简单了解usb描述符

参考文章：https://zhuanlan.zhihu.com/p/656339393

1. 设备/配置/接口/端点

在了解 “描述符” 之前，先来看一下设备、配置、接口、端点是些什么鬼东西，这几个概念经常会在USB的相关文档中看到。

设备 (Device) ：就是一个实实在在的USB设备，比如USB鼠标，U盘。

配置 (Configuration)：一个USB设备可以有多种配置。比如4G上网卡就有2种配置：U盘、上网卡。第1次把4G上网卡插入电脑时，它是一个U盘，可以安装里面的程序。装好程序后，把它再次插入电脑，它就是一个上网卡。驱动程序可以选择让它工作于哪种配置，同一时间只能有一种配置有效。大多数的USB设备只有一种配置。

接口 (Interface) ：每个配置下可以有多个接口，这个接口不是硬件上的接口，可以把这个接口理解为功能，一个接口就代表该设备当前支持的一种功能。

端点 (Endpoint) ：每个接口可以有多个端点。USB主机和设备就是通过端点进行数据交互的。每个端点地址对应一个方向，例如端点2-IN，端点2-OUT，这两个含义完全不同。

一个具体的端点只能属于四种传输模式中的一种，四种传输模式可以参考上一篇文章 USB (4) – USB传输类型，通常把工作在什么模式下的端点就叫做什么端点，比如控制端点，批量端点等。

需要注意其中的一个特殊端点–端点0，每个USB设备必须要有一个端点0，它一上电就存在并且可用，其作用是对设备枚举和对设备进行一些基本的控制功能，端点0也被称为控制端点。端点0与其他的端点还有一个不同之处在于端点0的数据传输方向是双向的，即端点0既可以给主机发送数据，也可以接收主机发送过来的数据，而其他端点均为单向。除了端点0，其余的端点在设备配置之前不能与主机通信。

2、描述符

所谓描述符在C语言里面就是一个结构体或数组，使用描述符来说明当前的设备有哪些特征。所以需要在设备端实现对应的描述符，主机在枚举此设备的时候，才能根据设备实现的描述符去确定到底是什么样的设备。前面提到的设备、配置、接口、端点都有对应的描述符来描述，如下图所示：

USB描述符有设备描述符 (Device Descriptor) ，配置描述符 (Configuration Descriptor) ，接口描述符 (Interface Descriptor) ，端点描述符 (Endpoint Descriptor) ，此外，还有字符串描述符 (String Descriptor)，HID设备有HID描述符、报告描述符等。

• 一个USB设备有1个设备描述符；
• 一个USB设备有1个或多个配置描述符；
• 一个USB配置有1个或多个接口描述符；
• 一个USB接口有0个或多个端点描述符（不包括端点0）

2.1 设备描述符

一个USB设备只有一个设备描述符，设备描述符为主机提供了许多信息，如设备满足的USB规范，设备支持的协议，供应商标识、产品标识等等。设备描述符主要记录的信息如下图所示（截图来自《usb_20.pdf》）：

为了看起来更顺眼，把它翻译为中文如下：

2.2 配置描述符

大部分USB设备只有一种配置，每种配置都有一个配置描述符，该描述符会提供特定设备配置的信息，如接口数量、 设备由总线供电还是自供电、 设备能否启动一个远程唤醒以及设备功耗。 配置描述符记录的信息如下图所示：

2.3 接口描述符

每个接口都有一个接口描述符，接口描述符会记录端点数量等信息，接口描述符中也包含USB类别的信息。接口描述符主要记录的信息如下图所示：

2.4 端点描述符

每一个端点都有一个端点描述符，端点描述符会提供端点的方向、传输类型和数据包的最大尺寸 等信息。端点描述符主要记录的信息如下图所示：


每个端点描述符都规定了该端点所支持的最大数据包长 (wMaxPacketSize)，主机每次发送数据包，都不能超过端点的最大包长，各种端点的最大包长如下表：