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c# - Windows HID USB 设备 C# API 替代方案

问题描述

我在为自制键盘编写测试应用程序（WPF、C#、.NET 4.7）时遇到了一个问题。键盘通过 USB 连接并显示为键盘类型的 HID 设备。现在我想向键盘发送一些数据（配置、背光信息……）。

在键盘端有一个 ARM 微控制器，它使用键盘的 HID-Report-Descriptor 初始化自身，其中包含一个额外的 OUTPUT 标签，用于将一些配置数据发送到键盘。（4字节）

以下是 MCU 的当前报告描述符：

__ALIGN_BEGIN static uint8_t 
JKP_HID_ReportDesc_FS[USBD_JKP_HID_REPORT_DESC_SIZE] __ALIGN_END =
{
    0x05, 0x01,                    // USAGE_PAGE (Generic Desktop)
    0x09, 0x06,                    // USAGE (Keyboard)
    0xa1, 0x01,                    // COLLECTION (Application)

    0x05, 0x07,                    //   USAGE_PAGE (Keyboard)
    0x19, 0xe0,                    //   USAGE_MINIMUM (Keyboard LeftControl)
    0x29, 0xe7,                    //   USAGE_MAXIMUM (Keyboard Right GUI)
    0x15, 0x00,                    //   LOGICAL_MINIMUM (0)
    0x25, 0x01,                    //   LOGICAL_MAXIMUM (1)
    0x75, 0x01,                    //   REPORT_SIZE (1)
    0x95, 0x08,                    //   REPORT_COUNT (8)
    0x81, 0x02,                    //   INPUT (Data,Var,Abs) ; Modifier Byte (1 byte)

    0x95, 0x01,                    //   REPORT_COUNT (1)
    0x75, 0x08,                    //   REPORT_SIZE (8)
    0x81, 0x03,                    //   INPUT (Cnst,Var,Abs) ; Reserved Byte (1 byte)

    0x95, 0x05,                    //   REPORT_COUNT (5)
    0x75, 0x01,                    //   REPORT_SIZE (1)
    0x05, 0x08,                    //   USAGE_PAGE (LEDs)
    0x19, 0x01,                    //   USAGE_MINIMUM (Num Lock)
    0x29, 0x05,                    //   USAGE_MAXIMUM (Kana)
    0x91, 0x02,                    //   OUTPUT (Data,Var,Abs) ; LED Report
    0x95, 0x01,                    //   REPORT_COUNT (1)
    0x75, 0x03,                    //   REPORT_SIZE (3)
    0x91, 0x03,                    //   OUTPUT (Cnst,Var,Abs) ; LED Report Padding (LEDs 1 byte)

    0x95, USBD_JKP_HID_REPORT_KEY_ROLLOVER, //   REPORT_COUNT (USBD_JKP_HID_REPORT_KEY_ROLLOVER)
    0x75, 0x08,                    //   REPORT_SIZE (8)
    0x15, 0x00,                    //   LOGICAL_MINIMUM (0)
    0x25, 0x65,                    //   LOGICAL_MAXIMUM (101)
    0x05, 0x07,                    //   USAGE_PAGE (Keyboard)
    0x19, 0x00,                    //   USAGE_MINIMUM (Reserved (no event indicated))
    0x29, 0x65,                    //   USAGE_MAXIMUM (Keyboard Application)
    0x81, 0x00,                    //   INPUT (Data,Ary,Abs) ; Key Arrays (6 bytes)

    0x06, 0x00, 0xff,              //   USAGE_PAGE(Vendor Defined Page 1)
    0x09, 0x01,                    //   USAGE(Venor Usage 1)
    0x15, 0x00,                    //   LOGICAL_MINIMUM(0)
    0x26, 0xff, 0x00,              //   LOGICAL_MAXIMUM(255)
    0x75, 0x08,                    //   REPORT_SIZE(8)
    0x95, 0x04,                    //   REPORT_COUNT(4)
    0x91, 0x02,                    //   OUTPUT(Data,Var,Abs) ; JKP Config Info (4 bytes)

    0xc0                           // END_COLLECTION
};

在 PC 端，我有一个 WPF 应用程序，用 C# 编写并使用 Windows.Devices.HumanInterfaceDevice API。

这是 WPF 应用程序的代码：

Console.WriteLine("Init HID Device Write...");

byte[] data = new byte[] { 0x00, 0xaa, 0xaa, 0xaa, 0xaa};


string device_selector = HidDevice.GetDeviceSelector(0x01, 0x06, 1155, 1024);
var devices = await DeviceInformation.FindAllAsync(device_selector);
if (devices.Any())
{
    Console.WriteLine("HID Devices Found: " + devices.Count);
    DeviceInformation devinfo = devices[0];
    Console.WriteLine($"HID Selected Device Info: ID: {devinfo.Id}, Name: {devinfo.Name}");
    HidDevice device = await HidDevice.FromIdAsync(devinfo.Id, Windows.Storage.FileAccessMode.ReadWrite);
    if (device != null)
    {
        Console.WriteLine("HID Device writing...");
        HidOutputReport report = device.CreateOutputReport(2);
        DataWriter dataWriter = new DataWriter();
        dataWriter.WriteBytes(data);
        report.Data = dataWriter.DetachBuffer();

        await device.SendOutputReportAsync(report);

    }
    else
    {
        Console.WriteLine("Failed to open HID device.");
    }
}
else
{
    Console.WriteLine("No devices found.");
}

尽管找到了键盘设备，但 Windows.Devices.HumanInterfaceDevice API 会阻止与键盘类型 HID 设备的所有连接。

是否有支持此类连接的 Windows API 替代方案？

我已经尝试过 HIDSharp 和 hidlibrary。另外，我不想使用 USB 复合设备。

提前致谢。

标签： c#cwinapiusbhid

解决方案

您无法在 Windows 上使用键盘使用（使用 0x01 使用页面和 0x06 使用 ID）与 HID 设备通信，因为它们是由 RIM（原始输入管理器）以独占模式打开的。这是针对键盘记录器的安全措施。请参阅https://docs.microsoft.com/windows-hardware/drivers/hid/hid-architecture#hid-clients-supported-in-windows

作为一种解决方法，我可以建议在 HID 描述符的 0xFF00 使用页面（特定于供应商）中添加另一个顶级集合，并在其中发送\接收您的自定义数据。这样，系统 HID 驱动程序将创建两个设备接口 - 一个用于键盘（您无法读取/写入），另一个用于您的自定义设备使用（可以从应用程序中自由使用）。请参阅https://docs.microsoft.com/windows-hardware/drivers/hid/top-level-collections

这就是 Logitech Unifying Receiver 在 Windows 设备管理器中的使用情况页面 0xFFBC 和使用情况 0x0088 供应商定义设备的显示方式： 在此处输入图像描述

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