USB устройства

Опубликовано mensh - пн, 07/05/2010 - 10:53

USB — Universal Serial Bus (Универсальная последовательная шина) была разработана консорциумом компаний с целью предоставить единственную, простую шину для подключения периферии.

Порты Linux USB-устройств
 

Содержание

Поддержка USB устройств

Дизайн USB позволяет устройствам подключаться на лету, используя для подключения стандартные гнезда. USB устройства включают в себя: клавиатуры, мыши, принтеры, сканеры, жесткие диски, флэш-драйвы, камеры, модемы, сетевые адаптеры и колонки, а их список постоянно растёт.

Имеющаяся в Linux поддержка USB устройств достаточно всеобъемлюща, но ряд устройств требуют специальных драйверов, а другие, преимущественно принтеры и сканеры, могут не поддерживаться или поддерживаться лишь частично.

Компьютерные системы могут содержать один или более контроллеров или хабов, предназначенных для подключения USB устройств или другого (внешнего) хаба. Хаб может поддерживать до 7 устройств, которые, в свою очередь, могут иметь дополнительные хабы. Хаб внутри системного блока называется root hub (корневой хаб). Каждая такая звездоподобная топология может поддерживать до 127 хабов или устройств.

Говоря USB порт, мы подразумеваем возможность поддержки USB в компьютере и гнездо для подключения, а не внутренний адрес порта, используемый устройством.

Многослойность USB системы позволяет хосту определить характеристики USB устройства, включая класс, имя производителя, имя устройства, требования к напряжению, скорость, уровень поддержки USB и другие функции.

Модуль поддержки USB устройств в Linux

USB устройства в настоящее время полностью поддерживаются в Linux. Большая часть изменений проявилась в ветке ядра 2.6, хотя определённая поддержка имелась даже в ядрах 2.2. Linux поддерживает как USB 2.0, так и ранние спецификации. Ввиду подключения на лету (горячего подключения), заложенной в самой природе USB, поддержка обычно производится посредством модулей ядра, которые могут загружаться или выгружаться по необходимости.

Команда lspci позволяет отобразить USB устройства:

root@localhost:~:# lspci | grep -i usb
00:03.0 USB Controller: Silicon Integrated Systems [SiS] USB 1.1 Controller (rev 0f)
00:03.1 USB Controller: Silicon Integrated Systems [SiS] USB 1.1 Controller (rev 0f)
00:03.3 USB Controller: Silicon Integrated Systems [SiS] USB 2.0 Controller

Вывод команды показывает, что в системе имеются 3 USB контроллера.

С помощью команды lsmod можно отобразить загруженные USB модули:

root@localhost:~:# lsmod | egrep 'usb|hci|hid|mouse|Module'
Module Size Used by
hid_microsoft 3232 0
usbhid 32992 0
hid 39040 2 hid_microsoft,usbhid
ohci_hcd 24332 0
psmouse 41644 0
ssb 38464 1 ohci_hcd
ehci_hcd 34152 0

Отображение подключенных USB устройств

Сводная информация о подключенных в настоящее время USB устройствах содержится в файле /proc/bus/usb/devices.

Вывести её можно следующей командой:

root@localhost:~:# cat /proc/bus/usb/devices

T: Bus=03 Lev=00 Prnt=00 Port=00 Cnt=00 Dev#= 1 Spd=12 MxCh= 3
B: Alloc= 0/900 us ( 0%), #Int= 0, #Iso= 0
D: Ver= 1.10 Cls=09(hub ) Sub=00 Prot=00 MxPS=64 #Cfgs= 1
P: Vendor=1d6b ProdID=0001 Rev= 2.06
S: Manufacturer=Linux 2.6.29.6 ohci_hcd
S: Product=OHCI Host Controller
S: SerialNumber=0000:00:03.1
C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=e0 MxPwr= 0mA
I:* If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub
E: Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS= 2 Ivl=255ms

T: Bus=02 Lev=00 Prnt=00 Port=00 Cnt=00 Dev#= 1 Spd=12 MxCh= 3
B: Alloc= 28/900 us ( 3%), #Int= 2, #Iso= 0
D: Ver= 1.10 Cls=09(hub ) Sub=00 Prot=00 MxPS=64 #Cfgs= 1
P: Vendor=1d6b ProdID=0001 Rev= 2.06
S: Manufacturer=Linux 2.6.29.6 ohci_hcd
S: Product=OHCI Host Controller
S: SerialNumber=0000:00:03.0
C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=e0 MxPwr= 0mA
I:* If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub
E: Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS= 2 Ivl=255ms

T: Bus=02 Lev=01 Prnt=01 Port=00 Cnt=01 Dev#= 2 Spd=1.5 MxCh= 0
D: Ver= 2.00 Cls=00(>ifc ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs= 1
P: Vendor=045e ProdID=00db Rev= 1.73
S: Manufacturer=Microsoft
S: Product=Natural� Ergonomic Keyboard 4000
C:* #Ifs= 2 Cfg#= 1 Atr=a0 MxPwr=100mA
I:* If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=03(HID ) Sub=01 Prot=01 Driver=usbhid
E: Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS= 8 Ivl=10ms
I:* If#= 1 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=03(HID ) Sub=00 Prot=00 Driver=usbhid
E: Ad=82(I) Atr=03(Int.) MxPS= 8 Ivl=10ms

T: Bus=01 Lev=00 Prnt=00 Port=00 Cnt=00 Dev#= 1 Spd=480 MxCh= 6
B: Alloc= 0/800 us ( 0%), #Int= 0, #Iso= 0
D: Ver= 2.00 Cls=09(hub ) Sub=00 Prot=00 MxPS=64 #Cfgs= 1
P: Vendor=1d6b ProdID=0002 Rev= 2.06
S: Manufacturer=Linux 2.6.29.6 ehci_hcd
S: Product=EHCI Host Controller
S: SerialNumber=0000:00:03.3
C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=e0 MxPwr= 0mA
I:* If#= 0 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=09(hub ) Sub=00 Prot=00 Driver=hub
E: Ad=81(I) Atr=03(Int.) MxPS= 4 Ivl=256ms

В листинге Spd=480 соответствует шине USB 2.0, а Spd=12 — устройствам USB 1.1. Далее в списке видно, что к системе в настоящее время подключено 1 USB устройство — Microsoft Natural Ergonomic Keyboard 400 (Spd=1.5).

На этой клавиатуре я, естественно, и набираю данный текст.

Иерархию подключения USB устройств позволяет увидеть команда lsusb с опцией -t:

root@localhost:~:# lsusb -t
Bus# 3 
`-Dev# 1 Vendor 0x1d6b Product 0x0001
Bus# 2 
`-Dev# 1 Vendor 0x1d6b Product 0x0001
 `-Dev# 2 Vendor 0x045e Product 0x00db
Bus# 1 
`-Dev# 1 Vendor 0x1d6b Product 0x0002

Вывод информации о конкретном USB устройстве можно получить следующей командой:

root@localhost:~:# lsusb -vd 0x045e:0x00db

Bus 002 Device 002: ID 045e:00db Microsoft Corp. Natural Ergonomic Keyboard 4000 V1.0
Device Descriptor: 
 bLength 18 
 bDescriptorType 1 
 bcdUSB 2.00 
 bDeviceClass 0 (Defined at Interface level) 
 bDeviceSubClass 0 
 bDeviceProtocol 0 
 bMaxPacketSize0 8 
 idVendor 0x045e Microsoft Corp. 
 idProduct 0x00db Natural Ergonomic Keyboard 4000 V1.0 
 bcdDevice 1.73 
 iManufacturer 1 Microsoft 
 iProduct 2 Natural� Ergonomic Keyboard 4000 
 iSerial 0 
 bNumConfigurations 1 
 Configuration Descriptor: 
 bLength 9
 bDescriptorType 2
 wTotalLength 59
 bNumInterfaces 2
 bConfigurationValue 1
 iConfiguration 0
 bmAttributes 0xa0
 (Bus Powered)
 Remote Wakeup
 MaxPower 100mA
 Interface Descriptor:
 bLength 9
 bDescriptorType 4
 bInterfaceNumber 0
 bAlternateSetting 0
 bNumEndpoints 1
 bInterfaceClass 3 Human Interface Device
 bInterfaceSubClass 1 Boot Interface Subclass
 bInterfaceProtocol 1 Keyboard
 iInterface 0
 ** UNRECOGNIZED: 09 21 11 01 00 01 22 3c 00
 Endpoint Descriptor:
 bLength 7
 bDescriptorType 5
 bEndpointAddress 0x81 EP 1 IN
 bmAttributes 3
 Transfer Type Interrupt
 Synch Type None
 Usage Type Data
 wMaxPacketSize 0x0008 1x 8 bytes
 bInterval 10
 Interface Descriptor:
 bLength 9
 bDescriptorType 4
 bInterfaceNumber 1
 bAlternateSetting 0
 bNumEndpoints 1
 bInterfaceClass 3 Human Interface Device
 bInterfaceSubClass 0 No Subclass
 bInterfaceProtocol 0 None
 iInterface 0
 ** UNRECOGNIZED: 09 21 11 01 00 01 22 56 00
 Endpoint Descriptor:
 bLength 7
 bDescriptorType 5
 bEndpointAddress 0x82 EP 2 IN
 bmAttributes 3
 Transfer Type Interrupt
 Synch Type None
 Usage Type Data
 wMaxPacketSize 0x0008 1x 8 bytes
 bInterval 10
Device Status: 0x0000
 (Bus Powered)

Подключение USB устройства на лету

Новые системы Linux имеют поддержку подключения USB устройств на лету (горячее подключение), что подразумевает подключение устройства к работающей системе, которая должна:

  • определить тип USB устройства, найти драйвер и запустить его;
  • связать драйвер с устройством;
  • уведомить о USB устройстве другие подсистемы.