LINUX&UVC控制接口头描述符解析

UVC控制接口头描述符(Video Control Interface Header Descriptor )这里又称作UVC类特定视频控制接口头描述符(class-specific video control header)。无论叫什么名字，不过简称好像都叫USB_VC_HEADER。

关于该描述符各字段的具体介绍可详见：https://www.usbzh.com/article/detail-4.html
对照着LINUX&UVC驱动源代码，我们这里可以进行更加深刻地理解。

switch (buffer[2]) {
    case UVC_VC_HEADER:
        n = buflen >= 12 ? buffer[11] : 0;

        if (buflen < 12 + n) {
            uvc_trace(UVC_TRACE_DESCR, "device %d videocontrol "
                "interface %d HEADER error\n", udev->devnum,
                alts->desc.bInterfaceNumber);
            return -EINVAL;
        }

        dev->uvc_version = get_unaligned_le16(&buffer[3]);
        dev->clock_frequency = get_unaligned_le32(&buffer[7]);

        /* Parse all USB Video Streaming interfaces. */
        for (i = 0; i < n; ++i) {
            intf = usb_ifnum_to_if(udev, buffer[12+i]);
            if (intf == NULL) {
                uvc_trace(UVC_TRACE_DESCR, "device %d "
                    "interface %d doesn't exists\n",
                    udev->devnum, i);
                continue;
            }

            uvc_parse_streaming(dev, intf);
        }
        break;

从代码分析来看，这里比较关键的三个字段分别为：

uvc_version

以BCD代码的形式表示了该设备所支持的UVC规范版本。

因UVC版本的差异，导致对一些描述符的解析或者控制请求的数据长度有所不同。具体表现在以下几个方面：

1.对于UVC处理单元，其UVC1.0与UVC1.1、UVC1.5长度不一致。
2.UVC视频控制请求的字节数。

static size_t uvc_video_ctrl_size(struct uvc_streaming *stream)
{
    /*
     * Return the size of the video probe and commit controls, which depends
     * on the protocol version.
     */
    if (stream->dev->uvc_version < 0x0110)
        return 26;
    else if (stream->dev->uvc_version < 0x0150)
        return 34;
    else
        return 48;
}

• clock_frequency：时钟频率HZ。
  当进行UVC控制请求时，UVC1.0直接使用的是clock_frequency时钟频率，而UVC1.1和UVC1.5可以支持其它时钟频率。

  ctrl->bmHint = le16_to_cpup((__le16 *)&data[0]);
    ctrl->bFormatIndex = data[2];
    ctrl->bFrameIndex = data[3];
    ctrl->dwFrameInterval = le32_to_cpup((__le32 *)&data[4]);
    ctrl->wKeyFrameRate = le16_to_cpup((__le16 *)&data[8]);
    ctrl->wPFrameRate = le16_to_cpup((__le16 *)&data[10]);
    ctrl->wCompQuality = le16_to_cpup((__le16 *)&data[12]);
    ctrl->wCompWindowSize = le16_to_cpup((__le16 *)&data[14]);
    ctrl->wDelay = le16_to_cpup((__le16 *)&data[16]);
    ctrl->dwMaxVideoFrameSize = get_unaligned_le32(&data[18]);
    ctrl->dwMaxPayloadTransferSize = get_unaligned_le32(&data[22]);
  
    if (size >= 34) {
        ctrl->dwClockFrequency = get_unaligned_le32(&data[26]);
        ctrl->bmFramingInfo = data[30];
        ctrl->bPreferedVersion = data[31];
        ctrl->bMinVersion = data[32];
        ctrl->bMaxVersion = data[33];
    } else {
        ctrl->dwClockFrequency = stream->dev->clock_frequency;
        ctrl->bmFramingInfo = 0;
        ctrl->bPreferedVersion = 0;
        ctrl->bMinVersion = 0;
        ctrl->bMaxVersion = 0;
    }
  

  这里可以在https://www.usbzh.com/tool/uvc.html 使用默认的示例dwClockFrequency也可以看到：

============UVC1.0============
0x01, 0x00, UINT16 bmHint;dwFrameInterval保持不变;
0x05, UINT8 bFormatIndex=5,
0x04, UINT8 bFrameIndex=4,
0x15, 0x16, 0x05, 0x00, UINT32 dwFrameInterval=333333,;33.3333,ms/帧
0x00, 0x00, UINT16 wKeyFrameRate=0,;缩格式中只有第1帧为关键帧;
0x00, 0x00, UINT16 wPFrameRate=0,;压缩格式P帧速率;
0x00, 0x00, UINT16 wCompQuality=0,,压缩质量1-10000;
0x00, 0x00, UINT16 wCompWindowSize;0,,平均比特率控制的窗口大小;
0x00, 0x00, UINT16 wDelay;0,,内部视频流接口延迟（毫秒）;
0x00, 0x90, 0x7E, 0x00, UINT32 dwMaxVideoFrameSize;8294400,Bytes
0x0C, 0xC8, 0x00, 0x00, UINT32 dwMaxPayloadTransferSize;51212,Bytes

============UVC1.1============
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, UINT32 dwClockFrequency=0,;指定格式的设备时钟频率HZ
0x03, UINT8 bmFramingInfo=3,负载信息位图
0x01, UINT8 bPreferedVersion=1,bFormatIndex预设版本
0x00, UINT8 bMinVersion=0,bFormatIndex最小版本
0x01, UINT8 bMaxVersion=1,bFormatIndex最大版本

// 34 bytes

bInCollection

第三个比较重要的参数就是bInCollection。其位直为buffer[11]，其代表着视频流接口个数。
一般一个UVC视频设备只有一个视频流接口，本人也未曾见到过多个视频流的设备，但并不代表这种设备不存在。从LINUX源代码和UVC规范上来讲，人家是支持的。

    n = buflen >= 12 ? buffer[11] : 0;
    ...
    /* Parse all USB Video Streaming interfaces. */
    for (i = 0; i < n; ++i) {
        intf = usb_ifnum_to_if(udev, buffer[12+i]);
        if (intf == NULL) {
            uvc_trace(UVC_TRACE_DESCR, "device %d "
                "interface %d doesn't exists\n",
                udev->devnum, i);
            continue;
        }

        uvc_parse_streaming(dev, intf);
    }

bInCollection的为baInterfaceNr数组，其个数由bInCollection决定。UVC源代码使用usb_ifnum_to_if函数分别获取对应的接口描述符的指针，并使用uvc_parse_streaming解析该视频流接口描述符。

struct usb_interface *usb_ifnum_to_if(const struct usb_device *dev,
                      unsigned ifnum)
{
    struct usb_host_config *config = dev->actconfig;
    int i;

    if (!config)
        return NULL;
    for (i = 0; i < config->desc.bNumInterfaces; i++)
        if (config->interface[i]->altsetting[0]
                .desc.bInterfaceNumber == ifnum)
            return config->interface[i];

    return NULL;
}