HID鼠标的学习

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HID鼠标的设备描述符

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char ReportDescriptor[52] = {
    0x05, 0x01,	// USAGE_PAGE (Generic Desktop)	// 用途页为通用桌面设备
    0x09, 0x02,	// USAGE (Mouse)		// 在通用桌面中对应为鼠标
    0xA1, 0x01,	// COLLECTION (Application)	// 应用层次描述
    0x09, 0x01,	//   USAGE (Pointer)		// 在通用桌面中对应为指针
    0xA1, 0x00,	//   COLLECTION (Physical)	// 物理层次描述
    0x05, 0x09,	//     USAGE_PAGE (Button)	// 用途页为按键
    0x19, 0x01,	//     USAGE_MINIMUM (Button 1)	// 使用的最小值为1。值为1表示左键按下
    0x29, 0x03,	//     USAGE_MAXIMUM (Button 3)	// 使用的最大值为3。值为2表示右键按下，3表示中键按下
    0x15, 0x00,	//     LOGICAL_MINIMUM (0)	// 逻辑最小值0
    0x25, 0x01,	//     LOGICAL_MAXIMUM (1)	// 逻辑最大值1
    0x95, 0x03,	//     REPORT_COUNT (3)		// 报告的个数为3，即总共有3个bits
    0x75, 0x01,	//     REPORT_SIZE (1)		// 报告的大小为1bit。
    0x81, 0x02,	//     INPUT (Data,Var,Abs)	// 输入按键的值。bit-0为左键，bit-1为右键，bit-2为中键，按下时对应的位值为1，释放时对应的值为0
    0x95, 0x01,	//     REPORT_COUNT (1)		-- 该数据段个数为1
    0x75, 0x05,	//     REPORT_SIZE (5)		-- 每个段长度为5bit，即一个5bit
    0x81, 0x03,	//     INPUT (Cnst,Var,Abs)	-- 用上面两行填充的一个5bit来补足第一个字节
    0x05, 0x01,	//     USAGE_PAGE (Generic Desktop)	// 用途页为通用桌面
    0x09, 0x30,	//     USAGE (X)		// 在通用桌面中对应为X
    0x09, 0x31,	//     USAGE (Y)		// 在通用桌面中对应为Y
    0x09, 0x38,	//     USAGE (Wheel)		// 在通用桌面中对应为滚轮（本行可去掉）
    0x15, 0x81,	//     LOGICAL_MINIMUM (-127)	// 逻辑最小值为-127
    0x25, 0x7F,	//     LOGICAL_MAXIMUM (127)	// 逻辑最大值为+127
    0x75, 0x08,	//     REPORT_SIZE (8)		// 每个段长度为8个bits
    0x95, 0x03,	//     REPORT_COUNT (3)		// 该数据段个数为3个。分别代表x,y,滚轮（本行可将数量变为2，即没有滚轮）
    0x81, 0x06,	//     INPUT (Data,Var,Rel)	// 输入X，Y，滚轮的值
    0xC0,	//   END_COLLECTION		// 物理层次描述结束
    0xC0	// END_COLLECTION		// 应用层次描述结束
};

// 通过对上面的报告分析，我们知道该鼠标报告返回4个字节，分别代表 [按键，X，Y，滚轮]
// 如果鼠标左键按下则返回01 00 00 00（十六进制值），如果右键按下则返回02 00 00 00
// 如果鼠标中键按下则返回04 00 00 00，如果三个键同时按下，则返回07 00 00 00

HID鼠标通过脚本创建

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#!/bin/bash

#modprobe libcomposite					# 加入驱动

# 定义USB产品的VID和PID
mkdir -p /sys/kernel/config/usb_gadget/g1		# 在usb_gadget 中创建我们设备的文件夹
cd /sys/kernel/config/usb_gadget/g1			# 当我们创建完这个文件夹之后，系统自动的在这个文件夹中创建usb相关的内容 ，这些内容需要由创建者自己填写。
echo "0x046d" > idVendor				# Logitech, Inc.
echo "0xc53f" > idProduct				# USB Receiver
echo "0x0100" > bcdDevice				# v1.0.0
echo "0x0200" > bcdUSB					# USB2

mkdir -p strings/0x409					# 实例化英语语言ID（0x409是USB language ID 美国英语）
echo "831409-0000" > strings/0x409/serialnumber
echo "Logitech" > strings/0x409/manufacturer		# 将序列号和制造商等信息字符串写入内核
echo "Logitech USB Receiver" > strings/0x409/product

# 创建HID鼠标设备功能的描述 /dev/hidg0
mkdir -p functions/hid.mouse
echo 0 > functions/hid.mouse/subclass			# 0 No subclass
echo 2 > functions/hid.mouse/protocol			# 2 Mouse
echo 4 > functions/hid.mouse/report_length		# 鼠标报告的长度
echo -ne \\x05\\x01\\x09\\x02\\xa1\\x01\\x09\\x01\\xa1\\x00\\x05\\x09\\x19\\x01\\x29\\x03\\x15\\x00\\x25\\x01\\x95\\x03\\x75\\x01\\x81\\x02\\x95\\x01\\x75\\x05\\x81\\x03\\x05\\x01\\x09\\x30\\x09\\x31\\x09\\x38\\x15\\x81\\x25\\x7f\\x75\\x08\\x95\\x03\\x81\\x06\\xc0\\xc0 > functions/hid.mouse/report_desc

# 创建HID键盘设备功能的描述 /dev/hidg1
# mkdir -p  functions/hid.keyboard
# echo 1 >  functions/hid.keyboard/subclass		# 1 Boot Interface Subclass
# echo 1 >  functions/hid.keyboard/protocol		# 1 Keyboard
# echo 8 >  functions/hid.keyboard/report_length	# 键盘报告的长度
# echo -ne \\x05\\x01\\x09\\x06\\xa1\\x01\\x05\\x07\\x19\\xe0\\x29\\xe7\\x15\\x00\\x25\\x01\\x75\\x01\\x95\\x08\\x81\\x02\\x95\\x01\\x75\\x08\\x81\\x03\\x95\\x05\\x75\\x01\\x05\\x08\\x19\\x01\\x29\\x05\\x91\\x02\\x95\\x01\\x75\\x03\\x91\\x03\\x95\\x06\\x75\\x08\\x15\\x00\\x25\\x65\\x05\\x07\\x19\\x00\\x29\\x65\\x81\\x00\\xc0 > functions/hid.keyboard/report_desc

# 创建一个USB Configuration配置实例并定义配置描述符使用的字符串
mkdir -p configs/c.1/strings/0x409
echo 250 > configs/c.1/MaxPower				# 当设备采用总线供电时，设备可从主机提取的最大功率
#echo 0x80 > configs/c.1/bmAttributes			# 配置是否支持远程唤醒功能，以及设备是总线供电还是自供电
#echo "Config 1" > configs/c.1/strings/0x409/configuration
# bmAttributes：一个字节大小，BIT7：保留，必须为1。BIT6：1表示设备是自己供电，0表示是总线供电。BIT5：1表示支持远程唤醒。BIT4~BIT0：保留，必须为0
# bMaxPower：总线供电时的最大电流，单位以2mA为基准，例如0x32为50*2=100mA。USB设备可以从USB总线上获得最大的电流为500mA（所以最大值为250）

# 关联配置和功能的文件夹和启用设备
ln -s functions/hid.mouse configs/c.1			# 捆绑功能 Function 实例到配置 Configuration
# ln -s functions/hid.keyboard configs/c.1		# 当我们执行完这段命令后，系统就自动的帮我们创建了hid设备
ls /sys/class/udc > UDC					# 将gadget驱动注册到UDC上，插上USB线到电脑上，电脑就会枚举USB设备

HID鼠标上报数据格式

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# 字节(BYTE)是计算机数据处理的最小单位，一个字节是八个比特(BIT)
# HID鼠标发送给PC的数据每次为四个字节，这四个字节的定义分别是：

BYTE1 –-
	|– 7~3: 用0填充
	|–bit2: 1 表示中键按下，0 表示中键抬起
	|–bit1: 1 表示右键按下，0 表示右键抬起
	|–bit0: 1 表示左键按下，0 表示左键抬起
BYTE2 –- 	X 坐标变化量，  1~127 (0x01~0x7F)为鼠标光标朝 右/下/滚轮上推 移动。
BYTE3 –- 	Y 坐标变化量，255~129 (0xFF~0x81)为鼠标光标朝 左/上/滚轮下拉 移动。
BYTE4 –- 	滚轮  变化量，与 XY 的坐标变化量相同，0和128 (0x00和0x80)为不移动。

# 首字节值的解释，最右边的是第一个比特 右边是头 左边是尾 
| BIT 7 | BIT 6 | BIT 5 | BIT 4 | BIT 3 | BIT 2 | BIT 1 | BIT 0 |
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |
|   0   |   0   |   0   |   0   |   0   | 中 键 | 右 键  | 左 键 |

左键按下：0 0 0 0  0 0 0 1	该二进制：1	的十进制值为：1
右键按下：0 0 0 0  0 0 1 0	该二进制：10	的十进制值为：2
中键按下：0 0 0 0  0 1 0 0	该二进制：100	的十进制值为：4


# X，Y，滚轮的取值。7F和81为大范围移动，01和FF为微距离移动
# 以128为原点，XY的值越靠近原点鼠标的移动速度越快，越远离原点越慢
# 1~127 (0x01~0x7F) ---- 128 (0x80) ---- 129~255 (0x81~0xFF)

         255 (0xFF) ↑ Y
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                    |
                    |
                    |
         129 (0x81) |
255 ---------------128--------------→ 1
                    | 127 (0x7F)    X
                    |
                    |
                    |
                    |
           1 (0x01) |

部分编程语言操作示例

  1. Shell下操作示例
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# 松开为 0，左键为 1，右键为 2，中键为 4
echo -ne "\x01\x00\x00\x00" > /dev/hidg1	# 按住左键
echo -ne "\x00\x00\x00\x00" > /dev/hidg1	# 松开按键
echo -ne "\x02\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00" > /dev/hidg1	# 单击右键
echo -ne "\x04\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00" > /dev/hidg1	# 单击中键

# 1~127 (0x01~0x7F)为向 右/下/滚轮上 移动，255~129 (0xFF~0x81)为向 左/上/滚轮下 移动
echo -ne "\x00\x01\x00\x00" > /dev/hidg1	# 微量右移
echo -ne "\x00\x7f\x00\x00" > /dev/hidg1	# 大量右移
echo -ne "\x00\xFF\x00\x00" > /dev/hidg1	# 微量左移
echo -ne "\x00\x81\x00\x00" > /dev/hidg1	# 大量左移

# 以128为原点，XY的值越靠近原点鼠标的移动速度越快，越远离原点越慢
echo -ne "\x00\x00\x01\x00" > /dev/hidg1	# 微量下移
echo -ne "\x00\x00\x7f\x00" > /dev/hidg1	# 大量下移
echo -ne "\x00\x00\xff\x00" > /dev/hidg1	# 微量上移
echo -ne "\x00\x00\x81\x00" > /dev/hidg1	# 大量上移

# 滚轮变化
echo -ne "\x00\x00\x00\x01" > /dev/hidg1	# 滚轮上推（滚动5行）
echo -ne "\x00\x00\x00\x7F" > /dev/hidg1	# 滚轮上推（滚120行）
echo -ne "\x00\x00\x00\x81" > /dev/hidg1	# 滚轮下拉（滚120行）
echo -ne "\x00\x00\x00\xFF" > /dev/hidg1	# 滚轮下拉（滚动4行）