Struktura plików urządzeń usb w katalogu /sys/

Jeśli próbowaliśmy odnaleźć odpowiednią ścieżkę do urządzenia usb w linuxowym drzewie katalogów, to wiemy, że nie jest to łatwe zadanie. Mamy, co prawda, do dyspozycji polecenie lsusb ale ono nie daje nam precyzyjnych informacji na temat tego gdzie dokładnie w katalogu /sys/ znajdują się określone urządzenia. Na necie natrafiłem na FAQ dotyczący tego zagadnienia i postanowiłem napisać kilka zdań o tym jak zinterpretować ciągi typu 2-1.1.2:1.1 oraz jakie to może być urządzenie.

Schemat obsługiwanych urządzeń usb

Obecnie urządzenia usb są wszędzie i prawdopodobieństwo, że mamy jakieś podpięte akurat w tej chwili do swojego komputera jest nie mal bliskie jedności. Na linuxach możemy sprawdzić listę takich urządzeń wydając w terminalu polecenie lsusb . U mnie ten wynik wygląda mniej więcej tak:

# lsusb
Bus 002 Device 059: ID 046d:c30f Logitech, Inc. Logicool HID-Compliant Keyboard (106 key)
Bus 002 Device 058: ID 09da:000a A4 Tech Co., Ltd Optical Mouse Opto 510D
Bus 002 Device 053: ID 1a40:0101 Terminus Technology Inc. 4-Port HUB
Bus 002 Device 002: ID 8087:0020 Intel Corp. Integrated Rate Matching Hub
Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 001 Device 003: ID 5986:0149 Acer, Inc
Bus 001 Device 002: ID 8087:0020 Intel Corp. Integrated Rate Matching Hub
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub

Jeśli zajrzymy do katalogu /sys/bus/usb/devices/ , to zobaczymy tam poniższe pliki:

# ls -a /sys/bus/usb/devices/
./   1-0:1.0  1-1.3      1-1.3:1.1  2-0:1.0  2-1.1    2-1.1.1:1.0  2-1.1.2:1.0  2-1.1:1.0  usb1
../  1-1      1-1.3:1.0  1-1:1.0    2-1      2-1.1.1  2-1.1.2      2-1.1.2:1.1  2-1:1.0    usb2

Jak teraz powiązać te urządzenia z lsusb z powyższymi plikami o dość dziwnym zapisie?

Interpretacja nazw plików urządzeń usb

Przede wszystkim, musimy zobaczyć schemat ułożenia szyn i portów usb w systemie. Możemy tego dokonać również przy pomocy polecenia lsusb , tylko tym razem z dodajmy opcję -t :

# lsusb -t
/:  Bus 01.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=ehci-pci/3p, 480M
    |__ Port 1: Dev 2, If 0, Class=Hub, Driver=hub/6p, 480M
        |__ Port 3: Dev 3, If 0, Class=Video, Driver=uvcvideo, 480M
        |__ Port 3: Dev 3, If 1, Class=Video, Driver=uvcvideo, 480M

/:  Bus 02.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=ehci-pci/3p, 480M
    |__ Port 1: Dev 2, If 0, Class=Hub, Driver=hub/8p, 480M
        |__ Port 1: Dev 53, If 0, Class=Hub, Driver=hub/4p, 480M
            |__ Port 1: Dev 58, If 0, Class=Human Interface Device, Driver=usbhid, 1.5M
            |__ Port 2: Dev 59, If 0, Class=Human Interface Device, Driver=usbhid, 1.5M
            |__ Port 2: Dev 59, If 1, Class=Human Interface Device, Driver=usbhid, 1.5M

W katalogu /sys/bus/usb/devices/ mieliśmy dwa kontrolery usb: usb1 oraz usb2 . Konkretnie są to główne huby powiązane z kontrolerami. Numerki zaś odpowiadają za numerki szyn i jak możemy zobaczyć na schemacie wyżej, również są dwie szyny. Jeśli się przyjrzymy bliżej, to zobaczymy, że każdy z powyższych plików ma charakterystyczny zapis: bus-port.port.port . Najpierw mamy numerek szyny oddzielony od sekwencji portów za pomocą - . Każdy z portów jest oddzielony od siebie za pomocą . . Dwa z tych powyższych plików, to specjalne przypadki: 1-0:1.0 oraz 2-0:1.0 . Odnoszą się one do interfejsów głównych hubów.

Weźmy zatem jakieś przykładowe urządzenie, np. 2-1 . Jest ono wpięte na szynę 2 i w jej port 1 . W powyższym przypadku okazuje się, że to urządzenie to hub ( Class=Hub ). Następnie w port 1 tego huba jest wpięte inne urządzenie i to również się okazuje być kolejny hub ( 2-1.1 ). W porty tego ostatniego huba są wpięte dwa urządzenia o numerkach 2-1.1.1 oraz 2-1.1.2 .

Zatem mamy rozpisane same urządzenia ale za numerkami urządzeń, mamy także : i cyferki oddzielone za pomocą . . W tym przypadku są to :1.0 oraz :1.1 . Co one oznaczają? Cyfra przed . to numer konfiguracyjny, zaś ta za nią to numer interfejsu. Jeśli policzymy uważnie to doliczymy się 7 plików mających w nazwie :1.0 oraz trzech mających :1.1 . Porównując to ze schematem wyżej, odpowiada to prędkości portów 480M i 1.5M .

Huby nie mogą mieć więcej niż jeden interfejs, natomiast jeśli chodzi o inne urządzenia, to ta reguła się do nich nie stosuje. Urządzenia mogą także posiadać wiele konfiguracji. W moim przypadku mam podpięte dwa urządzenia na usb v1.1 (prędkość 1.5M) ale moja klawiatura multimedialna ma dwa interfejsy If 0 oraz If 1 . Zatem, w schemacie widocznym wyżej są 3 urządzenia na usb v1.1, a nie dwa. Warto o tym pamiętać, gdyby liczba urządzeń się nie zgadzała.

Dokładniejsze informacje można wyciągnąć za pomocą narzędzia usb-devices . Poniżej są informacje jakie zostały zwrócone w stosunku do mojej klawiatury:

# usb-devices
...
T:  Bus=02 Lev=03 Prnt=53 Port=01 Cnt=02 Dev#= 59 Spd=1.5 MxCh= 0
D:  Ver= 1.10 Cls=00(>ifc ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1
P:  Vendor=046d ProdID=c30f Rev=23.00
S:  Manufacturer=Logitech
S:  Product=Logitech USB Keyboard
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
I:  If#= 1 Alt= 0 #EPs= 1 Cls=03(HID  ) Sub=00 Prot=00 Driver=usbhid

Wszystkie powyższe parametry są dokładnie opisane tutaj. Raczej nie powinno być problemów z ich analizą. To co zasługuje na największą uwagę to linijki zaczynające się od C: oraz I: . W pierwszej z nich mamy określone #Ifs= 2 Cfg#= 1 , czyli dwa interfejsy i jedna konfiguracja. Z kolei dwie ostatnie linijki to specyfikacja każdego z interfejsu. Jak widzimy wyżej, oba z nich mają przypisany sterownik usbhid i w przypadku gdy jakieś urządzenie posiada kilka interfejsów, można dla każdego z nich ustawić osobny sterownik.