虚拟USB控制器USB集线器

2023-12-26 53 51

实现自己的USB控制器、根集线器和USB虚拟设备 - 这个工程量有点大,以USBIP现在实现了大概30%左右的代码,并且还没有调试。感觉有点难啊。

以上是自己大概1-2个月前写的计划,说是计划,倒不如说是心愿。因为本身这件事的象征意义更大一些,无所谓收益,只想弥补心中关于USB的最后一块板吧。

自己虚拟的USB设备很多,虽说做不到对USB规范很熟悉,但经过这么多的调试练习,也对USB的理解上加深了很多,特别是从Windows层面。

为了实现虚拟的USB控制器和该控制器下的USB根集线器,本人算是比较仔细在研究了USBIP的源代码。然后基于此,加上自己的想法和改造、代码设计,实现自己的虚拟USB控制器USB集线器。该工程被自己命名为VUSB.

VUSB和USBIP一样,也是从USBR控制器的PDO开始虚拟,直到USB设备这一级。其设备栈关系如下图:
VUSB设备栈

其中各类型定义如下:

typedef enum _VDEVICE_TYPE
{
    VDEV_FROOT,  //根虚拟节点FDO
    VDEV_PHCI,  //USB控制器PDO
    VDEV_FHCI,  //USB控制器FDO
    VDEV_PHUB,  //USB根集线器PDO
    VDEV_FHUB,  //USB根集线器FDO
    VDEV_PUSB  //USB设备PDO
}VDEVICE_TYPE;

驱动经过编译安装后,在设备管理器中如下图所示:
设备管理器

可以看到,根虚拟节点是VUSB Enumerator,是我们一切的根节点。其次以下为USB主机控制器、USB根集线器。

为了后续的设备生成,这里我将该USB根集线器扩展出了16个端口(其实就是个数字),在USB Viewer下可以看到:
USB Viewer

当然,为了搞明白USB VIEWER他们枚举USB集线器及其下的信息,自己也做了一些研究工作。

从效果上来看,这里确实已经满足了自己的需求。但实际上还因未有USB设备,所以本人打算先移值一个自定义的HID设备的USB集线器上的端口1上,先玩一玩。

存在的问题:
当前还存在一个问题,就是在USB TREE Viewer下显示虽然未连接,但和正常的USB集线器不一样,别人显示的是未连接,而自己虚拟的显示的是 UnKnow Device,估计这与node connection information相关。所以这里还得分析。

已经解决,详见:https://www.usbzh.com/article/detail-1299.html

UnKnow Device

    =========================== USB Port3 ===========================

Connection Status        : 0x00 (No device is connected)
Port Chain               : 3-3

Used Endpoints           : 0

      ======================== USB Device ========================

DriverKeyName            : ERROR_FILE_NOT_FOUND

        ---------------- Connection Information ---------------
Connection Index         : 0x03 (Port 3)
Connection Status        : 0x00 (NoDeviceConnected)
Current Config Value     : 0x00 (Configuration 0)
Device Address           : 0x03 (3)
Is Hub                   : 0x00 (no)
Device Bus Speed         : 0x01 (Full-Speed)
Number Of Open Pipes     : 0x00 (0 pipes to data endpoints)
Data (HexDump)           : 03 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00   ................
                           00 00 00 00 00 00 00 01 00 03 00 00 00 00 00 00   ................
                           00 00 00                                          ...

        --------------- Connection Information V2 -------------
Connection Index         : 0x03 (3)
Length                   : 0x10 (16 bytes)
SupportedUsbProtocols    : 0x03
 Usb110                  : 1 (yes, port supports USB 1.1)
 Usb200                  : 1 (yes, port supports USB 2.0)
 Usb300                  : 0 (no, port not supports USB 3.0)
 ReservedMBZ             : 0x00
Flags                    : 0x00
 DevIsOpAtSsOrHigher     : 0 (Device is not operating at SuperSpeed or higher)
 DevIsSsCapOrHigher      : 0 (Device is not SuperSpeed capable or higher)
 DevIsOpAtSsPlusOrHigher : 0 (Device is not operating at SuperSpeedPlus or higher)
 DevIsSsPlusCapOrHigher  : 0 (Device is not SuperSpeedPlus capable or higher)
 ReservedMBZ             : 0x00
Data (HexDump)           : 03 00 00 00 10 00 00 00 03 00 00 00 00 00 00 00   ................

    ---------------------- Device Descriptor ----------------------
bLength                  : 0x00 (0 bytes)

      -------------------- String Descriptors -------------------
none

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