USB学习入门（二）------宝马雕车香满路

本文主要是介绍USB学习入门（二）------宝马雕车香满路，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

我们常用的操作系统有windows、linux、android、mac（这个我没用过）等，每种系统上都做了很多USB的基础性工作，研究USB技术需要理解系统对USB做了哪些支持，我们可以一路前行，宝马雕车香满路，沿途不尽的美景，尽收心里。
  windows对USB技术支持的相当完善，无论是USB的主控制器还是USB集线器你都不用操心，系统已经做的妥妥的了，USB设备插入到系统上，总线便可发现设备，并寻找相应的驱动程序。USB协议的设备类中已经定义了一些常用的设备，如音频、视频、打印机、大容量存储（U盘）、智能卡等，这些设备windows已经提供了驱动程序，只要符合相应的驱动标准，大部分设备接入到系统上就可以使用（参见https://blog.csdn.net/imxiangzi/article/details/78472856 作者：CSDN博客大头BB），如U盘就是这样，有的需要我们在驱动程序的基础上继续开发，才可以使用这个设备，比如用户定义的HID设备就是这样。USB-IF（USB标准化组织，全称USB Implementers Forum，官网https://www.usb.org/）定义的标准设备类如下：
编号   类名称 bDeviceClass   bDeviceSubClass   bInterfaceClass   bInterfaceSubClass
1 音频类 0x00 0x00 0x01 —
2 通信类 0x02 — — —
3 通信设备控制类 0x00 0x00 0x02 —
4 人机接口设备(HID)类 0x00 0x00 0x03 —
5 物理接口类 0x00 0x00 0x05 —
6 图像类 0x00 0x00 0x06 0x01
7 打印机类 0x00 0x00 0x07 —
8 大容量存储(MassStorage)类 0x00 0x00 0x08 —
9 集线器(Hub)类 0x09 — 0x09 —
10 通信设备数据类 0x00 0x00 0x0A —
11 芯片/智能卡类 0x00 0x00 0x0B —
12 加密类 0x00 0x00 0x0D —
13 诊断设备类(可编程子类) 0xDC 0x01 0xDC 0x01
14 无线控制器类(红外RF控制器子类) 0xE0 0x01 0xE0 0x01
15 特殊应用类(设备固件升级子类) 0x00 0x00 0xFE 0x01
16 特殊应用类(IrDA桥子类) 0x00 0x00 xFE 0x02
17 特殊应用类(测试和测量子类USBTMC)   0x00 0x00 0xFE 0x03
18 厂商定义类 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF
注意上表中bDeviceClass 和bDeviceSubClass是USB设备描述符中的字段（观音菩萨的宝贝）， bInterfaceClass和bInterfaceSubClass是USB接口描述符中的字段（文殊菩萨的宝贝），USB-IF通过这四个字段就定义了标准的USB设备，windows只要见到上述的ID值就知道这是什么设备，安装什么样的驱动程序。比如键盘和鼠标是USB的HID设备，windows已经做好了这类设备的支持工作，无论什么样的USB键盘和鼠标，只要符合这个标准接入到系统中就可以使用。如USB_IF标准中键盘定义是：
  bDeviceClass 0
bDeviceSubClass 0
  bDeviceProtocol 0

  bInterfaceClass 3
  bInterfaceSubClass 1
  bInterfaceProtocol 1
鼠标定义是：
  bDeviceClass 0
bDeviceSubClass 0
  bDeviceProtocol 0

  bInterfaceClass 3
  bInterfaceSubClass 1
  bInterfaceProtocol 2
系统在和USB设备交互时，见到描述符的值符合这个特征，就按USB键盘或鼠标来对待，并立即加载键盘或鼠标的驱动程序。对于不符合USB-IF标准的USB设备，或属于USB-IF标准中的“厂商定义类 ”设备，windows驱动中没有相应的驱动程序，这类设备就需要客户提供设备驱动程序，设备才能正常工作，查看设备是否有正常的驱动程序，可以通过windows设备管理器进行查询，如下图“2手把手教你玩USB之鼠标”就没有安装驱动程序，设备也就不能使用。

windows系统提供了HID和WINUSB驱动程序并提供了接口API，我们可以在这两个驱动程序的基础上编写USB设备的通讯程序，HID驱动支持“人机接口设备”，WINUSB支持“通用串行总线设备”，具体用法可查阅微软的官方文档。如果一个USB设备没有驱动程序，为了解其特性，可临时为其加载WINUSB驱动程序，然后就可以在“Bus Hound”中监控它（Bus Hound 为windows的一个总线设备监控工具，以后再说）。具体做法是：

安装了WINUSB驱动后，如果我们知道这个USB设备的通讯协议，就可以在WINUSB基础上进一步编写通讯程序以支持这个设备（这个以后在说）。
linux是开源的操作系统，目前对USB支持也已经非常完善，USB键盘鼠标这类HID设备以及U盘设备都内嵌了驱动程序，这就不多说了，比较牛的是linux系统从2.6以后总线设备都加到文件系统系统管理（以后细说），从而为在用户空间配置管理设备提供了可能，用户可以用libusb工具（很棒的跨平台的USB开源软件，后面细说）来编写运行在用户空间的USB设备驱动程序，这比开发运行在内核空间的USB驱动程序简单的多，编程效率也很高。
安卓系统是建立在linux之上的，他对USB系统在java语言中进行了更高级的封装，提供了类库，在java虚拟机中实现了对USB设备的支持，从而在安卓系统中实现USB设备通讯可以直接利用java的类库，也可以利用java的jni特性，生成so库（后面再说）。
对于MAC主机或苹果手机之类，本人未研究过，也就无从谈起，这个美景就收不下了。这一节概要的说了一下在不同的平台上，对USB的支持，这些对初入USB殿堂的人来说是学习研究的参考点，免得走弯路，或迷失方向。下一节：“USB想说爱你不容易（三）------众里寻他千百度”（https://blog.csdn.net/donghailin/article/details/102627520）