Linux内核USB2.0驱动框架分析--设备描述符以及USB标准请求

一，在标准的USB请求命令中，经常会看到描述符（Descriptor），这是什么来的呢？

Descriptor即描述符，是一个完整的数据结构，可以通过C语言等编程实现，并存储在USB设备中，用于描述一个USB设备的所有属性，USB主机是通过一系列命令来要求设备发送这些信息的。它的作用就是通过命令来给主机传递信息，从而让主机知道设备具有什么功能、属于哪一类设备、要占用多少带宽、使用哪类传输方式及数据量的大小，只有主机确定了这些信息之后，设备才能真正开始工作，所以描述符也是十分重要的部分，要好好掌握。

USB描述符类似USB外围设备的"身份证"一样，详细地记录着外围设备相关的一切信息（设备类型、厂商的ID和产品的ID、端点情况、本版本号等）。为了描述不同的数据，需要以不同的数据类型的USB描述符加以描述，共有11种类型，每种描述符的第一个字节描述该描述符包含的字节数目，第二个字节描述该描述符的类型。

USB1.1协议定义的标准描述符是：设备描述符，配置描述符、接口描述符、端点描述符和字符串描述符。
　　

1.1 设备描述符

设备描述符具有18字节的长度，并且是主机向设备请求的第一个描述符。包含的信息有：设备所使用的USB协议版本号，设备类型、端点0的最大包大小、厂商ID（VID）和产品ID（PID）、设备版本号、厂商字符索引、产品字符索引、设备序列号索引、可能的配置数等。以下列出设备描述符的范围、数值以及各个字段的意义：

 struct _DEVICE_DEscriptOR_STRUCT

{
   

 BYTE bLength;          //设备描述符的字节数大小，为0x12
 BYTE bDescriptorType;  //描述符类型编号，为0x01
 WORD bcdUSB;           //USB版本号
 BYTE bDeviceClass;  //USB分配的设备类代码，0x01~0xfe为标准设备类，0xff为厂商自定义类型
                        //0x00不是在设备描述符中定义的，如HID
    BYTE bDeviceSubClass;   //usb分配的子类代码，同上，值由USB规定和分配的
    BYTE bDeviceProtocl;    //USB分配的设备协议代码，同上
    BYTE bMaxPacketSize0;   //端点0的最大包的大小
    WORD idVendor;          //厂商编号
    WORD idProduct;         //产品编号
    WORD bcdDevice;         //设备出厂编号
    BYTE iManufacturer;     //描述厂商字符串的索引
    BYTE iProduct;          //描述产品字符串的索引
    BYTE iSerialNumber;     //描述设备序列号字符串的索引
    BYTE bNumConfiguration; //可能的配置数量
}

 bLength： 表示描述符的长度，对于设备描述符来说，其值为18，即0x12。
 bDescriptorType： 描述符类型，对应表1中的值，设备描述符为0x01。
 bcdUSB：该设备遵循的USB版本号，以BCD码表示，USB1.1为0x0101，USB2.0为0x0200。
 bDeviceClass：该设备所属的标准设备类，USB协议中对常见的设备进行了分类。该字段值为0x01～0xFE时，表示是USB协议中已定义的设备类，常用的HID设备类编号为0x03，其它设备类编号参：http://www.usb.org/developers/defined_class
 bDeviceProtocol：用于表示USB设备类所采用的设备类协议，其值和bDeviceClass和bDeviceSubClass有关。当此 字段为0时，表示不使用任何设备类协议。如果该USB设备属于某个设备类和设备子类，则应该继续指明所采用的设备类协议。当该字段为0xFF时，表明设备 类协议由供应商自定义。
 bMaxPacketSize0：用于表示在USB设备中，端点0所支持最大数据包的长度，它以字节为单位。对于低速USB设 备，bMaxPacketSize0为8；对于全速USB设备，bMaxPacketSize0为8、16、32、64；对于高速USB设 备，bMaxPacketSize0为64。
 IdVendor：用于表示USB设备供应商的ID。USB组织中规定每种产品都必须包含一个供应商ID,这样可以使主机加载合适的驱动程序。
 idProduct：用于表示USB产品的ID,由设备供应商提供。idProduct用于表示特定的USB设备，在USB设备上电的时候可以帮助USB主机选择合适的驱动程序。
 bcdDevice：用于表示USB设备的版本号，它以BCD码的形式表示。一般来说bcdDevcie由设备供应商指定，在USB设备上电的时候可以帮助USB主机选择合适的驱动程序。
 iManufacturer：用于表示供应商字符串描述符的索引值。具体字符串的内容在后面字符串描述符中定义。如果没有供应商字符串，可以置0。
 iSerialNumber：用于表示设备序列号字符串描述符的索引值，如果没有，可以置为0。
 bNumConfigurations：用于表示该USB设备所支持的配置数。

1.2 配置描述符

配置描述符具有9字节长度，针对设备给予配置的信息，包括配置所包含的接口数、配置的编号、供电方式、是否支持远程唤醒、电流需求量等。以下列出配置描述符的范例、数值以及各个字段的意义。

 struct _CONFIGURATION_DEscriptOR_STRUCT

{
   

 BYTE bLength;          //配置描述符的长度，固定为9个字节
 BYTE bDescriptorType;  //描述符类型编号，为0x02
 WORD wTotalLength;     //配置所返回的所有数量的大小
 BYTE bNumInterface;    //此配置所支持的接口数量
 BYTE bConfigurationVale;   //Set_Configuration命令需要的参数值
 BYTE iConfiguration;       //描述该配置的字符串的索引值
 BYTE bmAttribute;          //供电模式的选择
 BYTE MaxPower;             //设备从总线提取的最大电流

}

 bLength：用于表示配置描述符的长度，固定为9个字节，即0x09。
 bDescriptorType：用于表示配置描述符的类型值，固定为0x02。
 wTotalLength：用于表示配置信息的总长度，包括配置描述符、接口描述符、端点描述符长度的总和。
 bNumInterfaces：用于表示配置所支持的接口数。一般来说，USB设备的接口至少有一个，因此其最小值为1。
 bConfigurationValue：用于表示USB设备的配置值。
 iConfiguration：用于指出配置字符串描述符的索引值。具体字符串的内容在后面字符串描述符中定义。如果没有配置字符串，可以置为0。
 bmAttributes：用于表示USB设备特性。bmAttributes是接位寻址的，第6位置1表示使用总线电源；第5位置1表示支持远程唤醒功能；该字段其他位均保留，一般来说，第0～4位置0即可，第7位置1即可。
 bMaxPower：用于表示USB设备运行时所需要消耗的总线电流，单位以2mA为基准。USB设备可以从USB总线上获得最大的电流为500mA，因此bMaxPower字段的最大值可以设置为250。

1.3 字符描述符

struct _STRING_DEscriptOR_STRUCT

{
   

 BYTE bLength;          //设备描述符的字节数大小，为0x12
 BYTE bDescriptorType;  //描述符类型编号，为0x03
 BYTE SomeDescriptor[36];