USB描述符【整理】

USB描述符

USB描述符信息存储在USB设备中，在枚举过程中，USB主机会向USB设备发送GetDescriptor请求，USB设备在收到这个请求之后，会将USB描述符信息返回给USB主机，USB主机分析返回来的数据，判断出该设备是哪一种USB设备，建立相应的数据链接通道。那么USB描述符信息到底是一个什么样的数据呢，USB协议中有详细描述。

通用的USB描述符信息包括设备描述符、配置描述符、接口描述符和端点描述符，具体不同的USB设备还包括其它类型的描述符，例如，USB鼠标、键盘还包括HID描述符和报告描述符，还有可能包括字符串描述符，USB协议中对描述符类型定义如下：

所有的描述符信息都是通过发送GetDescriptor请求得到的，但是USB设备也不知道你要获取的是哪种描述符，所以还需要在GetDescriptor请求中指定描述符的类型以及描述符的长度，这样USB设备才能正确的返回描述符信息。

1 设备描述符

Linux中对于设备描述符结构体定义如下：

216 /* USB_DT_DEVICE: Device descriptor */
217 struct usb_device_descriptor {
218         __u8  bLength;
219         __u8  bDescriptorType;
220     
221         __le16 bcdUSB;
222         __u8  bDeviceClass;
223         __u8  bDeviceSubClass;
224         __u8  bDeviceProtocol;
225         __u8  bMaxPacketSize0;
226         __le16 idVendor;
227         __le16 idProduct;
228         __le16 bcdDevice;
229         __u8  iManufacturer;
230         __u8  iProduct;
231         __u8  iSerialNumber;
232         __u8  bNumConfigurations;
233 } __attribute__ ((packed));
234 
235 #define USB_DT_DEVICE_SIZE              18

bLength: 描述符的长度，设备描述符的长度为18个字节。

bDescriptorType: 描述符的类型，设备描述符的类型为0x01。

bcdUSB: USB设备所遵循的协议版本号，例如2.0协议为0x0200。

bDeviceClass: USB设备类代码，由USB-IF分配，如果该字段为0x00，表示由接口描述符来指定（有可能该USB设备是一个复合设备，USB设备的各个接口相互独立，分别属于不同的设备类）。如果是0x01~0xfe，表示为USB-IF定义的设备类，例如0x03为HID设备，0x09为HUB设备。如果是0xff，表示由厂商自定义设备类型。

bDeviceSubClass: USB子类代码，由USB-IF分配，如果bDeviceClass为0x00，那么该字段也必须为 0x00，其它情况可以参考USB关于对于USB Device Class的定义。

bDeviceProtocol: 协议代码，由USB-IF分配，如果bDeviceClass和bDeviceSubClass定义为0x00，那么该字段也必须为0x00。

bMaxPacketSize0: 端点0最大数据包长度，必须为8、16、32和64。

idVendor: 厂商ID，由USB-IF分配，需要向USB-IF组织申请。

idProduct: 产品ID，由厂商指定。

bcdDevice: 设备序列号，由厂商自行设置。

iManufacturer: 用于描述厂商的字符串描述符索引。

iProduct: 用于描述产品的字符串描述符索引。

iSerialNumber: 用于描述产品序列号的字符串描述符索引，注意，所有的字符串描述符是可选的，如果没有字符串描述符，指定这些索引为0x00。

bNumConfigurations:配置描述符数量。

例如，我的USB鼠标设备描述符信息如下：

从中可以看出该USB设备符合USB1.1协议，在设备描述中并没有指定该USB设备类型，端点0最大数据包长度为8个字节，也就是说一次还不能获取完全设备描述符，需要三次才能获取完全。再看bMaxPacketSize0在设备描述符中的偏移，刚好是第8个字节，也就是说传输一次就能知道端点0一次能够传输多长的数据，根据这个值才能判断出是否继续传输，来完整的获取描述符信息。该USB设备的idVendor为0x80ee，idProduct为0x0021，有一个配置等等信息。

2 配置描述符

一个USB设备只有一个USB设备描述符，可以有多个配置描述符，配置描述符定义如下：

265 /* USB_DT_CONFIG: Configuration descriptor information.
266  *
267  * USB_DT_OTHER_SPEED_CONFIG is the same descriptor, except that the
268  * descriptor type is different.  Highspeed-capable devices can look
269  * different depending on what speed they're currently running.  Only
270  * devices with a USB_DT_DEVICE_QUALIFIER have any OTHER_SPEED_CONFIG
271  * descriptors.
272  */
273 struct usb_config_descriptor {
274         __u8  bLength;
275         __u8  bDescriptorType;
276 
277         __le16 wTotalLength;
278         __u8  bNumInterfaces;
279         __u8  bConfigurationValue;
280         __u8  iConfiguration;
281         __u8  bmAttributes;
282         __u8  bMaxPower;
283 } __attribute__ ((packed));
284 
285 #define USB_DT_CONFIG_SIZE              9

bLength: 配置描述符长度，配置描述符长度为9字节大小。

bDescriptorType: 描述符类型，配置描述符类型为0x02。

wTotalLength: 配置描述符信息总的大小，包括接口描述符、端点描述符等等。

bNumInterfaces: USB接口数量。

bConfigurationValue: 当使用SetConfiguration和GetConfiguration请求时所指定的配置索引值。

iConfiguration: 描述配置的字符串描述符索引。

bmAttributes: 供电配置，位详细定义如下：

D7              保留，必须置1

D6              自供电模式

D5              远程唤醒

D4～D0      保留

bMaxPower: 最大功耗，以2mA为单位，例如0x32为50*2=100mA。

我的USB鼠标配置描述符信息如下：

从中可以看出该设备配置信息总大小为0x22=34字节大小，有一个接口，最大功耗为100mA等信息。

3 接口描述符

一个配置中可以有一个或多个接口，一个接口中有0个或多个端点，接口描述符和端点描述符不能直接通过GetDescriptor请求返回，必须连同配置描述符一起返回，Linux中接口描述符定义如下：

309 /* USB_DT_INTERFACE: Interface descriptor */
310 struct usb_interface_descriptor {
311         __u8  bLength;
312         __u8  bDescriptorType;
313 
314         __u8  bInterfaceNumber;
315         __u8  bAlternateSetting;
316         __u8  bNumEndpoints;
317         __u8  bInterfaceClass;
318         __u8  bInterfaceSubClass;
319         __u8  bInterfaceProtocol;
320         __u8  iInterface;
321 } __attribute__ ((packed));
322 
323 #define USB_DT_INTERFACE_SIZE           9

bLength: 描述符长度，接口描述符长度为9个字节。

bDescriptorType: 描述符类型，接口描述符的类型为0x04。

bInterfaceNumber: 该接口编号，接口编号从0开始分配，当一个配置有多个接口时，就用该字段来区分不同的接口。

bAlternateSetting:

bNumEndpoints:  端点数量，不包括端点0。

bInterfaceClass

bInterfaceSubClass

bInterfaceProtocol:  和设备描述符中的bDeviceClass、bDeviceSubClass、bDeviceProtocol类似。

iInterface: 描述该接口的字符串描述符索引。

接口描述符实例如下：

前面9个字节是配置描述符，从中可以看出端点数量为1，bInterfaceClass为0x03，即为HID设备。

4 端点描述符

注意，端点0没有端点描述符，Linux中端点描述符结构定义如下：

327 /* USB_DT_ENDPOINT: Endpoint descriptor */
328 struct usb_endpoint_descriptor {
329         __u8  bLength;
330         __u8  bDescriptorType;
331 
332         __u8  bEndpointAddress;
333         __u8  bmAttributes;
334         __le16 wMaxPacketSize;
335         __u8  bInterval;
336 
337         /* NOTE:  these two are _only_ in audio endpoints. */
338         /* use USB_DT_ENDPOINT*_SIZE in bLength, not sizeof. */
339         __u8  bRefresh;
340         __u8  bSynchAddress;
341 } __attribute__ ((packed));
342 
343 #define USB_DT_ENDPOINT_SIZE            7
344 #define USB_DT_ENDPOINT_AUDIO_SIZE      9       /* Audio extension */

bLength: 描述符长度，这里有两个值如果是audio设备的端点，那么端点描述符长度就为9个字节，对于其它设备端点，端点描述符长度就为7个字节。

bDescriptorType: 描述符类型，端点描述符类型为0x05。

bEndpointAddress: 端点地址，详细定义如下：

D7 端点方向

0                  OUT端点

1                  IN端点

D6～D4       保留

D3～D0       端点编号

bmAttributes: 端点类型，详细定义如下：

D5~D4 用途

00     数据端点

01     反馈端点

10     隐式反馈数据端点

11     保留

D3~D2 同步类型

00     非同步

01     异步

10     自适应

11     同步

D1~D0 传输类型

00     控制传输

01     同步传输

10     块传输

11     中断传输

如果该端点不是同步端点，D5~D2保留且必须置0。

wMaxPacketSize: 端点所支持最大数据包的长度，详细定义如下：

D10~D0 最大数据包长度

D12~D11

其余位保留且必须置0。

bInterval:端点数据传输的访问时间间隔。对于全速/低速的中断端点，取值范围为 1~255，对于高速中断端点，取值范围为1~16，详细定义可以参考USB协议。

端点描述符实例如下：

因为不能单独的获取接口和端点描述符，所以我将设备配置信息全获取下来了，端点描述符从0x07处开始，0x07为端点描述符长度，该端点是一个IN端点，端点地址为1，该端点是一个中断端点，最大数据包长度为6个字节，时间间隔为10ms。

5 HID描述符

从上图可以看出，除了配置描述符、接口描述符、端点描述符之外、还有一个描述符，它就是HID描述符，HID描述符专用于HID类设备。Linux关于HID描述符结构定义如下：

537 struct hid_class_descriptor {
538         __u8  bDescriptorType;
539         __le16 wDescriptorLength;
540 } __attribute__ ((packed));
541 
542 struct hid_descriptor {
543         __u8  bLength;
544         __u8  bDescriptorType;
545         __le16 bcdHID;
546         __u8  bCountryCode;
547         __u8  bNumDescriptors;
548 
549         struct hid_class_descriptor desc[1];
550 } __attribute__ ((packed));

bLength: 描述符长度。

bDescriptorType:描述符类型，HID描述符的类型为0x21。

bcdHID: 所遵循的HID协议版本。

bCountryCode: 国家代码。

bNumDescriptors: 下级描述符数量，通常至少需要一个报告描述符。

bDescriptorType: 下级描述符类型，例如报告描述符。

wDescriptorLength: 下级描述符长度。

从上面USB鼠标配置描述符中可以看出，该鼠标所遵循的HID协议版本为1.1，有一个HIDclass描述符，描述符类型为0x22，即报告描述符，描述符长度为0x46。

原文地址：http://blog.csdn.net/mcgrady_tracy/