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wangcong02345

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usb模块分析---1. usb协议分析

分类： LINUX

2015-05-29 15:33:59

一.协议分析
1. usb描述符流程
  1. //get_status
  2. usb_raw: 0xa3 0x00 0x00 0x00 0x01 0x00 0x04 0x00
  3. usb_raw: 0x01 0x01 0x01 0x00

  5. //clear_feature
  6. usb_raw: 0x23 0x01 0x10 0x00 0x01 0x00 0x00 0x00

  8. //get_status
  9. usb_raw: 0xa3 0x00 0x00 0x00 0x01 0x00 0x04 0x00
  10. usb_raw: 0x01 0x01 0x00 0x00

  12. //get_status
  13. usb_raw: 0xa3 0x00 0x00 0x00 0x01 0x00 0x04 0x00
  14. usb_raw: 0x01 0x01 0x00 0x00

  16. //get_status
  17. usb_raw: 0xa3 0x00 0x00 0x00 0x01 0x00 0x04 0x00
  18. usb_raw: 0x01 0x01 0x00 0x00

  20. //get_status
  21. usb_raw: 0xa3 0x00 0x00 0x00 0x01 0x00 0x04 0x00
  22. usb_raw: 0x01 0x01 0x00 0x00

  24. //get_status
  25. usb_raw: 0xa3 0x00 0x00 0x00 0x01 0x00 0x04 0x00
  26. usb_raw: 0x01 0x01 0x00 0x00

  28. //clear_feature
  29. usb_raw: 0x23 0x03 0x04 0x00 0x01 0x00 0x00 0x00

  31. //get_status
  32. usb_raw: 0xa3 0x00 0x00 0x00 0x01 0x00 0x04 0x00
  33. usb_raw: 0x03 0x01 0x10 0x00

  35. //clear_feature
  36. usb_raw: 0x23 0x01 0x14 0x00 0x01 0x00 0x00 0x00
  37.     -->到此去抖完成，hub知道真的有设备来了

  39. usb 1-1: new full speed USB device using s3c2410-ohci and address 2
  40. //发送get_descriptor获取设备描述符
  41. usb_raw: 0x80 0x06 0x00 0x01 0x00 0x00 0x40 0x00
  42. usb_raw: 0x12 0x01 0x00 0x02 0x00 0x00 0x00 0x40 0x51 0x09 0x43 0x16 0x00 0x01 0x01 0x02 0x03 0x01
  43. //clear_feature
  44. usb_raw: 0x23 0x03 0x04 0x00 0x01 0x00 0x00 0x00

  46. //get_status
  47. usb_raw: 0xa3 0x00 0x00 0x00 0x01 0x00 0x04 0x00
  48. usb_raw: 0x03 0x01 0x10 0x00

  50. //clear_feature
  51. usb_raw: 0x23 0x01 0x14 0x00 0x01 0x00 0x00 0x00

  53. //set addr
  54. usb_raw: 0x00 0x05 0x02 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00

  56. //获取设备描述符
  57. usb_raw: 0x80 0x06 0x00 0x01 0x00 0x00 0x12 0x00
  58. usb_raw: 0x12 0x01 0x00 0x02 0x00 0x00 0x00 0x40 0x51 0x09 0x43 0x16 0x00 0x01 0x01 0x02 0x03 0x01

  60. cong:drivers/usb/core/hub.c:hub_port_connect_change[2932]: next usb_new_device
  61. //获取配置描述符-->主要是为了获取长度
  62. usb_raw: 0x80 0x06 0x00 0x02 0x00 0x00 0x09 0x00
  63. usb_raw: 0x09 0x02 0x20 0x00 0x01 0x01 0x00 0x80 0x32

  65. //完整的获取配置描述符--> len=0x20
  66. usb_raw: 0x80 0x06 0x00 0x02 0x00 0x00 0x20 0x00
  67. usb_raw: 0x09 0x02 0x20 0x00 0x01 0x01 0x00 0x80 0x32 0x09 0x04 0x00 0x00 0x02 0x08 0x06 0x50 0x00 0x07 0x05 0x81 0x02 0x40 0x00 0xff 0x07 0x05 0x02 0x02 0x40 0x00 0xff

  69. //获取字符串描述符之语言ID
  70. usb_raw: 0x80 0x06 0x00 0x03 0x00 0x00 0xff 0x00
  71. usb_raw: 0x04 0x03 0x09 0x04

  73. //获取字符串描述符之0x02-->Product-->DataTraveler G3
  74. usb_raw: 0x80 0x06 0x02 0x03 0x09 0x04 0xff 0x00
  75. usb_raw: 0x20 0x03 0x44 0x00 0x61 0x00 0x74 0x00 0x61 0x00 0x54 0x00 0x72 0x00 0x61 0x00 0x76 0x00 0x65 0x00 0x6c 0x00 0x65 0x00 0x72 0x00 0x20 0x00 0x47 0x00 0x33 0x00

  77. //获取字符串描述符之0x01-->Manufacturer-->Kingston
  78. usb_raw: 0x80 0x06 0x01 0x03 0x09 0x04 0xff 0x00
  79. usb_raw: 0x12 0x03 0x4b 0x00 0x69 0x00 0x6e 0x00 0x67 0x00 0x73 0x00 0x74 0x00 0x6f 0x00 0x6e 0x00

  81. //获取字符串描述符之0x03-->SerialNumber-->001CC05FE8ECFBB1B92223DB
  82. usb_raw: 0x80 0x06 0x03 0x03 0x09 0x04 0xff 0x00
  83. usb_raw: 0x32 0x03 0x30 0x00 0x30 0x00 0x31 0x00 0x43 0x00 0x43 0x00 0x30 0x00 0x35 0x00 0x46 0x00 0x45 0x00 0x38 0x00 0x45 0x00 0x43 0x00 0x46 0x00 0x42 0x00 0x42 0x00 0x31 0x00

  85. usb 1-1: New USB device found, idVendor=0951, idProduct=1643
  86. usb 1-1: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=3
  87. usb 1-1: Product: DataTraveler G3
  88. usb 1-1: Manufacturer: Kingston
  89. usb 1-1: SerialNumber: 001CC05FE8ECFBB1B92223DB
  90. usb 1-1: configuration #1 chosen from 1 choice

  92. //设置配置
  93. usb_raw: 0x00 0x09 0x01 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00

  95. scsi0 : SCSI emulation for USB Mass Storage devices
  96. cong:drivers/usb/core/hub.c:hub_port_connect_change[2934]: usb_new device over

  98. //get_status
  99. usb_raw: 0xa3 0x00 0x00 0x00 0x01 0x00 0x04 0x00
  100. usb_raw: 0x03 0x01 0x00 0x00

  102. cong:drivers/usb/core/hub.c:hub_events[3071]: portstatus=0x103,portchange=0x0
  103. cong:drivers/usb/core/hub.c:hub_events[3143]: conntct_change=0
  104. scsi 0:0:0:0: Direct-Access Kingston DataTraveler G3 1.00 PQ: 0 ANSI: 0 CCS
  105. sd 0:0:0:0: [sda] 15644912 512-byte hardware sectors: (8.01 GB/7.45 GiB)
  106. sd 0:0:0:0: [sda] Write Protect is off
  107. sd 0:0:0:0: [sda] Assuming drive cache: write through
  108. sd 0:0:0:0: [sda] Assuming drive cache: write through
  109.  sda: sda1
  110. sd 0:0:0:0: [sda] Attached SCSI removable disk
2. 一个u盘的各个描述符解析
  1. 设备描述符:
  2. send: 0x80 0x06 0x00 0x01 0x00 0x00 0x40 0x00
  3.     0x80
  4.     0x06 --> 请求类型: get_Desc
  5.     0x00 0x01 --> 0x01代表设备描述符
  6.     0x00 0x00
  7.     0x40 0x00 --> 长度为0x40，此时还没有确定ep0的maxPktSize
  8. recv: 0x12 0x01 0x00 0x02 0x00 0x00 0x00 0x40 0x51 0x09 0x43 0x16 0x00 0x01 0x01 0x02 0x03 0x01
  9.     0x12 --> len
  10.     0x01 --> 设备描述符
  11.     0x00 0x02 -->usb2.0
  12.     0x00 0x00 --> class及subclass
  13.     0x00 -->
  14.     0x40 --> MaxPacketSize=64个字节
  15.     0x51 0x09 --> VID
  16.     0x43 0x16 --> PID
  17.     0x00 0x01 -->自定义Version
  18.     0x01 --> iManufacture string字段
  19.     0x02 --> iProduct string字段
  20.     0x03 --> 序列号 string
  21.     0x01 --> bNumConfigruation

  23. //获取配置描述符
  24. usb_raw: 0x80 0x06 0x00 0x02 0x00 0x00 0x09 0x00
  25.     0x80
  26.     0x06 --> 请求类型: get_Desc
  27.     0x00 0x02 --> 0x02代表配置描述符
  28.     0x00 0x00
  29.     0x09 0x00 --> 配置描述符的长度为0x09
  30. usb_raw: 0x09 0x02 0x20 0x00 0x01 0x01 0x00 0x80 0x32
  31.     0x09 --> len
  32.     0x02 --> 配置描述符0x02
  33.     0x20 0x00 --> 配置描述符集合总长充0x20=32B
  34.     0x01 --> 接口数=1
  35.     0x01 --> 该配置的标号=1
  36.     0x00 --> 该配置的字符串索引值
  37.     0x80 --> 该设备的属性
  38.     0x32 --> 电流(0x32*2mA=100mA)
  39. //完整的获取配置描述符--> len=0x20，只看接口描述符
  40. usb_raw: 0x80 0x06 0x00 0x02 0x00 0x00 0x20 0x00
  41. usb_raw: 0x09 0x02 0x20 0x00 0x01 0x01 0x00 0x80 0x32 0x09 0x04 0x00 0x00 0x02 0x08 0x06 0x50 0x00 0x07 0x05 0x81 0x02 0x40 0x00 0xff 0x07 0x05 0x02 0x02 0x40 0x00 0xff
  42.     0x09
  43.     0x04 --> 接口描述符0x04
  44.     0x00 --> 该接口的标号
  45.     0x00 --> 备用标号
  46.     0x02 --> 本接口的端点数=2个端点
  47.     0x08 --> 本接口的类 0x08(大容量存储设备接口类为0x08)
  48.     0x06 --> 本接口的子类 0x06(scsi透明命令子集的子类代码为0x06)
  49.     0x50 --> 本接口的协议为仅批量传输，0x50
  50.     0x00 --> 本接口的字符串索引
  51.     
  52.     0x07
  53.     0x05 --> 端点描述符0x05
  54.     0x81 --> 本端点的地址(8代表输入，1代表ep1)
  55.     0x02 --> 本端点的属性(2: bulk传输)
  56.     0x40 --> 本端点的最大包长度
  57.     0x00
  58.     0xff --> 本端点的查询时间
  59.     
  60.     0x07
  61.     0x05 --> 端点描述符0x05
  62.     0x02 --> 本端点的地址(8代表输入，1代表ep1)
  63.     0x02 --> 本端点的属性(2: bulk传输)
  64.     0x40 --> 本端点的最大包长度
  65.     0x00
  66.     0xff --> 本端点的查询时间
  67. //获取字符串描述符
  68. usb_raw: 0x80 0x06 0x00 0x03 0x00 0x00 0xff 0x00
  69.     0x80
  70.     0x06 --> 请求类型: get_Desc
  71.     0x00 0x03 --> wValue:0x00代表语言ID,0x03代表字符串描述符
  72.     0x00 0x00 --> wIndex:
  73.     0xff 0x00 --> wLentgh
  74. usb_raw: 0x04 0x03 0x09 0x04
  75.     0x04 --> len
  76.     0x03 --> 字符串描述符
  77.     0x09 0x04 --> 0x0409 美式英语ID
  78.     
  79.     
  80. //获取字符串描述符之语言Product-->DataTraveler G3
  81. usb_raw: 0x80 0x06 0x02 0x03 0x09 0x04 0xff 0x00
  82.     0x80
  83.     0x06 --> 请求类型: get_Desc
  84.     0x02 0x03 --> 0x02代表字符串索引2,0x03代表字符串描述符
  85.     0x09 0x04
  86.     0xff 0x00 --> wLentgh
  87. usb_raw: 0x20 0x03 0x44 0x00 0x61 0x00 0x74 0x00 0x61 0x00 0x54 0x00 0x72 0x00 0x61 0x00 0x76 0x00 0x65 0x00 0x6c 0x00 0x65 0x00 0x72 0x00 0x20 0x00 0x47 0x00 0x33 0x00
二.调试技巧
2.1 打印usb协议包
  1. int usb_control_msg(struct usb_device *dev, unsigned int pipe, __u8 request,
  2.          __u8 requesttype, __u16 value, __u16 index, void *data,
  3.          __u16 size, int timeout)
  4. {
  5.     struct usb_ctrlrequest *dr;
  6.     int ret;

  8.     dr = kmalloc(sizeof(struct usb_ctrlrequest), GFP_NOIO);
  9.     if (!dr)
  10.         return -ENOMEM;

  12.     dr->bRequestType = requesttype;
  13.     dr->bRequest = request;
  14.     dr->wValue = cpu_to_le16(value);
  15.     dr->wIndex = cpu_to_le16(index);
  16.     dr->wLength = cpu_to_le16(size);

  18.     dump_raw_char((char*)dr,sizeof(struct usb_ctrlrequest));//打印host发给device的数据
  19.     /* dbg("usb_control_msg"); */

  21.     ret = usb_internal_control_msg(dev, pipe, dr, data, size, timeout);

  23.     if(ret > 0)
  24.         dump_raw_char((char*)data, ret);  //打印device返回给host的命令   
  25.     printk("\n");
  26.     kfree(dr);

  28.     return ret;
  29. }
  30. EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_control_msg);
2.2其中dump_raw_char的实现如下，
  1. int dump_raw_char(char* p, int len)
  2. {
  3.     int i;
  4.     printk("usb_raw: ");
  5.     for(i=0; i<len; i++)
  6.         printk("0x%02x ", (unsigned char)p[i]);
  7.     printk("\n");
  8.     return 0;
  9. }
  10. EXPORT_SYMBOL_GPL(dump_raw_char);
2.3 在driver/usb/core/hub.h中添加定义
  1. extern int dump_raw_char(char* p, int len);




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