USB Stack
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USB Stack 是一个小而美的、可移植性高的、用于嵌入式 MCU 的 USB 主从协议栈。

USB 参考手册
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- USB2.0规格书: `<https://www.usb.org/document-library/usb-20-specification>`_
- CDC: `<https://www.usb.org/document-library/class-definitions-communication-devices-12>`_
- MSC: `<https://www.usb.org/document-library/mass-storage-class-specification-overview-14>`_
     `<https://www.usb.org/document-library/mass-storage-bulk-only-10>`_
- HID: `<https://www.usb.org/document-library/device-class-definition-hid-111>`_
       `<https://www.usb.org/document-library/hid-usage-tables-122>`_
- AUDIO: `<https://www.usb.org/document-library/audiovideo-device-class-v10-spec-and-adopters-agreement>`_
        `<https://www.usb.org/document-library/audio-data-formats-10>`_
- VIDEO: `<https://www.usb.org/document-library/video-class-v11-document-set>`_
- TMC: `<https://www.usb.org/document-library/test-measurement-class-specification>`_
- DFU: `<https://www.st.com/resource/zh/application_note/cd00264379-usb-dfu-protocol-used-in-the-stm32-bootloader-stmicroelectronics.pdf>`_

USB Device 协议栈简介
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USB Device 协议栈对标准设备请求、CLASS 请求、VENDOR 请求以及 custom 特殊请求规范了一套统一的函数框架，采用面向对象和链表的方式，能够使得用户快速上手复合设备，不用管底层的逻辑。同时，规范了一套标准的 dcd porting 接口，用于适配不通的 USB IP，达到面向 ip 编程。

USB Device 协议栈的代码实现过程参考 `<https://www.bilibili.com/video/BV1Ef4y1t73d>`_。

USB Device 协议栈当前实现以下功能：

- 支持 USB2.0 全速和高速设备
- 支持端点中断注册功能，porting 给用户自己处理中断里的数据
- 支持复合设备
- 支持 Communication Class (CDC)
- 支持 Human Interface Device (HID)
- 支持 Custom human Interface Device (HID)
- 支持 Mass Storage Class (MSC)
- 支持 USB VIDEO CLASS (UVC)
- 支持 USB AUDIO CLASS (UAC)
- 支持 Device Firmware Upgrade CLASS (DFU)
- 支持 USB MIDI CLASS (MIDI)
- 支持 Test and Measurement CLASS (TMC)
- 支持 Vendor 类 class
- 支持 WINUSB1.0、WINUSB2.0

USB Device 协议栈资源占用说明：

.. list-table::
    :widths: 15 10 10
    :header-rows: 1

    * - file
      - FLASH (Byte)
      - RAM (Byte)
    * - usbd_core.c
      - 3045
      - 373
    * - usbd_cdc.c
      - 302
      - 20
    * - usbd_msc.c
      - 2452
      - 132
    * - usbd_hid.c
      - 784
      - 201
    * - usbd_audio.c
      - 438
      - 14
    * - usbd_video.c
      - 402
      - 4

USB Host 协议栈简介
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waiting....

USB Device Controller Porting 接口
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USB Device controller porting 接口在 ``usb_stack/common/usb_dc.h`` 文件中声明，用户根据自己的 MCU 实现以下接口:

- ``usbd_set_address``
- ``usbd_ep_open``
- ``usbd_ep_close``
- ``usbd_ep_set_stall``
- ``usbd_ep_clear_stall``
- ``usbd_ep_is_stalled``
- ``usbd_ep_write``
- ``usbd_ep_read``

USB Device Controller 其他接口
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用户需要实现 usb device controller 相关寄存器初始化的函数（可以命名为 ``usb_dc_init`` ）,以及在 USB 中断函数中根据不同的中断标志调用 ``usbd_event_notify_handler``。

USB Device 应用层接口
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USB Device 通用接口
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**usbd_desc_register**
""""""""""""""""""""""""""""""""""""

``usbd_desc_register`` 用来注册 USB 描述符，描述符种类包括：设备描述符、配置描述符、接口描述符、字符串描述符、设备限定描述符。

.. code-block:: C

    void usbd_desc_register(const uint8_t *desc);

- **desc**  描述符的句柄


**usbd_msosv1_desc_register**
""""""""""""""""""""""""""""""""""""

``usbd_msosv1_desc_register`` 用来注册一个 WINUSB 描述符，格式按照 ``struct usb_msosv1_descriptor``。

.. code-block:: C

    void usbd_msosv1_desc_register(struct usb_msosv1_descriptor *desc);

- **desc**  描述符句柄


**usbd_class_add_interface**
""""""""""""""""""""""""""""""""""""

``usbd_class_add_interface`` 用来给 USB 设备类增加接口，并将接口信息挂载在类的链表上。

.. code-block:: C

    void usbd_class_add_interface(usbd_class_t *class, usbd_interface_t *intf);

- **class**  USB 设备类的句柄
- **intf**   USB 设备接口的句柄

``usbd_class_t`` 定义如下

.. code-block:: C

    typedef struct usbd_class {
        usb_slist_t list;
        const char *name;
        usb_slist_t intf_list;
    } usbd_class_t;

- **list** 类的链表节点
- **name** 类的名称
- **intf_list** 接口的链表节点

``usbd_interface_t`` 定义如下

.. code-block:: C

    typedef struct usbd_interface {
        usb_slist_t list;
        /** Handler for USB Class specific commands */
        usbd_request_handler class_handler;
        /** Handler for USB Vendor specific commands */
        usbd_request_handler vendor_handler;
        /** Handler for USB custom specific commands */
        usbd_request_handler custom_handler;
        /** Handler for USB event notify commands */
        usbd_notify_handler notify_handler;
        uint8_t intf_num;
        usb_slist_t ep_list;
    } usbd_interface_t;

- **list** 接口的链表节点
- **class_handler** class setup 请求回调函数
- **vendor_handler** vendor setup 请求回调函数
- **custom_handler** custom setup 请求回调函数
- **notify_handler** 中断标志、协议栈相关状态回调函数
- **intf_num** 当前接口偏移
- **ep_list** 端点的链表节点

**usbd_interface_add_endpoint**
""""""""""""""""""""""""""""""""""""

``usbd_interface_add_endpoint`` 用来给 USB 接口增加端点，并将端点信息挂载在接口的链表上。

.. code-block:: C

    void usbd_interface_add_endpoint(usbd_interface_t *intf, usbd_endpoint_t *ep);


- **intf**  USB 设备接口的句柄
- **ep**    USB 设备端点的句柄

``usbd_endpoint_t`` 定义如下

.. code-block:: C

    typedef struct usbd_endpoint {
        usb_slist_t list;
        uint8_t ep_addr;
        usbd_endpoint_callback ep_cb;
    } usbd_endpoint_t;

- **list** 端点的链表节点
- **ep_addr** 端点地址
- **ep_cb** 端点中断回调函数

**usb_device_is_configured**
""""""""""""""""""""""""""""""""""""

``usb_device_is_configured`` 用来检查 USB 设备是否被配置（枚举）。

.. code-block:: C

    bool usb_device_is_configured(void);

- **return** 配置状态， 0 表示未配置， 1 表示配置成功


USB Device CDC 类接口
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

**usbd_cdc_add_acm_interface**
""""""""""""""""""""""""""""""""""""

``usbd_cdc_add_acm_interface`` 用来给 USB CDC ACM 类添加接口，并重写该接口相关的函数。重写的函数包括 ``cdc_acm_class_request_handler`` 和 ``cdc_notify_handler``，
其中 ``cdc_acm_class_request_handler`` 用于处理 USB CDC ACM Setup 中断请求， ``cdc_notify_handler`` 用于实现 USB CDC 其他中断回调函数。

.. code-block:: C

    void usbd_cdc_add_acm_interface(usbd_class_t *class, usbd_interface_t *intf);

- **class** 类的句柄
- **intf**  接口句柄

**usbd_cdc_acm_set_line_coding**
""""""""""""""""""""""""""""""""""""

``usbd_cdc_acm_set_line_coding`` 用来对串口进行配置。该接口由用户实现，默认为空。

.. code-block:: C

    void usbd_cdc_acm_set_line_coding(uint32_t baudrate, uint8_t databits, uint8_t parity, uint8_t stopbits);

- **baudrate** 波特率
- **databits**  数据位
- **parity**  校验位
- **stopbits**  停止位


**usbd_cdc_acm_set_dtr**
""""""""""""""""""""""""""""""""""""

``usbd_cdc_acm_set_line_coding`` 用来控制串口 DTR。该接口由用户实现，默认为空。

.. code-block:: C

    void usbd_cdc_acm_set_dtr(bool dtr);

- **dtr** dtr 为1表示拉低电平，为0表示拉高电平


**usbd_cdc_acm_set_rts**
""""""""""""""""""""""""""""""""""""

``usbd_cdc_acm_set_line_coding``  用来控制串口 RTS。该接口由用户实现，默认为空。

.. code-block:: C

    void usbd_cdc_acm_set_rts(bool rts);

- **rts** rts 为1表示拉低电平，为0表示拉高电平

USB Device MSC 类接口
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

**usbd_msc_class_init**
""""""""""""""""""""""""""""""""""""
``usbd_msc_class_init`` 用于初始化 USB MSC 类，注册 USB CDC ACM 设备并为其添加接口，且为接口添加 BLUK OUT 、BULK IN 端点及其回调函数。

.. code-block:: C

    void usbd_msc_class_init(uint8_t out_ep, uint8_t in_ep);

- **out_ep**     输出端点的地址
- **in_ep**      输入端点的地址

**usbd_msc_get_cap**
""""""""""""""""""""""""""""""""""""

``usbd_msc_get_cap`` 用来获取存储器的信息。该接口由用户实现，默认为空。

.. code-block:: C

    void usbd_msc_get_cap(uint8_t lun, uint32_t *block_num, uint16_t *block_size);

- **lun** 存储逻辑单元，暂时无用
- **block_num**  存储扇区个数的指针
- **block_size**  存储扇区大小的指针

**usbd_msc_sector_read**
""""""""""""""""""""""""""""""""""""

``usbd_msc_sector_read`` 用来对存储器某个扇区开始进行数据读取。该接口由用户实现，默认为空。

.. code-block:: C

    int usbd_msc_sector_read(uint32_t sector, uint8_t *buffer, uint32_t length);

- **sector** 扇区偏移
- **buffer** 存储读取的数据的指针
- **length** 读取长度


**usbd_msc_sector_write**
""""""""""""""""""""""""""""""""""""

``usbd_msc_sector_write``  用来对存储器某个扇区开始写入数据。该接口由用户实现，默认为空。

.. code-block:: C

    int usbd_msc_sector_write(uint32_t sector, uint8_t *buffer, uint32_t length);

- **sector** 扇区偏移
- **buffer** 写入数据指针
- **length** 写入长度


USB Device HID 类接口
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**usbd_hid_add_interface**
""""""""""""""""""""""""""""""""""""
``usbd_hid_add_interface``  用来给 USB HID 类添加接口，并重写该接口相关的函数。重写的函数包括 ``hid_class_request_handler`` 、 ``hid_custom_request_handler``
和 ``hid_notify_handler``，其中 ``hid_class_request_handler`` 用来处理 USB HID 类的 Setup 中断请求， ``hid_custom_request_handler`` 用来处理 USB HID 获取描述符请求，
``hid_notify_handler``  用来处理 USB HID 类的其他中断回调函数。

.. code-block:: C

    void usbd_hid_add_interface(usbd_class_t *class, usbd_interface_t *intf);

- **class** 类的句柄
- **intf**  接口句柄

**usbd_hid_report_descriptor_register**
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""

``usbd_hid_report_descriptor_register``  用来对存储器某个扇区开始写入数据。该接口由用户实现，默认为空。

.. code-block:: C

    void usbd_hid_report_descriptor_register(uint8_t intf_num, const uint8_t *desc, uint32_t desc_len);

- **intf_num** 当前 hid 报告描述符所在接口偏移
- **desc** 报告描述符
- **desc_len** 报告描述符长度

**usbd_hid_set_request_callback**
""""""""""""""""""""""""""""""""""""

``usbd_hid_set_request_callback``  用来对存储器某个扇区开始写入数据。该接口由用户实现，默认为空。

.. code-block:: C

    void usbd_hid_set_request_callback( uint8_t intf_num,
                                        uint8_t (*get_report_callback)(uint8_t report_id, uint8_t report_type),
                                        void (*set_report_callback)(uint8_t report_id, uint8_t report_type, uint8_t *report, uint8_t report_len),
                                        uint8_t (*get_idle_callback)(uint8_t report_id),
                                        void (*set_idle_callback)(uint8_t report_id, uint8_t duration),
                                        void (*set_protocol_callback)(uint8_t protocol),
                                        uint8_t (*get_protocol_callback)(void));

- **intf_num** 当前 hid 报告描述符所在接口偏移
- **get_report_callback** get report命令处理回调函数
- **set_report_callback** set report命令处理回调函数
- **get_idle_callback** get idle命令处理回调函数
- **set_idle_callback** set idle命令处理回调函数
- **set_protocol_callback** set protocol命令处理回调函数
- **get_protocol_callback** get protocol命令处理回调函数


USB Device Audio 类接口
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**usbd_audio_add_interface**
""""""""""""""""""""""""""""""""""""
``usbd_audio_add_interface``  用来给 USB Audio 类添加接口，并重写该接口相关的函数。重写的函数包括 ``audio_class_request_handler`` 和 ``audio_notify_handler``。

.. code-block:: C

    void usbd_audio_add_interface(usbd_class_t *class, usbd_interface_t *intf);

- **class** 类的句柄
- **intf**  接口句柄


USB Device Video 类接口
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**usbd_video_add_interface**
""""""""""""""""""""""""""""""""""""
``usbd_video_add_interface``  用来给 USB Video 类添加接口，并重写该接口相关的函数。重写的函数包括 ``video_class_request_handler`` 和 ``video_notify_handler``。

.. code-block:: C

    void usbd_video_add_interface(usbd_class_t *class, usbd_interface_t *intf);

- **class** 类的句柄
- **intf**  接口句柄


USB Device DFU 类接口
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