USB MSC

主机（如电脑）识别USB MSC（Mass Storage Class）设备中的文件，本质上是通过多层协议协作实现的，涉及USB枚举、SCSI命令传输和文件系统解析三个核心环节。以下是详细机制：

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🔍 ​一、USB枚举：设备身份识别（主机→设备）​​

当USB MSC设备（如U盘）插入主机时，主机通过USB协议进行设备枚举：

1. ​设备描述符获取​
   • 主机请求设备描述符（Device Descriptor），确认设备类型（bDeviceClass=0x00，接口类为MSC）。
   • 关键字段：bInterfaceClass=0x08（MSC类）、bInterfaceSubClass=0x06（SCSI指令集）、bInterfaceProtocol=0x50（Bulk-Only传输协议）。
2. ​配置与端点激活​
   • 主机获取配置描述符，分配端点（Bulk-In/Bulk-Out端点用于数据传输），完成USB通信通道建立。

✅ ​此阶段目标​：主机确认设备是USB MSC设备，并准备好SCSI命令传输通道。

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⚙️ ​二、SCSI命令交互：读取存储结构（主机→设备）​​

主机通过SCSI命令集访问存储介质结构，核心命令包括：

​SCSI命令​	​操作码​	​功能​	​返回信息​
​INQUIRY​	0x12	查询设备基本信息（厂商、产品型号）	设备属性、兼容性
​READ CAPACITY​	0x25	获取存储容量（总扇区数、扇区大小）	容量参数（如512字节/扇区）
​REQUEST SENSE​	0x03	获取错误状态（用于异常处理）	错误代码
​READ(10)​​	0x28	读取指定逻辑块地址（LBA）的数据	扇区原始数据

​关键步骤​：

1. ​读取MBR（主引导记录）​​
   • 主机发送 READ(10) 命令，LBA=0，读取磁盘第一个扇区（512字节）。
   • MBR包含分区表​（64字节），记录分区起始LBA、大小及文件系统类型（如FAT32/NTFS）。
2. ​读取DBR（DOS引导记录）​​
   • 根据MBR的分区表，主机定位到分区起始扇区（如LBA=2048），再次发送 READ(10) 读取DBR。
   • DBR的BPB（BIOS参数块）​​ 包含文件系统关键参数：
     • bpbResSectors：保留扇区数（FAT表之前的扇区数）
     • bpbFATsecs：每个FAT表大小（扇区数）
     • bpbRootEntCnt：根目录条目数（FAT32中为0）。

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📂 ​三、文件系统解析：定位文件（主机操作系统）​​

主机操作系统（如Windows/Linux）根据DBR参数解析文件系统：

1. ​定位FAT表与根目录​
   • FAT1起始扇区 = 分区起始LBA + 保留扇区数（bpbResSectors）。
   • 根目录起始扇区（FAT32） = FAT1起始扇区 + FAT表数量 × 每个FAT表大小。
2. ​遍历目录条目​
   • 根目录的每个条目（32字节）包含：
     • 文件名（8.3格式或长文件名）
     • 文件属性（目录/文件/隐藏）
     • 起始簇号
     • 文件大小。
3. ​文件内容读取​
   • 根据起始簇号，在FAT表中查找簇链，通过 READ(10) 命令读取连续簇的数据。

🌰 ​示例​：读取test.txt文件：

1. 根目录找到条目，获起始簇号=2。
2. 查FAT表：簇2→簇3→簇4（链式存储）。
3. 计算簇2的LBA = 数据区起始LBA + (簇号-2) × 每簇扇区数。
4. 发送 READ(10) 读取对应扇区。

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💎 ​总结：主机识别文件的完整流程​

[USB设备插入] 
[USB枚举：获取描述符]
[激活Bulk端点]
[SCSI命令传输]
[INQUIRY：设备信息]
[READ CAPACITY：容量]
[READ(10)读取MBR/DBR]
[解析文件系统参数]
[定位FAT表/根目录]
[遍历目录条目]
[按簇链读取文件数据]