为什么 Android 开发人员不再需要 Windows USB 驱动程序？

【CSDN 编者按】随着时间的推移，如今 Android 开发人员无需再通过 USB 驱动程序连接设备了，这具体是怎么做到的呢？

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作者 | FABIEN SANGLARD      译者 | 弯月

责编 | 夏萌

出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

在 Android 平台出现的早期，使用 Linux 和 Mac OS X 的 Android 开发人员只需要一根 USB 线就可以连接他们的设备，而 Windows 用户则需要寻找并安装驱动程序，非常繁琐。

而如今，我们不再需要驱动程序了，这究竟怎么回事？

USB 驱动程序 / OS 的基础知识

当你将设备插入到 USB 端口时，操作系统需要加载其接口的驱动程序。为此，操作系统需要检查 USB 描述符的层次结构。

通常情况下，只需读取设备描述符的厂商 ID（VID）和产品 ID（PID），就足以确定应加载哪些驱动程序。

三大主流操作系统内置了“默认”的设备类驱动程序，因此大多数 USB 设备都能够自动安装。举个例子，当连接 ErgoDox EZ 键盘时，Windows 会加载 hidusb.sys，而不需要用户安装驱动程序。

如果 Windows 找不到内置的设备类驱动程序（或者有更好的匹配项），则会加载用户安装的驱动程序。例如，苹果 Magic Trackpad 也会获取 hidusb.sys，但如果安装了 Bingxing Wang 的驱动程序，那么 Windows 就会加载 AmtPtpDeviceUm.dll（支持右键单击和多指手势）。

找不到驱动程序

如果找不到驱动程序，Linux 将加载 usbfs，这样用户空间程序也可以访问设备。Mac OS 也是如此，只不过使用的是 IOKit；而 Windows 会报错，即没有加载驱动程序，就无法访问 Android 设备。

Android 驱动程序

为了说明在安装驱动程序时发生了什么，我们来看看 Google USB Driver 的“核心”文件：android_winusb.inf。

INF 文件指示：“当 VID=0x18D1 且 PID=0x4E11（即Google Nexus One）时，加载 winusb 驱动程序”。

WinUSB 是什么？类似于 Linux 的 usbfs 和 Mac OS 的 IOKit，它是一种 USB 驱动程序，允许用户空间程序枚举接口，并在端点之间进行读/写。这就是 adb（Android 调试桥）用来与 Android 设备通信的方式。

为什么 Android 设备不再需要 Windows 驱动程序

前面描述的方法有一个明显的缺陷。如果 Android 设备的 VID/PID 未列出，winusb 将不会加载。

Windows 8 有一种比 INF 文件更好的方法来确定接口需要哪个驱动程序。它可以直接询问设备！

当连接设备时，操作系统发出 String Descriptors 请求，索引为 0xEE。如果设备与微软操作系统描述符（MOD）兼容，则返回字符串 M\0S\0F\0T\01\000\0\0。在这种情况下，Windows 会请求扩展兼容 ID OS 特征描述符。

我们可以使用 Pixel 6 上的 libusb 的 xusb 检查此描述符。

该设备已设置为启用媒体传输协议和开发者模式。此特征描述符会指示这两个接口需要哪个驱动程序：第一个接口使用 mtp.sys，第二个接口使用 winusb.sys。

加载 winusb.sys 后，用户空间可执行文件（如 adb）就可以打开设备，声明接口，然后开始开发工作。不再需要驱动程序！

哪些设备支持微软的操作系统描述符

我看了看我收藏的 Pixel 系列设备，似乎微软操作系统描述符支持始于 Pixel 2（2017年）和 Pixel 3a（2019年）之间（抱歉，我没有 Pixel 3 可以测试）。

扩展属性操作系统描述符

Pixel 8 这类的新设备具有扩展属性操作系统特征描述符，包含 GUID、帮助页面、URL 甚至图标。