【文章內(nèi)容簡介】 USB標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備請求這一部分描述的是所有USB設(shè)備都定義的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備請求。表2－1列出了所有的標(biāo)準(zhǔn)請求。請求號請求數(shù)據(jù)源接收方值指針長度（B）數(shù)據(jù)01HCLEAR_FEATURE無設(shè)備，接口終端特性設(shè)備，接口終端0無08HGET_CONFIGURATION無設(shè)備零設(shè)備1配置值06HGET_DESCRIPTOR設(shè)備設(shè)備描述符類型和指針設(shè)備或語言ID描述符長度描述符0AHGET_INTERFACE無接口0接口1可選設(shè)置00HGET_STATUS設(shè)備設(shè)備，接口，終端0設(shè)備，接口，終端2端點狀態(tài)05HSET_ADDRESS無設(shè)備設(shè)備地址00無09HSET_CONFIGURATION無設(shè)備配置值設(shè)備0無07HSET_DESCRIPTOR主機設(shè)備描述符類型和指針設(shè)備或語言ID描述符長度描述符03HSET_FEATURE無設(shè)備，接口，終端特性選擇符設(shè)備，接口，終端0無0BHSET_INTERFACE無接口可選設(shè)置接口號1無0CHSYNCH_FRAME設(shè)備終端0終端2幀號 表21 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備請求a、清除特性(ClearFeature())這個請求是被用來清除一個指定的特性。一個ClearFeature( )請求所指的特性如果不能被清除，不存在或指的是不存在的接口或結(jié)點號，會產(chǎn)生請求錯誤。 如果長度不為0，設(shè)備響應(yīng)無定義。 缺省狀態(tài)：當(dāng)設(shè)備處于缺省狀態(tài)時，對此請求的反應(yīng)無定義。 地址狀態(tài)：在設(shè)備處于地址狀態(tài)時這個請求是合法的，但如果該請求指的是接口或是非零號端結(jié)點，會引起請求錯誤。配置狀態(tài)：在此狀態(tài)下，該請求合法。b、取得配置(GetConfiguration())此請求返回當(dāng)前設(shè)備配置值。 如果返回0值表明設(shè)備未配置。 如果值，指針，長度的值與上面表中不同，設(shè)備響應(yīng)無定義。 缺省狀態(tài)：該請求響應(yīng)無定義。 地址狀態(tài)：返回0值。 配置狀態(tài)：非0的 配置值被返回。c、取得描述符（GetDescriptor()）這個請求返回存在的描述符。這個標(biāo)準(zhǔn)請求包括三種描述符：設(shè)備、配置、及字符串。一個配置描述符的設(shè)備請求會一次返回配置描述符，所有的接口描述符和所有接口的端節(jié)點的描述符。第一個接口描述符緊跟著配置描述符，隨后是接口的端點的描述符。如果有其它的接口與端點，它們的描述符則跟在第一個接口與端點描述符之后。與類有關(guān)的描述符，或Usb外設(shè)生產(chǎn)廠商定義的描述符跟在標(biāo)準(zhǔn)描述符之后。 所有的設(shè)備必須提供一個設(shè)備描述符并且至少一個配置描述符，如果一個設(shè)備不支持一個請求的描述符，則返回請求錯誤。 缺省狀態(tài)：此請求合法。 地址狀態(tài)：此請求合法。配置狀態(tài)：此請求合法。d、取得接口設(shè)置(GetInterface()) 這個請求返回所指接口的選中的可選設(shè)置。 有些USB設(shè)備的接口配置有互斥的設(shè)置。這個請求使得主機決定當(dāng)前設(shè)置。 如果值或長度不依上表設(shè)置，設(shè)備響應(yīng)無定義。 如果所指的接口不存在，返回請求錯誤。 缺省狀態(tài)：此狀態(tài)下，設(shè)備對該請求響應(yīng)無定義。 地址狀態(tài)：設(shè)備返回請求錯誤。 配置狀態(tài)：此請求合法。e、取得狀態(tài)(GetStatus ( )) 這個請求返回所指接收者的狀態(tài)。 如果值或長度不是上表中值，或指針在讀取設(shè)備狀態(tài)請求時非0，則設(shè)備響應(yīng)無定義。 缺省狀態(tài)：設(shè)備響應(yīng)無定義。 地址狀態(tài)：如果所指的是接口或是一個非0號端點，設(shè)備響應(yīng)返回請求出錯。 配置狀態(tài)：如果所指接口或端點不存在，返回請求錯誤。f、設(shè)置地址(SetAddress ( )) 本請求為主機指定以后與設(shè)備通信的地址。如果所指的設(shè)備地址大于127或指針或者長度非零，設(shè)備響應(yīng)無定義。設(shè)備對SetAddress(0)的響應(yīng)無定義。 缺省狀態(tài)：如果地址值非0，那設(shè)備將進(jìn)入地址狀態(tài)，否則地址仍留在缺省態(tài)(此非出錯狀態(tài))。 地址狀態(tài)：如果新地址值為0，進(jìn)入缺省態(tài)，否則仍留在地址狀態(tài)但使用新地址。配置狀態(tài)：在此狀態(tài)下設(shè)備對此請求的響應(yīng)無定義。g、設(shè)置配置值(SetConfiguration( )) 此請求設(shè)置設(shè)備配置值 值的低字節(jié)指出配置，這個配置值必須為0或與配置描述符中的一個配置相一致。如果配置值為0，設(shè)備置地址狀態(tài)。值的高字節(jié)保留。 如果指針，長度或者值的高字節(jié)非0，則設(shè)備對之的響應(yīng)無定義。 缺省狀態(tài)：設(shè)備響應(yīng)無定義 地址狀態(tài)：如果所指的配置為0，設(shè)備停留在地址狀態(tài)。如果所指的配置與描述符中的一個值相匹配，那個配置就被選中，設(shè)備轉(zhuǎn)到配置有。否則，返回請求錯誤 配置狀態(tài)：如果配置值為0，設(shè)備進(jìn)入地址狀態(tài)。如果配置值非0并與描述符中的一個配置相匹配則設(shè)備仍留在配置態(tài)，但采用新的配置值，否則返回請求錯誤。h、設(shè)置描述符(SetDescriptor ( )) 此請求用于更新或添加新的描述符。 值域高字節(jié)指出了描述符的類型，低字節(jié)指出了描述符索引。指針域指出了字符串描述符的語言標(biāo)識，對于其它描述符來說它為0。長度域指出從主機傳向設(shè)備的字節(jié)數(shù)。 如果設(shè)備不支持該請求則設(shè)備返回一個請求錯誤。 缺省狀態(tài)：此狀態(tài)下設(shè)備對該請求反應(yīng)無定義。 地址狀態(tài)：如果設(shè)備支持請求，則為合法。 配置狀態(tài)：如果設(shè)備支持請求，則為合法。i、設(shè)置特性(SetFeature ( )) 這個請求用來設(shè)置或使一個特性生效。 SetFeature ( )請求如果指出一個不存在的特性會使得設(shè)備在交換狀態(tài)階段返回STALL信號。 如果SetFeature ( )指的是一個不存在的接口或端點，設(shè)備返回一個請求錯誤。 缺省狀態(tài)：設(shè)備響應(yīng)無定義。 地址狀態(tài)：合法、除非請求錯誤。 配置狀態(tài)：合法。j、設(shè)置接口(SetInterface ( )) 此請求讓主機為指定的接口選擇一個設(shè)置。 如有USB設(shè)備接口配置中有互斥設(shè)置。此請求讓主機選擇所要的設(shè)置。如果設(shè)備的接口只支持缺省設(shè)置，在狀態(tài)交換階段設(shè)備返回STALL 如果所指接口或設(shè)置不存在，設(shè)備返回請求錯誤。 缺省狀態(tài)：設(shè)備響應(yīng)無定義。 地址狀態(tài)：設(shè)備返回請求錯誤。 配置狀態(tài)：合法。k、同步幀(SynchFrame ( )) 該請求用來設(shè)置或返回一個結(jié)點的同步幀。 如果所指的端點不支持此請求，設(shè)備返回一個請求錯誤。 缺省狀態(tài)：設(shè)備響應(yīng)無定義。 地址地址：設(shè)備返回請求錯誤。配置狀態(tài)：此請求合法。除了11種標(biāo)準(zhǔn)請求外，USB允許類和供應(yīng)商也定義他們自己的請求，這里就不在贅述了。第三章 USB驅(qū)動程序的開發(fā) 設(shè)備驅(qū)動是保證應(yīng)用程序訪問硬件設(shè)備的軟件組件。硬件設(shè)備可能是打印機，調(diào)制解調(diào)器，鍵盤，視頻顯示器或者任何連接到計算機的電子電路。設(shè)備可能在計算機內(nèi)部，或者是使用電纜連接到計算機上。設(shè)備可以是標(biāo)準(zhǔn)類型，也可以不是，也包括自定義的設(shè)備。 一個設(shè)備驅(qū)動使得應(yīng)用程序不必知道物理連接，信號和與一個設(shè)備通信需要的協(xié)議等細(xì)節(jié)。應(yīng)用程序是用戶運行的程序，包括支持自定義硬件的特殊用途的應(yīng)用程序。設(shè)備驅(qū)動可以保證應(yīng)用程序代碼只通過外設(shè)名字（如Legend Keyboard）訪問外設(shè)或者端口目的地。應(yīng)用程序不需要知道外設(shè)連接端口的物理地址，不需要精確監(jiān)視和控制外設(shè)需要的交換信號。 設(shè)備驅(qū)動通過在應(yīng)用層和硬件專用代碼之間的轉(zhuǎn)化來完成它的任務(wù)。167。 驅(qū)動程序與USB設(shè)備的通訊USB設(shè)備的選擇很多外設(shè)符合標(biāo)準(zhǔn)類，例如硬盤，光驅(qū)，打印機，鍵盤和鼠標(biāo)。對于這些外設(shè)，Windows包括通用驅(qū)動，這個類中的設(shè)備都可以使用。如果設(shè)備具有獨特的功能，則供應(yīng)商會提供一個稱為minidriver的附加驅(qū)動，對通用驅(qū)動加以補充。 一些外設(shè)提供接口選擇，選項中可能包括Usb。一個鍵盤可以使用原始的接口，也可以是Usb接口。在這種情況下，minidriver可以在通用驅(qū)動和設(shè)備使用的接口之間通信。Windows為Hid（Human Interface Device）類提供了minidriver，包括鍵盤和鼠標(biāo)。對于其他設(shè)備，Windows不支持Usb接口，因此，產(chǎn)品供應(yīng)商必須提供完整的驅(qū)動程序。USB驅(qū)動的Win32驅(qū)動模式 Windows的Usb設(shè)備驅(qū)動必須遵循微軟在Win98和更新的版本中為用戶定義的Win32驅(qū)動模式。這些驅(qū)動以WDM（Windows Driver Model）為主，擴展名為sys。像其他低級驅(qū)動一樣，WDM驅(qū)動不能驅(qū)動應(yīng)用程序，因為它和操作系統(tǒng)以更高的優(yōu)先級通信。WDM驅(qū)動可以允許或拒絕應(yīng)用程序訪問設(shè)備。USB的驅(qū)動層分層驅(qū)動 USB通信使用分層驅(qū)動模型，每層處理一部分通信過程。把通信分成層是有效的，因為這樣可以使不同的設(shè)備在一些任務(wù)上使用相同的驅(qū)動。舉個例子，所有設(shè)備都連接到USB上，因此有一套可以被所有設(shè)備訪問的，包括操作系統(tǒng)中的，用來處理USB專用通信的驅(qū)動使明智的。也可以選擇使得每個設(shè)備驅(qū)動直接與USB硬件通信，這樣就會出現(xiàn)很多重復(fù)的勞動。 Windows中管理與設(shè)備通信的部分使I/O子系統(tǒng)。子系統(tǒng)有幾個層，每個層包含一個或多個處理一套相關(guān)任務(wù)的驅(qū)動。系統(tǒng)或者設(shè)備請求按一定的順序從一個層轉(zhuǎn)到相鄰層。在I/O子系統(tǒng)中的一個重要要素使USB子系統(tǒng)，包括處理所有設(shè)備的USB專門通信的驅(qū)動。 這個驅(qū)動使用的協(xié)議組被稱為一個堆棧，我們可以把它看成層是一個疊著一個堆起來的，通信是按順序從上到下通過這個堆棧。一般設(shè)備通信是通過IRP（IO請求包）來完成的。IRP是一個內(nèi)核“對象”，它是一個預(yù)先定義的結(jié)構(gòu)，帶有一組對它進(jìn)行操作的IO管理器函數(shù)。IO管理器接受到一個IO請求，即IRP，先初始化，然后把它傳遞到合適的驅(qū)動程序棧中的驅(qū)動程序。 一個IRP有一個固定的首部和可變數(shù)目的IRP棧單元塊。如圖3－1所示。每個IO請求有一個主功能代碼（如IRP_MJ_CREATE對應(yīng)于文件的打開）并可能有次功能代碼。例如IRP_MJ_PNP即插即用IRP有幾個次功能（如IRP_MN_START_DEVICE）。表3－1列出了常用的主功能代碼。 表3－1 常用的IRP主功能代碼IRP_MJ_CREATE創(chuàng)建或打開設(shè)備文件IRP_MJ_CLOSE關(guān)閉文件IRP_MJ_WRITE寫文件IRP_MJ_READ讀文件IRP_MJ_CLEANUP取消文件句柄上的任何等待的IRPIRP_MJ_DEVICE_CONTROL設(shè)備IO控制IRP_MJ_POWER電源管理請求IRP_MJ_PNP即插即用消息IRP_MJ_SHUTDOWN關(guān)閉通知 IRP的固定部分含有IRP的固定屬性，每個棧單元（一個IO_STACK_LOCATION）事實上含有大多數(shù)有關(guān)的IRP參數(shù)。當(dāng)一個IRP由多個驅(qū)動程序處理時，使用多個IRP棧單元。每個驅(qū)動程序從當(dāng)前IRP棧單元得到它的IRP參數(shù)。如果把一個IRP沿當(dāng)前設(shè)備的驅(qū)動程序向下傳遞，必須使用正確的參數(shù)設(shè)置下一個棧單元。向下傳遞的參數(shù)必須與正在處理的參數(shù)不同。IRP首部 當(dāng)一個寫IO請求轉(zhuǎn)換成一個IRP時，IO管理器填寫IO_STACK_LOCATION主要的IRP首部，并構(gòu)造第一個棧單元。對于寫，IRP首部IO_STACK_LOCATION含有用戶緩沖區(qū)信息。如果使當(dāng)前棧單元用緩沖IO，IRP的Associated指向用戶緩沖區(qū)的非分頁副本IO_STACK_LOCATION的指針：對于直接IO，IRP的MdlAddress域有一個指向用戶緩沖區(qū)MDL的指針。圖3－1 IRP概貌 IRP棧單元含有主要的寫參數(shù)。棧單元的MajorFunction域含有主功能代碼IRP_MJ_WRITE,指明請求一次寫。前面已經(jīng)說過，如果調(diào)用另一個驅(qū)動程序，必須建立下一個棧單元。這意味在理論上可以把IRP主功能代碼改成別的功能代碼。一般我們不這么做。在處理大的傳輸上，必須把這個IRP向下發(fā)送幾次，每個驅(qū)動程序完成不同的功能。在驅(qū)動程序棧中處理IRP 在實際的操作中，IO棧單元通常不用于更改這些基本的IRP參數(shù)，IRP棧單元通常用于允許一個IRP被設(shè)備棧中的所有驅(qū)動程序處理。 圖3－2說明一個IRP如何被設(shè)備棧中的四個驅(qū)動程序處理。第一個IRP到達(dá)最高層的驅(qū)動程序1，它使用函數(shù)IoGetCurrentIrpStackLocation()獲得指向當(dāng)前棧單元的指針。這個圖說明它返回最上層的IRP棧單元。 驅(qū)動程序1決定它需要把這個IRP沿著設(shè)備棧向下傳遞處理。這個IRP可能是最低層驅(qū)動程序需要看到的“電源管理”IRP。驅(qū)動程序1對這個IRP可能什么都不做，但它仍需要向下傳遞這個IRP。 所以驅(qū)動程序1為下一個驅(qū)動程序設(shè)置棧單元。在許多情況下，它只是使用IoCopyCurrentIrpStackLoationToNext()或者IoSkipCurrentStackLoation()函數(shù)把當(dāng)前棧單元復(fù)制到下一個棧單元。如果需要更改下一個棧單元，則使用IoGetNextIrpStackLocation()得到指向這個棧單元的指針，然后對這個指針進(jìn)行操作，既可以進(jìn)行更改。(這里所說的函數(shù)說明可以查Msdn2001年8月版) 然后驅(qū)動程序1使用IoCallDriver（）函數(shù)調(diào)用下一個驅(qū)動程序，IO管理器更改“當(dāng)前IRP棧單元“指針，所以驅(qū)動程序2看到向下的第二個IRP棧單元，這個過程繼續(xù)，直到最低層的驅(qū)動程序4受到這個IRP。驅(qū)動