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邏輯層次及描述符

邏輯上，usb包含設(shè)備(Device)，配置(Configuration)，接口(Interface)和端點(diǎn)(Endpoint)四個層次。設(shè)備通常有一個或多個配置,配置通常有一個或多個接口,接口有零個或多個端點(diǎn)(端點(diǎn)0應(yīng)該是沒有算進(jìn)去)。有多個配置的設(shè)備，任意時刻只能有一個配置處于激活狀態(tài)。在這四個層次之外，還有一個設(shè)置(setting)，它與接口相關(guān)，一個接口可以有多個設(shè)置(setting)。有多個設(shè)置(setting)的接口，任意時刻也只能有一個設(shè)置(setting)生效。

這四個層次都有相應(yīng)的描述符(另外一個常用的描述符是字符串描述符)，它們都可以通過GET_DESCRIPTOR命令獲取。GET_DESCRIPTOR命令需要指定描述符類型，描述符索引等參數(shù)。需要注意的是，只能指定設(shè)備，配置和字符串三種描述符類型，而不能指定接口和端點(diǎn)這兩種描述符類型。這是因為在獲取配置描述符時，會把它包含的所有接口和端點(diǎn)描述符一次性獲取過來。因此，獲取配置描述符時，得到的內(nèi)容將是：配置描述符，接口0的描述符，接口0的端點(diǎn)描述符，接口1的描述符，接口1的端點(diǎn)描述符，直至接口n。另外，GET_DESCRIPTOR命令的描述符索引參數(shù)，只對配置描述符和字符串描述符有效，分別用于獲取指定的配置描述符和字符串描述符，而對設(shè)備描述符無效(原因應(yīng)該是一個設(shè)備只有一個設(shè)備描述符)。

獲取設(shè)備描述符后，可以知道此設(shè)備支持幾個配置。獲取配置描述符后，可以得到此配置的編號(bConfigurationValue，應(yīng)該不是從0開始編號)，還可以知道此配置支持幾個接口。解析接口描述符后，可以得到此接口的編號(bInterfaceNumber，從0開始編號，直至接口數(shù)目減1)，還可以知道此接口支持幾個端點(diǎn)。注意，接口描述符里，并沒有說明此接口支持幾個設(shè)置(setting)。獲取配置描述符時，會一并獲取它支持的接口描述符，如果獲取到相同編號(bInterfaceNumber)的多個接口描述符，則是同一個接口的不同設(shè)置(setting)，這些接口描述符的設(shè)置(setting)編號(bAlternateSetting，從0開始編號，直至設(shè)置(setting)數(shù)目減1)應(yīng)該不同。

描述符詳情

2.1 設(shè)備描述符

struct usb_device_descriptor {
    __u8  bLength;            // 18
    __u8  bDescriptorType;    // USB_DT_DEVICE,0x01
    __le16 bcdUSB;            // usb spec版本號，對應(yīng) sysfs 中的 version
    __u8  bDeviceClass;       // 見第3節(jié)，“類別(Class)和協(xié)議(Protocol)”
    __u8  bDeviceSubClass;
    __u8  bDeviceProtocol;
    __u8  bMaxPacketSize0;    // 端點(diǎn)0一次可以處理的最大字節(jié)數(shù)
    __le16 idVendor;          // 廠商id
    __le16 idProduct;         // 產(chǎn)品id
    __le16 bcdDevice;         // 設(shè)備版本號
    __u8  iManufacturer;      // 廠商對應(yīng)的字符串描述符的索引值
    __u8  iProduct;           // 產(chǎn)品對應(yīng)的字符串描述符的索引值
    __u8  iSerialNumber;      // 序列號對應(yīng)的字符串描述符的索引值
    __u8  bNumConfigurations; // 當(dāng)前速度模式下的配置數(shù)目(不是設(shè)備支持的所有配置數(shù)目)。
} __attribute__ ((packed));

2.2 配置描述符

struct usb_config_descriptor {
    __u8  bLength;             // 9
    __u8  bDescriptorType;     // USB_DT_CONFIG, 0x02

    __le16 wTotalLength;       // GET_DESCRIPTOR 標(biāo)準(zhǔn)請求返回的總長度
    __u8  bNumInterfaces;      // 此配置包含的接口數(shù)目
    __u8  bConfigurationValue; // 可以看做是此配置的編號
    __u8  iConfiguration;      // 此配置對應(yīng)的字符串描述符的索引值
    __u8  bmAttributes;        // 此配置的特征。bit7必須為1，bit6:self powered. bit5:can wakeup. bit4:battery powered.
    __u8  bMaxPower;           // 表示此設(shè)備需要的最大電流，以2mA為單位
} __attribute__ ((packed));

在內(nèi)核usb代碼中，struct usb_device結(jié)構(gòu)體的config成員表示設(shè)備支持的所有配置，actconfig成員表示當(dāng)前激活的配置。在sysfs中，configuration(若不為空)就是當(dāng)前激活的配置的名稱(對應(yīng)配置描述符中的iConfiguration)。而sysfs中的bConfigurationValue與配置描述符中的bConfigurationValue對應(yīng)，讀回就是當(dāng)前激活的配置的編號，寫入就是激活指定編號的配置。

2.3 接口描述符

struct usb_interface_descriptor {
    __u8  bLength;            // 9
    __u8  bDescriptorType;    // USB_DT_INTERFACE, 0x04
    __u8  bInterfaceNumber;   // 接口編號(zero-base)
    __u8  bAlternateSetting;  // 設(shè)置(setting)編號(zero-base)
    __u8  bNumEndpoints;      // 包含的端點(diǎn)數(shù)目(端點(diǎn)0不包含在內(nèi))
    __u8  bInterfaceClass;    // 見第3節(jié)，“類別(Class)和協(xié)議(Protocol)”
    __u8  bInterfaceSubClass;
    __u8  bInterfaceProtocol;
    __u8  iInterface;         // 此接口對應(yīng)的字符串描述符的索引值
} __attribute__ ((packed));

有一種可能，配置中包含的接口的數(shù)目為1，但有多個接口描述符，應(yīng)該就是一個接口的不同設(shè)置(setting)，因此有相同的接口編號(bInterfaceNumber)，不同的設(shè)置(setting)(bAlternateSetting)編號。

2.4 端點(diǎn)描述符

struct usb_endpoint_descriptor {
    __u8  bLength;          // 7,9
    __u8  bDescriptorType;  // USB_DT_ENDPOINT, 0x05
    __u8  bEndpointAddress; // bit0~3表示端點(diǎn)編號，bit8表示端點(diǎn)方向
    __u8  bmAttributes;     // 端點(diǎn)屬性
    __le16 wMaxPacketSize;  // 端點(diǎn)一次可以處理的最大字節(jié)數(shù)
    __u8  bInterval;        // 輪詢時間間隔
    __u8  bRefresh;         // 音頻相關(guān)
    __u8  bSynchAddress;    // 音頻相關(guān)
} __attribute__ ((packed));