为什么在 QEMU 上的 GET_DESCRIPTOR USB 请求之后，我会在端点描述符之前获得 2 个接口描述符？答案

【问题标题】：Why do I get 2 interface descriptors before the endpoint descriptor after a GET_DESCRIPTOR USB request on QEMU?为什么在 QEMU 上的 GET_DESCRIPTOR USB 请求之后，我会在端点描述符之前获得 2 个接口描述符？
【发布时间】：2021-09-28 05:00:52
【问题描述】：

我正在编写一个使用 UEFI 启动的小型 x86-64 爱好操作系统。我目前正在为英特尔的 xHC 编写驱动程序。我现在可以寻址 USB 设备并为每个设备的端点 0 分配一个传输环。然后我使用 GET_DESCRIPTOR 请求来获取每个设备的配置描述符。我要求 QEMU 模拟 USB 键盘和 USB 鼠标。因此，我得到了 2 个不同的描述符，如下所示：

user@user-System-Product-Name:~$ hexdump -C result.bin
00000000  09 02 22 00 01 01 06 a0  32 09 04 00 00 01 03 01  |..".....2.......|
00000010  02 00 09 21 01 00 00 01  22 34 00 07 05 81 03 04  |...!...."4......|
00000020  00 07 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
00000030  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
*
00001000  09 02 22 00 01 01 08 a0  32 09 04 00 00 01 03 01  |..".....2.......|
00001010  01 00 09 21 11 01 00 01  22 3f 00 07 05 81 03 08  |...!...."?......|
00001020  00 07 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
00001030  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
*
00002000

基本上，我要求 GDB 输出我在文件 result.bin 中放置描述符的 RAM 的内容。然后我在控制台中十六进制转储 result.bin 的内容。这里首先可以看到USB鼠标的配置。然后，1 页后，USB 键盘的配置。

鼠标的配置描述符是09 02 22 00 01 01 06 a0 32。它后面跟着 2 个接口描述符：09 04 00 00 01 03 01 02 00 和 09 21 01 00 00 01 22 34 00。后面跟着一个端点描述符：07 05 81 03 08 00 07。

在鼠标和键盘的第一个接口描述符中，表示有一个端点描述符（由描述符的 bNumEndpoints 字段表示，它是从 0 开始索引的第 4 个字节）。我希望以下描述符是端点描述符。相反，我得到了第二个接口描述符（通过它的长度为 9 个字节而不是 7 个字节以及不同字段的值来表示）。

如https://wiki.osdev.org/Universal_Serial_Bus所述：

每个 CONFIGURATION 描述符至少有一个 INTERFACE 描述符，每个 INTERFACE 描述符最多可以有 15 个 ENDPOINT 描述符。当主机请求某个 CONFIGURATION 描述符时，设备返回 CONFIGURATION 描述符，紧接着是第一个 INTERFACE 描述符，紧接着是接口定义的端点的所有 ENDPOINT 描述符（可能没有）。如果存在，则紧随其后的是下一个 INTERFACE 描述符，然后是其 ENDPOINT 描述符（如果适用）。这种模式一直持续到特定配置范围内的所有信息都被传输为止。

在我的情况下，为什么我得到 2 个接口描述符，然后是端点描述符？这是一个 QEMU 错误还是我应该预料到的？

【问题讨论】：

标签： usb x86-64 osdev hci

【解决方案1】：

您没有准确描述我在您的 shell 输出中看到的二进制数据。

转储以类型 2 的 9 字节描述符开始，这就是您的设备描述符：

09 02 22 00 01 01 06 a0 32

然后有一个类型为 4 的 9 字节描述符，所以这是一个接口，它的 bNumEndpoints 设置为 1：

09 04 00 00 01 03 01 02 00

然后还有另一个类型为 0x21 的 9 字节描述符。我无法识别出我脑海中的代码，但它可能是标准的：

09 21 01 00 00 01 22 34 00

然后我们有一个类型为 5 的 7 字节描述符，所以这是一个端点描述符：

07 05 81 03 04 00 07

【讨论】：

是的，这就是问题所在。接口描述符后面应该跟端点描述符（它在 bNumEndpoints 字段中声明的端点）。相反，它后面是另一个本身不是端点的描述符。即使不一定是接口描述符，它也肯定不是端点描述符。它带来了一个问题：那个描述符在那里做什么？
请注意，正如您在问题中所说，您没有获得两个接口描述符。您将获得一个接口描述符和一个关于该接口的未识别描述符。
您感到困惑的描述符称为“HID 类描述符”或“HID 描述符”。该结构在HID 1.11 的“HID Descriptor”部分中定义，常量 0x21 是在同一文档的“Standard Requests”部分中定义的。（至少我是这么认为的，在找了几分钟之后。）
好的，非常感谢，我最终会看看这一切。
为什么在osdev.org上说接口描述符后面紧跟端点描述符？我还是不明白。