USB/IP 模拟 USB 设备¶

背景¶

2018 年的时候发过一篇博客，讲如何用 USB/IP 协议在两台 Linux 电脑之间共享 USB 设备。最近刚好有一个需求，就是针对一个现成的 USB device 的代码，通过 USB/IP 模拟出一个 USB 设备，然后进行调试。

USB/IP 只有一个简略的文档，为数不多的使用 USB/IP 的代码，所以有一些细节没有说的很清楚，只能一点点去尝试。

首先，USB/IP 基于 TCP，端口号 3240。客户端向服务端发送请求，服务端向客户端进行回应。

请求的类型：OP_REQ_DEVLIST OP_REQ_IMPORT USBIP_CMD_SUBMIT 和 USBIP_CMD_UNLINK

回应的类型：OP_REP_DEVLIST OP_REP_IMPORT USBIP_RET_SUBMIT USBIP_RET_UNLINK

工作的过程大概如下：

（先不考虑 CMD_UNLINK 和 RET_UNLINK）

其中前面四个比较简单清晰，所需要的字段也都是 Descriptor 中对应的字段。后面两个就相对复杂一些：URB data 的长度需要根据 endpoint 类型和 direction 共同决定。URB 实际上是 Linux 内核里的一个数据结构。

那么，USB 协议的几种 transfer 怎么对应到 URB 的数据呢？首先看最常见的三种（[ref](https://www.beyondlogic.org/usbnutshell/usb4.shtml）：

Control Transfer
第一种是 Control IN，一共有三个阶段，第一个阶段是 Setup，Host 发送给 Device 一个八字节的 Setup Packet；第二个阶段是 Data，Device 发送给 Host 一段数据；第三个阶段是 Status，Host 发送给 Device 一个 Zero Length Packet。此时 Setup Packet 对应 urb 中的 setup，Data 就对应 RET_SUBMIT 里面的 URB data 了，自然 CMD_SUBMIT 中是没有 URB data 的
第二种是 Control OUT，一共有三个阶段，第一个阶段是 Setup，Host 发送给 Device 一个吧字节的 Setup Packet；第二个阶段是 Data，Host 给 Device 发送一段数据；第三个阶段是 Status，Device 给 Host 发送一个 Zero Length Packet。此时 Setup Packet 对应 urb 中的 setup，Data 对应 CMD_SUBMIT 末尾的 URB data，长度由 transfer_buffer_length 指定。返回的 RET_SUBMIT 不带 URB data，但依然需要有 RET_SUBMIT。
Interrupt/Bulk Transfer
第一种是 Interrupt/Bulk IN，由 Device 给 Host 发送一段数据，附在 RET_SUBMIT 中。
第二种是 Interrupt/Bulk OUT，由 Host 给 Device 发送一段数据，中 CMD_SUBMIT 的 URB data 中。返回的 RET_SUBMIT 不带 URB data，但不能不发 RET_SUBMIT。

可见，Interrupt 和 Bulk 是比较简单的，而 Control 和 Isochronous（没有提到）则比较复杂。

其实补充了这些信息以后，就可以实现一个 USB/IP 协议的服务器了。