USB Development Kit (UsbDk) Design and Architecture 中文版

Posted 2022-01-01 magicdmer

这是我对UsbDk官方文档的翻译，希望对大家有帮助，有错误之处还请谅解.
UsbDk开发套件是由一套软件工具和模块组成，它把USB设备从PNP管理器和设备驱动分离，并提供了一系列API供用户层程序直接独占的访问USB设备，进行USB设备相关操作。
UsbDk一开始是用来为spice远程桌面程序提供USB重定向的支持，然而它可以被用来做很多其他相关事情，通过UsbDk自带的库或者通过libusb（我们为libusb做了backend支持）

UsbDk开发套件包含以下模块：

1. UsbDk.sys – USB总线过滤驱动，用来获取对USB设备的独占访问
2. UsbDkHelper.dll – 辅助dll，用来安装，卸载，设置驱动。并转发USB请求到指定的USB设备
3. UsbDkController.exe – 简单的命令行程序，用来演示和验证相关接口
   remote-viewer程序调用UsbDk接口，用来对USB设备进行发现，访问和重定向的操作

系统架构总览

UsbDk.sys 是一个USB过滤驱动，也是一个USB设备驱动。
安装的时候，它被注册为一个USB过滤驱动，当有USB设备或者USB Hubs设备被系统发现的时候，系统会调用它。在调用的时候，UsbDk.sys会检查底层设备的标识并单独为USB Hubs 创建过滤示例

作为一个USB Hub的过滤驱动，UsbDk.sys 接收来自USB设备栈上层设备的所有请求，包括PNP管理器所发送的枚举请求（IRP_MJ_PNP/IRP_MN_QUERY_DEVICE_RELATIONS）。

等USB hub驱动完成对PNP管理器枚举请求的处理，UsbDk.sys会扫描返回的子设备列表，假设有设备被标记为重定向（根据现有的配置）它会为这些设备生产过滤实例

因此，所有PNP管理器请求都将通过UsbDk.sys回调，后者根据需要会修改设备ID属性以使PNP管理器识别该设备为通用USB设备。

除此之外，UsbDk.sys 标记下层设备对象为 raw PDO，这样系统会分为这些设备对象分配驱动（创建他们的驱动，也就是UsbDk.sys）作为设备驱动

在此阶段，所有对此vendor id的特定设备请求都将被转发到UsbDk.sys，UsbDk.sys会根据需求修改或者传递相关设备的请求

UsbDkHelper.dll提供了一个单独的API，用来把指定USB设备从USB设备栈中分类，而不需要获取对设备的实际访问。（隐藏API）

这个API可能对一些安全程序很有用，比如根据安全策略阻止对USB设备的访问，防止Windows显示仅由UsbDk管理的设备的“发现新硬件”弹窗。当UsbDk.sys在枚举阶段发现要隐藏的设备标识，它会在处理（IRP_MJ_PNP/IRP_MN_QUERY_DEVICE_RELATIONS）的时候从USB bus driver返回的设备列表中擦除相关设备，这有效的把设备从PNP管理器和系统的驱动栈中隐藏了起来。

UsbDk安装后的设备栈结构
—————————————————————

QUERY_DEVICE_RELATIONS 请求流程图
—————————————————————

设备获取访问流程图
—————————————————————

重定向后 QUERY_DEVICE_RELATIONS 请求流程图
—————————————————————

重定向生效后的设备栈架构
—————————————————————