一種可自動(dòng)識別WIN8系統USB設備的設計與實(shí)現

隨著(zhù)微軟WIN8系統的推廣，微軟提出了新的MBIM網(wǎng)卡規范。因此，對于現有的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡設備而言，為了實(shí)現免驅網(wǎng)卡的效果，就必須在WIN8系統上枚舉 MBIM網(wǎng)卡設備。但是對于WIN7及XP系統，由于系統支持的標準網(wǎng)卡設備是RNDIS，所以就需要針對不同的系統，分別枚舉不同的USB網(wǎng)卡設備?；诖藛?wèn)題，USB網(wǎng)卡設備如何正確的識別WIN8系統就成為一個(gè)急需解決的問(wèn)題。

如果要想USB設備能自動(dòng)識別出當前操作系統是否為WIN8系統，就必須找到當一個(gè)USB設備連接到電腦主機開(kāi)始枚舉時(shí)，WIN8系統與其他WIN7/XP系統在枚舉消息交互上的區別。

本文是以在USB設備側實(shí)現對多套USB配置信息的支持，同時(shí)利用微軟定義的MODs消息作為基礎，以實(shí)現USB設備自動(dòng)識別WIN8系統的目的。

1 自動(dòng)識別WIN8系統方法概述

1.1 目前已有的識別操作系統的方法

1)將USB設備首先虛擬為一個(gè)光盤(pán)設備，當用戶(hù)插入該USB時(shí)，需要用戶(hù)安裝光盤(pán)中的程序，并且同時(shí)在PC上安裝一個(gè)過(guò)濾驅動(dòng)。并且在驅動(dòng)中預先實(shí)現和 USB設備約定的識別碼，比如WINDOS系統下會(huì )下發(fā)0xa1，WIN7系統下發(fā)0xa2等。該方法的弊端是廠(chǎng)商需提供額外的過(guò)濾驅動(dòng)程序，影響用戶(hù)電腦的穩定性和用戶(hù)體驗。

2)利用SCSI指令，在彈出光盤(pán)的時(shí)候對于不同的操作系統預先定義好不同的切換指令，以此達到識別操作系統的目的。該方法需要在USB設備中實(shí)現自帶光盤(pán)的功能，對用戶(hù)的使用造成不便。

3)通過(guò)微軟擴展的MODs在設備枚舉過(guò)程中實(shí)現系統自動(dòng)識別的目的。該方法目前只能識別出USB設備當前接人的PC是LINUX核的系統，還是非LINUX核的系統，對于非LINUX核的系統，無(wú)法達到區分是WIN8/WIN7的效果。

1.2 通過(guò)MODs消息并且多套USB配置識別WIN8系統方法

利用在USB設備側實(shí)現對多套USB配置信息的支持，當USB設備插入系統進(jìn)行枚舉時(shí)，WIN8系統會(huì )給USB設備下發(fā)多次MODs消息，但是WIN7/XP系統只下發(fā)一次MODs消息，這樣就判斷出此前接入的操作系統是否為WIN8系統。

2 基于MODs的USB設備側程序實(shí)現

USB設備側必須實(shí)現對多套USB配置的支持和實(shí)現對MODs請求消息的支持，要根據具體定義來(lái)實(shí)現消息，還要遵循USB2.0規范中對相關(guān)消息的定義。

2.1 MODs定義的消息描述

MODs的符號含義為Microsoft OS Descriptors，用于描述微軟所定義的設備及其屬性的USB描述消息。操作系統或某一應用程序通過(guò)查詢(xún)USB設備是否支持MODs消息來(lái)識別此設備是否支持某個(gè)特性，比如識別操作系統類(lèi)型。

1)OS String Descriptor消息組成

2)OS Feature Descriptor消息組成

2.2 支持MODs消息的USB設備枚舉過(guò)程

當USB設備插入WINDOWS系統后：

第一步，主機首先向設備發(fā)送獲取設備信息請求，設備收到此請求消息后立即給主機回復響應消息;

第二步，主機再次給設備發(fā)送獲取設備的配置信息請求，設備收到此請求消息后立即給主機回復響應消息;

第三步，主機接著(zhù)給設備發(fā)送獲取字符串請求消息，從而以此判定該設備是否支持MODs功能，設備收到此消息后，立即給主機回復響應消息，此消息包含OS String Descri ptor消息，為其支持MODs功能;

第四步，確認該設備支持MODs后，主機繼續給設備下發(fā)獲取設備支持的具體特性的請求消息(index為bMS_VendorCode字段)，設備收到該請求后，立即給主機回復OS Feature Descriptor消息，告訴其支持的特性。流程圖如圖3。

3 程序實(shí)現的總體流程

USB設備插入PC后：

第一步，當USB設備首次插入WINDOWS系統主機時(shí)，操作系統會(huì )立即下發(fā)一條OS String Descriptor請求消息給設備，以此來(lái)獲取USB設備的特性描述，同時(shí)記錄USB設備是否回復一條合法的OS String Descriptor請求響應給主機。

第二步，操作系統此時(shí)如果獲得OS String Descriptor請求響應，馬上會(huì )下發(fā)另一條獲取USB設備特性描述的請求消息(OS Feature Descriptor)。

第三步，由于USB設備具有多套USB配置信息，主機會(huì )對USB設備再次重新進(jìn)行枚舉，待第二次枚舉開(kāi)始后，對于WIN8系統電腦，主機會(huì )再次給USB設備下發(fā)OS String Descrip tor請求，而WIN7/XP則不會(huì )再下發(fā)該消息，至此，經(jīng)過(guò)以上三個(gè)步驟，就可以判斷出當前接入的主機操作系統是否是WIN8系統。具體流程見(jiàn)圖4。

4 實(shí)驗結果分析

實(shí)驗結果證明，將具備自動(dòng)識別操作系統功能的USB設備分別插入WIN7/XP系統和WIN8系統的PC上，其可以自動(dòng)枚舉成不同的USB設備。

5 結束語(yǔ)

如果在USB設備側預先實(shí)現多套USB配置信息，并且遵照MBIM協(xié)議和RNDIS分別實(shí)現兩套標準網(wǎng)卡設備驅動(dòng)，就能達到以下目的，當設備插入WIN8系統時(shí)，USB設備能自動(dòng)識別出當前接入系統為WIN8，從而枚舉為符合MBIM協(xié)議的網(wǎng)卡設備;當設備連接到WIN7/XP系統時(shí)，USB設備能自動(dòng)識別出當前接入系統為WIN7/XP，從而枚舉為符合RNDIs協(xié)議的網(wǎng)卡設備，最終達到真正免驅網(wǎng)卡設備的目的，這有待于進(jìn)一步實(shí)現。