4. USB 描述符体系：设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符、字符串描述符

USB 描述符（Descriptor）是 USB 设备向主机报告自身能力与属性的标准化数据结构。主机通过 控制传输（Control Transfer） 中的 标准设备请求（Standard Device Request） 逐层获取这些描述符，从而完成设备枚举（Enumeration）。

描述符体系采用 树形层级结构：一个设备有且仅有一个设备描述符；设备描述符下可包含多个配置描述符；每个配置描述符下可包含多个接口描述符；每个接口描述符下可包含多个端点描述符。字符串描述符为可选，用于提供可读文本信息。

4.1 设备描述符 (Device Descriptor)

设备描述符是 USB 设备枚举时主机获取的 第一个描述符，它描述了设备的整体信息。主机通过默认控制端点（Endpoint 0）发送 GET_DESCRIPTOR 请求，索引为 0x01，语言 ID 为 0，即可获取设备描述符。

4.2 配置描述符 (Configuration Descriptor)

配置描述符描述了一个 特定的配置，包括该配置下所有接口和端点的信息。一个设备可以有多个配置（例如：低功耗模式和高性能模式），但同一时刻只能有一个配置被激活。

4.3 接口描述符 (Interface Descriptor)

接口描述符描述了一个 功能接口，它代表设备的一个功能单元。例如，一个 USB 音频设备可能包含一个音频控制接口和一个音频流接口。接口是驱动绑定的基本单位——Linux 内核中的 usb_driver 就是通过匹配接口描述符中的 bInterfaceClass、bInterfaceSubClass 和 bInterfaceProtocol 来绑定设备的。

4.4 端点描述符 (Endpoint Descriptor)

端点描述符描述了 非默认端点（即除端点 0 以外的端点）的传输特性。每个端点描述符定义了端点的地址、方向、传输类型和最大包大小等信息。端点 0 是默认控制端点，没有对应的端点描述符。

4.5 字符串描述符 (String Descriptor)

字符串描述符是 可选 的描述符，用于提供人类可读的文本信息，如厂商名称、产品名称和序列号。字符串描述符使用 Unicode (UTF-16LE) 编码，并且支持多种语言。

字符串描述符的获取流程如下：

1. 获取语言 ID 表： 主机发送 GET_DESCRIPTOR 请求，描述符类型为 0x03，索引为 0，获取设备支持的语言 ID 列表。
2. 获取具体字符串： 主机使用选定的语言 ID 和字符串索引（来自设备/配置/接口描述符中的 i* 字段），再次发送 GET_DESCRIPTOR 请求获取字符串内容。

4.6 描述符获取流程与枚举顺序

USB 设备枚举过程中，主机按照严格的顺序获取描述符。以下是标准的枚举流程：

4.7 描述符在 Linux 内核中的数据结构

Linux 内核使用一系列结构体来表示 USB 描述符，这些结构体定义在 include/uapi/linux/usb/ch9.h 中。以下是核心结构体的定义：

/* 设备描述符 */
struct usb_device_descriptor {
    __u8  bLength;
    __u8  bDescriptorType;
    __le16 bcdUSB;
    __u8  bDeviceClass;
    __u8  bDeviceSubClass;
    __u8  bDeviceProtocol;
    __u8  bMaxPacketSize0;
    __le16 idVendor;
    __le16 idProduct;
    __le16 bcdDevice;
    __u8  iManufacturer;
    __u8  iProduct;
    __u8  iSerialNumber;
    __u8  bNumConfigurations;
} __attribute__ ((packed));

/* 配置描述符 */
struct usb_config_descriptor {
    __u8  bLength;
    __u8  bDescriptorType;
    __le16 wTotalLength;
    __u8  bNumInterfaces;
    __u8  bConfigurationValue;
    __u8  iConfiguration;
    __u8  bmAttributes;
    __u8  bMaxPower;
} __attribute__ ((packed));

/* 接口描述符 */
struct usb_interface_descriptor {
    __u8  bLength;
    __u8  bDescriptorType;
    __u8  bInterfaceNumber;
    __u8  bAlternateSetting;
    __u8  bNumEndpoints;
    __u8  bInterfaceClass;
    __u8  bInterfaceSubClass;
    __u8  bInterfaceProtocol;
    __u8  iInterface;
} __attribute__ ((packed));

/* 端点描述符 */
struct usb_endpoint_descriptor {
    __u8  bLength;
    __u8  bDescriptorType;
    __u8  bEndpointAddress;
    __u8  bmAttributes;
    __le16 wMaxPacketSize;
    __u8  bInterval;
    /* 注意：USB 3.0 扩展了此结构，增加了 bRefresh 和 bSynchAddress */
} __attribute__ ((packed));

4.8 描述符体系总结