HID是一種USB通訊協議，無需安裝驅動就能進行互動，這給手持搖桿手柄類的遊戲開發提供了便利。順便說一下，手持搖桿類遊戲也支援安卓手機和蘋果手機哦。

在學習HID之前，先來複習一下USB協議的相關內容。

USB裝置描述符－概述

當插入USB裝置後，主機會向裝置請求各種描述符來識別裝置。那什麼是裝置描述符呢？

Descriptor即描述符，是一個完整的資料結構，可以通過C語言等程式設計實現，並存儲在USB裝置中，用於描述一個USB裝置的所有屬性，USB主機是通過一系列命令來要求裝置傳送這些資訊的。

描述符的作用就是通過命令操作作來給主機傳遞資訊，從而讓主機知道裝置具有什麼功能、屬於哪一類裝置、要佔用多少頻寬、使用哪類傳輸方式及資料量的大小，只有主機確定了這些資訊之後，裝置才能真正開始工作。

USB有那些標準描述符？ 

USB有5種標準描述符：裝置描述符 、配置描述符、字元描述符、介面描述符、端點描述符  。

描述符之間有一定的關係，一個裝置只有一個裝置描述符，而一個裝置描述符可以包含多個配置描述符，而一個配置描述符可以包含多個介面描述符，一個介面使用了幾個端點，就有幾個端點描述符。由此我們可以看出，USB的描述符之間的關係是一層一層的，最上一層是裝置描述符，下面是配置描述符，再下面是介面描述符，再下面是端點描述符。在獲取描述符時，先獲取裝置描述符，然後再獲取配置描述符，根據配置描述符中的配置集合長度，一次將配置描述符、介面描述符、端點描述符一起一次讀回。其中可能還會有獲取裝置序列號，廠商字串，產品字串等。

裝置描述符

struct _DEVICE_DEscriptOR_STRUCT
{
  BYTE   bLength;    //裝置描述符的位元組數大小
  BYTE   bDescriptorType;   //描述符型別編號，為0x01
  WORD  bcdUSB;   //USB版本號
  BYTE  bDeviceClass;   //USB分配的裝置類程式碼，0x01~0xfe為標準裝置類，0xff為廠商自定義型別，0x00不是在裝置描述符中定義的，如HID
  BYTE   bDeviceSubClass;  //usb分配的子類程式碼，同上，值由USB規定和分配的，HID裝置此值為0
  BYTE  bDeviceProtocl;  //USB分配的裝置協議程式碼，同上HID裝置此值為0

  BYTE   bMaxPacketSize0;  //端點0的最大包的大小
  WORD   idVendor;  //廠商編號
  WORD   idProduct;  //產品編號
  WORD  bcdDevice;  //裝置出廠編號
  BYTE   iManufacturer;   //描述廠商字串的索引
  BYTE   iProduct;   //描述產品字串的索引
  BYTE   iSerialNumber;  //描述裝置序列號字串的索引
  BYTE   bNumConfiguration;   //可能的配置數量
}

配置描述符 
struct _CONFIGURATION_DEscriptOR_STRUCT

{
  BYTE  bLength;   //配置描述符的位元組數大小
  BYTE   bDescriptorType;   //描述符型別編號，為0x02
  WORD   wTotalLength;   //配置所返回的所有數量的大小
  BYTE   bNumInterface;  //此配置所支援的介面數量
  BYTE   bConfigurationVale;   //Set_Configuration命令需要的引數值
  BYTE   iConfiguration;  //描述該配置的字串的索引值
  BYTE  bmAttribute;  //供電模式的選擇
  BYTE   MaxPower;   //裝置從匯流排提取的最大電流

}

字元描述符 
struct _STRING_DEscriptOR_STRUCT

{

BYTE bLength; //字串描述符的位元組數大小
BYTE bDescriptorType; //描述符型別編號，為0x03
BYTE SomeDescriptor[36]; //UNICODE編碼的字串

}

介面描述符

struct _INTERFACE_DEscriptOR_STRUCT

{

BYTE bLength; //介面描述符的位元組數大小

BYTE bDescriptorType; //描述符型別編號，為0x04

BYTE bInterfaceNunber; //介面的編號

BYTE bAlternateSetting;//備用的介面描述符編號

BYTE bNumEndpoints; //該介面使用端點數，不包括端點0

BYTE bInterfaceClass; //介面型別 HID裝置此值為0x03

BYTE bInterfaceSubClass;//介面子型別 HID裝置此值為0或者1

BYTE bInterfaceProtocol;//介面所遵循的協議

BYTE iInterface; //描述該介面的字串索引值

}

端點描述符

struct _ENDPOIN_DEscriptOR_STRUCT

{

BYTE bLength; //端點描述符的位元組數大小

BYTE bDescriptorType; //描述符型別編號，為0x05

BYTE bEndpointAddress; //端點地址及輸入輸出屬性

BYTE bmAttribute; //端點的傳輸型別屬性

WORD wMaxPacketSize; //端點收、發的最大包的大小

BYTE bInterval; //主機查詢端點的時間間隔

}

HID裝置描述符

溫習了以上內容，我們再來看看HID協議與這些描述符之間的關係。

當插入USB裝置後，主機會向裝置請求各種描述符來識別裝置。

為了把一個裝置識別為HID類別，裝置在定義描述符的時候必須遵守HID規範。

從框圖中，可以看出除了USB標準定義的一些描述符外，HID裝置還必須定義HID描述符。另外裝置和主機的通訊是通過報告的形式來實現的，所以還必須定義報告描述符；而物理描述符不是必需的。還有就是HID描述符是關聯於介面（而不是端點）的，所以裝置不需要為每個端點都提供一個HID描述符。

介面描述符中bInterfaceClass的值必須為0x03，bInterfaceSubClass的值為0或1，為1表示HID裝置符是一個啟動裝置（Boot Device，一般對PC機而言才有意義，意思是BIOS啟動時能識別並使用您的HID裝置，且只有標準滑鼠或鍵盤類裝置才能成為Boot Device。如果為0則只有在作業系統啟動後才能識別並使用您的HID裝置）。

USB HID類描述符的結構
偏移量	域	大小	值	描述
0	bLength	1	數字	此描述符的長度（以位元組為單位）
1	bDescriptorType	1	常量	描述符種類（此處為0x21即HID類描述符）
2	bcdHID	2	數字	HID規範版本號（BCD碼），採用4個16進位制的BCD格式編碼，如版本1.0的BCD碼為0x0100,版本為1.1的BCD碼為0x0110
4	bCountryCode	1	數字	硬體目的國家的識別碼（BCD碼）（見表3）
5	bNumDescritors	1	數字	支援的附屬描述符數目
6	bDescriptorType	1	常量	HID相關描述符的型別 0x21：HID描述符 0x22：報告描述符 0x23：物理描述符
7	wDescriptorLength	2	數字	報告描述符總長度
9	bDescriptorType	1	常量	用於識別描述符型別的常量，使用在有一個以上描述符的裝置
10	wDescriptorLength	2	數字	描述符總長度，使用在有一個以上描述符的裝置

報告描述符

報告描述符比較複雜，它是以item形式排列組合而成，無固定長途，使用者可以自定義長度以及每一bit的含義。item型別分三種：main，global和local，其中main型別又可分為5種tag：

• input item tag：指的是從裝置的一個或多個類似控制管道得到的資料
• output item tag：指的是傳送給一個或多個類似控制管道的資料
• feature item tag：表示裝置的輸入輸出不面向終端使用者
• collection item tag：一個有意義的input，output和feature的組合專案
• end collection item tag：指定一個collectionitem的終止

每一個main item tag（input，output，feature）都表明了來自一個特定管道的資料的大小，資料相對還是獨立，以及其他相關資訊。在此之前，global和local item定義了資料的最大值和最小值，等等。local item僅僅描述下一個main item定義的資料域，而global item是這一個報告描述符中所有後續資料段的預設屬性。

 一個報告描述符可能包含多個main item，為了準確描述來自一個控制管道的資料，一個報告描述符必須包括以下內容：

• input（output，feature）
• usage
• usage page
• Logical Minimum
• Logical Maximum
• Report Size
• Report Count

下面用一個三鍵滑鼠舉例說明：

Usage Page (Generic Desktop);    //global item

Usage (Mouse);    //global item 
Collection (Application);    //Start Mouse collection
Usage (Pointer);    //
Collection (Physical);    //Start Pointer collection
Usage Page (Buttons)
Usage Minimum (1),
Usage Maximum (3),
Logical Minimum (0),
Logical Maximum (1) ;   //Fields return values from 0 to 1
Report Count (3),
Report Size (1);   //Create three 1 bit fields (button 1, 2, & 3)
Input (Data, Variable, Absolute);   //Add fields to the input report.
Report Count (1),
Report Size (5);   //Create 5 bit constant field
Input (Constant), ;Add field to the input report
Usage Page (Generic Desktop),
Usage (X),
Usage (Y),
Logical Minimum (-127),
Logical Maximum (127);    //Fields return values from -127 to 127
Report Size (8),
Report Count (2);    //Create two 8 bit fields (X & Y position)
Input (Data, Variable, Relative);   //Add fields to the input report
End Collection;   //Close Pointer collection
End Collection;   //Close Mouse collection

item的資料格式有兩種，分別是短item和長item。

短item格式

bSize	0：0個位元組 1：1個位元組 2：2個位元組 3：4個位元組
bType	0：main 1：global 2：local 3：保留
bTag	item型別 8：input 9：output A：collection B：feature C：end collection

長item，其bType位值為3，bTag值為F

bDataSize	0：0個位元組 1：1個位元組 2：2個位元組 3：4個位元組
bLongItemTag	0：main 1：global 2：local 3：保留
data	資料

物理描述符用來描述行為特性，是可選的。

USB HID類可採用的通訊管道

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