USB的描述符详解总结剖析

USB的描述符与命令请求详解一、描述符1.什么是描述符所谓描述符，就是用于描述设备特性的具有特定格式排列的一种数据组织结构。2.描述符的作用描述符的作用在于设备向主机汇报自己的信息、特征，主机根据这些信息从而加载相应的驱动程序。3.描述符的分类描述符分为三大类：标准描述符、设备类描述符、厂商描述符。除字符串描述符可选外，任何设备都必须包含剩下的几种标准描述符。在USB1.0中规定了5种标准的描述符：设备描述符配置描述符接口描述符端点描述符字符串描述符规定的设备类描述符有：集线器类描述符、人机接口类描述符。下表是三种描述符的类型值：表1.USB描述符的类型值类型描述符描述符值标准描述符设备描述符（DeviceDescriptor)0x01配置描述符（ConfigurationDescriptor）0x02字符串描述符（StringDescriptor）0x03接口描述符（InterfaceDescriptor）0x04端点描述符（EndPointDescriptor）0x05(DeviceQualifierdescriptor)0x06(BOSdescriptor)0x0F(DeviceCapabilitydescriptor)0x10端点伴随描述符(Endpointcompaniondescriptor)0x30类描述符集线器类描述符（HubDescriptor）0x29人机接口类描述符（HID）0x21厂商定义的描述符0xFF4.使用的几种类设备类DeviceClass下表是设备类值的含义。表2.设备的类别（bDeviceClass）值（十进制）值（十六进制）说明00x00使用接口描述符中提供的类20x02通信类（CDC）90x09集线器类2200xDC用于诊断用途的设备类2240xEF混杂类型设备类2550xFF厂商定义的设备类接口类InterfaceClass下表是接口类值的含义。表3.USB协议定义的接口类别（bInterfaceClass）值（十六进制）类别0x01音频类0x02通信类（CDC）0x03人机接口类（HID）0x05物理类0x06图像类0x07打印机类0x08大数据存储类0x09集线器类0x0ACDC数据类0x0B智能卡类0x0D安全类0x0EVideo视频设备（摄像头，Class_0e&SubClass_03&Prot_00）0xDC诊断设备类0xE0无线控制器类0xEF混杂设备类0xFE特定应用类（包括红外的桥接器等）0xFF厂商定义的设备类的交叉与独享在描述符中，只有设备描述符和接口描述符中会有类别之分，即只有设备和接口会分类使用，不过有些类别的使用只需经过设备或接口的区分就可彻底清楚明白，这说明在设备类别和接口类别的定义上会有共同的类别名称。而有些类别则是设备或接口独享的，下表是与使用设备相关的类别划分交叉或共享情况：BaseClassUsageDescription00hDeviceUseclassinformationintheInterfaceDescriptors01hInterfaceAudio02hBothCommunicationsandCDCControl03hInterfaceHID(HumanInterfaceDevice)05hInterfacePhysical06hInterfaceImage07hInterfacePrinter08hInterfaceMassStorage09hDeviceHub0AhInterfaceCDC-Data0BhInterfaceSmartCard0DhInterfaceContentSecurity0EhInterfaceVideo0FhInterfacePersonalHealthcare10hInterfaceAudio/VideoDevicesDChBothDiagnosticDeviceE0hInterfaceWirelessControllerEFhBothMiscellaneousFEhInterfaceApplicationSpecificFFhBothVendorSpecific（此表也适用于标准命令Get_Descriptor中wValue域高字节的取值含义）【说明：】在设备或接口分类上均可彻底分清使用的(Usage=Both)，即在任一处描述符中定义即可的分清楚使用的类(Usage=Both)的基本类有：02h-------------通信及CDC控制类；DCh------------诊断设备类；EFh-------------混杂设备类；FFh-------------厂商定义的设备类。5.标准描述符设备描述符表4、USB设备描述符的结构偏移域Bytes值描述0bLength1数字此描述符的字节数1bDecriptorType1常量描述符的类型（此处应为0x01，即设备描述符）2bcdUSB2BCD码USB版本号（BCD码）4bDeviceClass1设备类设备类码：bDeviceClass=0,表明设备类型使用接口描述符中定义的类型，且各个接口独立工作。bDeviceClass=FFh，表明设备类是由厂商自定义的。bDeviceClass=1~FEh，查表可得对应设备类值，该设备在不同的接口上支持不同的类。且这些接口可能不能独立工作。此值指出了这些接口集体的类定义。5bDeviceSubClass1设备子类设备子类码：这些码值的具体含义根据bDeviceClass域来看。如bDeviceClass域为零，此域也须为零如bDeviceClass域为FFH，此域的所有值保留。6bDevicePortocol1设备协议协议码这些码的值视bDeviceClass和bDeviceSubClass的值而定。如果设备支持设备类相关的协议，此码标志了设备类的值。如果此域的值为零，则此设备不支持设备类相关的协议，然而，可能它的接口支持设备类相关的协议。如果此域的值为FFH，此设备使用厂商定义的协议。7bMaxPacketSize01数字端点0的最大包大小（仅8,16,32,64为合法值）8idVendor2ID厂商标志（由USB-IF组织赋值）10idProduct2ID产品标志（由厂商赋值）12bcdDevice2BCD码设备版本号（BCD码）14iManufacturer1索引描述厂商信息的字符串描述符的索引值。15iProduct1索引描述产品信息的字串描述符的索引值。16iSerialNumber1索引描述设备序列号信息的字串描述符的索引值。17bNumConfigurations1数字可能的配置描述符数目【说明1：】当设备类型bDeviceClass=0时，说明类型将由接口描述符中定义的为准。【说明2:】从设备描述符表格中可知，有3个索引值：厂商信息索引、产品信息索引、设备序列号索引，这意味着，将有3个字符串描述符为其准备。配置描述符配置描述符中包含了配置描述符本身的长度、所有配置信息的总长度、供电方式及远程唤醒、供电量。如果主机发出标准命令Get_Descriptor要求获得设备的某个配置描述符时，该配置应用的所有信息都将发给主机，它包括：该标准配置符本身、该配置所包含的所有接口、端点描述符及设备类描述符和厂商描述符。下表为配置描述符结构：表8、USB配置描述符的结构偏移量域大小值描述0bLength1数字此描述表的字节数长度。1bDescriptorType1常量配置描述表类型（此处为0x02）2wTotalLength2数字此配置信息的总长（包括配置，接口，端点和设备类及厂商定义的描述符），即：将要返回的配置信息总长度。4bNumInterfaces1数字此配置所支持的接口个数5bCongfigurationValue1数字在SetConfiguration（）请求中用作参数来选定此配置。6iConfiguration1索引描述此配置的字串描述符的索引7bmAttributes1位图配置特性：D7：保留（设为1）D6：自给电源D5：远程唤醒D4..0：保留（设为1）一个既用总线电源又有自给电源的设备会在MaxPower域指出需要从总线取的电量。并设置D6为1。运行时期的实际电源模式可由GetStatus(DEVICE)请求得到。8MaxPower1mA在此配置下的总线电源耗费量。以2mA为一个单位。【说明1：】配置描述符也包含了个用于描述符该配置的字符串描述符索引iConfiguration，这说明将有个字符串描述符为其准备。【说明2：】枚举的过程可分为4个状态阶段：接入状态阶段、缺省状态阶段、地址状态阶段、设置状态阶段，各状态阶段任务如下：接入状态阶段-----------主机检测到新设备接入后，将复位总线（释放总线于空闲状态）。缺省状态阶段-----------主机利用0x00地址访问新接入的设备，读取部分描述符后，会分配个设备地址。地址状态阶段-----------主机再次复位总线，然后用新分配的地址获取设备所有的描述符。设置状态阶段-----------主机根据设备的描述符，会对设备作些相关的配置。【说明3：】bCongfigurationValue-----------USB设备的配置值。用于存放主机执行SetConfiguration命令的设置值。当主机发送GetConfiguration命令时，设备将向主机返回1个字节的配置值。然而，USB设备处于不同的状态时，对GetConfigration的请求也有不同的响应：1.在枚举阶段，若设备处于地址状态时，对GetConfigration的请求返回为0；2.在枚举阶段，若设备处于默认状态(缺省状态)时，对GetConfigration的请求视为无效；3.在枚举阶段，若设备处于配置状态时，对GetConfigration的请求将返回bConfigurationValue字段的值(该值可能是配置描述符的默认值，也可能是USB主机的设置值，这要看在执行GetConfigration命令前是否执行了SetConfigration命令)。因为主机要执行SetConfigration命令，所以bCongfigurationValue的默认值没什么用。实际上主机给bCongfigurationValue赋值后，bCongfigurationValue值就充当配置描述符的编号，用以区分不同的配置，因为一个设备可能有多个配置。接口描述符USB设备的接口，并不指物理接口，更确切的说应该是“功能接口“，是个赋予特定功能逻辑概念，是由一组物理端点为实现这一特定功能而凝聚的集合。//定义标准的接口描述符结构typedefstruct_INTERFACE_DESCRIPTOR_STRUCT{BYTEbLength;//接口描述符的字节数大小BYTEbDescriptorType;//接口描述符的类型编号BYTEbInterfaceNumber;//接口的编号BYTEbAlternateSetting;//可替换的接口描述符编号。实际就是接口的描述符的编号。BYTEbNumEndpoints;//该接口使用的端点数，不包括端点0BYTEbInterfaceClass;//接口类BYTEbInterfaceSubClass;//接口子类BYTEbInterfaceProtocol;//接口遵循的协议BYTEiInterface;//描述该接口的字符串索引值}INTERFACE_DESCRIPTOR_STRUCT,*pINTERFACE_DESCRIPTOR_STRUCT;【说明1：】接口描述符中用到接口编号bInterfaceNumber，以区分在同一配置下的不同的接口。同时还有该接口描述符的索引iInterface，这意味着将为其准备准备一个字符串描述符。【说明2：】接口描述符中有一项：可替换的接口描述符编号bAlternateSetting，表示对某一接口进行描述的描述符编号。虽然，USB设备的配置与配置描述符是一一对应的，即一个配置只能由一个配置描述来描述它，