1. 概述

描述符用来描述USB设备性能或特性的数据结构，与设备类相关的信息都是主机向设备获取描述符来得到的。

一个UVC设备除了常用的标准描述符，另外还定义了视频设备的特殊类描述符，主要如下：

标准描述符

• 设备描述符（Device Descriptor）

• 设备限定描述符（Device QualifierDescriptor）

• 设备配置描述符（Configure Descriptor）

• 其他速度描述符（Other Speed Descriptor）

• 字符描述符（String Descriptor）

特殊类描述符

• 接口联合描述符（Interface Association Descriptor）

• 视频控制接口描述符（VideoControl Interface Descriptor）

• 视频控制端点描述符（VideoControl Endpoint Descriptor）

• 视频流接口描述符（VideoStreaming Interface Descriptor）

• 视频流端点描述符（VideoStreaming Endpoint Descriptor）

接下来，我们将重点分析这些描述符信息。

2. UVC设备逻辑组织

uvc 设备逻辑组织如下。至少包含一个配置描述符两个接口，接口0负责VideoControl，接口1负责VideoStream。

3. 描述符介绍

3.1 设备描述符

设备描述符信息如下（来源于USB_Video_Class_1.5）

• bLength：固定长度 0x12

• bDescriptorType：设备类型，默认设为1

• bcdUSB：USB版本号。1.1~0x0110 2.0~0x0200

• bDeviceClass：设备类.此处设为0xEF

• bDeviceSubClass：设备子类。此处设为0x02

• bDeviceProtocol：协议代码。默认为0x1

• bMaxPacketSize0：控制端点最大包长。动态设置

• idVendor：厂商编号

• idProduct：产品ID

• bcDevice：设备版本号

• iManufacturer：厂商字符串描述符索引

• iProduct：产品字符串描述符索引

• iSerialNumber：产品序列号描述符索引

• bNumConfigurations：支持的配置数量，一般为1

对比 driver/usb/gadget/webcam.c，可以看到dynamic都是可以动态调整的。

static struct usb_device_descriptor webcam_device_descriptor = {
 .bLength  = USB_DT_DEVICE_SIZE,
 .bDescriptorType = USB_DT_DEVICE,
 .bcdUSB   = cpu_to_le16(0x0200),
 .bDeviceClass  = USB_CLASS_MISC,
 .bDeviceSubClass = 0x02,
 .bDeviceProtocol = 0x01,
 .bMaxPacketSize0 = 0, /* dynamic */
 .idVendor  = cpu_to_le16(WEBCAM_VENDOR_ID),
 .idProduct  = cpu_to_le16(WEBCAM_PRODUCT_ID),
 .bcdDevice  = cpu_to_le16(WEBCAM_DEVICE_BCD),
 .iManufacturer  = 0, /* dynamic */
 .iProduct  = 0, /* dynamic */
 .iSerialNumber  = 0, /* dynamic */
 .bNumConfigurations = 0, /* dynamic */
};

3.2 配置描述符

配置描述符如下：

• bLength：描述符长度，固定为0x9

• bDescriptorType：配置描述符类型。默认为0x2

• wTotalLength：表示整个配置描述符的总长度，包括配置描述符，接口描述符，类特殊描述符和端点描述符

• bNumInterFaces：配置支持的接口数

• bConfigurationValue：配置ID，每个配置都有一个标识值

• iConfiguration：配置描述符字符串索引。

• bmAttributes：描述供电特性 D7保留，D6辨识供电方式，为1表示自供电的，否则是总线供电，D5标识是否支持远程唤醒（1），D4-D0保留

• bMaxPower：总线供电时的最大电流，如值为100则最大电流为200mA。

配置描述符配置在driver/usb/gadget/compsite.c下

/* driver/usb/gadget/compsite.c */
static int config_buf(struct usb_configuration *config,
  enum usb_device_speed speed, void *buf, u8 type)
{
 struct usb_config_descriptor *c = buf;
 void    *next = buf + USB_DT_CONFIG_SIZE;
 int    len;
 struct usb_function  *f;
 int    status;
 len = USB_COMP_EP0_BUFSIZ - USB_DT_CONFIG_SIZE;
 /* write the config descriptor */
 c = buf;
 c->bLength = USB_DT_CONFIG_SIZE;
 c->bDescriptorType = type;
 /* wTotalLength is written later */
 c->bNumInterfaces = config->next_interface_id;
 c->bConfigurationValue = config->bConfigurationValue;
 c->iConfiguration = config->iConfiguration;
 c->bmAttributes = USB_CONFIG_ATT_ONE | config->bmAttributes;
 c->bMaxPower = encode_bMaxPower(speed, config);
    ......
 /* add each function's descriptors */
    ......
 len = next - buf;
 c->wTotalLength = cpu_to_le16(len);
 return len;
}

3.3 接口关联描述符（IAD）

接口关联描述符信息如下：

• bLength：固定长度，为0x8

• bDescriptorType：接口关联描述符类型。0xb 表示IAD

• bFristInterface：接口number

• bInterfaceCount：连续的video 接口数，这里为2

• bFunctionClass：设备类。0xE 表示Video Class

• bFunctionSubClass：子类。表示支持的具体功能。这里是0x3对应

VIDEO_INTERFACE_COLLECTION，支持VideoControl 和VideoInterface

• bFunctionProtocol：默认0

• iFunction：字符串索引

可以看到，UVC设备通过 IAD 去描述一个视频接口集合（Video Interface Collection）

注：Video Interface Collection 是一个视频接口集合。一个UVC设备必须通过IAD来描述Video Interface Collection，并且至少包含一个VideoControl Interface 和一个或多个VideoStream Interface

/* driver/usb/gadget/function/f_uvc.c */
static struct usb_interface_assoc_descriptor uvc_iad = {
 .bLength  = sizeof(uvc_iad),
 .bDescriptorType = USB_DT_INTERFACE_ASSOCIATION,
 .bFirstInterface = 0,
 .bInterfaceCount = 2,
 .bFunctionClass  = USB_CLASS_VIDEO,
 .bFunctionSubClass = UVC_SC_VIDEO_INTERFACE_COLLECTION,
 .bFunctionProtocol = 0x00,
 .iFunction  = 0,
};

4. 总结

有关 UVC的描述符组织信息，实在太多，本文先介绍基础描述符，后续陆续介绍，VideoControl ，VideoStream等描述符信息，这个是UVC的关键。

所有信息来源于《UVC 1.5 Class specfication》和《USB_Video_Example.pdf》以及内核源码参考。