STM32 HAL库是如何去实现USB组合设备CDC+MSC的

　　工程试验环境
　　STM32F103RC
　　STM32CUBEIDE1.5.1
　　1、本教程默认你已经会使用STM32CUBEMX生成CDC代码和MSC代码，这两个工程的生成很简单，网络上的教程一搜遍地是。
　　2、USB组合设备的移植修改需要具备一定的USB知识储备，如果没有强烈建议看一下我的另一篇博客：STM32 USB相关知识扫盲
　　首先说一下STM32的USB库的初始化操作，MX_USB_DEVICE_Init函数中使用USBD_RegisterClass函数注册绑定了实际的端口初始化控制等操作，如果是CDC那么注册的就是USBD_CDC这个结构，如果是MSC那么就是注册的USB_MSC这个结构，所以我们的组合设备思路就是用哪个的时候，就将这个结构切换成对应的操作结构。
　　第一步：基础工程生成
　　首先先用STM32CUBEMX生成CDC的工程和MSC的工程，并测试通过没有问题后，我这里使用CDC工程为基础工程进行修改成USB组合设备。
　　基本步骤如下：
　　USB设备描述符修改成组合设备类型
　　修改PMA端点分布
　　修改USB配置描述符并添加MSC的配置描述
　　修改初始化函数接口，改写成我们自己的组合设备初始化操作函数
　　修改MX_USB_DEVICE_Init函数，注册成我们自己的组合设备
　　下面进行分布修改。
　　第二步：USB设备描述符的修改
　　这一步很简单的，就是修改u***d_desc.c中的设备描述符数组USBD_FS_DeviceDesc，将设备类型改为组合设备类型：
　　
　　第三步：修改PMA端点分布
　　首先修改一下CDC所用到的端点地址，CDC的输入输出端点不动，将命令端点成0X83：
　　
　　在改一下MSC的输入输出端点，改成0X82和0X02：
　　
　　然后进入u***d_conf.c文件中，找到USBD_LL_Init函数，修改PMA端点初始化：
　　
　　这里的修改非常关键，为什么addr要从0X38开始呢？
　　因为我们目前用到了：
　　默认的两个端点（0X80、0X00）
　　CDC的三个端点（0X81、0X01、0X83）
　　MSC的两个端点（0X82、0X02）
　　共7个端点，每个端点占用8字节，总共56字节，十六进制就是0X38！
　　好多人修改自己的USB应用时，就是卡在了这里！如果起始地址修改不对，那么USB端点缓冲就会覆盖PMA头部的端点描述！
　　有关PMA的详细描述及使用，请看文档头部的《STM32 USB相关知识扫盲》链接文章！
　　第四步：编写我们自己的组合设备配置
　　这里我为了方便修改，新建了一个u***d_composite.c文件，用于编写组合设备驱动，文件内容如下：
　　#include “u***d_def.h”
　　#include “u***d_msc.h”
　　#include “u***d_cdc.h”
　　#include “u***d_storage_if.h”
　　#include “u***d_cdc_if.h”
　　#define USB_MC_CONFIG_DESC_SIZ 106
　　extern USBD_HandleTypeDef hU***DeviceFS;
　　extern uint8_t USBD_MSC_Init（USBD_HandleTypeDef *pdev， uint8_t cfgidx）;
　　extern uint8_t USBD_MSC_DeInit（USBD_HandleTypeDef *pdev， uint8_t cfgidx）;
　　extern uint8_t USBD_MSC_Setup（USBD_HandleTypeDef *pdev， USBD_SetupReqTypedef *req）;
　　extern uint8_t USBD_MSC_DataIn（USBD_HandleTypeDef *pdev， uint8_t epnum）;
　　extern uint8_t USBD_MSC_DataOut（USBD_HandleTypeDef *pdev， uint8_t epnum）;
　　extern uint8_t USBD_CDC_Init（USBD_HandleTypeDef *pdev， uint8_t cfgidx）;
　　extern uint8_t USBD_CDC_DeInit（USBD_HandleTypeDef *pdev， uint8_t cfgidx）;
　　extern uint8_t USBD_CDC_Setup（USBD_HandleTypeDef *pdev， USBD_SetupReqTypedef *req）;
　　extern uint8_t USBD_CDC_DataIn（USBD_HandleTypeDef *pdev， uint8_t epnum）;
　　extern uint8_t USBD_CDC_DataOut（USBD_HandleTypeDef *pdev， uint8_t epnum）;
　　extern uint8_t USBD_CDC_EP0_RxReady（USBD_HandleTypeDef *pdev）;
　　static uint8_t USBD_Composite_Init （USBD_HandleTypeDef *pdev， uint8_t cfgidx）;
　　static uint8_t USBD_Composite_DeInit （USBD_HandleTypeDef *pdev， uint8_t cfgidx）;
　　static uint8_t USBD_Composite_Setup （USBD_HandleTypeDef *pdev， USBD_SetupReqTypedef *req）;
　　static uint8_t USBD_Composite_DataIn （USBD_HandleTypeDef *pdev， uint8_t epnum）;
　　static uint8_t USBD_Composite_DataOut （USBD_HandleTypeDef *pdev， uint8_t epnum）;
　　static uint8_t *USBD_Composite_GetHSCfgDesc （uint16_t *length）;
　　static uint8_t *USBD_Composite_GetFSCfgDesc （uint16_t *length）;
　　static uint8_t *USBD_Composite_GetOtherSpeedCfgDesc （uint16_t *length）;
　　static uint8_t *USBD_Composite_GetDeviceQualifierDescriptor （uint16_t *length）;
　　static uint8_t USBD_Composite_RxReady （USBD_HandleTypeDef *pdev）;
　　static void USBD_Composite_Switch_MSC（USBD_HandleTypeDef *pdev）;
　　static void USBD_Composite_Switch_CDC（USBD_HandleTypeDef *pdev）;
　　USBD_ClassTypeDef USBD_Composite_CDC_MSC =
　　{
　　USBD_Composite_Init，
　　USBD_Composite_DeInit，
　　USBD_Composite_Setup，
　　NULL， /*EP0_TxSent*/
　　USBD_Composite_RxReady， /*EP0_RxReady*/
　　USBD_Composite_DataIn，
　　USBD_Composite_DataOut，
　　NULL， /*SOF */
　　NULL，
　　NULL，
　　USBD_Composite_GetHSCfgDesc，
　　USBD_Composite_GetFSCfgDesc，
　　USBD_Composite_GetOtherSpeedCfgDesc，
　　USBD_Composite_GetDeviceQualifierDescriptor，
　　};
　　/* All Descriptors （Configuration， Interface， Endpoint， Class， Vendor */
　　__ALIGN_BEGIN uint8_t USBD_Composite_CfgDesc［USB_MC_CONFIG_DESC_SIZ］ __ALIGN_END =
　　{
　　/*Configuration Descriptor*/
　　0x09， /* bLength： Configuration Descriptor size */
　　USB_DESC_TYPE_CONFIGURATION， /* bDescriptorType： Configuration */
　　USB_MC_CONFIG_DESC_SIZ， /* wTotalLength:no of returned bytes */
　　0x00，
　　0x03， /* bNumInterfaces： 3 interface */ /* +++lakun：CDC用了两个接口，MSC用了一个接口，所以是3 */
　　0x01， /* bConfigurationValue： Configuration value */
　　0x00， /* iConfiguration： Index of string descriptor describing the configuration */
　　0xC0， /* bmAttributes： self powered */
　　0x32， /* MaxPower 0 mA */
　　/*---------------------------------------------------------------------------*/
　　//
　　// +++lakun： IAD（Interface Association Descriptor），用于指示CDC
　　//
　　0X08， // bLength： Interface Descriptor size，固定值
　　0X0B， // bDescriptorType： IAD，固定值
　　0X00， // bFirstInterface，第一个接口的起始序号，从0开始
　　0X02， // bInterfaceCount，本IAD下的接口数量
　　0X02， // bFunctionClass： CDC，表明该IAD是一个CDC类型的设备
　　0X02， // bFunctionSubClass：子类型，默认即可
　　0X01， // bFunctionProtocol：控制协议，默认即可
　　0X00， // iFunction
　　/*Interface Descriptor */
　　0x09， /* bLength： Interface Descriptor size */
　　USB_DESC_TYPE_INTERFACE， /* bDescriptorType： Interface */
　　/* Interface descriptor type */
　　0x00， /* bInterfaceNumber： Number of Interface */ /* +++lakun：接口编号 */
　　0x00， /* bAlternateSetting： Alternate setting */
　　0x01， /* bNumEndpoints： One endpoints used */
　　0x02， /* bInterfaceClass： Communication Interface Class */ /* +++lakun：表明这是一个通信接口 */
　　0x02， /* bInterfaceSubClass： Abstract Control Model */
　　0x01， /* bInterfaceProtocol： Common AT commands */
　　0x00， /* iInterface： */
　　/*Header Functional Descriptor*/
　　0x05， /* bLength： Endpoint Descriptor size */
　　0x24， /* bDescriptorType： CS_INTERFACE */
　　0x00， /* bDescriptorSubtype： Header Func Desc */
　　0x10， /* bcdCDC： spec release number */
　　0x01，
　　/*Call Management Functional Descriptor*/
　　0x05， /* bFunctionLength */
　　0x24， /* bDescriptorType： CS_INTERFACE */
　　0x01， /* bDescriptorSubtype： Call Management Func Desc */
　　0x00， /* bmCapabilities： D0+D1 */
　　0x01， /* bDataInterface： 1 */
　　/*ACM Functional Descriptor*/
　　0x04， /* bFunctionLength */
　　0x24， /* bDescriptorType： CS_INTERFACE */
　　0x02， /* bDescriptorSubtype： Abstract Control Management desc */
　　0x02， /* bmCapabilities */
　　/*Union Functional Descriptor*/
　　0x05， /* bFunctionLength */
　　0x24， /* bDescriptorType： CS_INTERFACE */
　　0x06， /* bDescriptorSubtype： Union func desc */
　　0x00， /* bMasterInterface： Communication class interface */ /* +++lakun：这里是用来指示CDC通信接口的编号的 */
　　0x01， /* bSlaveInterface0： Data Class Interface */ /* +++lakun：这里是用来指示CDC数据接口的编号的 */
　　/*Endpoint 2 Descriptor*/
　　0x07， /* bLength： Endpoint Descriptor size */
　　USB_DESC_TYPE_ENDPOINT， /* bDescriptorType： Endpoint */
　　CDC_CMD_EP， /* bEndpointAddress */
　　0x03， /* bmAttributes： Interrupt */
　　LOBYTE（CDC_CMD_PACKET_SIZE）， /* wMaxPacketSize： */
　　HIBYTE（CDC_CMD_PACKET_SIZE），
　　CDC_FS_BINTERVAL， /* bInterval： */
　　/*---------------------------------------------------------------------------*/
　　/*Data class interface descriptor*/
　　0x09， /* bLength： Endpoint Descriptor size */
　　USB_DESC_TYPE_INTERFACE， /* bDescriptorType： */
　　0x01， /* bInterfaceNumber： Number of Interface */ /* +++lakun:CDC数据接口的编号为1 */
　　0x00， /* bAlternateSetting： Alternate setting */
　　0x02， /* bNumEndpoints： Two endpoints used */
　　0x0A， /* bInterfaceClass： CDC */
　　0x00， /* bInterfaceSubClass： */
　　0x00， /* bInterfaceProtocol： */
　　0x00， /* iInterface： */
　　/*Endpoint OUT Descriptor*/
　　0x07， /* bLength： Endpoint Descriptor size */
　　USB_DESC_TYPE_ENDPOINT， /* bDescriptorType： Endpoint */
　　CDC_OUT_EP， /* bEndpointAddress */
　　0x02， /* bmAttributes： Bulk */
　　LOBYTE（CDC_DATA_FS_MAX_PACKET_SIZE）， /* wMaxPacketSize： */
　　HIBYTE（CDC_DATA_FS_MAX_PACKET_SIZE），
　　0x00， /* bInterval： ignore for Bulk transfer */
　　/*Endpoint IN Descriptor*/
　　0x07， /* bLength： Endpoint Descriptor size */
　　USB_DESC_TYPE_ENDPOINT， /* bDescriptorType： Endpoint */
　　CDC_IN_EP， /* bEndpointAddress */
　　0x02， /* bmAttributes： Bulk */
　　LOBYTE（CDC_DATA_FS_MAX_PACKET_SIZE）， /* wMaxPacketSize： */
　　HIBYTE（CDC_DATA_FS_MAX_PACKET_SIZE），
　　0x00， /* bInterval： ignore for Bulk transfer */
　　//
　　// +++lakun： IAD（Interface Association Descriptor）
　　//
　　0X08， // bLength： Interface Descriptor size，固定值
　　0X0B， // bDescriptorType： IAD，固定值
　　0X02， // bFirstInterface，接口的起始序号（第0、1编号的接口用于CDC1，所以从2开始）
　　0X01， // bInterfaceCount，本IAD下的接口数量
　　0X08， // bFunctionClass： MSC，表明该IAD是一个MSC类型的设备
　　0X06， // bFunctionSubClass：子类型，默认即可
　　0X50， // bFunctionProtocol：控制协议，默认即可
　　0X05， // iFunction
　　/******************** Mass Storage interface ********************/
　　0x09， /* bLength： Interface Descriptor size */
　　0x04， /* bDescriptorType： */
　　0x02， /* bInterfaceNumber： Number of Interface */ /* +++lakun：第0和1编号的用给了CDC，所以MSC接口的编号从2开始 */
　　0x00， /* bAlternateSetting： Alternate setting */
　　0x02， /* bNumEndpoints*/
　　0x08， /* bInterfaceClass： MSC Class */
　　0x06， /* bInterfaceSubClass ： SCSI transparent*/
　　0x50， /* nInterfaceProtocol */
　　0x05， /* iInterface： */
　　/******************** Mass Storage Endpoints ********************/
　　0x07， /*Endpoint descriptor length = 7*/
　　0x05， /*Endpoint descriptor type */
　　MSC_EPIN_ADDR， /*Endpoint address （IN， address 1） */
　　0x02， /*Bulk endpoint type */
　　LOBYTE（MSC_MAX_FS_PACKET），
　　HIBYTE（MSC_MAX_FS_PACKET），
　　0x00， /*Polling interval in milliseconds */
　　0x07， /*Endpoint descriptor length = 7 */
　　0x05， /*Endpoint descriptor type */
　　MSC_EPOUT_ADDR， /*Endpoint address （OUT， address 1） */
　　0x02， /*Bulk endpoint type */
　　LOBYTE（MSC_MAX_FS_PACKET），
　　HIBYTE（MSC_MAX_FS_PACKET），
　　0x00 /*Polling interval in milliseconds*/
　　} ;
　　/* USB Standard Device Descriptor */
　　uint8_t USBD_Composite_DeviceQualifierDesc［USB_LEN_DEV_QUALIFIER_DESC］ =
　　{
　　USB_LEN_DEV_QUALIFIER_DESC，
　　USB_DESC_TYPE_DEVICE_QUALIFIER，
　　0x00，
　　0x02，
　　0x00，
　　0x00，
　　0x00，
　　0X40，
　　0x01，
　　0x00，
　　};
　　// 这个函数是修改的USBD_MSC_Init
　　static void USBD_Composite_MSC_Init（USBD_HandleTypeDef *pdev， uint8_t cfgidx）
　　{
　　USBD_Composite_Switch_MSC（pdev）;
　　/* Open EP OUT */
　　USBD_LL_OpenEP（pdev， MSC_EPOUT_ADDR， USBD_EP_TYPE_BULK， MSC_MAX_FS_PACKET）;
　　pdev-》ep_out［MSC_EPOUT_ADDR & 0xFU］.is_used = 1U;
　　/* Open EP IN */
　　USBD_LL_OpenEP（pdev， MSC_EPIN_ADDR， USBD_EP_TYPE_BULK， MSC_MAX_FS_PACKET）;
　　pdev-》ep_in［MSC_EPIN_ADDR & 0xFU］.is_used = 1U;
　　/* Init the BOT layer */
　　MSC_BOT_Init（pdev）;
　　}
　　// 这个函数是修改的USBD_CDC_Init
　　static void USBD_Composite_CDC_Init（USBD_HandleTypeDef *pdev， uint8_t cfgidx）
　　{
　　USBD_CDC_HandleTypeDef *hcdc = NULL;
　　USBD_Composite_Switch_CDC（pdev）;
　　/* Open EP IN */
　　USBD_LL_OpenEP（pdev， CDC_IN_EP， USBD_EP_TYPE_BULK， CDC_DATA_FS_IN_PACKET_SIZE）;
　　pdev-》ep_in［CDC_IN_EP & 0xFU］.is_used = 1U;
　　/* Open EP OUT */
　　USBD_LL_OpenEP（pdev， CDC_OUT_EP， USBD_EP_TYPE_BULK，CDC_DATA_FS_OUT_PACKET_SIZE）;
　　pdev-》ep_out［CDC_OUT_EP & 0xFU］.is_used = 1U;
　　/* Open Command IN EP */
　　USBD_LL_OpenEP（pdev， CDC_CMD_EP， USBD_EP_TYPE_INTR， CDC_CMD_PACKET_SIZE）;
　　pdev-》ep_in［CDC_CMD_EP & 0xFU］.is_used = 1U;
　　hcdc = （USBD_CDC_HandleTypeDef *） pdev-》pClassData;
　　/* Init physical Interface components */
　　（（USBD_CDC_ItfTypeDef *）pdev-》pUserData）-》Init（）;
　　/* Init Xfer states */
　　hcdc-》TxState = 0U;
　　hcdc-》RxState = 0U;
　　/* Prepare Out endpoint to receive next packet */
　　USBD_LL_PrepareReceive（pdev， CDC_OUT_EP， hcdc-》RxBuffer， CDC_DATA_FS_OUT_PACKET_SIZE）;
　　}
　　uint8_t USBD_Composite_Init （USBD_HandleTypeDef *pdev， uint8_t cfgidx）
　　{
　　USBD_Composite_MSC_Init（pdev， cfgidx）; // 初始化MSC
　　USBD_Composite_CDC_Init（pdev， cfgidx）; // 初始化CDC
　　return USBD_OK;
　　}
　　uint8_t USBD_Composite_DeInit （USBD_HandleTypeDef *pdev， uint8_t cfgidx）
　　{
　　return USBD_OK;
　　}
　　uint8_t USBD_Composite_Setup （USBD_HandleTypeDef *pdev， USBD_SetupReqTypedef *req）
　　{
　　switch（req-》wIndex） // wIndex是接口编号，在配置描述符里面我们第一个IAD是CDC使用的是编号0和1两个接口，第二个IAD是MSC使用的是编号2的接口
　　{
　　//
　　// 第一个IAD
　　//
　　case 0： // CDC的命令接口编号为0
　　case 1： // CDC的数据接口编号为1
　　USBD_Composite_Switch_CDC（pdev）;
　　USBD_CDC_Setup（pdev， req）;
　　break;
　　//
　　// 第二个IAD
　　//
　　case 2： // MSC只有一个接口，编号为2
　　USBD_Composite_Switch_MSC（pdev）;
　　USBD_MSC_Setup（pdev， req）;
　　break;
　　//
　　// 第三个IAD（如果有，在这里初始化）
　　//
　　case 3：
　　break;
　　default:break;
　　}
　　return USBD_OK;
　　}
　　uint8_t USBD_Composite_DataIn （USBD_HandleTypeDef *pdev， uint8_t epnum）
　　{
　　switch（epnum | 0X80）
　　{
　　case MSC_EPIN_ADDR：
　　USBD_Composite_Switch_MSC（pdev）;
　　USBD_MSC_DataIn（pdev， epnum）;
　　break;
　　case CDC_IN_EP：
　　USBD_Composite_Switch_CDC（pdev）;
　　USBD_CDC_DataIn（pdev， epnum）;
　　break;
　　default:break;
　　}
　　return USBD_OK;
　　}
　　uint8_t USBD_Composite_DataOut （USBD_HandleTypeDef *pdev， uint8_t epnum）
　　{
　　switch（epnum）
　　{
　　case MSC_EPOUT_ADDR：
　　USBD_Composite_Switch_MSC（pdev）;
　　USBD_MSC_DataOut（pdev， epnum）;
　　break;
　　case CDC_OUT_EP：
　　USBD_Composite_Switch_CDC（pdev）;
　　USBD_CDC_DataOut（pdev， epnum）;
　　break;
　　default:break;
　　}
　　return USBD_OK;
　　}
　　uint8_t *USBD_Composite_GetHSCfgDesc （uint16_t *length）
　　{
　　*length = sizeof （USBD_Composite_CfgDesc）;
　　return USBD_Composite_CfgDesc;
　　}
　　uint8_t *USBD_Composite_GetFSCfgDesc （uint16_t *length）
　　{
　　*length = sizeof （USBD_Composite_CfgDesc）;
　　return USBD_Composite_CfgDesc;
　　}
　　uint8_t *USBD_Composite_GetOtherSpeedCfgDesc （uint16_t *length）
　　{
　　*length = sizeof （USBD_Composite_CfgDesc）;
　　return USBD_Composite_CfgDesc;
　　}
　　uint8_t *USBD_Composite_GetDeviceQualifierDescriptor （uint16_t *length）
　　{
　　*length = sizeof （USBD_Composite_DeviceQualifierDesc）;
　　return USBD_Composite_DeviceQualifierDesc;
　　}
　　static uint8_t USBD_Composite_RxReady （USBD_HandleTypeDef *pdev）
　　{
　　uint8_t ret = 0;
　　switch（pdev-》request.wIndex） // wIndex是接口编号，这里我们通过接口编号确定CDC还是其他设备的EP0接收
　　{
　　case 0： // CDC的命令接口编号是0
　　case 1： // CDC的数据接口编号是1
　　USBD_Composite_Switch_CDC（pdev）;
　　ret = USBD_CDC_EP0_RxReady（pdev）;
　　break;
　　// 如果有其他设备还用到了EP0接收，在这里加入
　　case 2：
　　break;
　　default:break;
　　}
　　return ret;
　　}
　　static void USBD_Composite_Switch_MSC（USBD_HandleTypeDef *pdev）
　　{
　　static USBD_MSC_BOT_HandleTypeDef USBD_MSC_Handle;
　　USBD_MSC_RegisterStorage（pdev， &USBD_Storage_Interface_fops_FS）;
　　pdev-》pClassData = （void *）&USBD_MSC_Handle;
　　}
　　static void USBD_Composite_Switch_CDC（USBD_HandleTypeDef *pdev）
　　{
　　static USBD_CDC_HandleTypeDef USBD_CDC_Handle;
　　USBD_CDC_RegisterInterface（pdev， &USBD_Interface_fops_FS）;
　　pdev-》pClassData = （void *）&USBD_CDC_Handle;
　　}
　　其中有关设备描述符的修改，我都用+++lakun进行了标注，并写上注释，方便查看。
　　第五步：MX_DEVICE_USB_Init修改
　　上面我们已经完成了统一接口的编写，现在就可以修改MX_DEVICE_USB_Init函数了，屏蔽掉接口注册函数USBD_CDC_RegisterInterface，然后将类注册换成我们自己的组合设备，如下图：
　　
　　到这里就已经改完了，运行程序之后设备管理器会出现：一个组合设备、一个虚拟的串口、一个USB大容量存储设备，如下图：
　　
　　这样就是成功了！
　　！！如果修改过后发现设备管理器的MSC或者CDC显示感叹号，那么在回头检查PMA的配置以及组合设备描述符！！
　　遇到的问题
　　我修改完毕之后，将板子接入电脑，虚拟出来的串口没问题，但是就是死活认不出U盘，后来找到问题的原因是因为我先使用的CDC串口这个单独的工程，我的win10已经默认枚举成了CDC，所以认不出U盘。
　　解决办法：
　　卸载识别出来的串口，重新拔插
　　在程序里修改一下PID
　　
　　我是用的第二种办法解决的！