整理一下在USB通信时所作的相关工作，因为是对USBMS进行相关操作，涉及到了USBMS的传输格式（CBW，CSW），不太熟悉导致前期回补了一下USB的相关知识。

因为在搜索资料的时候，发现市面上貌似这方面编程相关资料比较少，这里我直接写出来记录一下，也是帮助自己记忆。

传输数据上的简单概念

usb在普通通信过程中，使用端点进行通信，USBMS（USB Mass Storage）设备则在传输过程中遵守一套传输格式。

  • CBW->DATA->CSW

  • CBW：是一个数据块，携带主机发给设备的SCSI命令。接收了CBW后，设备就可以从中知道在接下来的DATA阶段中该干什么。

  • DATA：阶段有三种情况：无数据需要传输，IN传输（设备到主机）或OUT传输（主机到设备）。

  • CSW：阶段反馈这次传输的结果给主机。

发送数据时，host需要按照这个格式与device进行通信，也只有这样的通信，设备才会与host进行正常的交互。

数据详解

USB抓包

CBW

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// Section 5.1: Command Block Wrapper (CBW)
struct command_block_wrapper {
	uint8_t dCBWSignature[4];
	uint32_t dCBWTag;
	uint32_t dCBWDataTransferLength;
	uint8_t bmCBWFlags;
	uint8_t bCBWLUN;
	uint8_t bCBWCBLength;
	uint8_t CBWCB[16];
};

Command Block Wrapper

注意：发送时指定发送字节为31个字节，发送错误会导致无法识别包为CBW包。

command_block_wrapper，该数据结构长度为32字节，调用write函数时需注意。

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dCBWSignature: CBW的标识，固定值：43425355h(little endian)。
	dCBWSignature[0] = 'U'
	dCBWSignature[1] = 'S'
	dCBWSignature[2] = 'B'
	dCBWSignature[3] = 'C'
	
dCBWTag: 主机发送的一个命令块标识，设备需要原样作为dCSWTag（CSW中的一部分）再发送给Host; 通信配对。

dCBWDataTransferLength: 本次CBW命令要求在命令与回应之间传输的字节数（接下要写或读的数据量）。如果为0，则不传输数据。

bmCBWFlags: 反映数据传输的方向，0x00 表示来自Host，0x80 表示发至Host； 

bCBWLUN: 对于有多个LUN逻辑单元的设备，用来选择具体目标。如果没有多个LUN，则写0。

bCBWCBLength: 命令的长度，范围在0~16。

CBWCB: 传输的具体命令，符合bInterfaceSubClass.中定义的命令规范，此处是SCSI指令集。

DATA

这里就是真正的数据传输期了，可以没有数据，可以读数据，可以写数据。

数据的交互都是双方约定的过程，假设在host发送一个私有命令，设备有数据发上来，此时host调用read函数。

CSW

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// Section 5.2: Command Status Wrapper (CSW)
struct command_status_wrapper {
	uint8_t dCSWSignature[4];
	uint32_t dCSWTag;
	uint32_t dCSWDataResidue;
	uint8_t bCSWStatus;
};

CSW（Command Status Wrapper）状态格式

CSW的长度为13个字节，是对应CBW指令的状态返回，它指示了上一条指令执行是否成功。

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dCSWSignature: CSW的标识，固定值：53425355h(little endian)。

dCSWTag: 设置这个标识和CBW中的dCBWTag一致，参照上面关于dCBWTag的解释。

dCSWDataResidue: 还需要传送的数据，此数据根据dCBWDataTransferLength－本次已经传送的数据得到。

bCSWStatus: 指示命令的执行状态。如果命令正确执行，bCSWStatus返回0 ，不正确返回1，phase错返回2（当HOST收到此错误时需要对Device复位）。

可以借鉴：GitHub

分析工具

linux和windows下都通用的是，使用wireshake，抓包工具抓取的包都是一样的，而且都比较好用，算是比较推荐的。推荐文章，linux下USB数据包分析(usbmon + wireshark)。

另外windows下，有Bus Hound，也是非常好用，只是linux没有。