p = 0;
usb_class_def* c_p;
int itf;
int id;
int cs;
int req;
int off = 0;
int len = 0;
int getsetlen = 0;
itf = setup- >wIndex & 0xFF;
/* 根据接口号查找接口类 */
c_p = dwc- >pclass_cb;
int getitf=0;
while(c_p != 0)
{
for(int i=0; i< 8; i++)
{
if(c_p- >itfs[i] == 0xFF)
{
break;
}
if(c_p- >itfs[i] == itf)
{
getitf = 1;
break;
}
}
if(getitf != 0)
{
p = c_p- >utcr_list;
break;
}
c_p= c_p- >next;
}
if(p == 0)
{
/* 没有找到接口对应的类 */
USBD_UVC_WARN(("unknow itf:%drn",itf));
return;
}
id = (setup- >wIndex > > 8) & 0xFF;
cs = (setup- >wValue > > 8) & 0xFF;
req = setup- >bRequest;
#if 0
if((req & 0xF0) == 0x90)
{
/* GET_XXX_ALL*/
usb_ep0_set_stall(dwc); /* 暂时不支持 后面再实现 */
return;
}
else if((req & 0xF0) == 0x10)
{
/* SET_CUR_ALL */
usb_ep0_set_stall(dwc); /* 暂时不支持 后面再实现 */
return;
}
else
{
/* 其他的支持 */
}
#endif
while(p != (usbd_uvc_utcr_t*)0)
{
if((p- >itf == itf) && (p- >id == id))
{
for(int i=0; i< p- >csnum; i++)
{
if(cs == p- >cs[i].cs)
{
/* 如果长度为0说明不支持,直接STALL返回 */
len = p- >cs[i].len[(req&0x0F) - 1];
if(len == 0)
{
usb_ep0_set_stall(dwc);
USBD_UVC_WARN(("NOT SUPPORT ITF:%d ID:%d CS:%d REQ%drn",itf,id,cs,req));
return;
}
getsetlen = setup- >wLength > len ? len : setup- >wLength;
/* 计算偏移值 */
off = 0;
for(int j=0; j< ((req&0x0F) - 1); j++)
{
off += p- >cs[i].len[j];
}
/* 找到CS
* INFO CUR MIN MAX RES DEF LEN
*/
switch(req)
{
case GET_INFO:
case GET_CUR:
case GET_MIN:
case GET_MAX:
case GET_RES:
case GET_DEF:
case GET_LEN:
if(p- >get_cb != 0)
{
p- >get_cb(0,0);
}
usb_ep0_write(dwc, p- >cs[i].buffer + off, getsetlen);
USBD_UVC_LOG(("ITF:%d ID:%d GET CS:%d REQ:%x OF:%d LEN:%drn",itf,id,cs,req,off,getsetlen));
break;
case SET_CUR:
if(p- >set_cb != 0)
{
p- >set_cb(0,0);
}
usb_ep0_read(dwc, p- >cs[i].buffer + off, getsetlen, 0);
USBD_UVC_LOG(("%d %d SET %d %d %d %drn",itf,id,cs,req,off,getsetlen));
break;
default:
usb_ep0_set_stall(dwc);
break;
}
return;
}
}
}
p = p- >next;
}
/* 未找到匹配项则STALL */
usb_ep0_set_stall(dwc);
}
对比之前的设计，
总结
以上实现了终端和单元请求相关驱动的代码，实现可分层设计，可扩展具备可移植性。后面再考虑实现ALL相关的操作。
审核编辑：汤梓红
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