關(guān)于字符串描述符，前面的前面已經(jīng)簡(jiǎn)單描述過(guò)了，地位僅次于設(shè)備/配置/接口/端點(diǎn)四大描述符，那四大設(shè)備必須得支持，而字符串描述符對(duì)設(shè)備來(lái)說(shuō)則是可選的。

這并不是就說(shuō)字符串描述符不重要，對(duì)咱們來(lái)說(shuō)，字符串要比數(shù)字親切的多，提供字符串描述符的設(shè)備也要比沒(méi)有提供的設(shè)備親切的多，不會(huì)有人會(huì)專門去記前面使用lsusb列出的04b4表示的是Cypress Semiconductor Corp.。

一提到字符串，不可避免就得提到字符串使用的語(yǔ)言。字符串親切是親切，但不像數(shù)字那樣全球通用，使用中文了，老外看不懂，使用法文阿拉伯文什么的咱又看不懂，你知道目前世界上有多少種語(yǔ)言嗎？有得說(shuō)七千多種，有得說(shuō)五千多種，無(wú)一定論，不過(guò)使用人口超過(guò)100萬(wàn)的語(yǔ)言也足足有140多種。字符串描述符也需要應(yīng)對(duì)多種語(yǔ)言的情況，當(dāng)然這并不是說(shuō)設(shè)備里就要存儲(chǔ)這么多不同語(yǔ)言的字符串描述符，這未免要求過(guò)高了些，代價(jià)也忒昂貴了些，要知道這些描述符不會(huì)憑空生出來(lái)，是要存儲(chǔ)在設(shè)備的EEPROM里的，此物是需要MONEY的，要節(jié)約MONEY，盡量少占用EEPROM。所以說(shuō)只提供幾種語(yǔ)言的字符串描述符就可以了，甚至說(shuō)只提供一種語(yǔ)言，比如英語(yǔ)就可以了。

不過(guò)不管哪種語(yǔ)言，在PC里或者設(shè)備里存放都只能用二進(jìn)制數(shù)字，這就需要在語(yǔ)言與數(shù)字之間進(jìn)行編碼，這個(gè)所謂的編碼和這個(gè)世界上其它事物一樣，都是有多種的，起碼每種語(yǔ)言都會(huì)存在獨(dú)立的編碼方式，咱們的簡(jiǎn)體中文可以使用GB2312、GBK、GB18030等，臺(tái)灣那邊兒是繁體，用的就是big5，這么一來(lái)每種語(yǔ)言自己內(nèi)部交流是不成問(wèn)題了，可相互之間就像雞同鴨講了。于是世界上的某些角落就出現(xiàn)了那么一些有志青年，立志要將各種語(yǔ)言的編碼體系給統(tǒng)一起來(lái)，于是就出現(xiàn)了UNICODE和ISO-10646。

Spec里就說(shuō)了，字符串描述符使用的就是UNICODE編碼，usb設(shè)備里的字符串可以通過(guò)它來(lái)支持多種語(yǔ)言，不過(guò)你需要在向設(shè)備請(qǐng)求字符串描述符的時(shí)候指定一個(gè)你期望看到的一種語(yǔ)言，俗稱語(yǔ)言ID，即Language ID。這個(gè)語(yǔ)言ID使用兩個(gè)字節(jié)表示，所有可以使用的語(yǔ)言ID在http://www.usb.org/developers/docs/USB_LANGIDs.pdf 文檔里都有列出來(lái)，從這個(gè)文檔里你也可以明白為啥要使用兩個(gè)字節(jié)，而不是一個(gè)字節(jié)表示。這么說(shuō)吧，比如中文是0X04，但是中文還有好幾種，所以就需要另外一個(gè)字節(jié)表示是哪種中文，簡(jiǎn)體就是0X02，注意合起來(lái)表示簡(jiǎn)體中文并不是0X0402或者0X0204，因?yàn)檫@兩個(gè)字節(jié)并不是分的那么清，bit0~9一共10位去表示Primary語(yǔ)言ID，其余6位去表示Sub語(yǔ)言ID，畢竟一種語(yǔ)言的Sub語(yǔ)言不可能會(huì)特別的多，沒(méi)必要分去整整一半8bits，所以簡(jiǎn)體中文的語(yǔ)言ID就是0X0804。

不多羅唆，還是結(jié)合代碼，從上節(jié)飄過(guò)的usb_cache_string說(shuō)起，看看如何去獲得一個(gè)字符串描述符，它在message.c里定義

char *usb_cache_string(struct usb_device *udev, int index)
{char *buf;char *smallbuf = NULL;int len;if (index <= 0)return NULL;buf = kmalloc(MAX_USB_STRING_SIZE, GFP_NOIO);if (buf) {len = usb_string(udev, index, buf, MAX_USB_STRING_SIZE);if (len > 0) {smallbuf = kmalloc(++len, GFP_NOIO);if (!smallbuf)return buf;memcpy(smallbuf, buf, len);}kfree(buf);}return smallbuf;
}

每個(gè)成年人都有那么一個(gè)身份證號(hào)碼，每個(gè)字符串描述符都有一個(gè)序號(hào)，身份證號(hào)可能會(huì)重復(fù)，字符串描述符這個(gè)序號(hào)是不能重復(fù)的，不過(guò)這點(diǎn)不用你我操心，都是設(shè)備已經(jīng)固化好了的東西，重復(fù)不重復(fù)也不是咱們要操心的事。咱們要操心的事太多了，要操心吃還要操心睡。

也好理解，什么東西一多了，最好最節(jié)約最省事的區(qū)分方式就是編號(hào)，字符串描述符當(dāng)然可以有很多個(gè)，參數(shù)的index就是表示了你希望獲得其中的第幾個(gè)。但是不可疏忽大意的是，你不能指定index為0，0編號(hào)是有特殊用途的，你指定0了就什么也得不到。你去華為找工號(hào)000的，不會(huì)有人應(yīng)你，根本就沒(méi)這人，你找001，這次有人應(yīng)你，不過(guò)是保安，趕你走的，沒(méi)事兒找任老總干嗎，沒(méi)看一個(gè)接一個(gè)的自殺正是多事之秋么。

有關(guān)這個(gè)函數(shù)，還需要明白兩點(diǎn)，第一是它采用的方針策略，就是苦活兒累活兒找個(gè)usb_string()去做，自己一邊兒看著，這個(gè)usb_string()怎么工作的之后再看，現(xiàn)在只要注意下它的參數(shù)，比usb_cache_string()的參數(shù)多了兩個(gè)，就是buf和size，也就是需要傳遞一個(gè)存放返回的字符串描述符的緩沖區(qū)。但是你調(diào)用usb_cache_string()的時(shí)候并沒(méi)有指定一個(gè)明確的size，usb_cache_string()也就不知道你想要的那個(gè)字符串描述符有多大，于是它就采用了這么一個(gè)技巧，先申請(qǐng)一個(gè)足夠大的緩沖區(qū)，這里是256字節(jié)，拿這個(gè)緩沖區(qū)去調(diào)用usb_string()，通過(guò)usb_string()的返回值會(huì)得到字符串描述符的真實(shí)大小，然后再拿這個(gè)真實(shí)的大小去申請(qǐng)一個(gè)緩沖區(qū)，并將大緩沖區(qū)里放的字符串描述符數(shù)據(jù)拷貝過(guò)來(lái)，這時(shí)那個(gè)大緩沖區(qū)當(dāng)然就沒(méi)什么利用價(jià)值了，于是再把它給釋放掉。

第二就是申請(qǐng)那個(gè)小緩沖區(qū)的時(shí)候，使用的并不是usb_string()的返回值，而是多了1個(gè)字節(jié)，也就是說(shuō)要從大緩沖區(qū)里多拷一個(gè)字節(jié)到小緩沖區(qū)里，為什么？這牽涉到C里字符串方面那個(gè)人見(jiàn)人愁鬼見(jiàn)鬼哭的代碼殺手——字符串結(jié)束符。如果你說(shuō)俺是危言聳聽(tīng)夸大其實(shí)，那只能說(shuō)明你不是天才就是C代碼寫的少，咱不說(shuō)C++，因?yàn)镃++里更多的是用string。

字符串都需要那么一個(gè)結(jié)束符，這點(diǎn)是個(gè)正常人都知道的，但并不是每個(gè)正常人都能每時(shí)每刻的記得給字符串加上這么一個(gè)結(jié)束符。就像是個(gè)人都知道鈔票不是萬(wàn)能的，但并不是每個(gè)人都知道：鈔票不是萬(wàn)能的，有時(shí)還需要信用卡?？赡苣阈⌒牧?000次，但在第1001次的時(shí)候你給忘記了，你的代碼就可能就可能掛了。

你從設(shè)備那里得到字符串之后得給它追加一個(gè)結(jié)束符。本來(lái)usb_string()里已經(jīng)為buf追加好了，但是它返回的長(zhǎng)度里還是沒(méi)有包括進(jìn)這個(gè)結(jié)束符的1個(gè)字節(jié)，所以u(píng)sb_cache_string()為smallbuf申請(qǐng)內(nèi)存的時(shí)候就得多準(zhǔn)備那么一個(gè)字節(jié)，以便將buf里的那個(gè)結(jié)束符也給拷過(guò)來(lái)。現(xiàn)在就看看usb_string()的細(xì)節(jié)，定義在message.c里

int usb_string(struct usb_device *dev, int index, char *buf, size_t size)
{unsigned char *tbuf;int err;if (dev->state == USB_STATE_SUSPENDED)return -EHOSTUNREACH;if (size <= 0 || !buf || !index)return -EINVAL;buf[0] = 0;tbuf = kmalloc(256, GFP_NOIO);if (!tbuf)return -ENOMEM;err = usb_get_langid(dev, tbuf);if (err < 0)goto errout;err = usb_string_sub(dev, dev->string_langid, index, tbuf);if (err < 0)goto errout;size--;		/* leave room for trailing NULL char in output buffer */err = utf16s_to_utf8s((wchar_t *) &tbuf[2], (err - 2) / 2,UTF16_LITTLE_ENDIAN, buf, size);buf[err] = 0;if (tbuf[1] != USB_DT_STRING)dev_dbg(&dev->dev,"wrong descriptor type %02x for string %d (\"%s\")\n",tbuf[1], index, buf);errout:kfree(tbuf);return err;
}

6行，這幾行做些例行檢查，設(shè)備不能是掛起的，index也不能是0的，只要傳遞了指針就是需要檢查的。

10行，初始化buf，usb_cache_string()并沒(méi)有對(duì)這個(gè)buf初始化，所以這里必須要加上這么一步。當(dāng)然usb_string()并不僅僅只有在usb_cache_string()里調(diào)用，可能會(huì)在很多地方調(diào)用到它，不過(guò)不管在哪里，這里謹(jǐn)慎起見(jiàn)，還是需要這么一步。

11行，申請(qǐng)一個(gè)256字節(jié)大小的緩沖區(qū)。前面一直強(qiáng)調(diào)說(shuō)要初始化要初始化，怎么到這里俺就自己打自己一耳光，沒(méi)有去初始化tbuf？這是因?yàn)闆](méi)必要，為什么沒(méi)必要，你看看usb_string()最后面的那一堆就明白了。

15行，使用指定的語(yǔ)言ID，或者前面獲得的默認(rèn)語(yǔ)言ID去獲得想要的那個(gè)字符串描述符?，F(xiàn)在看看定義在message.c里的usb_string_sub函數(shù)。

static int usb_string_sub(struct usb_device *dev, unsigned int langid,unsigned int index, unsigned char *buf)
{int rc;/* Try to read the string descriptor by asking for the maximum* possible number of bytes */if (dev->quirks & USB_QUIRK_STRING_FETCH_255)rc = -EIO;elserc = usb_get_string(dev, langid, index, buf, 255);/* If that failed try to read the descriptor length, then* ask for just that many bytes */if (rc < 2) {rc = usb_get_string(dev, langid, index, buf, 2);if (rc == 2)rc = usb_get_string(dev, langid, index, buf, buf[0]);}if (rc >= 2) {if (!buf[0] && !buf[1])usb_try_string_workarounds(buf, &rc);/* There might be extra junk at the end of the descriptor */if (buf[0] < rc)rc = buf[0];rc = rc - (rc & 1); /* force a multiple of two */}if (rc < 2)rc = (rc < 0 ? rc : -EINVAL);return rc;
}

這個(gè)函數(shù)首先檢查一下你的設(shè)備是不是屬于那種有怪僻的，如果是一個(gè)沒(méi)有毛病遵紀(jì)守法的合格設(shè)備，就調(diào)用usb_get_string()去幫著自己獲得字符串描述符。USB_QUIRK_STRING_FETCH_255就是在include/linux/usb/quirks.h里定義的那些形形色色的毛病之一，《我是Hub》里詳細(xì)的講了設(shè)備的quirk，說(shuō)了USB_QUIRK_STRING_FETCH_255就表示設(shè)備在獲取字符串描述符的時(shí)候會(huì)crash。

usb_string_sub()的核心就是message.c里定義usb_get_string函數(shù)

static int usb_get_string(struct usb_device *dev, unsigned short langid,unsigned char index, void *buf, int size)
{int i;int result;for (i = 0; i < 3; ++i) {/* retry on length 0 or stall; some devices are flakey */result = usb_control_msg(dev, usb_rcvctrlpipe(dev, 0),USB_REQ_GET_DESCRIPTOR, USB_DIR_IN,(USB_DT_STRING << 8) + index, langid, buf, size,USB_CTRL_GET_TIMEOUT);if (result == 0 || result == -EPIPE)continue;if (result > 1 && ((u8 *) buf)[1] != USB_DT_STRING) {result = -ENODATA;continue;}break;}return result;
}

我已經(jīng)不記得這是第多少次遇到usb_control_msg()了，還是簡(jiǎn)單說(shuō)一下它的一堆參數(shù)，wValue的高位字節(jié)表示描述符的類型，低位字節(jié)表示描述符的序號(hào)，所以有11行的(USB_DT_STRING << 8) + index，wIndex對(duì)于字符串描述符應(yīng)該設(shè)置為使用語(yǔ)言的ID，所以有11的langid，至于wLength，就是描述符的長(zhǎng)度，對(duì)于字符串描述符很難有一個(gè)統(tǒng)一的確定的長(zhǎng)度，所以一般來(lái)說(shuō)上頭兒傳遞過(guò)來(lái)的通常是一個(gè)比較大的255字節(jié)。

和獲得設(shè)備描述符時(shí)一樣，因?yàn)橐恍S商搞出的設(shè)備古靈精怪的，可能需要多試幾次才能成功。要容許設(shè)備犯錯(cuò)誤，就像人總要犯錯(cuò)誤一樣。

還是回過(guò)頭去看usb_string_sub函數(shù)，如果usb_get_string()成功的得到了期待的字符串描述符，則返回獲得的字節(jié)數(shù)，如果這個(gè)數(shù)目小于2，就再讀兩個(gè)字節(jié)試試，要想明白這兩個(gè)字節(jié)是什么內(nèi)容，需要看看spec Table 9-16

Table 9-15是0號(hào)字符串描述符的格式，這個(gè)Table 9-16是其它字符串描述符的格式，很明顯可以看到，它的前兩個(gè)字節(jié)分別表示了長(zhǎng)度和類型，如果讀2個(gè)字節(jié)成功的話，就可以準(zhǔn)確的獲得這個(gè)字符串描述符的長(zhǎng)度，然后可以再拿這個(gè)準(zhǔn)確的長(zhǎng)度去請(qǐng)求一次。

該嘗試的都嘗試了，現(xiàn)在看看21行，分析一下前面調(diào)用usb_get_string()的結(jié)果，如果幾次嘗試之后，它的返回值還是小于2，那就返回一個(gè)錯(cuò)誤碼。如果你的辛苦沒(méi)有白費(fèi)，rc大于等于2，說(shuō)明終于獲得了一個(gè)有效的字符串描述符。

22行，buf的前兩個(gè)字節(jié)有一個(gè)為空時(shí)，也就是Table 9-16的前兩個(gè)字節(jié)有一個(gè)為空時(shí)，調(diào)用了message.c里定義的usb_try_string_workarounds函數(shù)

static void usb_try_string_workarounds(unsigned char *buf, int *length)
{int newlength, oldlength = *length;for (newlength = 2; newlength + 1 < oldlength; newlength += 2)if (!isprint(buf[newlength]) || buf[newlength + 1])break;if (newlength > 2) {buf[0] = newlength;*length = newlength;}
}

這個(gè)函數(shù)的目的是從usb_get_string()返回的數(shù)據(jù)里計(jì)算出前面有效的那一部分的長(zhǎng)度。它的核心就是5行的那個(gè)for循環(huán)，不過(guò)要搞清楚這個(gè)循環(huán)，還真不是一件容易的事兒，得有相當(dāng)?shù)睦碚摴Φ住?

不久之前剛說(shuō)了字符串描述符使用的是UNICODE編碼，其實(shí)UNICODE指的是包含了字符集、編碼、字型等等很多規(guī)范的一整套系統(tǒng)，字符集僅僅描述符系統(tǒng)中存在哪些字符，并進(jìn)行分類，并不涉及如何用數(shù)字編碼表示的問(wèn)題。UNICODE使用的編碼形式主要就是兩種UTF，即UTF-8和UTF-16。使用usb_get_string()獲得的字符串使用的是UTF-16編碼規(guī)則，而且是little-endpoint的，每個(gè)字符都需要使用兩個(gè)字節(jié)來(lái)表示。你看這個(gè)for循環(huán)里newlength每次加2，就是表示每次處理一個(gè)字符的，但是要弄明白怎么處理的，還需要知道這兩個(gè)字節(jié)分別是什么東東，這就不得不提及ASCII、ISO-8859-1等幾個(gè)名詞兒。

ASCII是用來(lái)表示英文的一種編碼規(guī)范，表示的最大字符數(shù)為256，每個(gè)字符占1個(gè)字節(jié)，但是英文字符沒(méi)那么多，一般來(lái)說(shuō)128個(gè)也就夠了（最高位為0），這就已經(jīng)完全包括了控制字符、數(shù)字、大小寫字母，還有其它一些符號(hào)。對(duì)于法語(yǔ)、西班牙語(yǔ)和德語(yǔ)之類的西歐語(yǔ)言都使用叫做ISO-8859-1的東東，它擴(kuò)展了ASCII碼的最高位，來(lái)表示像n上帶有一個(gè)波浪線（241），和u上帶有兩個(gè)點(diǎn)（252）這樣的字符。而Unicode的低字節(jié)，也就是在0到255上同ISO-8859-1完全一樣，它接著使用剩余的數(shù)字，256到65535，擴(kuò)展到表示其它語(yǔ)言的字符。所以可以說(shuō)ISO-8859-1就是Unicode的子集，如果Unicode的高字節(jié)為0，則它表示的字符就和ISO-8859-1完全一樣了。

有上面的理論墊底兒，咱們?cè)倏纯催@個(gè)for循環(huán)，newlength從2開(kāi)始，是因?yàn)榍皟蓚€(gè)字節(jié)應(yīng)該是表示長(zhǎng)度和類型的，這里只逐個(gè)兒對(duì)上面Table 9-16里的bString中的每個(gè)字符做處理。還要知道usb_get_string()得到的結(jié)果是little-endpoint的，所以buf[newlength]和buf[newlength + 1]分別表示一個(gè)字符的低字節(jié)和高字節(jié)，那么isprint(buf[newlength]就是用來(lái)判斷一下這個(gè)Unicode字符的低字節(jié)是不是可以print的，如果不是，就沒(méi)必要再往下循環(huán)了，后邊兒的字符也不再看了，然后就到了690行的if，將newlength賦給buf[0]，即bLength。length指向的是usb_get_string()返回的原始數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，692行使用for循環(huán)計(jì)算出的有效長(zhǎng)度將它給修改了。isprint在include/linux/ctype.h里定義，你可以去看看，這里就不多說(shuō)了。

這個(gè)for循環(huán)終止的條件有兩個(gè)，另外一個(gè)就是buf[newlength + 1]，也就是這個(gè)Unicode字符的高字節(jié)不為0，這時(shí)它不存在對(duì)應(yīng)的ISO-8859-1形式，為什么加上這個(gè)判斷？你接著看。

usb_string_sub()的26行，buf[0]表示的就是bLength的值，如果它小于usb_get_string()獲得的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，說(shuō)明這些數(shù)據(jù)里存在一些垃圾，要把他們給揪出來(lái)排除掉。要知道這個(gè)rc是要做為真實(shí)有效的描述符長(zhǎng)度返回的，所以這個(gè)時(shí)候需要將buf[0]賦給rc。

29行，每個(gè)Unicode字符需要使用兩個(gè)字節(jié)來(lái)表示，所以rc必須為偶數(shù)，2的整數(shù)倍，如果為奇數(shù)，就得將最后那一個(gè)字節(jié)給抹掉，也就是將rc減1。咱們可以學(xué)習(xí)一下這里將一個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)換為偶數(shù)時(shí)采用的技巧，(rc & 1)在rc為偶數(shù)時(shí)等于0，為奇數(shù)時(shí)等于1，再使用rc減去它，得到的就是一個(gè)偶數(shù)。

從21~30這幾行，咱們應(yīng)該看得出，在成功獲得一個(gè)字符串描述符時(shí)，usb_string_sub()返回的是一個(gè)NULL-terminated字符串的長(zhǎng)度，并沒(méi)有涉及到結(jié)束符。牢記這一點(diǎn)，咱們回到usb_string函數(shù)的23行，先將size，也就是buf的大小減1，目的就是為結(jié)束符保留1個(gè)字節(jié)的位置。

26行，為buf追加一個(gè)結(jié)束符。咱們這節(jié)也就結(jié)束了。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux那些事儿 之 戏说USB(33)字符串描述符的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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