1.概述
RK33999使用synopsys dwc3的USB3.0控制器IP。早期的初始化需要在两个模块中进行，一个在rockchip官方提供的驱动中初始化，位于drivers/usb/dwc3/dwc3-rockchip.c文件中，主要初始化和CPU紧密相关的内容，如时钟、复位、电源、extcon（用于USB模式切换），另一个在synopsys提供的驱动中初始化，位于drivers/usb/dwc3/core.c文件中，这部分和USB3.0控制器密切相关，如USB3.0控制器内部寄存器地址、USB3.0的PHY、中断等。只有两个模块都初始化完毕，USB3.0控制器才能正常工作。本节只分析USB驱动早期初始化部分。
2.设备树
下面是USB3.0控制器的设备树节点。最外层的兼容属性为"rockchip,rk3399-dwc3"，为rockchip定义的属性，有时钟、电源、复位、extcon等。extcon（external connectors）是USB用于状态通知的驱动，主要用于USB模式切换，当PHY收到中断及处理完USB状态后，通过extcon驱动广播到监听该事件的所有驱动。使用devm_extcon_register_notifier来注册监听usb状态变化的回调函数。内层的兼容属性为"snps,dwc3"，为synopsys公司定义的属性，主要和USB控制器机PHY相关。dwc3设备节点具体属性信息可参考Documentation/devicetree/bindings/usb/dwc3.txt文档。
由于usbdrd3_0设备树节点是根节点的子节点，且有compatible属性，因此内核会自动将其转换为platform_device，然后和对应的驱动进行匹配，而其子节点usbdrd_dwc3_0内核则不会处理，由其父节点usbdrd3_0的驱动处理。
usbdrd3_0: usb0 {
compatible = "rockchip,rk3399-dwc3";
clocks = <&cru SCLK_USB3OTG0_REF>, <&cru SCLK_USB3OTG0_SUSPEND>,
<&cru ACLK_USB3OTG0>, <&cru ACLK_USB3_GRF>;
clock-names = "ref_clk", "suspend_clk", "bus_clk", "grf_clk";
power-domains = <&power RK3399_PD_USB3>; // 电源
resets = <&cru SRST_A_USB3_OTG0>; // 用于复位
reset-names = "usb3-otg";
#address-cells = <2>;
#size-cells = <2>;
ranges;
status = "disabled";
usbdrd_dwc3_0: dwc3@fe800000 {
compatible = "snps,dwc3";
reg = <0x0 0xfe800000 0x0 0x100000>;
interrupts = <GIC_SPI 105 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 0>; // 中断属性
dr_mode = "otg"; // 模式，默认模式为OTG
phys = <&u2phy0_otg>, <&tcphy0_usb3>;
phy-names = "usb2-phy", "usb3-phy"; // USB PHY
phy_type = "utmi_wide";
/* when set clears the enblslpm in GUSB2PHYCFG,
disabling the suspend signal to the PHY */
snps,dis_enblslpm_quirk;
/* when set, clear the u2_freeclk_exists in GUSB2PHYCFG,
specify that USB2 PHY doesn't provide a free-running PHY clock */
snps,dis-u2-freeclk-exists-quirk;
/* when set core will disable USB2 suspend phy */
snps,dis_u2_susphy_quirk;
/* when set core will change PHY power from P0 to P1/P2/P3 without delay */
snps,dis-del-phy-power-chg-quirk;
/* when set, disable u2mac linestate check during HS transmit */
snps,tx-ipgap-linecheck-dis-quirk;
/* when set, need an extraordinary delay to wait for xHC enter the
Halted state (i.e. HCH in the USBSTS register is '1') */
snps,xhci-slow-suspend-quirk;
/* when set, the xHC use the Evaluate Next TRB(ENT) flag to force
the xHC to pre-fetch the next TRB of a TD */
snps,xhci-trb-ent-quirk;
/* when set, need warm reset on resume */
snps,usb3-warm-reset-on-resume-quirk;
status = "disabled";
};
};
&usbdrd3_0 {
status = "okay";
extcon = <&fusb0>;
};
&i2c4 {
status = "okay";
i2c-scl-rising-time-ns = <160>;
i2c-scl-falling-time-ns = <30>;
clock-frequency = <400000>;
fusb0: fusb30x@22 {
compatible = "fairchild,fusb302";
reg = <0x22>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&fusb0_int>;
int-n-gpios = <&gpio1 2 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
vbus-5v-gpios = <&gpio4 26 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
status = "okay";
};
......
};
3.初始化驱动分析
初始化驱动分为两部分，一部分是和CPU相关的初始化，如时钟、电源等，由rockchip提供的驱动完成，另一部分是USB控制器相关的初始化，如USB控制器寄存器地址、中断、PHY等，由synopsys官方的驱动完成。这两部分分开来分析，首先分析rockchip提供的驱动，最后分析synopsys官方的驱动。
3.1.rockchip USB初始化驱动分析
rockchip提供的USB初始化驱动是一个platform_driver，设备树匹配的属性为"rockchip,rk3399-dwc3"，入口函数为dwc3_rockchip_probe。下面分析一下入口函数的执行流程。
[drivers/usb/dwc3/dwc3-rockchip.c]
static const struct of_device_id rockchip_dwc3_match[] = {
{ .compatible = "rockchip,rk3399-dwc3" },
{ /* Sentinel */ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, rockchip_dwc3_match);
static struct platform_driver dwc3_rockchip_driver = {
.probe = dwc3_rockchip_probe,
.remove = dwc3_rockchip_remove,
.driver = {
.name = "rockchip-dwc3",
.of_match_table = rockchip_dwc3_match,
.pm = DEV_PM_OPS,
},
};
module_platform_driver(dwc3_rockchip_driver);
dwc3_rockchip_probe函数主要的工作如下：
（1）获取时钟和使能时钟
（2）将子节点usbdrd_dwc3_0转换为platform_device，并保存子节点对应设备驱动程序的私有数据结构dwc3结构体指针，若获取不到dwc3结构体指针，则返回EPROBE_DEFER，内核稍后会再次执行dwc3_rockchip_probe函数。
（3）处理extcon属性，设置通知回调函数，设备的回调函数为dwc3_rockchip_device_notifier，主机的回调函数为dwc3_rockchip_host_notifier，回调函数通过otg_work工作队列执行
（4）异步执行dwc3_rockchip_async_probe函数，主要注册通知回调、设置电源等工作
dwc3_rockchip_probe
devm_kzalloc // 分配struct dwc3_rockchip结构体内存
of_clk_get_parent_count // 获取设备树引用时钟源的数量
rockchip->num_clocks = count // 保存时钟源的数量
devm_kcalloc // 分配num_clocks个struct clk*指针
platform_set_drvdata // 保存dwc3_rockchip指针
clk = of_clk_get(np, i) // 获取时钟
clk_prepare_enable // 使能时钟
rockchip->clks[i] = clk // 保存时钟结构体指针
pm_runtime_set_active // 电源管理相关
pm_runtime_enable
pm_runtime_get_sync
devm_reset_control_get(dev, "usb3-otg") // 获取用于复位的reset_control
of_get_child_by_name(np, "dwc3") // 获取子节点dwc3的device_node
/* 遍历指定节点的所有子节点，将复合要求的转换为platform_device，即将usbdrd3_0的子节点
usbdrd_dwc3_0转换为platform_device */
of_platform_populate
// 初始化工作队列，工作队列的入口函数为dwc3_rockchip_otg_extcon_evt_work，用于USB模式切换
INIT_WORK(&rockchip->otg_work, dwc3_rockchip_otg_extcon_evt_work)
of_find_device_by_node // 获取子节点的platform_device指针，即usbdrd_dwc3_0节点
/* 获取子节点驱动的私有数据指针，即dwc3结构体指针，若获取不成功，则返回EPROBE_DEFER，
内核会后续再次执行dwc3_rockchip_probe */
rockchip->dwc = platform_get_drvdata
// 若是Host和OTG模式，则获取主机控制器的struct usb_hcd指针
rockchip->hcd = dev_get_drvdata(&rockchip->dwc->xhci->dev)
// 处理extcon属性
dwc3_rockchip_get_extcon_dev
// 判断usbdrd3_0节点中是否有extcon属性
device_property_read_bool(dev, "extcon")
extcon_get_edev_by_phandle // 通过引用的设备树节点获取struct extcon_dev
// 设置通知的回调函数
rockchip->device_nb.notifier_call = dwc3_rockchip_device_notifier;
rockchip->host_nb.notifier_call = dwc3_rockchip_host_notifier;
rockchip->edev = edev;
// 异步执行dwc3_rockchip_async_probe函数，实质上是通过system_unbound_wq工作队列执行
async_schedule(dwc3_rockchip_async_probe, rockchip)
extcon的回调函数如下，设备和主机的回调函数除了参数不一样，其他都一样，都是通过schedule_work调度otg_work工作队列处理工作任务，工作任务函数为dwc3_rockchip_otg_extcon_evt_work，主要和USB模式切换有关，后面分析extcon驱动时详细分析。
dwc3_rockchip_device_notifier
// 获取dwc3_rockchip结构体
rockchip = container_of(nb, struct dwc3_rockchip, device_nb)
// usb不处于suspended状态时，调度otg_work工作队列
schedule_work(&rockchip->otg_work)
dwc3_rockchip_host_notifier
// 获取dwc3_rockchip结构体
rockchip = container_of(nb, struct dwc3_rockchip, host_nb)
// usb不处于suspended状态时，调度otg_work工作队列
schedule_work(&rockchip->otg_work)
dwc3_rockchip_async_probe是异步执行的函数，实质上是通过system_unbound_wq工作队列执行。主要工作是注册extcon的通知回调函数、给USB PHY上电及创建调试属性文件组。
dwc3_rockchip_async_probe
// 获取设备是否有"needs-reset-on-resume"属性，有返回true
device_property_read_bool(dev, "needs-reset-on-resume")
devm_extcon_register_notifier(..., &rockchip->device_nb) // 注册设备的extcon通知回调函数
devm_extcon_register_notifier(..., &rockchip->host_nb) // 注册主机的extcon通知回调函数
// 若存在extcon或dr_mode为USB_DR_MODE_OTG，则进行电源相关设置
pm_runtime_set_autosuspend_delay // 设置autosuspend的延迟时间为500毫秒
pm_runtime_allow // 开启动态电源管理
pm_runtime_suspend // 进入suspend状态
// 调度otg_work工作队列，执行函数为dwc3_rockchip_otg_extcon_evt_work
schedule_work(&rockchip->otg_work)
// 若extcon不存在且dr_mode不为USB_DR_MODE_OTG，说明USB控制器不进行模式切换
// 只能是主机模式或设备模式，
// 设置connected为true，防止USB从PM suspend状态转换为resume时复位DWC3控制器，
// 主机模式复位时会导致设备重新枚举
rockchip->connected = true
// 若设备没有设置"needs-reset-on-resume"属性且CPU为"rockchip,rk3399"且
// dr_mode为USB_DR_MODE_HOST
// RK3399的USB3.0的PHY为Type-C PHY，除了在dwc3_core_init()中上电，还需要在
// 这里上电，以防止USB设备连接到DWC3主机控制器后状态切换为suspend时关闭PHY的电源
phy_power_on(dwc->usb2_generic_phy)
phy_power_on(dwc->usb3_generic_phy)
rockchip->is_phy_on = true
// 创建调试属性文件组
sysfs_create_group(&dev->kobj, &dwc3_rockchip_attr_group)
3.2.synopsys USB初始化驱动分析
3.2.1.数据结构体分析
struct dwc3是USB3.0 OTG控制器的核心数据结构，所有工作都围绕此数据结构展开。该数据结构的意义如下面的代码所示，省略了一些不太重要的内容。
[drivers/usb/dwc3/core.h]
struct dwc3 {
struct usb_ctrlrequest *ctrl_req; // 用于端点0的USB控制请求
struct dwc3_trb *ep0_trb; // 端点0控制传输的trb
void *ep0_bounce; // 端点0的bounce buffer
void *zlp_buf; // request->zero设置时使用
void *scratchbuf; // RK3399 dwc3控制器没有使用
u8 *setup_buf; // 处理标准USB请求时使用
dma_addr_t ctrl_req_addr; // ctrl_req的dma地址
dma_addr_t ep0_trb_addr; // ep0_trb的dma地址
dma_addr_t ep0_bounce_addr; // ep0_bounce的dma的地址
dma_addr_t scratch_addr; // scratchbuf的dma地址
struct dwc3_request ep0_usb_req; // dummy req used while handling STD USB requests
struct device *dev;
struct platform_device *xhci; // USB主机控制器数据结构
struct resource xhci_resources[DWC3_XHCI_RESOURCES_NUM]; // USB主机控制器资源
struct dwc3_event_buffer *ev_buf; // 事件buffer
struct dwc3_ep *eps[DWC3_ENDPOINTS_NUM]; // 端点数据结构的指针数组，长度为32
struct usb_gadget gadget; // USB控制器处于设备模式时使用的数据结构
struct usb_gadget_driver *gadget_driver; // 设备模式时使用的驱动，由具体匹配的设备决定
void __iomem *regs; // 寄存器基地址
size_t regs_size; // 寄存器地址长度
enum usb_dr_mode dr_mode; // USB控制器模式枚举类型
u32 fladj; // frame length adjustment
u32 irq_gadget; // USB处于设备模式时的中断号
u32 nr_scratch; // scratch buffers的数量，没有使用
u32 u1u2; // only used on revisions <1.83a for workaround
u32 maximum_speed; // 最大的速度
u32 revision; // USB控制器寄存器中的版本号
enum dwc3_ep0_next ep0_next_event; // hold the next expected event
enum dwc3_ep0_state ep0state; // 端点0的状态
enum dwc3_link_state link_state; // 链接状态
u16 isoch_delay; // wValue from Set Isochronous Delay request
u16 u2sel; // parameter from Set SEL request
u16 u2pel; // parameter from Set SEL request
u8 u1sel; // parameter from Set SEL request
u8 u1pel; // parameter from Set SEL request
u8 speed; // device speed (super, high, full, low)
u8 num_out_eps; // 输出端点的数量
u8 num_in_eps; // 输入端点的数量
void *mem; // 指向该结构体的起始内存地址，dwc3有对齐要求，可能开始的多个字节内存没有使用
struct dwc3_hwparams hwparams; // 寄存器缓存
struct dentry *root;
struct debugfs_regset32 *regset;
u8 test_mode;
u8 test_mode_nr;
u8 lpm_nyet_threshold;
u8 hird_threshold;
u32 grxthrcfg[2];
u32 gtxthrcfg[2];
};
struct dwc3结构体很复杂，内部嵌入了很多重要的数据结构，它们之间的关系可以简略用下面的图说明。xhci指向了usb作为主机模式时的数据结构，使用platform_device表示，主机模式的驱动是platform_driver，两个会通过设备名称xhci-hcd匹配，具体在分析主机驱动时说明。usb作为设备模式时的数据结构是usb_gadget和gadget_driver；usb_gadget内部包含了usb_udc和usb_gadget_ops数据结构，usb_gadget_ops是usb控制器硬件操作函数集合，指向了dwc3_gadget_ops；gadget_driver是具体设备的驱动，需要根据匹配设备的类型决定，在设备匹配成功时设置。eps[32]是一个指针数组，保存了设备模式时所有端点结构体dwc3_ep的指针，每一个端点都对应一个dwc3_ep数据结构，端点0的操作函数集合指向了dwc3_gadget_ep0_ops，其他端点的操作函数集合指向了dwc3_gadget_ep_ops。
3.2.2.驱动分析
dwc3_rockchip_probe会将设备树节点usbdrd_dwc3_0转换为platform_device，随后会和dwc3_driver匹配，匹配成功后dwc3_probe函数将会被执行。
[drivers/usb/dwc3/core.c]
static const struct of_device_id of_dwc3_match[] = {
{
.compatible = "snps,dwc3"
},
{
.compatible = "synopsys,dwc3"
},
{ },
};
static struct platform_driver dwc3_driver = {
.probe = dwc3_probe,
.remove = dwc3_remove,
.driver = {
.name = "dwc3",
.of_match_table = of_match_ptr(of_dwc3_match),
.acpi_match_table = ACPI_PTR(dwc3_acpi_match),
.pm = &dwc3_dev_pm_ops,
},
};
module_platform_driver(dwc3_driver);
dwc3_probe完成dwc3 USB3.0控制器初始化的工作。主要内容如下：
（1）分配驱动的数据结构dwc3，并且按16字节对齐
（2）获取并处理资源，如寄存器资源、参数、最大速度、dr_mode等其他属性
（3）分配一致性DMA缓冲区dwc3_event_buffer，DMA将USB控制器事件传输到dwc3_event_buffer后由CPU处理
（4）核心初始化和USB模式初始化，后面详细分析
（5）初始化调试文件，具体如下图所示，用户可以在用户空间获取USB控制器信息和控制USB控制器
dwc3_probe
mem = devm_kzalloc // 分配dwc3结构体
dwc = PTR_ALIGN(mem, DWC3_ALIGN_MASK + 1) // 按16字节对齐
dwc->mem = mem // 保存分配的内存地址
// 设置64位DMA掩码，设备并不一定能在所有内存地址上执行DMA操作，在这种情况下，应该设置
// DMA地址掩码，dma_mask是设备DMA可以寻址的范围，coherent_dma_mask用于一致性映射的DMA掩码
dma_coerce_mask_and_coherent(&pdev->dev, DMA_BIT_MASK(64))
platform_get_resource // 获取寄存器地址资源
devm_ioremap_resource // 映射寄存器地址，但不包括xHCI的寄存器，xHCI的寄存器由其驱动处理
lpm_nyet_threshold = 0xff /* default to highest possible threshold */
tx_de_emphasis = 1 /* default to -3.5dB de-emphasis */
/* default to assert utmi_sleep_n and use maximum allowed HIRD
threshold value of 0b1100 */
hird_threshold = 12
usb_get_maximum_speed // 获取最大速度
usb_get_dr_mode // 获取dr_mode
...... // 获取dwc3的一些属性，可参考设备树节点和dwc3.txt文档
// 若maximum_speed为USB_SPEED_UNKNOWN，则设置为USB_SPEED_SUPER
dwc->maximum_speed = USB_SPEED_SUPER;
platform_set_drvdata // 设置platform_device的私有数据
dwc3_cache_hwparams // 读取dwc3控制器内部寄存器保存的参数，保存到dwc3的hwparams
dwc3_core_get_phy // 获取dwc3 usb控制器的phy
dwc3_alloc_event_buffers // 分配事件缓冲区，长度为DWC3_EVENT_BUFFERS_SIZE=4096
dwc3_alloc_one_event_buffer
devm_kzalloc // 首先分配管理事件缓冲区的dwc3_event_buffer结构体
evt->dwc = dwc // 保存dwc3结构体指针
evt->length = length // 保存缓冲区长度
// 分配一致性DMA缓冲区，buf保存虚拟地址，&evt->dma保存物理地址
evt->buf = dma_alloc_coherent(dwc->dev, length, &evt->dma, GFP_KERNEL)
dwc3_alloc_scratch_buffers // 分配暂存缓冲区，没有使用
dwc->scratchbuf = kmalloc_array // 分配nr_scratch * DWC3_SCRATCHBUF_SIZE内存
dwc3_core_init // 核心初始化
dwc3_core_init_mode // 根据dr_mode初始化对应的模式，有device、host和otg模式
dwc3_debugfs_init // dwc3调试属性相关初始化
debugfs_create_dir // 创建调试目录/sys/kernel/debug/fe800000.dwc3(fe900000.dwc3)
kzalloc // 分配debugfs_regset32结构体
dwc->regset->regs = dwc3_regs // 保存需要dump的寄存器
debugfs_create_regset32("regdump", ...) // 创建可以dump寄存器值的调试文件
// 创建可以切换模式的调试文件，需要开启CONFIG_USB_DWC3_DUAL_ROLE选项
debugfs_create_file("mode", ...., &dwc3_mode_fops)
// 创建调试模式的调试文件，需要开启CONFIG_USB_DWC3_DUAL_ROLE或CONFIG_USB_DWC3_GADGET选项
debugfs_create_file("testmode", ..., &dwc3_testmode_fops)
// 创建link_state调试文件，需要开启CONFIG_USB_DWC3_DUAL_ROLE或CONFIG_USB_DWC3_GADGET选项
debugfs_create_file("link_state", ..., &dwc3_link_state_fops)
// 创建端点调试文件，需要开启CONFIG_USB_DWC3_DUAL_ROLE或CONFIG_USB_DWC3_GADGET选项
dwc3_debugfs_create_endpoint_dirs(dwc, root)
dwc3_debugfs_create_endpoint_dir // 循环创建输入端点调试文件
debugfs_create_dir // 创建目录
dwc3_debugfs_create_endpoint_files // 创建文件
dwc3_debugfs_create_endpoint_dir // 循环创建输出端点调试文件
debugfs_create_dir // 创建目录
dwc3_debugfs_create_endpoint_files // 创建文件
dwc3_core_init主要的工作是初始化USB控制器硬件，主要流程如下：
（1）获取USB控制器IP的版本，便于后续进行不同的配置，USB控制器不同IP版本之间有差别，将Linux内核版本号写入USB控制器寄存器，以便发现某些版本下的bug
（2）根据dr_mode，选择是否复位USB控制器
（3）从USB控制器寄存器缓存中获取USB控制器端点数量，此处端点表示的是一组资源
（4）建立scratch_buffers，采用流式DMA映射，RK3399的USB控制器没有使用该特性
dwc3_core_init
dwc3_readl(dwc->regs, DWC3_GSNPSID) // 获取Global SNPS ID Register中的内容
/* Write Linux Version Code to our GUID register so it's easy to figure
out which kernel version a bug was found. */
dwc3_writel(dwc->regs, DWC3_GUID, LINUX_VERSION_CODE)
dwc3_writel(dwc->regs, DWC3_GUID, LINUX_VERSION_CODE)
dwc3_soft_reset // 软件复位USB控制器
// 只有USB控制器处于设备模式才会复位，处于主机模式或dr_mode为OTG模式
// 且寄存器被配置为主机模式时不复位，由后续的驱动复位
dwc3_readl(dwc->regs, DWC3_GCTL) // 读取USB的全局控制寄存器
timeout = jiffies + msecs_to_jiffies(500) // 设置复位等待超时时间为500毫秒
dwc3_writel(dwc->regs, DWC3_DCTL, DWC3_DCTL_CSFTRST) // 软件复位，复位成功该位被硬件清除
// 循环读取DWC3_DCTL寄存器，判断复位是否成功
dwc3_readl(dwc->regs, DWC3_DCTL)
time_after(jiffies, timeout) // 判断超时时间是否到
cpu_relax() // 内存屏障 asm volatile("yield" ::: "memory")
// yield：表示当前执行的线程不重要，可以被切换出去，memory：内存屏障
asm volatile("yield" ::: "memory") // aarch64
dwc3_core_soft_reset // 初始化PHY
dwc3_phy_setup // Configure USB PHY Interface of DWC3 Core
dwc3_core_num_eps // 获取端点数量
dwc->num_in_eps = DWC3_NUM_IN_EPS(parms) // 输入端点数量
dwc->num_out_eps = DWC3_NUM_EPS(parms) - dwc->num_in_eps // 输出端点数量
dwc3_setup_scratch_buffers // 没有使用
// 流式DMA映射，数据可以双向移动，即可以传输到设备也可以从设备传出，返回物理地址
scratch_addr = dma_map_single(..., DMA_BIDIRECTIONAL);
dwc->scratch_addr = scratch_addr // 保存物理地址
param = lower_32_bits(scratch_addr) // 获取低32位物理地址
dwc3_send_gadget_generic_command(..., DWC3_DGCMD_SET_SCRATCHPAD_ADDR_LO, ...)
// 向寄存器写入低32位地址，作为命令的参数，命令执行的时候会使用
dwc3_writel(dwc->regs, DWC3_DGCMDPAR, param)
// 写入命令，DWC3_DGCMD_CMDACT：激活命令，设置后开始执行命令
// DWC3_DGCMD_SET_SCRATCHPAD_ADDR_LO：Set Scratchpad Buffer Array Address Lo
dwc3_writel(dwc->regs, DWC3_DGCMD, cmd | DWC3_DGCMD_CMDACT)
USB控制器host模式驱动和device模式驱动是两套驱动框架，不能通用。因此，dwc3驱动初始化的时候，会根据dr_mode初始化对应的USB模式驱动，dr_mode在设备树中指定。设置USB控制器模式驱动的是dwc3_core_init_mode函数，该函数的主要工作如下：
（1）当dwc->dr_mode == USB_DR_MODE_PERIPHERAL，调用dwc3_gadget_init函数初始化device模式驱动
（2）当dwc->dr_mode == USB_DR_MODE_HOST，调用dwc3_host_init函数初始化host模式驱动
（3）当dwc->dr_mode == USB_DR_MODE_OTG，调用dwc3_gadget_init和dwc3_host_init函数，同时初始化device和host模式驱动
dwc3_core_init_mode // 根据dr_mode初始化对应的驱动
// dwc->dr_mode == USB_DR_MODE_PERIPHERAL
dwc3_set_mode(dwc, DWC3_GCTL_PRTCAP_DEVICE) // 设置USB控制器为设备模式
dwc3_gadget_init // 初始化设备驱动
// dwc->dr_mode == USB_DR_MODE_HOST
dwc3_set_mode(dwc, DWC3_GCTL_PRTCAP_HOST) // 设置USB控制器为主机模式
dwc3_host_init // 初始化主机驱动
// dwc->dr_mode == USB_DR_MODE_OTG
// 设置USB控制器为OTG模式，处于OTG模式的USB控制器可以为主机也可以为设备，由extcon负责切换
dwc3_set_mode(dwc, DWC3_GCTL_PRTCAP_OTG)
dwc3_host_init // 初始化主机驱动
dwc3_gadget_init // 初始化设备驱动
3.2.2.1.USB设备模式初始化分析
dwc3_gadget_init函数初始化device模式的驱动，主要的工作如下：
（1）获取和保存USB控制器中断，device模式和host模式的中断处理函数不一样
（2）分配dma一致性缓冲区，这里有多个缓冲区，后面在分析device模式驱动时说明
（3）设置usb_gadget结构体，该结构体是设备驱动的核心结构体，内嵌的usb_udc结构体描述了一个usb device控制器，内嵌的usb_gadget_ops是usb devcie控制器的硬件操作函数，指向dwc3_gadget_ops
（4）初始化输出和输入端点，端点的数量从usb控制器的寄存器缓存中获取，每一个端点分配一个dwc3_ep结构体，保存到eps[32]的数组中，使用端点编号进行索引，端点0的描述符和操作函数分别为dwc3_gadget_ep0_desc和dwc3_gadget_ep0_ops，其他端点的操作函数为dwc3_gadget_ep_ops
（5）添加新的gadget到udc class driver，分配usb_udc结构体，保存usb_gadget结构体指针，并挂入到udc_list链表中
[drivers\usb\dwc3\gadget.c]
// gadget操作函数集合，用于控制USB控制器硬件
static const struct usb_gadget_ops dwc3_gadget_ops = {
.get_frame = dwc3_gadget_get_frame,
.wakeup = dwc3_gadget_wakeup,
.set_selfpowered = dwc3_gadget_set_selfpowered,
.pullup = dwc3_gadget_pullup,
.udc_start = dwc3_gadget_start,
.udc_stop = dwc3_gadget_stop,
};
// 端点0的描述符
static struct usb_endpoint_descriptor dwc3_gadget_ep0_desc = {
.bLength = USB_DT_ENDPOINT_SIZE,
.bDescriptorType = USB_DT_ENDPOINT,
.bmAttributes = USB_ENDPOINT_XFER_CONTROL,
};
// 端点0的操作函数
static const struct usb_ep_ops dwc3_gadget_ep0_ops = {
.enable = dwc3_gadget_ep0_enable,
.disable = dwc3_gadget_ep0_disable,
.alloc_request = dwc3_gadget_ep_alloc_request,
.free_request = dwc3_gadget_ep_free_request,
.queue = dwc3_gadget_ep0_queue,
.dequeue = dwc3_gadget_ep_dequeue,
.set_halt = dwc3_gadget_ep0_set_halt,
.set_wedge = dwc3_gadget_ep_set_wedge,
};
// 其他端点的操作函数
static const struct usb_ep_ops dwc3_gadget_ep_ops = {
.enable = dwc3_gadget_ep_enable,
.disable = dwc3_gadget_ep_disable,
.alloc_request = dwc3_gadget_ep_alloc_request,
.free_request = dwc3_gadget_ep_free_request,
.queue = dwc3_gadget_ep_queue,
.dequeue = dwc3_gadget_ep_dequeue,
.set_halt = dwc3_gadget_ep_set_halt,
.set_wedge = dwc3_gadget_ep_set_wedge,
};
dwc3_gadget_init
// 获取USB控制器中断号，只要其中一个成功即可
platform_get_irq_byname(dwc3_pdev, "peripheral")
platform_get_irq_byname(dwc3_pdev, "dwc_usb3")
platform_get_irq(dwc3_pdev, 0)
dwc->irq_gadget = irq // 保存软件中断号
// 分配USB设备控制请求一致性缓冲区
dwc->ctrl_req = dma_alloc_coherent(..., &dwc->ctrl_req_addr, ...)
// 分配端点0的控制请求一致性缓冲区
dwc->ep0_trb = dma_alloc_coherent(...,sizeof(*dwc->ep0_trb)*2, &dwc->ep0_trb_addr,...)
dwc->setup_buf = kzalloc(DWC3_EP0_BOUNCE_SIZE, GFP_KERNEL) // 512字节
// 端点0的bounce一致性缓冲区，长度为512字节
dwc->ep0_bounce = dma_alloc_coherent
dwc->zlp_buf = kzalloc // 长度1024，used when request->zero is set
dwc->gadget.ops = &dwc3_gadget_ops // gadget操作函数集合
dwc->gadget.speed = USB_SPEED_UNKNOWN;
dwc->gadget.sg_supported = true;
dwc->gadget.name = "dwc3-gadget";
dwc->gadget.is_otg = dwc->dr_mode == USB_DR_MODE_OTG;
dwc3_gadget_init_endpoints // 初始化端点
dwc3_gadget_init_hw_endpoints // 初始化输出端点
kzalloc // 分配struct dwc3_ep结构体
dep->number = epnum // 设置端点编号
dep->direction = !!direction // 设置方向
dep->regs = dwc->regs + DWC3_DEP_BASE(epnum) // 设置端点寄存器基地址
dwc->eps[epnum] = dep // 保存端点数据结构地址
// epnum == 0 || epnum == 1表示端点0
usb_ep_set_maxpacket_limit(&dep->endpoint, 512) // 端点0的maxpacket为512
dep->endpoint.maxburst = 1 // 端点0的burst为1
dep->endpoint.ops = &dwc3_gadget_ep0_ops // 端点0的操作函数集合
// 其他端点
usb_ep_set_maxpacket_limit(&dep->endpoint, 1024) // maxpacket为1024
dep->endpoint.max_streams = 15 // 流数量最大为15
dep->endpoint.ops = &dwc3_gadget_ep_ops // 操作函数集合
// 非端点0的挂入gadget.ep_list链表
ist_add_tail(&dep->endpoint.ep_list, &dwc->gadget.ep_list)
// 输入端点初始化和输出端点初始化相似，只是端点方向不一样
dwc3_gadget_init_hw_endpoints // 初始化输入端点
...
usb_add_gadget_udc // 添加新的gadget到udc class driver
usb_add_gadget_udc_release
kzalloc // 分配struct usb_udc结构体
// 工作队列执行函数为usb_gadget_state_work
INIT_WORK(&gadget->work, usb_gadget_state_work)
device_register // 注册gadget设备
udc->gadget = gadget; // 保存gadget指针
gadget->udc = udc;
list_add_tail(&udc->list, &udc_list) // 挂入udc_list链表
device_add // 注册udc设备
usb_gadget_set_state(gadget, USB_STATE_NOTATTACHED)
gadget->state = state // 设置状态为USB_STATE_NOTATTACHED
schedule_work(&gadget->work) // 调度工作队列
udc->vbus = true
3.2.2.2.USB主机模式初始化分析
dwc3_host_init初始化usb host模式驱动，该函数的工作较为简单，首先获取并保存usb控制器中断号，分配并注册host模式的platform_device结构体，注册时会匹配host模式的驱动，根据设备名称"xhci-hcd"匹配，若匹配成功，则对用的probe函数会被调用。这个在分析host模式驱动时具体说明。
dwc3_host_init
// 获取中断，只要其中之一获取成功即刻
platform_get_irq_byname(dwc3_pdev, "host")
platform_get_irq_byname(dwc3_pdev, "dwc_usb3")
platform_get_irq(dwc3_pdev, 0)
// 保存中断号
dwc->xhci_resources[1].start = irq;
dwc->xhci_resources[1].end = irq;
// 创建platform_device数据结构，设备名称为xhci-hcd
xhci = platform_device_alloc("xhci-hcd", PLATFORM_DEVID_AUTO)
// 设置DMA一致性内存的掩码
dma_set_coherent_mask(&xhci->dev, dwc->dev->coherent_dma_mask)
dwc->xhci = xhci // 保存xhci数据结构
phy_create_lookup(..., "usb2-phy", ...) // 创建USB2.0的PHY
phy_create_lookup(..., "usb3-phy", ...) // 创建USB3.0的PHY
// 注册USB主机控制器设备，会和主机控制器驱动匹配，匹配成功则调用主机控制器驱动的probe函数
platform_device_add(xhci)