USB系列之一：列出你的USB设备

2008-05-23 11:04:56

USB现在已经成为PC机必不可少的接口之一，几乎所有的设备都可以接在USB设备上，USB键盘、鼠标、打印机、摄像头，还有常用的U盘等等，从本篇文章开始，将集中篇幅介绍一下在DOS中使用USB设备的方法，具体会有几篇暂不好定，写到哪里算哪里吧，三、四篇总是少不了的。

本文介绍如何使用我以前文章中介绍过的知识在你的机器中找到USB设备，并判定设备类型。

一个USB系统一般由一个USB主机（HOST）、一个或多个USB集线器（HUB，但不是局域网里的集线器）和一个或多个USB设备节点（NODE）组成，一个系统中只有一个HOST，我们PC机里的USB实际上就是HOST和HUB两部分，你的PC机可能会有4个USB口，其实是一个HOST，一个HUB，HUB为你提供了4个端口，我们插在USB口上的器件，一般是USB设备，比如U盘，USB打印机等，当然我们也可以插一个集线器上去，使你的一个USB口扩展成多个。

实际上我们说在DOS下使用USB，就是对USB系统中的HOST进行编程管理，根据USB的规范，HOST将对连接在上面的HUB和USB设备进行管理，不用我们操心。HOST器件目前有三个规范，OHCI(Open Host Controller Interface)、UHCI(Universal Host Controller Interface)支持USB1.1，EHCI(Enhanced Host Controller Interface)支持USB2.0，以后的文章中，我们将侧重介绍OHCI和EHCI。

学习USB编程，读规范是少不了的，以下是一些应该阅读的规范下载：

OHCI规范：http://blog.whowin.net/specification/usb_ohci_r10a.pdf
EHCI规范：http://blog.whowin.net/specification/usb_ehci_r10.pdf
USB规范1.1：http://blog.whowin.net/specification/usb_spec11.pdf
USB规范2.0：http://blog.whowin.net/specification/usb_spec20.pdf

本文介绍的内容不需要学习规范。

下面进入正题，列出你的USB设备，USB的HOST是挂接在PCI总线上的，所以通过PCI设备的遍历就可以找到你的机器上的所有USB设备，在以前介绍PCI的配置空间时，曾经介绍过在配置空间中有一个占三个字节的分类代码字段（如果不知道，请参阅我以前的博文《遍历PCI设备》），在偏移为0x0B的字节叫基本分类代码，在偏移为0x0A的字节叫子分类代码，在偏移为0x09的字节叫编程接口代码，对于USB设备类说，基本分类代码为0x0C，子分类代码为0x03，对于符合不同规范的HOST器件而言，编程接口代码是不同的，UHCI的编程接口代码是0x00，OHCI的编程接口代码是0x10，EHCI的编程接口代码是0x20，我想了解这些就足够了。

下面列出USB设备的源程序。

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <dpmi.h>

typedef unsigned long      UDWORD;
typedef short int          WORD;
typedef unsigned short int UWORD;
typedef unsigned char      UBYTE;

typedef union {
    struct {
        UDWORD edi;
        UDWORD esi;
        UDWORD ebp;
        UDWORD res;
        UDWORD ebx;
        UDWORD edx;
        UDWORD ecx;
        UDWORD eax;
    } d;
    struct {
        UWORD di, di_hi;
        UWORD si, si_hi;
        UWORD bp, bp_hi;
        UWORD res, res_hi;
        UWORD bx, bx_hi;
        UWORD dx, dx_hi;
        UWORD cx, cx_hi;
        UWORD ax, ax_hi;
        UWORD flags;
        UWORD es;
        UWORD ds;
        UWORD fs;
        UWORD gs;
        UWORD ip;
        UWORD cs;
        UWORD sp;
        UWORD ss;
    } x;
    struct {
        UBYTE edi[4];
        UBYTE esi[4];
        UBYTE ebp[4];
        UBYTE res[4];
        UBYTE bl, bh, ebx_b2, ebx_b3;
        UBYTE dl, dh, edx_b2, edx_b3;
        UBYTE cl, ch, ecx_b2, ecx_b3;
        UBYTE al, ah, eax_b2, eax_b3;
  } h;
} X86_REGS;
/*************************************************************
 * Excute soft interrupt in real mode
 *************************************************************/
int x86_int(int int_num, X86_REGS *x86_reg) {
    __dpmi_regs d_regs;
    int return_value;

    d_regs.d.edi = x86_reg->d.edi;
    d_regs.d.esi = x86_reg->d.esi;
    d_regs.d.ebp = x86_reg->d.ebp;
    d_regs.d.res = x86_reg->d.res;
    d_regs.d.ebx = x86_reg->d.ebx;
    d_regs.d.ecx = x86_reg->d.ecx;
    d_regs.d.edx = x86_reg->d.edx;
    d_regs.d.eax = x86_reg->d.eax;
    d_regs.x.flags = x86_reg->x.flags;
    d_regs.x.es = x86_reg->x.es;
    d_regs.x.ds = x86_reg->x.ds;
    d_regs.x.fs = x86_reg->x.fs;
    d_regs.x.gs = x86_reg->x.gs;
    d_regs.x.ip = x86_reg->x.ip;
    d_regs.x.cs = x86_reg->x.cs;
    d_regs.x.sp = x86_reg->x.sp;
    d_regs.x.ss = x86_reg->x.ss;

    return_value = __dpmi_int(int_num, &d_regs);

    x86_reg->d.edi = d_regs.d.edi;
    x86_reg->d.esi = d_regs.d.esi;
    x86_reg->d.ebp = d_regs.d.ebp;
    x86_reg->d.res = d_regs.d.res;
    x86_reg->d.ebx = d_regs.d.ebx;
    x86_reg->d.ecx = d_regs.d.ecx;
    x86_reg->d.edx = d_regs.d.edx;
    x86_reg->d.eax = d_regs.d.eax;
    x86_reg->x.flags = d_regs.x.flags;
    x86_reg->x.es = d_regs.x.es;
    x86_reg->x.ds = d_regs.x.ds;
    x86_reg->x.fs = d_regs.x.fs;
    x86_reg->x.gs = d_regs.x.gs;
    x86_reg->x.ip = d_regs.x.ip;
    x86_reg->x.cs = d_regs.x.cs;
    x86_reg->x.sp = d_regs.x.sp;
    x86_reg->x.ss = d_regs.x.ss;

    return return_value;
}
/**********************************
 * Read Configuration WORD if PCI
 **********************************/
UWORD ReadConfigWORD(WORD pciAddr, int reg) {
    X86_REGS inregs;

    inregs.x.ax = 0xB109;    // Read Configuration word
    inregs.x.bx = pciAddr;
    inregs.x.di = reg;       // Register number
    x86_int(0x1A, &inregs);

    return inregs.d.ecx;     // the value
}
// main program
int main(void) {
    UWORD pciAddr;
    UWORD subClass;
    int ehciCount = 0, ohciCount = 0, uhciCount = 0;

    for (pciAddr = 0; pciAddr < 0xffff; pciAddr++) {
        if (ReadConfigWORD(pciAddr, 0) != 0xFFFF) {
            // Read Class Code
            if (ReadConfigWORD(pciAddr, 0x000a ) == 0x0c03) {  // Usb Host Controller
                // Read SubClass Code
                subClass = ReadConfigWORD(pciAddr, 0x0008);
                if ((subClass & 0xff00) == 0x2000) {  // uhci
                    ehciCount++;
                } else if ((subClass & 0xff00) == 0x1000) {  // ohci
                    ohciCount++;
                } else if ((subClass & 0xff00) == 0x00) {    // uhci
                    uhciCount++;
                }
            }
        }
    }
    printf("There are %d ohci device(s).\n", ohciCount);
    printf("There are %d ehci device(s).\n", ehciCount);
    printf("There are %d uhci device(s).\n", uhciCount);
    return 0;
}

程序非常简单，所有概念在以前的博文中均有过介绍，其中的子程序大多是以前程序范例中使用过的，所以在这里就不做更多的解释了，程序中，我们仅仅列出了设备的数量，但很显然，用这种方法，我们可以从配置空间里读出基地址等信息，这些在以后的文章中会用到。

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