2.6 USB攝像頭驅動之USB描述符

學習目標：分析USB攝像頭驅動的描述符；

1、USB設備描述符

在usb設備驅動分析那一節，也用到了usb描述符。

usb描述符可分爲：

USB設備描述符（usb_device_descriptor）；

USB配置描述符（usb_config_descriptor）；

USB接口描述符（usb_interface_descriptor）；

USB端點描述符（usb_endpoint_descriptor）；

其中，一個USB設備描述符能夠有多個配置描述符；配置描述符能夠有多個接口描述符（好比聲卡驅動,就有兩個接口：錄音接口和播放接口）；一個接口描述符能夠有多個端點描述符。

2、結構體分析

一、USB設備描述符（usb_device_descriptor）

定義：

    struct usb_device *dev = interface_to_usbdev(intf);
    struct usb_device_descriptor *descriptor = &dev->descriptor;

struct usb_device_descriptor {
 __u8  bLength;                          //本描述符的size
 __u8  bDescriptorType;              //描述符的類型，這裏是設備描述符DEVICE
 __u16 bcdUSB;                           //指明usb的版本，好比usb2.0
 __u8  bDeviceClass;                 //類
 __u8  bDeviceSubClass;             //子類
 __u8  bDeviceProtocol;              //指定協議
 __u8  bMaxPacketSize0;            //端點0對應的最大包大小
 __u16 idVendor;                         //廠家ID
 __u16 idProduct;                        //產品ID
 __u16 bcdDevice;                       //設備的發佈號
 __u8  iManufacturer;                 //字符串描述符中廠家ID的索引
 __u8  iProduct;                         //字符串描述符中產品ID的索引
 __u8  iSerialNumber;                 //字符串描述符中設備序列號的索引
 __u8  bNumConfigurations;              //配置描述符的個數,表示有多少個配置描述符
} __attribute__ ((packed));

源碼位置：usb_device結構體下

struct usb_device {
　　 int devnum; 　　　　　　　　　　//設備號，是在USB總線的地址
　　 char devpath [16]; 　　　　　　//用於消息的設備ID字符串
　　 enum usb_device_state state; //設備狀態：已配置、未鏈接等等
　　 enum usb_device_speed speed; //設備速度：高速、全速、低速或錯誤
　　
　　 struct usb_tt *tt; 　　　　　　//處理傳輸者信息；用於低速、全速設備和高速HUB
　　 int ttport; 　　　　　　　　　　//位於tt HUB的設備口
　　
　　 unsigned int toggle[2]; 　　 //每一個端點的佔一位，代表端點的方向([0] = IN, [1] = OUT)　　
　　 struct usb_device *parent; 　//上一級HUB指針
　　 struct usb_bus *bus; 　　　　　　//總線指針
　　 struct usb_host_endpoint ep0; //端點0數據
　　 struct device dev; 　　　　　　　　//通常的設備接口數據結構
　
　　 struct usb_device_descriptor descriptor; //USB設備描述符,
　　 struct usb_host_config *config; 　　　　　　//設備的全部配置結構體,配置結構體裏包含了配置描述符
　　 struct usb_host_config *actconfig; 　　　　//被激活的設備配置
　　 struct usb_host_endpoint *ep_in[16]; 　　　　//輸入端點數組
　　 struct usb_host_endpoint *ep_out[16]; 　　　　//輸出端點數組
　　
　　 char **rawdescriptors; 　　　　　　　　　　　　//每一個配置的raw描述符
　　
　　 unsigned short bus_mA; 　　　　　　　　//可以使用的總線電流

　　 u8 portnum; 　　　　　　　　　　　　　　//父端口號
　　 u8 level; 　　　　　　　　　　　　　　　//USB HUB的層數
　　
　　 unsigned can_submit:1; 　　　　　　　　//URB可被提交標誌
　　 unsigned discon_suspended:1; 　　　　　//暫停時斷開標誌
　　 unsigned persist_enabled:1; 　　　　　　//USB_PERSIST使能標誌
　　 unsigned have_langid:1; 　　　　　　　　//string_langid存在標誌
　　 unsigned authorized:1; 
　　 unsigned authenticated:1;
　　 unsigned wusb:1; 　　　　　　　　　　　　//無線USB標誌
　　 int string_langid; 　　　　　　　　　　　　//字符串語言ID
　　
　　 /* static strings from the device */ //設備的靜態字符串
　　 char *product; 　　　　　　　　　　　　　　//產品名
　　 char *manufacturer; 　　　　　　　　　　　　//廠商名
　　 char *serial; 　　　　　　　　　　　　　　　　//產品串號
　　
　　 struct list_head filelist; 　　　　　　　　//此設備打開的usbfs文件
　　#ifdef CONFIG_USB_DEVICE_CLASS
　　 struct device *usb_classdev;　　　　　　 //用戶空間訪問的爲usbfs設備建立的USB類設備
　　#endif
　　#ifdef CONFIG_USB_DEVICEFS
　　 struct dentry *usbfs_dentry; 　　　　　　　//設備的usbfs入口
　　#endif
　　
　　 int maxchild; 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//（若爲HUB）接口數
　　 struct usb_device *children[USB_MAXCHILDREN];//鏈接在這個HUB上的子設備
　　 int pm_usage_cnt; 　　　　　　　　　　　　　　　　//自動掛起的使用計數
　　 u32 quirks; 
　　 atomic_t urbnum; 　　　　　　　　　　　　　　　　　　//這個設備所提交的URB計數
　　
　　 unsigned long active_duration; 　　　　　　　　//激活後使用計時

　　#ifdef CONFIG_PM 　　　　　　　　　　　　　　　　//電源管理相關
　　 struct delayed_work autosuspend; 　　　　　　//自動掛起的延時
　　 struct work_struct autoresume; 　　　　　　//（中斷的）自動喚醒需求
　　 struct mutex pm_mutex; 　　　　　　　　　　//PM的互斥鎖　
　 
　　 unsigned long last_busy; 　　　　　　　　//最後使用的時間
　　 int autosuspend_delay; 
　　 unsigned long connect_time; 　　　　　　//第一次鏈接的時間
　　
　　 unsigned auto_pm:1; 　　　　　　　　　　//自動掛起/喚醒
　　 unsigned do_remote_wakeup:1; 　　　　//遠程喚醒
　　 unsigned reset_resume:1; 　　　　　　//使用復位替代喚醒
　　 unsigned autosuspend_disabled:1; 　　//掛起關閉
　　 unsigned autoresume_disabled:1; 　　//喚醒關閉
　　 unsigned skip_sys_resume:1; 　　　　//跳過下個系統喚醒
　　#endif
　　 struct wusb_dev *wusb_dev; 　　　　//（若是爲無線USB）鏈接到WUSB特定的數據結構
　　};

二、USB配置描述符（usb_config_descriptor）

變量定義：

    struct usb_host_config *hostconfig;
    struct usb_config_descriptor *config;

位於：usb_device結構體下

源碼：

struct usb_config_descriptor {   
  __u8  bLength;                          //描述符的長度
  __u8  bDescriptorType;              //描述符類型的編號

  __le16 wTotalLength;                        //配置 所返回的全部數據的大小
  __u8  bNumInterfaces;              //配置 所支持的接口個數, 表示有多少個接口描述符
  __u8  bConfigurationValue;        //Set_Configuration命令須要的參數值
  __u8  iConfiguration;                        //描述該配置的字符串的索引值
  __u8  bmAttributes;                         //供電模式的選擇
  __u8  bMaxPower;                    //設備從總線提取的最大電流
 } __attribute__ ((packed));

三、USB接口描述符（usb_interface_descriptor）

一個USB接口表明一個邏輯上的設備，例如攝像頭驅動有兩種接口：VC和VS。

定義：

　　struct usb_interface *intf；

　　struct usb_interface_descriptor *interface;

　　interface = &intf->altsetting[j].desc; 

struct usb_interface_descriptor {  
  __u8  bLength;                          //描述符的長度
  __u8  bDescriptorType;              //描述符類型的編號

  __u8  bInterfaceNumber;           //接口的編號
  __u8  bAlternateSetting;            //備用的接口描述符編號,提供不一樣質量的服務參數.
  __u8  bNumEndpoints;              //要使用的端點個數(不包括端點0), 表示有多少個端點描述符,好比鼠標就只有一個端點
  __u8  bInterfaceClass;              //接口類型,與驅動的id_table 
  __u8  bInterfaceSubClass;                 //接口子類型
  __u8  bInterfaceProtocol;                 //接口所遵循的協議
  __u8  iInterface;                        //描述該接口的字符串索引值
 } __attribute__ ((packed)

四、USB端點描述符（usb_endpoint_descriptor）

定義：

　　　　struct usb_endpoint_descriptor  *endpoint;

　　　　endpoint = &intf->altsetting[j].endpoint[m].desc;

源碼：

struct usb_host_endpoint {
　　struct usb_endpoint_descriptor desc; //端點描述符
　　struct usb_ss_ep_comp_descriptor ss_ep_comp;//超快速端點描述符
　　struct list_head urb_list; //本端口對應的urb鏈表
　　void *hcpriv;
　　struct ep_device *ep_dev; /* For sysfs info */

　　unsigned char *extra; /* Extra descriptors */
　　int extralen;
　　int enabled;//使能的話urb才能被提交到此端口
};

struct usb_endpoint_descriptor {
__u8  bLength;                          //描述符的長度
__u8  bDescriptorType;              //描述符類型的編號

__u8  bEndpointAddress;              //端點編號,好比端點1,就是1
__u8  bmAttributes;                  //端點的屬性, 好比中斷傳輸類型,輸入類型
__le16 wMaxPacketSize;               //一個端點的最大包大小,
__u8  bInterval;                     //間隔時間,用在中斷傳輸上,好比間隔時間查詢鼠標的數據

 
/* NOTE:  these two are _only_ in audio endpoints. */
/* use USB_DT_ENDPOINT*_SIZE in bLength, not sizeof. */
__u8  bRefresh;
__u8  bSynchAddress;

} __attribute__ ((packed));

五、接口關聯描述符 （Interface Association Descriptor）

做用：描述設備功能須要的一個視頻控制接口VC和一個或多個視頻流接口VS的視頻接口集合。

定義：

   　　　struct usb_interface_assoc_descriptor *assoc_desc;
       　   assoc_desc = hostconfig->intf_assoc[0];

源碼：

/* USB_DT_INTERFACE_ASSOCIATION: groups interfaces */
struct usb_interface_assoc_descriptor {
 __u8  bLength;  　　　　　　 //描述符的長度
 __u8  bDescriptorType;  　　 //描述符類型的編號
 __u8  bFirstInterface;
 __u8  bInterfaceCount; 　　　//接口數目
 __u8  bFunctionClass;           //接口類型,與驅動的id_table 
 __u8  bFunctionSubClass;　  //接口子類型
 __u8  bFunctionProtocol;　　　//接口所遵循的協議
 __u8  iFunction;
} __attribute__ ((packed));