一種可自動識別WIN8系統(tǒng)USB設備的設計與實現(xiàn)

隨著微軟WIN8系統(tǒng)的推廣，微軟提出了新的MBIM網卡規(guī)范。因此，對于現(xiàn)有的無線網卡設備而言，為了實現(xiàn)免驅網卡的效果，就必須在WIN8系統(tǒng)上枚舉 MBIM網卡設備。但是對于WIN7及XP系統(tǒng)，由于系統(tǒng)支持的標準網卡設備是RNDIS，所以就需要針對不同的系統(tǒng)，分別枚舉不同的USB網卡設備?；诖藛栴}，USB網卡設備如何正確的識別WIN8系統(tǒng)就成為一個急需解決的問題。

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

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

1 自動識別WIN8系統(tǒng)方法概述

1.1 目前已有的識別操作系統(tǒng)的方法

1)將USB設備首先虛擬為一個光盤設備，當用戶插入該USB時，需要用戶安裝光盤中的程序，并且同時在PC上安裝一個過濾驅動。并且在驅動中預先實現(xiàn)和 USB設備約定的識別碼，比如WINDOS系統(tǒng)下會下發(fā)0xa1，WIN7系統(tǒng)下發(fā)0xa2等。該方法的弊端是廠商需提供額外的過濾驅動程序，影響用戶電腦的穩(wěn)定性和用戶體驗。

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

3)通過微軟擴展的MODs在設備枚舉過程中實現(xiàn)系統(tǒng)自動識別的目的。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(tǒng)，還是非LINUX核的系統(tǒng)，對于非LINUX核的系統(tǒng)，無法達到區(qū)分是WIN8/WIN7的效果。

1.2 通過MODs消息并且多套USB配置識別WIN8系統(tǒng)方法

利用在USB設備側實現(xiàn)對多套USB配置信息的支持，當USB設備插入系統(tǒng)進行枚舉時，WIN8系統(tǒng)會給USB設備下發(fā)多次MODs消息，但是WIN7/XP系統(tǒng)只下發(fā)一次MODs消息，這樣就判斷出此前接入的操作系統(tǒng)是否為WIN8系統(tǒng)。

2 基于MODs的USB設備側程序實現(xiàn)

USB設備側必須實現(xiàn)對多套USB配置的支持和實現(xiàn)對MODs請求消息的支持，要根據具體定義來實現(xiàn)消息，還要遵循USB2.0規(guī)范中對相關消息的定義。

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(tǒng)或某一應用程序通過查詢USB設備是否支持MODs消息來識別此設備是否支持某個特性，比如識別操作系統(tǒng)類型。

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設備枚舉過程

當USB設備插入WINDOWS系統(tǒng)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(xù)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 程序實現(xiàn)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(tǒng)主機時，操作系統(tǒng)會立即下發(fā)一條OS String Descriptor請求消息給設備，以此來獲取USB設備的特性描述，同時記錄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(tǒng)此時如果獲得OS String Descriptor請求響應，馬上會下發(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，主機會對USB設備再次重新進行枚舉，待第二次枚舉開始后，對于WIN8系統(tǒng)電腦，主機會再次給USB設備下發(fā)OS String Descrip tor請求，而WIN7/XP則不會再下發(fā)該消息，至此，經過以上三個步驟，就可以判斷出當前接入的主機操作系統(tǒng)是否是WIN8系統(tǒng)。具體流程見圖4。

4 實驗結果分析

實驗結果證明，將具備自動識別操作系統(tǒng)功能的USB設備分別插入WIN7/XP系統(tǒng)和WIN8系統(tǒng)的PC上，其可以自動枚舉成不同的USB設備。

5 結束語

如果在USB設備側預先實現(xiàn)多套USB配置信息，并且遵照MBIM協(xié)議和RNDIS分別實現(xiàn)兩套標準網卡設備驅動，就能達到以下目的，當設備插入WIN8系統(tǒng)時，USB設備能自動識別出當前接入系統(tǒng)為WIN8，從而枚舉為符合MBIM協(xié)議的網卡設備;當設備連接到WIN7/XP系統(tǒng)時，USB設備能自動識別出當前接入系統(tǒng)為WIN7/XP，從而枚舉為符合RNDIs協(xié)議的網卡設備，最終達到真正免驅網卡設備的目的，這有待于進一步實現(xiàn)。