Linux USB 3.0驱动分析（一）—— USB设备基础概念

struct usb_device_descriptor {
    __u8  bLength; ///长度
    __u8  bDescriptorType; ///描述符类型

    __le16 bcdUSB; //USB spec的版本号，一个设备如果能够进行高速传输，那么它设备描述符里的bcdUSB这一项就应该为0200H。
    __u8  bDeviceClass;///设备类型
    __u8  bDeviceSubClass;///设备子类型
    __u8  bDeviceProtocol;///协议
    __u8  bMaxPacketSize0;///最大传输大小
    __le16 idVendor;///厂商 ID
    __le16 idProduct;///设备 ID
    __le16 bcdDevice;/// 设备版本号
    __u8  iManufacturer; //描述厂商字符串的索引
    __u8  iProduct; //描述产品字符串的索引
    __u8  iSerialNumber;///序列号
    __u8  bNumConfigurations;/// 设备当前速度模式下支持的配置数量。有的设备可以在多个速度模式下操作，这里包括的只是当前速度模式下的配置数目，不是总的配置数目
} __attribute__ ((packed));

2、配置描述符

       一个USB设备可以包含一个或多个配置，如USB设备的低功耗模式和高功耗模式可分别对应一个配置。在使用USB设备前，必须为其选择一个合适的配置。配置描述符用于说明USB设备中各个配置的特性，如配置所含接口的个数等。USB设备的每一个配置都必须有一个配置描述符。

struct usb_config_descriptor {
	__u8  bLength;                //描述符长度
	__u8  bDescriptorType;        //这里的值并不仅仅可以为USB_DT_CONFIG，还可以为USB_DT_OTHER_SPEED_CONFIG

    __le16 wTotalLength;         //使用GET_DESCRIPTOR请求从设备里获得配置描述符信息时，返回的数据长度
    __u8  bNumInterfaces;       //这个配置包含的接口数量
    __u8  bConfigurationValue;    //对于拥有多个配置的幸运设备来说，可以拿这个值为参数，使用SET_CONFIGURATION请求来改变正在被使用的 USB配置，bConfigurationValue就指明了将要激活哪个配置。咱们的设备虽然可以有多个配置，但同一时间却也只能有一个配置被激活。捎带着提一下，SET_CONFIGURATION请求也是标准的设备请求之一，专门用来设置设备的配置。
    __u8  iConfiguration;      //描述配置信息的字符串描述符的索引值
    __u8  bmAttributes;         //这个字段表征了配置的一些特点，比如bit 6为1表示self-powered，bit 5为1表示这个配置支持远程唤醒。另外，它的bit 7必须为1
    __u8  bMaxPower;          //设备正常运转时，从总线那里分得的最大电流值，以2mA为单位。设备可以使用这个字段向hub表明自己需要的的电流，但如果设备需求过于旺盛，请求的超出了hub所能给予的，hub就会直接拒绝还记得struct usb_device结构里的bus_mA吗？它就表示hub所能够给予的。计算机的usb端口可以提供最多500mA的电流
} __attribute__ ((packed));

3、接口描述符

      一个配置可以包含一个或多个接口，例如对一个光驱来说，当用于文件传输时，使用其大容量存储接口；而当用于播放CD时，使用其音频接口。接口是端点的集合，可以包含一个或多个可替换设置，用户能够在USB处于配置状态时改变当前接口所含的个数和特性。接口描述符用于说明设备中各个接口的特性，如接口所属的设备类及其子类等。USB设备的每个接口都必须有一个接口描述符

struct usb_interface_descriptor   
{  
     __u8  bLength;//接口描述符长度  
    __u8 bDescriptorType;//接口描述符类型  

    __u8 bInterfaceNumber;//接口号。每个配置可以包含多个接口，这个值就是它们的索引值。  
    __u8 bAlternateSetting;//接口使用的是哪个可选设置。协议里规定，接口默认使用的设置总为0号设置。  
    __u8 bNumEndpoints;//接口拥有的端点数量。这里并不包括端点0，因为端点0是控制传输，是所有的设备都必须提供的，所以这里就没必要多此一举的包括它了。对于hub，因为它的传输是中断传输，所以此值为1（不包括端点0）  
    __u8 bInterfaceClass;  //接口类型
    __u8 bInterfaceSubClass;//接口子类型。对于hub，这个值是零  
    __u8 bInterfaceProtocol;  //接口所遵循的协议
    __u8 iInterface;  //描述该接口的字符串索引值

} __attribute__ ((packed));

4、端点描述符

      端点是USB设备中的实际物理单元，USB数据传输就是在主机和USB设备各个端点之间进行的。端点一般由USB接口芯片提供，例如Freescale公司的MC68HC908JB8和MC9S12UF32。USB设备中的每一个端点都有唯一的端点号，每个端点所支持的数据传输方向一般而言也是确定的：或是输入（IN），或是输出（OUT）。也有些芯片提供的端点的数据方向是可以配置的，例如MC68HC908JB8包含有两个用于数据收发的端点：端点1和端点2。其中端点1只能用于数据发送，即支持输入（IN）操作；端点2既能用于数据发送，也可用于数据接收，即支持输入（IN）和输出（OUT）操作。而MC9S12UF32具有6个端点。

     利用设备地址、端点号和传输方向就可以指定一个端点，并与它进行通信。端点的传输特性还决定了其与主机通信是所采用的传输类型，例如控制端点只能使用控制传输。根据端点的不同用途，可将端点分为两类：0号端点和非0号端点。

      0号端点比较特殊，它有数据输入IN和数据输出OUT两个物理单元，且只能支持控制传输。所有的USB设备都必须含有一个0号端点，用作默认控制管道。USB系统软件就是使用该管道与USB逻辑设备进行配置通信的。0号端点在USB设备上的以后就可以使用，而非0号端点必须要在配置以后才可以使用。

     根据具体应用的需要，USB设备还可以含有多个除0号端点以外的其他端点。对于低速设备，其附加的端点数最多为2个；对于全速/高速设备，其附加的端点数最多为15个。

struct usb_endpoint_descriptor {   ///USB 端点描述符(每个USB设备最多有16个端点)
	__u8  bLength;             ///描述符的字节长度
    __u8  bDescriptorType;        ///描述符类型，对于端点就是USB_DT_ENDPOIN
    __u8  bEndpointAddress;    ///bit0~3表示端点地址，bit8 表示方向，输入还是输出
    __u8  bmAttributes;        ///属性(bit0、bit1构成传输类型，00--控制，01--等时，10--批量，11--中断)
  	__le16 wMaxPacketSize;        ///端点一次可以处理的最大字节数
  	__u8  bInterval;            ///希望主机轮询自己的时间间隔

     /* NOTE:  these two are _only_ in audio endpoints. */
      /* use USB_DT_ENDPOINT*_SIZE in bLength, not sizeof. */
    __u8  bRefresh;  //对于批量传送的端点以及控制传送的端点，此域忽略
    __u8  bSynchAddress; //对于同步传送的端点，此域必须为1
} __attribute__ ((packed));

struct usb_string_descriptor
{
    _ _u8 bLength; //描述符长度
    _ _u8 bDescriptorType; //描述符类型

    _ _le16 wData[1];
} _ _attribute_ _ ((packed));