USB-HID设备协议解读

参考文献：Device Class Definition for Human Interface Devices（HID）

用于描述HID功能特征的有三个值：Class SubClass Interfaces

Subclass Code Description
0 No Subclass
1 Boot Interface Subclass
2 - 255 Reserved

Protocol Code Description
0 None
1 Keyboard
2 Mouse
3 - 255 Reserved

The bInterfaceProtocol member of an Interface descriptor only has meaning if the bInterfaceSubClass

member declares that the device supports a boot interface, otherwise it is 0.

HID设备的特性

HID设备与HID驱动只能通过控制传输或者中断传输来连接，且端点0在USB设备中通常是作为控制管道。

在HID中，一次传输就是一个报告。

HID 支持在运行时忽略报表中某些字段的功能，这通过定义报告符长度大于实际生成的报告符长度来实现

HID设备通过HID描述符、报告描述符和物理描述符进行描述，其中物理描述符是可选的

HID设备的描述符分层图：

由图可看出，HID Descriptor是与Interface Descriptor并行的描述符，其Class、SubClass和Protocol属性都是在接口描述符中配置，如下：

bInterfaceClass —— 3（HID Class）
bInterfaceSubclass —— 0（Have no subclass） / 1（Boot Device）
bInterfaceProtocol —— 0（Have no Protocol, only valid when Subclass is Boot Device）

同时，Device Descriptor 中的bDeviceClass需配置成0x00

HID Descriptor的组成：

bLength bDescriptorType bcdHID bCountryCode bNumDescriptors bDescriptorType bDescriptorLength...

HID Report Descriptor

如果报告描述符中有出现Report ID，则表示有多个Report，否则就只有一个Input、Output和Feature结构体存在，她们即代表所有的设备数据。

报告描述符中由不同的item组成，一个Item是关于设备的一块信息，所有Item都有1字节的卷标，卷标里包含Tag,type,size

相应的HID Driver里面有一个Item 解析器，对报告符中的Item进行解析，Item解析器一般会解析到Main Item、Pop Item和Push Item并进行相应的操作。

Report Descriptor中的Item解读

Item由三种类型：Main（主项目）、Global（全局项目）、Local（区域项目），后两者主要用于修饰Main Item

Local Item只适用于列下的第一个主项目，而Global Item则适用于其下方的所有主项目

1、 Main Item的主要数据格式

input：设备操作输入到主机的数据格式，该数据格式会形成一个输入报告。获取输入报告的方式有两种：1、用Control pipe以get report(input)来传输；2、用Interrupt pipe在每一周期固定更新输入报告给主机
Output：主机输出到装置的数据格式，形成一个输出报告，以Control pipe用set report(output)将报告送到设备，通常不建议用Interrupt pipe.
Feature：主机送到设备的组态所需数据的数据格式，特征报告只能用Control pipe以get report(feature)和set report(feature)来取得和送出。
Collection：Input、Output和Feature的集合，如Mouse、Keyboard等（代码类型有：Physical、Application、Logical、Report、Named Array、Usage Switch、Usage Modify、Reserved）
End Collection：Collection集合结束

2、Global Item的主要数据格式（不完全）

3、Local Item的主要数据格式（不完全）

一般的Items 数据格式分两个部分：前缀和数据

例如：USAGE_PAGE(0x05,0x01) 前者表示前缀，后者表示数据

0x01表示用途页为通用桌面设备

0x05——00000101

D0~D1表示这个前缀后面跟的数据长度

D2~D3表示前缀的类型，0-main 1-global 2-local 3-reserved

D4~D7表示前缀的tag，一般有input、output、feature、collection、end collection