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audio - Linux 设备驱动程序通过 USB 发送和接收音频

转载作者：行者123 更新时间：2023-12-02 22:33:33

我正在尝试通过 USB 从我的嵌入式 linux 设备向/从 Windows 主机发送/接收音频。

我知道有 2 种协议(protocol)可以通过 USB 发送音频 - USB 音频类 1 和 2(UAC1 和 UAC2)。我在这里找到了它们的解释:http://www.thewelltemperedcomputer.com/HW/USB_Audio.htm .

我目前使用 Linux 中现有的 UAC1 设备驱动程序从主机 PC 获取音频。这个对我有用。我现在正在尝试更改设备驱动程序，使其也能够向主机 PC 发送音频。

我看到有一个 UAC2 驱动程序(在最新的 Linux 内核中)可以从主机发送和接收音频。但我希望有一个 UAC1 驱动程序可以做到这一点，这样我就不必在 Windows 主机上安装任何额外的驱动程序(尤其是我必须购买的驱动程序:http://www.thesycon.de/eng/usb_audiodriver.shtml)。

我在 linux/drivers/usb/gadget/f_audio.c 修改了 linux 设备驱动程序(我使用的是旧内核)。我已更改 USB header 描述符以包含用于向主机发送音频的额外端点。

static struct usb_descriptor_header *hs_audio_desc[] = {
    (struct usb_descriptor_header *)&std_ac_if_desc,

    (struct usb_descriptor_header *)&ac_hdr_desc,
    (struct usb_descriptor_header *)&usb_it_desc,
    (struct usb_descriptor_header *)&usb_ot_desc,

    (struct usb_descriptor_header *)&std_as_out_if0_desc,
    (struct usb_descriptor_header *)&std_as_out_if1_desc,

    (struct usb_descriptor_header *)&as_out_hdr_desc,
    (struct usb_descriptor_header *)&as_out_fmt1_desc,
    (struct usb_descriptor_header *)&hs_epout_desc,
    (struct usb_descriptor_header *)&as_iso_out_desc,

    (struct usb_descriptor_header *)&std_as_in_if0_desc,
    (struct usb_descriptor_header *)&std_as_in_if1_desc,

    (struct usb_descriptor_header *)&as_in_hdr_desc,
    (struct usb_descriptor_header *)&as_in_fmt1_desc,
    (struct usb_descriptor_header *)&hs_epin_desc,
    (struct usb_descriptor_header *)&as_iso_in_desc,
    NULL,
};

OUT 端点定义为:

struct usb_endpoint_descriptor hs_epout_desc = {
    .bLength = USB_DT_ENDPOINT_SIZE,
    .bDescriptorType = USB_DT_ENDPOINT,

    .bmAttributes = USB_ENDPOINT_XFER_ISOC | USB_ENDPOINT_SYNC_ASYNC,
  .wMaxPacketSize = __constant_cpu_to_le16(OUT_EP_MAX_PACKET_SIZE),
    .bInterval = 4,
};

IN端点定义为:

struct usb_endpoint_descriptor hs_epin_desc = {
    .bLength = USB_DT_ENDPOINT_SIZE,
    .bDescriptorType = USB_DT_ENDPOINT,
    .bEndpointAddress = USB_DIR_IN,
    .bmAttributes = USB_ENDPOINT_XFER_ISOC | USB_ENDPOINT_SYNC_ASYNC,
  .wMaxPacketSize = __constant_cpu_to_le16(OUT_EP_MAX_PACKET_SIZE),
    .bInterval = 4,
};

在 epautoconf.c 中，bEndpointAddress 字段通常与端点编号进行“或”运算。我看到这种情况正在发生。
当我在 epautoconf.c 中打印时，OUT 端点的“bEndpointAddress”字段为 0x01，IN 端点的字段为 0x81。
但是，我无法在主机端看到它。在我的 Windows PC 上，我使用 USB View 工具查看描述符，我看到值是 0x00 和 0x80。

什么可能改变 bEndpointAdress 的值？

这些是我在 Windows 中使用 USB 查看工具看到的 USB 描述符:

Device Descriptor:
bcdUSB:             0x0200
bDeviceClass:         0x00
bDeviceSubClass:      0x00
bDeviceProtocol:      0x00
bMaxPacketSize0:      0x40 (64)
idVendor:           0x1D6B
idProduct:          0x0101
bcdDevice:          0x0316
iManufacturer:        0x01
0x0409: "Linux 3.2.0 with musb-hdrc"
iProduct:             0x02
0x0409: "Linux USB Audio Gadget"
iSerialNumber:        0x00
bNumConfigurations:   0x01

ConnectionStatus: DeviceConnected
Current Config Value: 0x01
Device Bus Speed:     High
Device Address:       0x13
Open Pipes:              0

Configuration Descriptor:
wTotalLength:       0x0095
bNumInterfaces:       0x03
bConfigurationValue:  0x01
iConfiguration:       0x00
bmAttributes:         0xC0 (Bus Powered Self Powered )
MaxPower:             0x01 (2 Ma)

Interface Descriptor:
bInterfaceNumber:     0x00
bAlternateSetting:    0x00
bNumEndpoints:        0x00
bInterfaceClass:      0x01 (Audio)
bInterfaceSubClass:   0x01 (Audio Control)
bInterfaceProtocol:   0x00
iInterface:           0x04
0x0409: "Topology Control"

Audio Control Interface Header Descriptor:
bLength:              0x0A
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x01
bcdADC:             0x0100
wTotalLength:       0x001F
bInCollection:        0x02
baInterfaceNr[1]:     0x01
baInterfaceNr[2]:     0x02

Audio Control Input Terminal Descriptor:
bLength:              0x0C
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x02
bTerminalID:          0x02
wTerminalType:      0x0201 (Microphone)
bAssocTerminal:       0x00
bNrChannels:          0x02
wChannelConfig:     0x0003
iChannelNames:        0x00
iTerminal:            0x07

Audio Control Output Terminal Descriptor:
bLength:              0x09
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x03
bTerminalID:          0x01
wTerminalType:      0x0301 (Speaker)
bAssocTerminal:       0x00
bSoruceID:            0x00
iTerminal:            0x09

Interface Descriptor:
bInterfaceNumber:     0x01
bAlternateSetting:    0x00
bNumEndpoints:        0x00
bInterfaceClass:      0x01 (Audio)
bInterfaceSubClass:   0x02 (Audio Streaming)
bInterfaceProtocol:   0x00
iInterface:           0x0B
0x0409: "Playback Inactive"

Interface Descriptor:
bInterfaceNumber:     0x01
bAlternateSetting:    0x01
bNumEndpoints:        0x01
bInterfaceClass:      0x01 (Audio)
bInterfaceSubClass:   0x02 (Audio Streaming)
bInterfaceProtocol:   0x00
iInterface:           0x0C
0x0409: "Playback Active"

Audio Streaming Class Specific Interface Descriptor:
bLength:              0x07
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x01
bTerminalLink:        0x01
bDelay:               0x01
wFormatTag:         0x0001 (PCM)

Audio Streaming Format Type Descriptor:
bLength:              0x0B
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x02
bFormatType:          0x01
bNrChannels:          0x00
bSubframeSize:        0x02
bBitResolution:       0x10
bSamFreqType:         0x01
tSamFreq[1]:      0x00BB80 (48000 Hz)

Endpoint Descriptor:
bEndpointAddress:     0x00  OUT
Transfer Type: Isochronous
wMaxPacketSize:     0x00C8 (200)
bInterval:            0x04

Audio Streaming Class Specific Audio Data Endpoint Descriptor:
bLength:              0x07
bDescriptorType:      0x25
bDescriptorSubtype:   0x01
bmAttributes:         0x00
bLockDelayUnits:      0x00
wLockDelay:         0x0000

Interface Descriptor:
bInterfaceNumber:     0x02
bAlternateSetting:    0x00
bNumEndpoints:        0x00
bInterfaceClass:      0x01 (Audio)
bInterfaceSubClass:   0x02 (Audio Streaming)
bInterfaceProtocol:   0x00
iInterface:           0x0D
0x0409: "Capture Inactive"

Interface Descriptor:
bInterfaceNumber:     0x02
bAlternateSetting:    0x01
bNumEndpoints:        0x01
bInterfaceClass:      0x01 (Audio)
bInterfaceSubClass:   0x02 (Audio Streaming)
bInterfaceProtocol:   0x00
iInterface:           0x0E
0x0409: "Capture Active"

Audio Streaming Class Specific Interface Descriptor:
bLength:              0x07
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x01
bTerminalLink:        0x02
bDelay:               0x01
wFormatTag:         0x0001 (PCM)

Audio Streaming Format Type Descriptor:
bLength:              0x0B
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x02
bFormatType:          0x01
bNrChannels:          0x00
bSubframeSize:        0x02
bBitResolution:       0x10
bSamFreqType:         0x01
tSamFreq[1]:      0x00BB80 (48000 Hz)

Endpoint Descriptor:
bEndpointAddress:     0x80  IN
Transfer Type: Isochronous
wMaxPacketSize:     0x00C8 (200)
bInterval:            0x04

Audio Streaming Class Specific Audio Data Endpoint Descriptor:
bLength:              0x07
bDescriptorType:      0x25
bDescriptorSubtype:   0x01
bmAttributes:         0x00
bLockDelayUnits:      0x00
wLockDelay:         0x0000

为什么 Windows 不安装 UAC1 驱动程序？

最佳答案

对于我的第一个问题，我从 linux-usb 邮件列表中得到了答案。事实证明，“epautoconf.c”不会改变“bEndpointAdress”。因此，我更改了“bEndpointAdress”定义中的值，现在它已正确传达给主机。

当我使用此配置时，Windows 会正确安装 UAC1 驱动程序:

ConnectionStatus: DeviceConnected
Current Config Value: 0x01
Device Bus Speed:     High
Device Address:       0x11
Open Pipes:              0

Configuration Descriptor:
wTotalLength:       0x00E7
bNumInterfaces:       0x03
bConfigurationValue:  0x01
iConfiguration:       0x00
bmAttributes:         0xC0 (Bus Powered Self Powered )
MaxPower:             0x01 (2 Ma)

Interface Descriptor:
bInterfaceNumber:     0x00
bAlternateSetting:    0x00
bNumEndpoints:        0x00
bInterfaceClass:      0x01 (Audio)
bInterfaceSubClass:   0x01 (Audio Control)
bInterfaceProtocol:   0x00
iInterface:           0x00

Audio Control Interface Header Descriptor:
bLength:              0x0A
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x01
bcdADC:             0x0100
wTotalLength:       0x0065
bInCollection:        0x02
baInterfaceNr[1]:     0x01
baInterfaceNr[2]:     0x02

Audio Control Input Terminal Descriptor:
bLength:              0x0C
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x02
bTerminalID:          0x01
wTerminalType:      0x0201 (Microphone)
bAssocTerminal:       0x00
bNrChannels:          0x02
wChannelConfig:     0x0003
iChannelNames:        0x00
iTerminal:            0x00

Audio Control Feature Unit Descriptor:
bLength:              0x0A
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x06
bUnitID:              0x02
bSourceID:            0x01
bControlSize:         0x01
bmaControls[0]:
03 
bmaControls[1]:
00 
bmaControls[2]:
00 
iFeature:             0x00

Audio Control Input Terminal Descriptor:
bLength:              0x0C
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x02
bTerminalID:          0x03
wTerminalType:      0x0402 (Headset)
bAssocTerminal:       0x09
bNrChannels:          0x02
wChannelConfig:     0x0003
iChannelNames:        0x00
iTerminal:            0x00

Audio Control Feature Unit Descriptor:
bLength:              0x0A
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x06
bUnitID:              0x04
bSourceID:            0x03
bControlSize:         0x01
bmaControls[0]:
03 
bmaControls[1]:
00 
bmaControls[2]:
00 
iFeature:             0x00

Audio Control Selector Unit Descriptor:
bLength:              0x06
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x05
bUnitID:              0x05
bNrInPins:            0x01
baSourceID[1]:        0x04
iSelector:            0x09

Audio Control Output Terminal Descriptor:
bLength:              0x09
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x03
bTerminalID:          0x06
wTerminalType:      0x0101 (USB streaming)
bAssocTerminal:       0x00
bSoruceID:            0x05
iTerminal:            0x00

Audio Control Input Terminal Descriptor:
bLength:              0x0C
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x02
bTerminalID:          0x07
wTerminalType:      0x0101 (USB streaming)
bAssocTerminal:       0x00
bNrChannels:          0x02
wChannelConfig:     0x0003
iChannelNames:        0x00
iTerminal:            0x00

Audio Control Feature Unit Descriptor:
bLength:              0x0A
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x06
bUnitID:              0x08
bSourceID:            0x0A
bControlSize:         0x01
bmaControls[0]:
01 
bmaControls[1]:
02 
bmaControls[2]:
02 
iFeature:             0x00

Audio Control Output Terminal Descriptor:
bLength:              0x09
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x03
bTerminalID:          0x09
wTerminalType:      0x0402 (Headset)
bAssocTerminal:       0x03
bSoruceID:            0x08
iTerminal:            0x00

Audio Control Mixer Unit Descriptor:
bLength:              0x0D
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x04
bUnitID:              0x0A
bNrInPins:            0x02
baSourceID[1]:        0x07
baSourceID[2]:        0x02
bNrChannels:          0x02
wChannelConfig:     0x0003
iChannelNames:        0x00
bmControls:
00 
iMixer:               0x00

Interface Descriptor:
bInterfaceNumber:     0x01
bAlternateSetting:    0x00
bNumEndpoints:        0x00
bInterfaceClass:      0x01 (Audio)
bInterfaceSubClass:   0x02 (Audio Streaming)
bInterfaceProtocol:   0x00
iInterface:           0x00

Interface Descriptor:
bInterfaceNumber:     0x01
bAlternateSetting:    0x01
bNumEndpoints:        0x01
bInterfaceClass:      0x01 (Audio)
bInterfaceSubClass:   0x02 (Audio Streaming)
bInterfaceProtocol:   0x00
iInterface:           0x00

Audio Streaming Class Specific Interface Descriptor:
bLength:              0x07
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x01
bTerminalLink:        0x06
bDelay:               0x01
wFormatTag:         0x0001 (PCM)

Audio Streaming Format Type Descriptor:
bLength:              0x0B
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x02
bFormatType:          0x01
bNrChannels:          0x02
bSubframeSize:        0x02
bBitResolution:       0x10
bSamFreqType:         0x01
tSamFreq[1]:      0x00BB80 (48000 Hz)

Endpoint Descriptor:
bEndpointAddress:     0x01  OUT
Transfer Type: Isochronous
wMaxPacketSize:     0x00C8 (200)
bInterval:            0x04

Audio Streaming Class Specific Audio Data Endpoint Descriptor:
bLength:              0x07
bDescriptorType:      0x25
bDescriptorSubtype:   0x01
bmAttributes:         0x01
bLockDelayUnits:      0x00
wLockDelay:         0x0000

Interface Descriptor:
bInterfaceNumber:     0x02
bAlternateSetting:    0x00
bNumEndpoints:        0x00
bInterfaceClass:      0x01 (Audio)
bInterfaceSubClass:   0x02 (Audio Streaming)
bInterfaceProtocol:   0x00
iInterface:           0x00

Interface Descriptor:
bInterfaceNumber:     0x02
bAlternateSetting:    0x01
bNumEndpoints:        0x01
bInterfaceClass:      0x01 (Audio)
bInterfaceSubClass:   0x02 (Audio Streaming)
bInterfaceProtocol:   0x00
iInterface:           0x00

Audio Streaming Class Specific Interface Descriptor:
bLength:              0x07
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x01
bTerminalLink:        0x07
bDelay:               0x01
wFormatTag:         0x0001 (PCM)

Audio Streaming Format Type Descriptor:
bLength:              0x0B
bDescriptorType:      0x24
bDescriptorSubtype:   0x02
bFormatType:          0x01
bNrChannels:          0x02
bSubframeSize:        0x02
bBitResolution:       0x10
bSamFreqType:         0x01
tSamFreq[1]:      0x00BB80 (48000 Hz)

Endpoint Descriptor:
bEndpointAddress:     0x81  IN
Transfer Type: Isochronous
wMaxPacketSize:     0x00C8 (200)
bInterval:            0x04

Audio Streaming Class Specific Audio Data Endpoint Descriptor:
bLength:              0x07
bDescriptorType:      0x25
bDescriptorSubtype:   0x01
bmAttributes:         0x01
bLockDelayUnits:      0x01
wLockDelay:         0x0004

关于audio - Linux 设备驱动程序通过 USB 发送和接收音频，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/27261244/

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