title: usb描述符簡述
tags: linux
date: 2018/12/18/ 18:25:23
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usb描述符簡述

轉載自cnblog

具體描述符 https://blog.csdn.net/hushiganghu/article/details/54929066

在USB描述符中，從上到下分為四個層次:

• USB裝置描述符（usb_device_descriptor）
  • USB配置描述符（usb_config_descriptor）、
    • USB介面描述符（usb_interface_descriptor）、
      • USB端點描述符（usb_endpoint_descriptor）、

一個設定描述符可以有多個配置描述符

一個配置描述符可以有多個介面描述符（比如音效卡驅動,就有兩個介面：錄音介面和播放介面）

一個介面描述符可以有多個端點描述符,一個USB介面代表一個邏輯上的裝置,比如音效卡驅動,就有兩個介面：錄音介面和播放介面

一個端點只有一個方向，端點0可讀可寫

比如集成了鍵盤和滑鼠的USB裝置，裡面就是兩個interface，一個是鍵盤，另一個是滑鼠。Interface之間通常是隔離的，互相不干擾。

每個Interface（介面）下面有一個或者多個Endpoint（端點），這也是邏輯概念，比如QQ要通訊，可能開好幾個埠，同樣U盤要跟主機通訊，要有控制訊號和資料訊號，這些都是不同的端點。端點是USB裝置通訊的基本單位，所有通訊幾乎都是從端點發起的。

裝置描述符

struct usb_device_descriptor {
 __u8  bLength;                          //本描述符的size
 __u8  bDescriptorType;              //描述符的型別，這裡是裝置描述符DEVICE
 __u16 bcdUSB;                           //指明usb的版本，比如usb2.0
 __u8  bDeviceClass;                 //類
 __u8  bDeviceSubClass;             //子類
 __u8  bDeviceProtocol;              //指定協議
 __u8  bMaxPacketSize0;            //端點0對應的最大包大小
 __u16 idVendor;                         //廠家ID
 __u16 idProduct;                        //產品ID
 __u16 bcdDevice;                       //裝置的釋出號
 __u8  iManufacturer;                 //字串描述符中廠家ID的索引
 __u8  iProduct;                         //字串描述符中產品ID的索引
 __u8  iSerialNumber;                 //字串描述符中裝置序列號的索引
 __u8  bNumConfigurations;              //配置描述符的個數,表示有多少個配置描述符
} __attribute__ ((packed));
 

USB裝置描述符位於USB裝置結構體usb_device中的成員descriptor中

同樣地,配置、介面、端點描述符也是位於USB配置、介面、端點結構體中,不過這3個對於我們寫驅動的不是很常用

usb_device結構體如下所示:

struct usb_device {
　　 int devnum; 　　　　　　　　　　//裝置號，是在USB匯流排的地址
　　 char devpath [16]; 　　　　　　//用於訊息的裝置ID字串
　　 enum usb_device_state state; //裝置狀態：已配置、未連線等等
　　 enum usb_device_speed speed; //裝置速度：高速、全速、低速或錯誤
　　
　　 struct usb_tt *tt; 　　　　　　//處理傳輸者資訊；用於低速、全速裝置和高速HUB
　　 int ttport; 　　　　　　　　　　//位於tt HUB的裝置口
　　
　　 unsigned int toggle[2]; 　　 //每個端點的佔一位，表明端點的方向([0] = IN, [1] = OUT)　　
　　 struct usb_device *parent; 　//上一級HUB指標
　　 struct usb_bus *bus; 　　　　　　//匯流排指標
　　 struct usb_host_endpoint ep0; //端點0資料
　　 struct device dev; 　　　　　　　　//一般的裝置介面資料結構
　
　　 struct usb_device_descriptor descriptor; //USB裝置描述符,
　　 struct usb_host_config *config; 　　　　　　//裝置的所有配置結構體,配置結構體裡包含了配置描述符
　　 struct usb_host_config *actconfig; 　　　　//被啟用的裝置配置
　　 struct usb_host_endpoint *ep_in[16]; 　　　　//輸入端點陣列
　　 struct usb_host_endpoint *ep_out[16]; 　　　　//輸出端點陣列
　　
　　 char **rawdescriptors; 　　　　　　　　　　　　//每個配置的raw描述符
　　
　　 unsigned short bus_mA; 　　　　　　　　//可使用的匯流排電流

　　 u8 portnum; 　　　　　　　　　　　　　　//父埠號
　　 u8 level; 　　　　　　　　　　　　　　　//USB HUB的層數
　　
　　 unsigned can_submit:1; 　　　　　　　　//URB可被提交標誌
　　 unsigned discon_suspended:1; 　　　　　//暫停時斷開標誌
　　 unsigned persist_enabled:1; 　　　　　　//USB_PERSIST使能標誌
　　 unsigned have_langid:1; 　　　　　　　　//string_langid存在標誌
　　 unsigned authorized:1; 
　　 unsigned authenticated:1;
　　 unsigned wusb:1; 　　　　　　　　　　　　//無線USB標誌
　　 int string_langid; 　　　　　　　　　　　　//字串語言ID
　　
　　 /* static strings from the device */ //裝置的靜態字串
　　 char *product; 　　　　　　　　　　　　　　//產品名
　　 char *manufacturer; 　　　　　　　　　　　　//廠商名
　　 char *serial; 　　　　　　　　　　　　　　　　//產品串號
　　
　　 struct list_head filelist; 　　　　　　　　//此裝置開啟的usbfs檔案
　　#ifdef CONFIG_USB_DEVICE_CLASS
　　 struct device *usb_classdev;　　　　　　 //使用者空間訪問的為usbfs裝置建立的USB類裝置
　　#endif
　　#ifdef CONFIG_USB_DEVICEFS
　　 struct dentry *usbfs_dentry; 　　　　　　　//裝置的usbfs入口
　　#endif
　　
　　 int maxchild; 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//（若為HUB）介面數
　　 struct usb_device *children[USB_MAXCHILDREN];//連線在這個HUB上的子裝置
　　 int pm_usage_cnt; 　　　　　　　　　　　　　　　　//自動掛起的使用計數
　　 u32 quirks; 
　　 atomic_t urbnum; 　　　　　　　　　　　　　　　　　　//這個裝置所提交的URB計數
　　
　　 unsigned long active_duration; 　　　　　　　　//啟用後使用計時

　　#ifdef CONFIG_PM 　　　　　　　　　　　　　　　　//電源管理相關
　　 struct delayed_work autosuspend; 　　　　　　//自動掛起的延時
　　 struct work_struct autoresume; 　　　　　　//（中斷的）自動喚醒需求
　　 struct mutex pm_mutex; 　　　　　　　　　　//PM的互斥鎖　
　 
　　 unsigned long last_busy; 　　　　　　　　//最後使用的時間
　　 int autosuspend_delay; 
　　 unsigned long connect_time; 　　　　　　//第一次連線的時間
　　
　　 unsigned auto_pm:1; 　　　　　　　　　　//自動掛起/喚醒
　　 unsigned do_remote_wakeup:1; 　　　　//遠端喚醒
　　 unsigned reset_resume:1; 　　　　　　//使用復位替代喚醒
　　 unsigned autosuspend_disabled:1; 　　//掛起關閉
　　 unsigned autoresume_disabled:1; 　　//喚醒關閉
　　 unsigned skip_sys_resume:1; 　　　　//跳過下個系統喚醒
　　#endif
　　 struct wusb_dev *wusb_dev; 　　　　//（如果為無線USB）連線到WUSB特定的資料結構
　　};

配置描述符

 struct usb_config_descriptor {   
  __u8  bLength;                          //描述符的長度
  __u8  bDescriptorType;              //描述符型別的編號

  __le16 wTotalLength;                        //配置 所返回的所有資料的大小
  __u8  bNumInterfaces;              //配置 所支援的介面個數, 表示有多少個介面描述符
  __u8  bConfigurationValue;        //Set_Configuration命令需要的引數值
  __u8  iConfiguration;                        //描述該配置的字串的索引值
  __u8  bmAttributes;                         //供電模式的選擇
  __u8  bMaxPower;                    //裝置從匯流排提取的最大電流
 } __attribute__ ((packed));

介面描述符

USB介面只處理一種USB邏輯連線。一個USB介面代表一個邏輯上的裝置,比如音效卡驅動,就有兩個介面：錄音介面和播放介面

這可以在windows系統中看出，有時插入一個USB裝置後，系統會識別出多個裝置，並安裝相應多個的驅動。

 struct usb_interface_descriptor {  
  __u8  bLength;                          //描述符的長度
  __u8  bDescriptorType;              //描述符型別的編號

  __u8  bInterfaceNumber;           //介面的編號
  __u8  bAlternateSetting;            //備用的介面描述符編號,提供不同質量的服務引數.
  __u8  bNumEndpoints;              //要使用的端點個數(不包括端點0), 表示有多少個端點描述符,比如滑鼠就只有一個端點
  __u8  bInterfaceClass;              //介面型別,與驅動的id_table 
  __u8  bInterfaceSubClass;                 //介面子型別
  __u8  bInterfaceProtocol;                 //介面所遵循的協議
  __u8  iInterface;                        //描述該介面的字串索引值
 } __attribute__ ((packed)

它位於usb_interface->cur_altsetting->desc 這個成員結構體裡,

usb_interface結構體如下所示:

struct usb_interface { 
 struct usb_host_interface *altsetting; /* 包含所有可用於該介面的可選設定的介面結構陣列。每個 struct usb_host_interface 包含一套端點配置（即struct usb_host_endpoint結構所定義的端點配置。這些介面結構沒有特別的順序。*/
   
 struct usb_host_interface *cur_altsetting; /* 指向altsetting內部的指標，表示當前啟用的介面配置*/
    
 unsigned num_altsetting; /* 可選設定的數量*/
   
 /* If there is an interface association descriptor then it will list the associated interfaces */ 
 struct usb_interface_assoc_descriptor *intf_assoc;
    

 int minor; /* 如果繫結到這個介面的 USB 驅動使用 USB 主裝置號, 這個變數包含由 USB 核心分配給介面的次裝置號. 這隻在一個成功的呼叫 usb_register_dev後才有效。*/ 
  ... ...
}

cur_altsetting成員的結構體是usb_host_interface,如下:　

struct usb_host_interface {
    struct usb_interface_descriptor desc;   //當前被啟用的介面描述符
    struct usb_host_endpoint *endpoint; 　　/* 這個介面的所有端點結構體的聯合陣列*/
    char *string; 　　　　　　　　　　　　　  　/* 介面描述字串 */
    unsigned char *extra; 　　　　　　　　　　/* 額外的描述符 */
    int extralen;
};

端點描述符

struct usb_endpoint_descriptor {
__u8  bLength;                          //描述符的長度
__u8  bDescriptorType;              //描述符型別的編號

__u8  bEndpointAddress;              //端點編號,比如端點1,就是1
__u8  bmAttributes;                  //端點的屬性, 比如中斷傳輸型別,輸入型別
__le16 wMaxPacketSize;               //一個端點的最大包大小,
__u8  bInterval;                     //間隔時間,用在中斷傳輸上,比如間隔時間查詢滑鼠的資料

 
/* NOTE:  these two are _only_ in audio endpoints. */
/* use USB_DT_ENDPOINT*_SIZE in bLength, not sizeof. */
__u8  bRefresh;
__u8  bSynchAddress;

} __attribute__ ((packed));

比如端點0,就位於usb_interface->cur_altsetting->desc->endpoint[0].desc

其中endpoint的結構體為usb_host_endpoint,如下所示:

struct usb_host_endpoint {
struct usb_endpoint_descriptor desc; //端點描述符
struct usb_ss_ep_comp_descriptor ss_ep_comp;//超快速端點描述符
struct list_head urb_list; //本埠對應的urb連結串列
void *hcpriv;
struct ep_device *ep_dev; /* For sysfs info */

unsigned char *extra; /* Extra descriptors */
int extralen;
int enabled;//使能的話urb才能被提交到此埠
};