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救火奇兵之 Android USB Host API 反應遲緩

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話說,Android 在某個版本後,開始提供了 USB Host API,這代表開發者可以不必再用 NDK 和硬梆梆的 C 語言去開發 USB 裝置的驅動程式,而可以完全用 Java 來開發。但是,現實往往沒有這麼美好。日前,就協助了一個案子,解決了一個 USB 裝置驅動程式的問題,起因就是客戶用了 Android USB Host API 去控制 USB 裝置,但發現 USB 裝置的回應一直不如預期,有時像是掉資料,有時像是沒反應。而同樣的控制邏輯,用純 C 開發的驅動程式配上 libusb 就完全正常,所以我們相信肯定不是控制邏輯上的問題。剛開始,大家都懷疑是 Java 本身的問題,懷疑是不是 JVM 執行驅動程式太慢,而造成接收 USB 裝置的資料時來不及。但我一直保持著懷疑,因為 USB 裝置回傳的資料並不多,如果 JVM 本身的效能連處理這幾 KB 的資料量都如此差,就實在是太可笑了,我無論如何不相信。還好最後還是解決了,雖然過程曲折。USB Request Block 的 16KB 限制事實上,每次最多傳送 16KB 資料,是一個 bulk transfer 的 URB 限制,使用 Android USB Host API 就會直接遭遇到這個問題,所以不管用什麼方法,怎麼收資料,只要資料太大,你最多一次就只能收到 16KB。多次收資料所發現的延遲問題當然,既然一次最多只能收 16KB,我們可以分多次向 USB 裝置要求收資料,但就會發現會莫名掉資料。從 USB 的分析器上來看,該有的命令都有,但就是有掉,後續的資料不管怎麼取都是 0。後續資料為 0,在這個案子的 USB 裝置設計上是可以理解的狀況,因為該 USB 裝置只會保留資料一小段時間,然後就會清空,所以若之後跟它要任何資訊,他都會回傳空的東西回來。這很明顯,就是我們要資料的過程時間,已經超過了該 USB 裝置正常的情況。而從收到的資料來看,有收到的資料,經驗證過後發現是斷斷續續的,中間有漏資料。經過測試,發現是每個命令之間的間距時間太長,因為該 USB 裝置會不斷復寫一段緩衝區,如果我們太慢去要資料,那段緩衝區就會被新的資料蓋掉,理所當然的,我們就會漏掉一些資料。經過各種測試紀錄,很明顯的,Android USB Host API 並沒有這麼聽我們的話,每當我們下命令或進行控制時,他並沒有馬上送…