如何将原始数据写入 USB 设备

Question

我正在尝试将原始数据写入连接到我的计算机的 USB 设备。我正在使用 Kali Linux，我找到了正确的文件路径： "/dev/usb/003/013" 。但是，当我尝试向其中写入数据时，出现错误。

root@kali:~/usb# printf "test" > /dev/bus/usb/003/013
bash: printf: write error: Invalid argument

我也试过用猫：

root@kali:~/usb# cat test > /dev/bus/usb/003/013 
cat: write error: Invalid argument

在前一种情况下，文件“test”确实存在并且其中包含数据。似乎系统无法写入文件描述符，即使它在那里。

经过研究，我得出的结论是，您要么：

A. 需要一个可以与设备连接的 USB 驱动程序。

B. 使用 SCSI Pass Through 将数据直接写入设备上的端点。

我是 USB 编程的新手，虽然我很想尝试，但我以前从未编写过驱动程序。任何建议或帮助将不胜感激。

是否可以像我最初尝试的那样将原始数据写入设备？如果没有，你能解释一些可供我使用的选项吗？

Answer 1

USB 设备远比您读写的简单管道复杂得多。您必须编写代码来操作它们。您不需要编写内核驱动程序。请参阅http://libusb.info (née libusb.org) 和http://libusb.sourceforge.net/api-1.0。这声称适用于 Linux、OSX、Windows、Android、OpenBSD 等。在 Mac OS X 下，I/O Kit中有用户级功能可以让您访问 USB。在 Windows 下，您也许可以使用 WinUSB，但它很复杂。

这是我曾经画过的一张小图，帮助我理解USB的架构：

                 ??????????????????????????????????????
    ????????     ?   device     ???????  ???????????  ?
    ? Port ????  ?            ??? EP0 ???? control ?  ?
    ????????  ?  ? ?????????? ? ???????  ???????????  ?
              ??????addr = 2??? ???????  ?         ?  ?
              ?  ? ?????????? ??? EP1 ????interface?  ?
              ?  ?            ? ???????  ?   #0    ?  ?
              ?  ?            ? ???????  ???????????  ?
              ?  ?            ??? EP2 ????         ?  ?
              ?  ?            ? ???????  ?interface?  ?
              ?  ?            ? ???????  ?   #1    ?  ?
              ?  ?            ??? EP3 ????         ?  ?
              ?  ?              ???????  ???????????  ?
              ?  ??????????????????????????????????????
              ?
              ?
              :

执行摘要：每个设备都有一个地址（由 O/S 分配，可能会更改），最多（我认为）32 个端点。

设备内有一个或多个“接口”。例如，网络摄像头可能提供“摄像头”界面和“麦克风”界面。多功能打印机将提供多个接口。

端点 0 用于设备的控制和配置，其他端点用于访问各种接口。每个接口都有零个或多个（通常更多）端点。

端点可以是以下几种传输类型之一：

• 控制传输用于查询和配置设备。每个设备都需要支持最少的控制语句集。我相信控制传输仅用于端点 0。
• 批量传输以全带宽发送或接收数据
• 中断传输（我不太确定这与批量传输有何不同；USB 没有中断）。示例包括键盘和鼠标
• 同步传输以全带宽发送或接收数据，具有实时要求但不可靠。用于音频/视频应用程序。

同样值得注意的是：一个 USB 设备可以有多种配置，这些配置控制哪些接口可用等等。更改设备配置几乎就像拔掉设备并在其位置插入不同的设备。

所有这些信息都放在设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符等中，可以通过端点零查询。

（在内部，数据不是字节流，它被打包成数据包，其确切格式是 USB 规范的一部分。在大多数情况下，您无需担心这一点，因为控制器和驱动程序将管理这部分你。）

在实践中，根据您的 API 库和操作系统，您需要检测设备，读取各种描述符以找出您正在处理的内容，可选择设置其配置（如果操作系统允许），打开界面，并打开端点。

对于批量端点，您可以向它们读取和写入原始数据。对于控制传输，API 库将提供函数调用。我从未使用过中断或同步传输；我相信你的 API 库会有相关的文档。

更多信息：“函数”是一组协同工作的接口。它最初不是 USB 规范的一部分，由设备驱动程序决定应该将哪些接口组合在一起。USB 工作组定义了支持功能的设备类。这是通过接口关联描述符 (IAD) 完成的。