搞定HID設(shè)備的報告描述符（1）

報告描述符(Report Descriptor)，由設(shè)備端(Device)描述給主機(jī)端(Host)，后續(xù)設(shè)備端通過中斷端點發(fā)送的數(shù)據(jù)的用途(Usage)說明或稱描述數(shù)據(jù)格式及意義。它在連接建立初期就發(fā)送給主機(jī)端，主機(jī)端依據(jù)報告描述符去解析來自中斷端點的數(shù)據(jù)。簡單來說，報告描述符就是描述連接建立之后，設(shè)備端發(fā)送給主機(jī)端的數(shù)據(jù)幀中每一字節(jié)(bytes)每一位(bits)所代表的意義。

要想了解HID設(shè)備描述符，不得不去細(xì)讀一下官方的兩個文檔，可以到官方下載：《Device Class Definition for human interface device (HID)》《Universal Serial Bus HID Usage Tables》這兩份文件，其中一份是HID 協(xié)議，另一個是HID報告描述符(USAGE_PAGE & USAGE)的內(nèi)容定義。報告描述符的直管組織結(jié)構(gòu)為：

HID報告描述符的解析器就是按照上面這個組織形式，一層一層的進(jìn)行解析的。一個報告描述符可以由多個Report組成，當(dāng)超過1個Report時，需要用collection去組合，collection可以嵌套collection，每個Report都可以有多個用途(Usage).其它Main item/Report size/Report count/Logical minium等都是用于修飾Usage。

我們把一個HID的報告描述符比喻成一個公司，那么Collection就是一個部門，部門可以嵌套部門，部門里面有很多人，這里的人就是描述符中的Report，而Usage就是這個人身上的技能。對于單獨的report，可以認(rèn)為他就是一個光桿司令。

鼠標(biāo)的報告描述符

uint8_t report_desc[] = {    0x05, 0x01, //USAGE_PAGE (Generic Desktop)    0x09, 0x02, //USAGE (Mouse)
    0xa1, 0x01, //COLLECTION (Application)      0x85, 0x01, //REPORT_ID (1)      0x09, 0x01, //USAGE (Pointer)
      0xa1, 0x00, //COLLECTION (Physical)        0x05, 0x09, //Usage Page (Buttons)        0x19, 0x01, //Usage Minimum (01)        0x29, 0x03, //Usage Minimum (03)        0x15, 0x00, //Logical Minimum (0)        0x25, 0x01, //Logical Minimum (1)        0x95, 0x03, //Report Count (3)        0x75, 0x01, //Report Size (1)        0x81, 0x02, //Input (Data, Variable, Absolute)        0x95, 0x01, //Report Count (1)        0x75, 0x05, //Report Size (5)        0x81, 0x01, //Input (Constant)
        0x05, 0x01, //USAGE_PAGE (Generic Desktop)        0x09, 0x30, //USAGE (x)        0x09, 0x31, //USAGE (y)        0x15, 0x00, //Logical Minimum (0)        0x26, 0x38, 0x04, //Logical Minimum (1080)        0x75, 0x10, //Report Size (16)        0x95, 0x03, //Report Count (2)        0x81, 0x02, //Input (Data, Variable, Relative)      0xc0,       //END_COLLECTION    0xc0,       //END_COLLECTION};

上面的代碼是一個鼠標(biāo)的報告描述符，看起來他就是一個大數(shù)組，為什么按照兩列來排列呢？這是由于他的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的，這樣寫出來比較利于人來閱讀。他的每一行都是一個條目，其結(jié)構(gòu)形式為：條目標(biāo)簽(item tag) + 條目數(shù)據(jù)(item data)。

短條目

比如第一行的 0x05，0x01， 其中條目標(biāo)簽就是0x05，數(shù)據(jù)就是0x01。在上面的這一個條目中，Tag大小固定，短條目(short item)為1Byte，長條目(long item tag)為3Byte（長條目不常用，暫時研究了）。對于一個短條目(short item)，其 item tag部分又分三個部分：標(biāo)簽(Tag)、數(shù)據(jù)大小(DataSize)和類型（type），bSize(2bits) + bType(2bits) + bTag(4bits) = 1byte。

bSize：描述數(shù)據(jù)內(nèi)容的大小，占2bit，可以表示0-4個字節(jié)。bType：描述條目類型，占2bit，共3個選項以及1個保留項

b00 = Main (主要類型)

b01 = Global (全局類型)

b10 = Local (局部類型)

b11 = Reserved (保留)

bTag：描述各條目類型下的各細(xì)分條目，占4bit，最多15個選項。接下來，我們分別看Main，Global和Local三種類型。

短條目bTag選項 - Main項標(biāo)簽

下面是對短條目的一個描述列表

Input/Output/Feature

Input/Output/Feature具有相通的選項數(shù)據(jù)定義（input/output都是相對主機(jī)端而言的）Input(e.g. 0x81 , 0x**)，輸入報告 ，是設(shè)備端將設(shè)備操作發(fā)送到主機(jī)，這種報告通常通過中斷端點發(fā)送到主機(jī)，以此保障一個固定周期的輸入報告，它也可以控制端點的get report（input）來傳輸。Output(e.g. 0x91, 0x**)，輸出報告，是主機(jī)端將軟件需求發(fā)送給設(shè)備，輸出報告通常以控制端點的set report(output)來傳輸，只需要響應(yīng)軟件的實際需求即可，它也可以使用中斷端點來傳輸數(shù)據(jù)。Feature(e.g.0xb1, 0x**)，特征報告，是主機(jī)端發(fā)送到設(shè)備端的數(shù)據(jù)組態(tài)格式，特征報告只能以get report()/set report()來獲取或設(shè)置設(shè)備的特征值。

Input、Output、Feature項可選值表

常用的是bit0和bit1兩個選項。比如上面鼠標(biāo)報告符中的：0x81, 0x01, //Input (Constant) ?，其中0x01就表示bit0被置1了。

Collection/End Collection組合

項目實際應(yīng)用中，一個設(shè)備通常不止一個功能點，以上述鼠標(biāo)示例為例，具有3個按鈕(左鍵、右鍵、中鍵)，X/Y軸方向位移，滾輪等。它們各自具有不同的數(shù)據(jù)格式，聚集組成鼠標(biāo)各個功能，此時我們需要Collection/End Collection去集合組織這些數(shù)據(jù)格式。某些設(shè)備還可能具有多組Collection，表明它有多方面的功能集合，例如某些手繪板同時具有觸摸板、鍵鼠功能或某些鍵盤上有觸摸功能。Collection選項數(shù)據(jù)定義在下文有表格詳細(xì)列出說明，size為1個字節(jié)。End Collection通常不跟隨數(shù)據(jù)，0xC0既可，表明Collection作用域的結(jié)束。

Collection項可選值表

Collection 的數(shù)據(jù)名稱很難有一個準(zhǔn)則來給定，《Universal Serial Bus HID Usage Tables》文檔中將各種用途種類(usage type)列出，使用者必須依據(jù)用途種類來指定Collection 的數(shù)據(jù)名稱。例如鼠標(biāo)，鍵盤和游戲桿的用途種類為CA，所以要用Collection (Application)，而指針為CP，所以用Collection (Physical)。我想原因應(yīng)該是HID標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備是逐步被發(fā)明定義出來的。

下一篇再學(xué)習(xí) 短條目bTag選項中的Global標(biāo)簽。