4. 端点类型与传输类型：控制传输、批量传输、中断传输、等时传输特性对比

USB 协议定义了四种传输类型，分别对应不同的端点类型。理解这四种传输类型的特性，是配置端点、编写 URB 提交逻辑的基础。每种传输类型在带宽保证、错误重试、数据大小和延迟方面都有不同的设计目标。

4.1 四种传输类型总览

下表从带宽、可靠性、延迟、数据大小和典型应用五个维度，对比四种传输类型。

4.2 控制传输详解

控制传输是 USB 协议的基础，每个 USB 设备必须至少有一个控制端点（端点 0）。它采用“请求-数据-状态”三阶段模型，用于设备枚举、标准请求和厂商自定义命令。

4.3 批量传输详解

批量传输是 USB 驱动开发中最常用的传输类型。它提供可靠的数据传输，但带宽优先级最低。当总线空闲时，批量传输可以占用全部带宽；当总线繁忙时，它会被其他传输类型抢占。

批量传输的 URB 提交流程如下：

1. 分配 URB：使用 usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL) 分配 URB 结构体。
2. 填充 URB：设置 urb->dev、urb->pipe（使用 usb_sndbulkpipe() 或 usb_rcvbulkpipe()）、urb->transfer_buffer、urb->transfer_buffer_length。
3. 设置回调：注册 urb->complete 回调函数，处理传输完成或错误。
4. 提交 URB：调用 usb_submit_urb(urb, GFP_KERNEL) 将 URB 提交到 USB 核心层。
5. 释放 URB：在回调中或超时后调用 usb_free_urb(urb) 释放资源。

/* 批量传输 URB 提交示例 */
struct urb *bulk_urb;
void *buf;

/* 1. 分配缓冲区 */
buf = kmalloc(512, GFP_KERNEL);
if (!buf)
    return -ENOMEM;

/* 2. 分配 URB */
bulk_urb = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL);
if (!bulk_urb) {
    kfree(buf);
    return -ENOMEM;
}

/* 3. 填充 URB：批量 OUT 端点 */
usb_fill_bulk_urb(bulk_urb, udev,
                  usb_sndbulkpipe(udev, 0x02),  /* 端点 2 OUT */
                  buf, 512,
                  bulk_write_complete,  /* 回调函数 */
                  NULL);

/* 4. 提交 URB */
ret = usb_submit_urb(bulk_urb, GFP_KERNEL);
if (ret) {
    dev_err(&udev->dev, "批量 URB 提交失败: %d\n", ret);
    usb_free_urb(bulk_urb);
    kfree(buf);
    return ret;
}

4.4 中断传输详解

中断传输并非真正的中断，而是主机以固定间隔轮询设备，检查是否有数据需要传输。它提供低延迟和带宽保证，适用于鼠标、键盘等 HID 设备。

4.5 等时传输详解

等时传输是唯一不保证数据可靠性的传输类型。它没有握手阶段，不进行错误重试，但提供固定的带宽和最低的延迟。等时传输适用于音频、视频等实时流数据，允许偶尔的数据丢失。

4.6 传输类型选择指南

在实际驱动开发中，选择正确的传输类型至关重要。以下决策流程可以帮助你快速确定合适的传输类型：

• 是否需要可靠传输？
  • 是 → 继续判断是否需要实时性。
  • 否 → 选择 等时传输（音频/视频流）。
• 是否需要低延迟和带宽保证？
  • 是 → 选择 中断传输（HID 设备）。
  • 否 → 选择 批量传输（存储设备）。
• 是否用于设备枚举或标准请求？
  • 是 → 选择 控制传输（端点 0）。