usb描述符简述（二）

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title: usb描述符简述

tags: linux

date: 2018/12/18/ 18:25:23

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usb描述符简述

转载自cnblog

具体描述符 https://blog.csdn.net/hushiganghu/article/details/54929066

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在USB描述符中，从上到下分为四个层次:

• USB设备描述符（usb_device_descriptor）
  • USB配置描述符（usb_config_descriptor）、
    • USB接口描述符（usb_interface_descriptor）、
      • USB端点描述符（usb_endpoint_descriptor）、

一个设置描述符可以有多个配置描述符

一个配置描述符可以有多个接口描述符（比如声卡驱动,就有两个接口：录音接口和播放接口）

一个接口描述符可以有多个端点描述符,一个USB接口代表一个逻辑上的设备,比如声卡驱动,就有两个接口：录音接口和播放接口

一个端点只有一个方向，端点0可读可写

比如集成了键盘和鼠标的USB设备，里面就是两个interface，一个是键盘，另一个是鼠标。Interface之间通常是隔离的，互相不干扰。

每个Interface（接口）下面有一个或者多个Endpoint（端点），这也是逻辑概念，比如QQ要通信，可能开好几个端口，同样U盘要跟主机通信，要有控制信号和数据信号，这些都是不同的端点。端点是USB设备通信的基本单位，所有通信几乎都是从端点发起的。

设备描述符

struct usb_device_descriptor {
 __u8  bLength;                          //本描述符的size
 __u8  bDescriptorType;              //描述符的类型，这里是设备描述符DEVICE
 __u16 bcdUSB;                           //指明usb的版本，比如usb2.0
 __u8  bDeviceClass;                 //类
 __u8  bDeviceSubClass;             //子类
 __u8  bDeviceProtocol;              //指定协议
 __u8  bMaxPacketSize0;            //端点0对应的最大包大小
 __u16 idVendor;                         //厂家ID
 __u16 idProduct;                        //产品ID
 __u16 bcdDevice;                       //设备的发布号
 __u8  iManufacturer;                 //字符串描述符中厂家ID的索引
 __u8  iProduct;                         //字符串描述符中产品ID的索引
 __u8  iSerialNumber;                 //字符串描述符中设备序列号的索引
 __u8  bNumConfigurations;              //配置描述符的个数,表示有多少个配置描述符
} __attribute__ ((packed));

USB设备描述符位于USB设备结构体usb_device中的成员descriptor中

同样地,配置、接口、端点描述符也是位于USB配置、接口、端点结构体中,不过这3个对于我们写驱动的不是很常用

usb_device结构体如下所示:

struct usb_device {
　　 int devnum; 　　　　　　　　　　//设备号，是在USB总线的地址
　　 char devpath [16]; 　　　　　　//用于消息的设备ID字符串
　　 enum usb_device_state state; //设备状态：已配置、未连接等等
　　 enum usb_device_speed speed; //设备速度：高速、全速、低速或错误
　　
　　 struct usb_tt *tt; 　　　　　　//处理传输者信息；用于低速、全速设备和高速HUB
　　 int ttport; 　　　　　　　　　　//位于tt HUB的设备口
　　
　　 unsigned int toggle[2]; 　　 //每个端点的占一位，表明端点的方向([0] = IN, [1] = OUT)　　
　　 struct usb_device *parent; 　//上一级HUB指针
　　 struct usb_bus *bus; 　　　　　　//总线指针
　　 struct usb_host_endpoint ep0; //端点0数据
　　 struct device dev; 　　　　　　　　//一般的设备接口数据结构
　
　　 struct usb_device_descriptor descriptor; //USB设备描述符,
　　 struct usb_host_config *config; 　　　　　　//设备的所有配置结构体,配置结构体里包含了配置描述符
　　 struct usb_host_config *actconfig; 　　　　//被激活的设备配置
　　 struct usb_host_endpoint *ep_in[16]; 　　　　//输入端点数组
　　 struct usb_host_endpoint *ep_out[16]; 　　　　//输出端点数组
　　
　　 char **rawdescriptors; 　　　　　　　　　　　　//每个配置的raw描述符
　　
　　 unsigned short bus_mA; 　　　　　　　　//可使用的总线电流
　　 u8 portnum; 　　　　　　　　　　　　　　//父端口号
　　 u8 level; 　　　　　　　　　　　　　　　//USB HUB的层数
　　
　　 unsigned can_submit:1; 　　　　　　　　//URB可被提交标志
　　 unsigned discon_suspended:1; 　　　　　//暂停时断开标志
　　 unsigned persist_enabled:1; 　　　　　　//USB_PERSIST使能标志
　　 unsigned have_langid:1; 　　　　　　　　//string_langid存在标志
　　 unsigned authorized:1;
　　 unsigned authenticated:1;
　　 unsigned wusb:1; 　　　　　　　　　　　　//无线USB标志
　　 int string_langid; 　　　　　　　　　　　　//字符串语言ID
　　
　　 /* static strings from the device */ //设备的静态字符串
　　 char *product; 　　　　　　　　　　　　　　//产品名
　　 char *manufacturer; 　　　　　　　　　　　　//厂商名
　　 char *serial; 　　　　　　　　　　　　　　　　//产品串号
　　
　　 struct list_head filelist; 　　　　　　　　//此设备打开的usbfs文件
　　#ifdef CONFIG_USB_DEVICE_CLASS
　　 struct device *usb_classdev;　　　　　　 //用户空间访问的为usbfs设备创建的USB类设备
　　#endif
　　#ifdef CONFIG_USB_DEVICEFS
　　 struct dentry *usbfs_dentry; 　　　　　　　//设备的usbfs入口
　　#endif
　　
　　 int maxchild; 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//（若为HUB）接口数
　　 struct usb_device *children[USB_MAXCHILDREN];//连接在这个HUB上的子设备
　　 int pm_usage_cnt; 　　　　　　　　　　　　　　　　//自动挂起的使用计数
　　 u32 quirks;
　　 atomic_t urbnum; 　　　　　　　　　　　　　　　　　　//这个设备所提交的URB计数
　　
　　 unsigned long active_duration; 　　　　　　　　//激活后使用计时
　　#ifdef CONFIG_PM 　　　　　　　　　　　　　　　　//电源管理相关
　　 struct delayed_work autosuspend; 　　　　　　//自动挂起的延时
　　 struct work_struct autoresume; 　　　　　　//（中断的）自动唤醒需求
　　 struct mutex pm_mutex; 　　　　　　　　　　//PM的互斥锁　
　
　　 unsigned long last_busy; 　　　　　　　　//最后使用的时间
　　 int autosuspend_delay;
　　 unsigned long connect_time; 　　　　　　//第一次连接的时间
　　
　　 unsigned auto_pm:1; 　　　　　　　　　　//自动挂起/唤醒
　　 unsigned do_remote_wakeup:1; 　　　　//远程唤醒
　　 unsigned reset_resume:1; 　　　　　　//使用复位替代唤醒
　　 unsigned autosuspend_disabled:1; 　　//挂起关闭
　　 unsigned autoresume_disabled:1; 　　//唤醒关闭
　　 unsigned skip_sys_resume:1; 　　　　//跳过下个系统唤醒
　　#endif
　　 struct wusb_dev *wusb_dev; 　　　　//（如果为无线USB）连接到WUSB特定的数据结构
　　};

配置描述符

 struct usb_config_descriptor {
  __u8  bLength;                          //描述符的长度
  __u8  bDescriptorType;              //描述符类型的编号
  __le16 wTotalLength;                        //配置 所返回的所有数据的大小
  __u8  bNumInterfaces;              //配置 所支持的接口个数, 表示有多少个接口描述符
  __u8  bConfigurationValue;        //Set_Configuration命令需要的参数值
  __u8  iConfiguration;                        //描述该配置的字符串的索引值
  __u8  bmAttributes;                         //供电模式的选择
  __u8  bMaxPower;                    //设备从总线提取的最大电流
 } __attribute__ ((packed));

接口描述符

USB接口只处理一种USB逻辑连接。一个USB接口代表一个逻辑上的设备,比如声卡驱动,就有两个接口：录音接口和播放接口

这可以在windows系统中看出，有时插入一个USB设备后，系统会识别出多个设备，并安装相应多个的驱动。

 struct usb_interface_descriptor {
  __u8  bLength;                          //描述符的长度
  __u8  bDescriptorType;              //描述符类型的编号
  __u8  bInterfaceNumber;           //接口的编号
  __u8  bAlternateSetting;            //备用的接口描述符编号,提供不同质量的服务参数.
  __u8  bNumEndpoints;              //要使用的端点个数(不包括端点0), 表示有多少个端点描述符,比如鼠标就只有一个端点
  __u8  bInterfaceClass;              //接口类型,与驱动的id_table
  __u8  bInterfaceSubClass;                 //接口子类型
  __u8  bInterfaceProtocol;                 //接口所遵循的协议
  __u8  iInterface;                        //描述该接口的字符串索引值
 } __attribute__ ((packed)

它位于usb_interface->cur_altsetting->desc 这个成员结构体里,

usb_interface结构体如下所示:

struct usb_interface {
 struct usb_host_interface *altsetting; /* 包含所有可用于该接口的可选设置的接口结构数组。每个 struct usb_host_interface 包含一套端点配置（即struct usb_host_endpoint结构所定义的端点配置。这些接口结构没有特别的顺序。*/
 struct usb_host_interface *cur_altsetting; /* 指向altsetting内部的指针，表示当前激活的接口配置*/
 unsigned num_altsetting; /* 可选设置的数量*/
 /* If there is an interface association descriptor then it will list the associated interfaces */
 struct usb_interface_assoc_descriptor *intf_assoc;
 int minor; /* 如果绑定到这个接口的 USB 驱动使用 USB 主设备号, 这个变量包含由 USB 核心分配给接口的次设备号. 这只在一个成功的调用 usb_register_dev后才有效。*/
  ... ...
}

cur_altsetting成员的结构体是usb_host_interface,如下:　

struct usb_host_interface {
    struct usb_interface_descriptor desc;   //当前被激活的接口描述符
    struct usb_host_endpoint *endpoint; 　　/* 这个接口的所有端点结构体的联合数组*/
    char *string; 　　　　　　　　　　　　　  　/* 接口描述字符串 */
    unsigned char *extra; 　　　　　　　　　　/* 额外的描述符 */
    int extralen;
};

端点描述符

struct usb_endpoint_descriptor {
__u8  bLength;                          //描述符的长度
__u8  bDescriptorType;              //描述符类型的编号
__u8  bEndpointAddress;              //端点编号,比如端点1,就是1
__u8  bmAttributes;                  //端点的属性, 比如中断传输类型,输入类型
__le16 wMaxPacketSize;               //一个端点的最大包大小,
__u8  bInterval;                     //间隔时间,用在中断传输上,比如间隔时间查询鼠标的数据
/* NOTE:  these two are _only_ in audio endpoints. */
/* use USB_DT_ENDPOINT*_SIZE in bLength, not sizeof. */
__u8  bRefresh;
__u8  bSynchAddress;
} __attribute__ ((packed));

比如端点0,就位于usb_interface->cur_altsetting->desc->endpoint[0].desc

其中endpoint的结构体为usb_host_endpoint,如下所示:

struct usb_host_endpoint {
struct usb_endpoint_descriptor desc; //端点描述符
struct usb_ss_ep_comp_descriptor ss_ep_comp;//超快速端点描述符
struct list_head urb_list; //本端口对应的urb链表
void *hcpriv;
struct ep_device *ep_dev; /* For sysfs info */
unsigned char *extra; /* Extra descriptors */
int extralen;
int enabled;//使能的话urb才能被提交到此端口
};