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
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）、
- USB接口描述符（usb_interface_descriptor）、
- USB配置描述符（usb_config_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
};