1. SETUP数据包的获取

SETUP数据包的获取发生在接收数据FIFO非空中断

下图是接收数据FIFO非空中断的处理流程图：

在接收SETUP数据包前必须先设置好USBFS_DOEP0LEN中的STPCNT的大小，控制端点每收到一个 SETUP 数据包后， STPCNT的值都会递减。

STPCNT的值必须设置为3.

而接收数据 FIFO 中需要分配一些额外空间，以便能够在控制端点上接收连续的最多三个 SETUP 数据包。每个SETUP需要8个字节的数据和4个字节的SETUP状态，3个SETUP就是36个字节，还需要4个字节的“建立阶段完成”状态，所以接收数据FIFO需要分配最少40个字节（10个字）。GD32F450例程中这里设置的是24字节，改成40字节没看出什么变化。

void usbInitCtrlEP(void)
{/* set OUT endpoint 0 receive length to 40 bytes, 1 packet and 3 setup packets */USBFS.Dev->DOEPx[0].LEN = ((uint32_t)40 << 0) | ((uint32_t)1 << 19) | ((uint32_t)3 << 29);
}

在数据类型为6的接收数据FIFO非空中断处理中，只需要把USB数据读入到一个结构即可

usbReadBuf(USB_EP0, (uint8_t *)(&gUsbReqInfo), sizeof(gUsbReqInfo));

接收数据FIFO非空中断处理完后，接着发生数据类型为3的接收数据FIFO非空中断，表示主机的OUT传输过程结束了。

void usbDevIntRxFIFO(void)
{__IO uint32_t value = 0;uint8_t ep = 0;uint8_t pid = 0;uint16_t len = 0;uint8_t status = 0;/* disable the Rx status queue non-empty interrupt */USBFS.Global->GINTEN &= ~((uint32_t)1 << 4); //bit4: receive FIFO non-empty interrupt enable value = USBFS.Global->GRSTATP;ep = (uint8_t)(value & 0xF);                    //bit0-3: endpoint numberlen = (uint16_t)((value >> 4) & 0x7FF);         //bit4-14: byte countpid = (uint8_t)((value >> 15) & 0x3);           //bit15-16: data PIDstatus = (uint8_t)((value >> 17) & 0xF);        //bit17-20: received packet statusif(status == 6)USBINT_INFO(Printf(" ***************************\n"));USBINT_INFO(Printf("    RxFIFOS:%d\n", status));switch(status){case 1: //global OUT NAK (triggers an interrupt)break;case 2: //OUT data packet receivedif(len > 0){USBINT_INFO(Printf("    EP%d OUT Data\n", ep));if (ep == 0){usbData0OutProcess();}else{void(*usbEpnIntUser[])(void) ={usbEp1OutUsr,usbEp2OutUsr,usbEp3OutUsr,};(*usbEpnIntUser[(ep - 1)])();}}else if (ep == 0){usbStatus0OutProcess();if(gUsbDevState.ctrlState == USB_CTRL_IDLE){usbInitCtrlEP();}}break;case 3: //OUT transfer completed (triggers an interrupt)break;case 4: //SETUP transaction completed (triggers an interrupt)break;case 6: //SETUP data packet receivedif (ep == 0 && len == 8 && pid == 0){if(gUsbDevState.ctrlState != USB_CTRL_IDLE)USBINT_INFO(Printf("USB EP0 is not in IDLE:%d, %x, %d\n", gUsbDevState.ctrlState, gUsbReqInfo.bmRequestType, gUsbReqInfo.bRequest));usbReadBuf(USB_EP0, (uint8_t *)(&gUsbReqInfo), sizeof(gUsbReqInfo));gUsbDevState.ctrlState = USB_CTRL_SETUP;USBINT_INFO(Printf("    bmRequestType:%d\n", gUsbReqInfo.bmRequestType));USBINT_INFO(Printf("    bRequest:%d\n", gUsbReqInfo.bRequest));USBINT_INFO(Printf("    wIndex:%d\n", gUsbReqInfo.wIndex));USBINT_INFO(Printf("    wLength:%d\n", gUsbReqInfo.wLength));USBINT_INFO(Printf("    wValue:%x\n", gUsbReqInfo.wValue));}break;default:break;}/* enable the Rx status queue level interrupt */USBFS.Global->GINTEN |= ((uint32_t)1 << 4);
}

2. OUT数据处理

随后发生数据类型为4的接收数据FIFO非空中断，表示主机的SETUP阶段完成。类型3和类型4的中断都不需要处理任何事务。类型4的FIFO非空中断发生的同时会产生一个OUT中断。

OUT中断处理流程如下图：

在SETUP阶段完成的OUT中断中，程序根据SETUP数据包（8字节）解码

void usbDevEpOutInt(void)
{uint8_t epOutInt = 0;uint8_t ep = 0;epOutInt = (USBFS.Dev->DAEPINT >> 16) & 0xF;while(epOutInt > 0){if ((epOutInt & 0x01) > 0){uint32_t epOutIntF = USBFS.Dev->DOEPx[ep].INTF & USBFS.Dev->DOEPINTEN;USBINT_INFO(Printf("EP%d Out:", ep));if((epOutIntF & (uint32_t)1 << 0) > 0) //bit0: transfer finished{USBFS.Dev->DOEPx[ep].INTF = (uint32_t)1 << 0;//clear transfer finished flag.USBINT_INFO(Printf("Transfer Finished "));}if((epOutIntF & (uint32_t)1 << 3) > 0) //bit3: SETUP phase finished{USBINT_INFO(Printf("Setup Finish "));USBFS.Dev->DOEPx[ep].INTF = (uint32_t)1 << 3;gUsbDevState.ctrlState = USB_CTRL_SETUP;usbSetup0Process();if(gUsbDevState.state == USB_STATE_ADDRESS){Printf("Address:%d\n", gUsbDevInfo.address);usbSetAddress(gUsbDevInfo.address);gUsbDevInfo.address = 0;gUsbDevState.state = USB_STATE_ADDRESSED;}usbData0InProcess();usbStatus0InProcess();USBINT_INFO(Printf("    ###SETUP State:%d\n", gUsbDevState.ctrlState));}USBINT_INFO(Printf("\n"));}epOutInt >>= 1;ep++;if(ep > USBFS.maxEPNum){Printf("EP Out Fail\n");break;}}
}

3. IN 数据传输

一般USB通信第一笔数据是设备描述符，在SETUP解码时下一步是IN数据，即将设备描述符发给主机。

USB IN中断分2种情况，一个是端点FIFO空中断和IN传输结束中断。

void usbDevEpInInt(void)
{uint16_t epInInt = 0;uint8_t ep = 0;epInInt = (USBFS.Dev->DAEPINT >> 0) & 0xF;while(epInInt > 0){if ((epInInt & 0x01) > 0){uint32_t intEn = USBFS.Dev->DIEPINTEN;uint32_t fifoEmptyIntEn = USBFS.Dev->DIEPFEINTEN;uint32_t epInIntF;intEn |= ((fifoEmptyIntEn >> ep) & 0x1U) << 7;  //bit7: transmit FIFO emptyepInIntF = USBFS.Dev->DIEPx->INTF & intEn;USBINT_INFO(Printf("EP%d In:", ep));if((epInIntF & ((uint32_t)1 << 0)) > 0) //transfer finished{USBFS.Dev->DIEPx->INTF = ((uint32_t)1 << 0);USBINT_INFO(Printf("Finish %d ", gUsbDevState.ctrlState));USBFS.Dev->DIEPx[ep].CTL |= ((uint32_t)1 << 27);   //Set NAKif(ep == 0){usbData0InProcess();usbStatus0InProcess();if(gUsbDevState.ctrlState >= USB_CTRL_STATUS_OUT) //Last Data{usbInitCtrlEP();}}}if((epInIntF & ((uint32_t)1 << 7)) > 0) //transmit FIFO empty{void(*usbEpnIntUser[])(void) ={usbEp1InUsr,usbEp2InUsr,usbEp3InUsr,}; if(ep > 0)(*usbEpnIntUser[(ep - 1)])();USBFS.Dev->DIEPFEINTEN &= ~((uint32_t)1 << ep);USBFS.Dev->DIEPx->INTF = ((uint32_t)1 << 7);}USBFS.Dev->DIEPx[ep].INTF = 0xFFFF;USBINT_INFO(Printf("\n"));}epInInt >>= 1;ep++;}
}

这里有2个地方需要注意，端点1-3的IN中断处理需要放在空中断中，因为它们不会产生传输结束中断，这里不知道是不是哪里设置的问题。但是端点0的又不能放在这里，需要放在传输结束后才能发下一笔数据。

在传输结束中断中，对于GD32F450，需要将该端点设置为NAK，否则多笔数据时会只有第一笔数据才能收到，而对于STM32F407则没有问题。同样，也不知道哪里的设置的问题。

主要是整个软件框架和官方例程差别比较大，不知道哪里设置有问题，目前基本的功能是正常的，不确认现在的方式是否合法。这2个地方差不多卡了几个月才试出来，网上这块的资料太少。

4. 读FIFO

RX FIFO就一个，所有端点共用。每次读入一个字（32位）

uint16_t usbReadBuf(uint8_t port, uint8_t* buf, uint16_t len)
{uint32_t wLen = (len + 3) / 4;uint16_t count = 0;while (wLen-- > 0) {*(__packed uint32_t *)buf = *(USBFS.FIFO[0]);buf += 4;count += 4;}if(count - len < 4)count = len;return count;
}

5. 写FIFO

每个端点分配了一个FIFO空间。端点0写的方式和其他端点稍微有点不同。为了统一风格，所有端点都采用1个包传输，即端点的CTRL寄存器的位19-20一直设置为1.

uint16_t usbWriteBuf(uint8_t port, uint8_t* buf, uint16_t len)
{uint32_t wLen = (len + 3) / 4;uint16_t count = 0;__IO uint32_t epctl;__IO uint32_t eplen;uint8_t epInSize[] = {EP0_IN_MEM_SIZE,#ifdef EP1_IN_MEM_SIZEEP1_IN_MEM_SIZE,#endif#ifdef EP2_IN_MEM_SIZEEP2_IN_MEM_SIZE, #endif#ifdef EP3_IN_MEM_SIZEEP3_IN_MEM_SIZE,#endif};if(port >= USBFS.maxEPNum)return 0;//USBFS.Dev->DIEPx[port].CTL |= (uint32_t)1 << 30;epctl = USBFS.Dev->DIEPx[port].CTL;eplen = USBFS.Dev->DIEPx[port].LEN;len = (len > epInSize[port]) ? epInSize[port] : len;#if 0if (0 == port) {eplen &= ~(((uint32_t)0x7F << 0) | ((uint32_t)0x3 << 19));}elseeplen &= ~(((uint32_t)0x7FFF << 0) | ((uint32_t)0x3FF << 19) | ((uint32_t)0x03 << 29)); //bit0-18: transfer length, bit19-28: packet counteplen |= (uint32_t)1 << 19;#elseeplen = (uint32_t)1 << 19;#endifeplen |= len;/* enable the endpoint and clear the NAK */epctl |= ((uint32_t)1 << 26) | ((uint32_t)1 << 31);USBFS.Dev->DIEPx[port].LEN = eplen;USBFS.Dev->DIEPx[port].CTL = epctl;wLen = (len + 3) / 4;while (wLen-- > 0) {*(USBFS.FIFO[port]) = *(__packed uint32_t *)buf;buf += 4;count += 4;}//if(len > 0)USBFS.Dev->DIEPFEINTEN |= (uint32_t)1 << port;if(count > len){count = len;}return count;
}

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