13.2. USB 和 sysfs

13.2. USB 和 sysfs

由于单个 USB 物理设备的复杂性, 设备在 sysfs 中的表示也非常复杂. 物理 USB 设备(通过 struct usb_device 表示)和单个 USB 接口(由 struct usb_interface 表示)都作为单个设备出现在 sysfs . (这是因为这 2 个结构都包含一个 struct device结构). 例如, 对于一个简单的只包含一个 USB 接口的 USB 鼠标, 下面的内容给这个设备的 sysfs 目录树:

/sys/devices/pci0000:00/0000:00:09.0/usb2/2-1
|-- 2-1:1.0
|  |-- bAlternateSetting  
|  |-- bInterfaceClass  
|  |-- bInterfaceNumber  
|  |-- bInterfaceProtocol  
|  |-- bInterfaceSubClass  
|  |-- bNumEndpoints  
|  |-- detach_state  
|  |-- iInterface  
|  `-- power  
|  `-- state  
|-- bConfigurationValue
|-- bDeviceClass
|-- bDeviceProtocol
|-- bDeviceSubClass
|-- bMaxPower
|-- bNumConfigurations
|-- bNumInterfaces
|-- bcdDevice
|-- bmAttributes
|-- detach_state
|-- devnum
|-- idProduct
|-- idVendor
|-- maxchild
|-- power
| `-- state
|-- speed
`-- version

结构 usb_device 在树中被表示在:

/sys/devices/pci0000:00/0000:00:09.0/usb2/2-1 

而鼠标的 USB 接口 - USB 鼠标设备驱动被绑定到的接口 - 位于目录:

/sys/devices/pci0000:00/0000:00:09.0/usb2/2-1/2-1:1.0 

为帮助理解这个长设备路径的含义, 我们描述内核如何标识 USB 设备.

第一个 USB 设备是一个根集线器. 这是 USB 控制器, 常常包含在一个 PCI 设备中. 控制器的命名是由于它控制整个连接到它上面的 USB 总线. 控制器是一个 PCI 总线和 USB 总线之间的桥, 同时是总线上的第一个设备.

所有的根集线器被 USB 核心安排了一个唯一的号. 在我们的例子里, 根集线器称为 usb2, 因为它是注册到 USB 核心的第 2 个根集线器. 可包含在单个系统中在任何时间的根集线器的数目没有限制.

每个在 USB 总线上的设备采用根集线器的号作为它的名子的第一个数字. 紧跟着的是 - 字符和设备插入的端口号. 由于我们例子中的设备插在第一个端口, 一个 1 被添加到名子. 因此给主 USB 鼠标设备的名子是2-1. 因为这个 USB 设备包含一个接口, 那使得树中的另一个设备被添加到 sysfs 路径. 到此点, USB 接口的命名方法是设备名:在我们的例子, 是 2-1 接着一个分号和 USB 配置名, 接着一个句点和接口名. 因此对这个例子, 设备名是 2-1:1.0 因为它是第一个配置并且有接口号 0.

总结, USB sysfs 设备命名方法是:

root_hub-hub_port:config.interface 

随着设备在 USB 树中进一步向下, 并且越来越多的 USB 集线器, 集线器端口号被添加到字符串中紧随着链中之前的集线器端口号. 对一个 2 层的树, 设备名看来象:

root_hub-hub_port-hub_port:config.interface 

如同可在之前的 USB 设备和接口目录列表中见到的, 所有的 USB 特定信息可直接从 sysfs 获得(例如, idVendor, idProduct, 和 bMaxPower 信息). 一个文件, bConfigrationValue, 可被写入来改变激活的正被使用的 USB 配置. 这对有多个配置的设备是有用的, 当内核不能决定选择什么配置来正确操作设备. 许多 USB 猫需要有正确的配置值被写到这个文件来使正确的 USB 驱动绑定到设备.

sysfs 没暴露一个 USB 设备的所有的不同部分,因为它停止在接口水平. 任何这个设备可能包含的预备配置都没有展示, 连同关联到接口的端点的细节. 这个信息可在 usbfs 文件系统中找到, 它加载在系统的 /proc/bus/usb/ 目录. 文件 /proc/bus/usb/devices 展示了所有的在 sysfs 中暴露的信息, 连同所有的出现在系统中的 USB 设备的预备配置和端点信息. usbfs 也允许用户空间程序直接对话 USB 设备, 这已使能了许多内核驱动被移出到用户空间, 这里容易维护和调试. USB 扫描器驱动是这个的一个好例子, 由于它不再在内核中出现, 它的功能现在包含在用户空间的 SANE 库程序中.