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USB（Universal Serial Bus）通用串行总线，包含了主机端（Host）和设备端（Device）。主机端负责USB总线中的数据传输及端口管理，设备端则可以连接各种外设，所以USB驱动开发又分为主机端驱动开发和设备端驱动开发。
OpenHarmony系统USB模块支持USB业务的开发，提…功能简介
USB（Universal Serial Bus）通用串行总线，包含了主机端（Host）和设备端（Device）。主机端负责USB总线中的数据传输及端口管理，设备端则可以连接各种外设，所以USB驱动开发又分为主机端驱动开发和设备端驱动开发。
OpenHarmony系统USB模块支持USB业务的开发，提供USB相关的功能，提供用户态第三方功能驱动的USB设备数据读写接口，以及提供创建和删除USB设备，接口的事件获取、打开和关闭等，管道同步异步读写通信，设置USB自定义属性等。
USB DDK（USB DriverDevelop Kit）是HDF驱动框架为开发者提供的USB驱动程序开发套件，包括USB Host DDK及USB Device DDK两部分，支持基于用户态开发USB设备驱动的同时，还提供了丰富的USB驱动开发能力，让广大开发者能精准且高效的开发USB驱动程序。
基本概念 管道 管道（Pipe）是主机端和设备端点之间数据传输的模型。任何USB设备一旦上电就存在一个信息管道，即默认的控制管道，USB主机通过该管道来获取设备的描述、配置、状态，并对设备进行配置；管道和端点关联，两者有相同的属性，如支持的传输类型、最大包长度、传输方向等。 端点 端点（Endpoint）是USB设备中的可以进行数据收发的最小单元，支持单向或者双向的数据传输。一个USB设备可以包括若干个端点，不同的端点以端点编号和方向区分。不同端点可以支持不同的传输类型、访问间隔以及最大数据包大小。除端点0外，所有的端点只支持一个方向的数据传输。端点0是一个特殊的端点，它支持双向的控制传输。 接口 应用软件通过和设备之间的数据交换来完成设备的控制和数据传输。由于同一管道只支持一种类型的数据传输，因此这个过程中通常需要多个管道来完成数据交换。像这样用在一起来对设备进行控制的若干管道的集合称为接口。 描述符 描述符（Descriptor）是用于描述设备属性（Attributes）的数据结构，第一个字节表示描述符的大小（字节数），第二个字节表示描述符的类型（Type）。 运作机制
USB Host DDK
USB Host DDK为开发者提供了主机端USB驱动开发能力，按照功能分为三大类，分别是DDK初始化类、interface对象操作类及request对象操作类。
图1USB Host驱动模型图 USB Interface Pool负责USB Interface管理。提供USB Interface接口对象的申请和回收，USB Interface接口对象用来记录设备端口信息以及资源。USB Interface Pool按照USB Port对USB Interface进行分类管理。同时，此模块还提供了USB DDK API，方便开发者进行USB数据读写操作。 USB Protocol Layer提供USB协议封装，根据USB协议对设备IO/控制命令进行翻译和解析”，同时负责设备描述符的管理，根据USB Device上报的枚举信息，匹配对应的描述符；构建对应的USB Interface接口对象，并将其加入到USB Interface Pool中管理。 Device IO Manager负责USB IO请求管理，提供了同步IO和异步IO管理机制，对于异步IO，IO Manager负责将该请求记录下来，然后通过Raw API Library提供的接口依次处理待发送的IO请求；当收到USB控制器应答的处理结果后，IO接收线程负责解析并上报处理结果给上层调用者。 Raw API Library抽象了底层OS能力，定义了统一的OS能力接口，对外提供了USB RAW API，方便开发者实现更加复杂的驱动功能。 OS Adapter用于封装与平台（Linux和LiteOS）相关的操作，根据不同平台配置编译对应平台的封装接口。在Linux平台上，访问USB FS的操作，全部都封装在这个模块中；而在LiteOS平台上，基于FreeBSD USB框架的设备访问操作，也都全部封装在这个模块中。 PNP Notify用于动态监测USB状态变化，当有新设备添加/移除时，变化设备信息。同时将所有USB设备信息都通过KHDF上报给UHDF侧的PNP Notify Manager模块来完成加载/卸载第三方功能驱动。 USB Device DDK
USB Device DDK向开发者提供了设备端USB驱动开发能力。例如，USB端口动态注册和去注册能力，开发者可以基于能力实现USB端口的动态添加和组合；动态实例化能力，支持根据动态下发设备、配置、接口及端点描述符创建设备实例及传输通道；用户态的数据发送及接收能力，支持用户态下发送及接收数据；复合设备能力，支持一个物理设备上多个逻辑设备，实现多个逻辑设备间隔离，并支持不同逻辑设备同时被不同的应用进程访问。
图2USB Device驱动模型图 SDK IF负责将USB设备按照设备、接口、管道进行逻辑划分，对配置管理、设备管理、IO管理进行封装。此模块还向开发者提供了设备创建、获取接口、接收Event事件、收发数据等设备测驱动开发的能力接口。 Configuration Manager负责解析HCS文件描述的USB描述符信息，得到的USB描述符信息用于设备创建，同时模块还提供了自定义属性的读取、创建、删除、修改等操作。 Device Manager负责根据配置模块解析USB描述符，并根据USB描述符创建设备。同时还负责获取设备、删除设备、获取设备状态，获取设备上面接口信息。 IO Manager负责数据的读写，包括Events事件、数据读写完成后事件的接收，支持同步和异步模式数据读写。 Adapter IF主要是对复合设备配置驱动及通用功能驱动设备节点操作进行封装，为上层提供统一的设备管理接口。 Adapter该模块由复合设备配置驱动及通用功能驱动提供。 开发指导
由于内核态开发USB驱动较复杂，需要开发者对USB协议要有较深的了解才能很好的使用，对开发者的要求相对较高。USB DDK的引入是为了让开发者能在用户态更方便的开发USB驱动。
场景介绍
USB Host DDK为开发者提供了普通模式和专家模式，普通模式下，开发者可通过USB DDK API直接完成相关USB数据读写操作，不需要过多关注底层的传输细节。专家模式下，开发者通过USB RAW API直接访问OS平台中USB通道的接口，自定义实现更加复杂的功能。USB Device DDk为开发者提供了管理USB设备、接口定义及USB数据请求等功能。下文将介绍相关API。
接口说明
USB主机端驱动程序开发相关接口（普通模式）如下，具体接口定义见源码。
表1USB主机端驱动程序开发相关接口（普通模式）
接口名称功能描述int32_tUsbInitHostSdk(structUsbSession**session);USB主机端驱动开发工具包初始化struct UsbInterface *UsbClaimInterface(const struct UsbSession *session, uint8_t busNum, uint8_t usbAddr, uint8_t interfaceIndex)获取USB接口对象UsbInterfaceHandle*UsbOpenInterface(conststruct UsbInterface*interfaceObj);打开USB对象接口int32_tUsbGetPipeInfo(constUsbInterfaceHandle *interfaceHandle,uint8_tsettingIndex,uint8_tpipeId, structUsbPipeInfo*pipeInfo);获取指定可选设置的管道信息structUsbRequest*UsbAllocRequest(const UsbInterfaceHandle*interfaceHandle,int32_tisoPackets ,int32_tlength);分配请求对象int32_tUsbFillRequest(conststructUsbRequest *request,constUsbInterfaceHandle*interfaceHandle, conststructUsbRequestParams*params);填充请求int32_tUsbSubmitRequestSync(conststructUsbRequest *request);发送同步请求USB主机端驱动程序开发相关接口（专家模式）如下，具体接口定义见源码。
表2USB主机端驱动程序开发相关接口（专家模式）
接口名称功能描述int32_tUsbRawInit(structUsbSession**session);USB驱动开发工具包专家模式初始化UsbRawHandle*UsbRawOpenDevice(conststruct UsbSession*session,uint8_tbusNum,uint8_t usbAddr);打开USB设备对象int32_tUsbRawSendControlRequest(conststruct UsbRawRequest*request,constUsbRawHandle *devHandle,conststructUsbControlRequestData *requestData);执行同步控制传输int32_tUsbRawSendBulkRequest(conststruct UsbRawRequest*request,constUsbRawHandle *devHandle,conststructUsbRequestData *requestData);执行同步批量传输int32_tUsbRawSendInterruptRequest(conststruct UsbRawRequest*request,constUsbRawHandle *devHandle,conststructUsbRequestData *requestData);执行同步中断传输int32_tUsbRawGetConfigDescriptor(constUsbRawDevice *rawDev,uint8_tconfigIndex,struct UsbRawConfigDescriptor**config);获取给定设备指定ID的设备配置描述符int32_tUsbRawFillInterruptRequest(conststructUsbRawRequest *request,constUsbRawHandle*devHandle,conststruct UsbRawFillRequestData*fillData);填充中断传输请求所需信息int32_tUsbRawFillIsoRequest(conststructUsbRawRequest *request,constUsbRawHandle*devHandle,conststruct UsbRawFillRequestData*fillData);填充同步传输（IsochronousTransfers）请求所需信息int32_tUsbRawSubmitRequest(conststructUsbRawRequest *request);提交一个传输请求int32_tUsbRawCancelRequest(conststructUsbRawRequest *request);取消一个传输请求int32_tUsbRawHandleRequests(constUsbRawHandle *devHandle);传输请求事件完成处理USB设备端用于管理USB设备的相关接口如下，具体接口定义见源码。
表3USB设备端用于管理USB设备的相关接口
接口名称功能描述conststructUsbFnDevice*UsbFnCreateDevice(const char*udcName,conststructUsbFnDescriptorData *descriptor);创建USB设备int32_tUsbFnRemoveDevice(structUsbFnDevice *fnDevice);删除USB设备conststructUsbFnDevice*UsbFnGetDevice(constchar *udcName);获取USB设备USB设备端用于USB接口定义的相关接口如下，具体接口定义见源码。
表4USB设备端用于USB接口定义的相关接口
接口名称功能描述int32_tUsbFnStartRecvInterfaceEvent(struct UsbFnInterface*interface,uint32_teventMask, UsbFnEventCallbackcallback,void*context);开始接受Event事件int32_tUsbFnStopRecvInterfaceEvent(struct UsbFnInterface*interface);停止接受Event事件UsbFnInterfaceHandleUsbFnOpenInterface(structUsbFnInterface*interface);打开一个接口int32_tUsbFnCloseInterface(UsbFnInterfaceHandlehandle);关闭一个接口int32_tUsbFnGetInterfacePipeInfo(structUsbFnInterface *interface,uint8_tpipeId,structUsbFnPipeInfo*info);获取管道信息int32_tUsbFnSetInterfaceProp(conststructUsbFnInterface *interface,constchar*name,constchar*value);设置自定义属性USB设备端用于管理USB数据请求的相关接口如下，具体接口定义见源码。
表5USB设备端用于管理USB数据请求的相关接口
接口名称功能描述structUsbFnRequest *UsbFnAllocCtrlRequest(UsbFnInterfaceHandlehandle, uint32_tlen);申请一个控制请求structUsbFnRequest*UsbFnAllocRequest(UsbFnInterfaceHandlehandle, uint8_tpipe,uint32_tlen);申请一个数据请求int32_tUsbFnFreeRequest(structUsbFnRequest*req);释放一个请求int32_tUsbFnSubmitRequestAsync(structUsbFnRequest *req);发送异步请求int32_tUsbFnSubmitRequestSync(structUsbFnRequest *req,uint32_ttimeout);发送同步请求int32_tUsbFnCancelRequest(structUsbFnRequest*req);取消请求开发步骤
USB驱动基于HDF框架、Platform和OSAL基础接口进行开发，不区分操作系统和芯片平台，为不同USB器件提供统一的驱动模型。此处以串口为例，分别介绍USB Host和USB Device驱动开发的详细过程。
Host DDK API驱动开发 在设备私有数据HCS中配置，完成主机端驱动总体信息的配置，具体如下： root {module = "usb_pnp_device";usb_pnp_config {match_attr = "usb_pnp_match";usb_pnp_device_id = "UsbPnpDeviceId";UsbPnpDeviceId {idTableList = ["host_acm_table"];host_acm_table {// 驱动模块名，该字段的值必须和驱动入口结构的moduleName一致moduleName = "usbhost_acm";// 驱动对外发布服务的名称，必须唯一serviceName = "usbhost_acm_pnp_service";// 驱动私有数据匹配关键字deviceMatchAttr = "usbhost_acm_pnp_matchAttr";// 从该字段开始（包含该字段）之后数据长度，以byte为单位length = 21;// USB驱动匹配规则vendorId+productId+interfaceSubClass+interfaceProtocol+interfaceNumbermatchFlag = 0x0303;// 厂商编号vendorId = 0x12D1;// 产品编号productId = 0x5000;// 设备出厂编号，低16位bcdDeviceLow = 0x0000;// 设备出厂编号，高16位bcdDeviceHigh = 0x0000;// USB分配的设备类代码deviceClass = 0;// USB分配的子类代码deviceSubClass = 0;// USB分配的设备协议代码deviceProtocol = 0;// 接口类型，根据实际需要可填写多个interfaceClass = [0];// 接口子类型，根据实际需要可填写多个interfaceSubClass = [2, 0];// 接口所遵循的协议，根据实际需要可填写多个 interfaceProtocol = [1, 2];// 接口的编号，根据实际需要可填写多个interfaceNumber = [2, 3];}}}
} USB主机端驱动开发工具包初始化。 int32_t UsbInitHostSdk(struct UsbSession **session); 步骤2初始化完后获取UsbInterface对象。 const struct UsbInterface *UsbClaimInterface(const struct UsbSession *session, uint8_t busNum, uint8_t usbAddr, uint8_t interfaceIndex); 打开步骤3获取到的UsbInterface接口对象，获取相应接口的UsbInterfaceHandle对象。 UsbInterfaceHandle *UsbOpenInterface(const struct UsbInterface *interfaceObj); 根据步骤4获取到的UsbInterfaceHandle对象，获取指定索引为pipeIndex的pipeInfo信息。 int32_t UsbGetPipeInfo(const UsbInterfaceHandle *interfaceHandle, uint8_t settingIndex, uint8_t pipeId, struct UsbPipeInfo *pipeInfo); 为步骤4获取到的UsbInterfaceHandle预先分配待发送的IO Request对象。 struct UsbRequest *UsbAllocRequest(const UsbInterfaceHandle *interfaceHandle, int32_t isoPackets, int32_t length); 根据输入参数params填充步骤6预先分配的IO Request。 int32_t UsbFillRequest(const struct UsbRequest *request, const UsbInterfaceHandle *interfaceHandle, const struct UsbRequestParams *params);
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