usb device在sysfs中的组织结构

lzj@lzj-laptop:/sys/bus/usb/devices$ ls /sys/bus/usb/devices/ -l
total 0
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2010-05-27 18:11 1-0:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:1a.7/usb1/1-0:1.0
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2010-05-27 18:11 2-0:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:1d.7/usb2/2-0:1.0
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2010-05-27 18:11 3-0:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:1a.0/usb3/3-0:1.0
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2010-05-27 18:11 4-0:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:1a.1/usb4/4-0:1.0
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2010-05-27 10:12 4-1 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:1a.1/usb4/4-1
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2010-05-27 10:12 4-1:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:1a.1/usb4/4-1/4-1:1.0
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2010-05-27 18:11 5-0:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:1a.2/usb5/5-0:1.0
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2010-05-27 18:11 6-0:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:1d.0/usb6/6-0:1.0
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2010-05-27 18:11 7-0:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:1d.1/usb7/7-0:1.0
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2010-05-27 18:11 8-0:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:1d.2/usb8/8-0:1.0
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2010-05-27 18:11 usb1 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:1a.7/usb1
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2010-05-27 18:11 usb2 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:1d.7/usb2
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2010-05-27 18:11 usb3 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:1a.0/usb3
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2010-05-27 18:11 usb4 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:1a.1/usb4
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2010-05-27 18:11 usb5 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:1a.2/usb5
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2010-05-27 18:11 usb6 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:1d.0/usb6
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2010-05-27 18:11 usb7 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:1d.1/usb7
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2010-05-27 18:11 usb8 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:1d.2/usb8

可见在目录/sys/bus/usb/devices/都是到/sys/devices/pci0000:00目录的链接，因为usb设备是连接在PCI总线上的。

看其中一个root hub,以usb1为例：
目录/sys/bus/usb/devices/usb1/描述的是一个hub device,看看这个hub device有些什么东西:

lzj@lzj-laptop:/sys/bus/usb/devices/usb1$ ls -l
total 0
drwxr-xr-x 4 root root     0 2010-05-27 18:11 1-0:1.0
-rw-r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 authorized
-rw-r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 authorized_default
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 bcdDevice
-rw-r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 bConfigurationValue
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 bDeviceClass
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 bDeviceProtocol
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 bDeviceSubClass
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 bmAttributes
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 bMaxPacketSize0
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 bMaxPower
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 bNumConfigurations
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 bNumInterfaces
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 busnum
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 configuration
-r--r--r-- 1 root root 65553 2010-05-27 11:01 descriptors
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 dev
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 devnum
lrwxrwxrwx 1 root root     0 2010-05-27 11:01 driver -> ../../../../bus/usb/drivers/usb
drwxr-xr-x 3 root root     0 2010-05-27 10:19 ep_00
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 idProduct
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 idVendor
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 manufacturer
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 maxchild
drwxr-xr-x 2 root root     0 2010-05-27 10:19 power
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 product
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 quirks
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 serial
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 speed
lrwxrwxrwx 1 root root     0 2010-05-27 11:01 subsystem -> ../../../../bus/usb
-rw-r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 uevent
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 urbnum
-r--r--r-- 1 root root  4096 2010-05-27 11:01 version

这里面包含了一个hub device应该有的属性，一些以b开头的字段是非常熟悉的，在usb2.0 spec中都有描述。首先，一个hub也是一个usb decice，因此一个usb device ,直接引用include/linux/usb/ch9.h中的定义是：（＋表示在该目录下存在）

216 /* USB_DT_DEVICE: Device descriptor */
217 struct usb_device_descriptor {
218 __u8 bLength;
219 __u8 bDescriptorType;    //+descriptors
220
221 __le16 bcdUSB;            //+version
222 __u8 bDeviceClass;        //+
223 __u8 bDeviceSubClass;    //+
224 __u8 bDeviceProtocol;    //+
225 __u8 bMaxPacketSize0;    //+
226 __le16 idVendor;        //+
227 __le16 idProduct;        //+
228 __le16 bcdDevice;        //+
229 __u8 iManufacturer;    //+manufacturer
230 __u8 iProduct;            //+product
231 __u8 iSerialNumber;    //+serial
232 __u8 bNumConfigurations;    //+
233 } __attribute__ ((packed));

一个usb device 可以有一个或多个configurations,所以这里也包含了struct usb_config_descriptor中的一些字段：

273 struct usb_config_descriptor {
274 __u8 bLength;
275 __u8 bDescriptorType;
276
277 __le16 wTotalLength;
278 __u8 bNumInterfaces;        //+
279 __u8 bConfigurationValue;    //+
280 __u8 iConfiguration;        //+configuration
281 __u8 bmAttributes;            //+
282 __u8 bMaxPower;            //+
283 } __attribute__ ((packed));

这些字段在这里都包括了，但是在什么地方体现这个device 是hub呢？？
cat bDeviceClass显示9，在ch9.h中定义：

#define USB_CLASS_HUB 9

lzj@lzj-laptop:/sys/bus/usb/devices/usb1$ cat bDeviceClass
09

另外，hub当然还是一个hub device,它具有普通usb device没有的一些性质， struct usb_hub_descriptor，但这些信息没有在sysfs中显示，可能是一个普通用户不需要知道hub的信息吧，所以内核开发者没有在sysfs中显示（猜测）。

注意到ep_00的目录吗，在每个device的目录下面都会有这个目录，因为每当设备插入的时候会有一个叫做enumeration的过程，通过这个过程主机可以获得设备的必要信息，这个过程就是通过hub 的port0的endpoint0来通信的。

---------以上是device级别的信息，一个usb device有1个或多个interface.
1-0:1.0就是interface的目录，表示root hub2-port0上的configuration1的interface0,命名规则是：roothub-port:configuration.interface.
进去看看这里面都有些什么：

lzj@lzj-laptop:/sys/bus/usb/devices/usb1/1-0:1.0$ ls -l
total 0
-r--r--r-- 1 root root 4096 2010-05-27 11:03 bAlternateSetting
-r--r--r-- 1 root root 4096 2010-05-27 11:03 bInterfaceClass
-r--r--r-- 1 root root 4096 2010-05-27 11:03 bInterfaceNumber
-r--r--r-- 1 root root 4096 2010-05-27 11:03 bInterfaceProtocol
-r--r--r-- 1 root root 4096 2010-05-27 11:03 bInterfaceSubClass
-r--r--r-- 1 root root 4096 2010-05-27 11:03 bNumEndpoints
lrwxrwxrwx 1 root root    0 2010-05-27 11:03 driver -> ../../../../../bus/usb/drivers/hub
drwxr-xr-x 3 root root    0 2010-05-27 10:19 ep_81
-r--r--r-- 1 root root 4096 2010-05-27 11:03 modalias
drwxr-xr-x 2 root root    0 2010-05-27 10:19 power
lrwxrwxrwx 1 root root    0 2010-05-27 11:03 subsystem -> ../../../../../bus/usb
-r--r--r-- 1 root root 4096 2010-05-27 11:03 supports_autosuspend
-rw-r--r-- 1 root root 4096 2010-05-27 11:03 uevent

 
这里也是一些很熟悉的b开头的字段，ch9.h中定义:struct usb_interface_descriptor

310 struct usb_interface_descriptor {
311 __u8 bLength;
312 __u8 bDescriptorType;
313
314 __u8 bInterfaceNumber;        //+
315 __u8 bAlternateSetting;    //+
316 __u8 bNumEndpoints;        //+
317 __u8 bInterfaceClass;        //+
318 __u8 bInterfaceSubClass;    //+
319 __u8 bInterfaceProtocol;    //+
320 __u8 iInterface;
321 } __attribute__ ((packed));

当然每个接口interface有一个或多个endpoints，在ep_81中是这个interface唯一的一个endpoint的信息。

-----------以上是一个没有接任何设备的hub的信息，如果接了设备，它在sysfs中的文件组织又是怎么样的呢？
我电脑上只接了一个usb鼠标，在usb4上，因此：

lzj@lzj-laptop:/sys/bus/usb/devices/usb4$ ls
4-0:1.0             bcdDevice            bDeviceSubClass  bNumConfigurations  descriptors  ep_00         maxchild  serial     urbnum
4-1                 bConfigurationValue  bmAttributes     bNumInterfaces      dev          idProduct     power     speed      version
authorized          bDeviceClass         bMaxPacketSize0  busnum              devnum       idVendor      product   subsystem
authorized_default  bDeviceProtocol      bMaxPower        configuration       driver       manufacturer  quirks    uevent

其他什么都没变，就是多了一个4-1的目录，这个目录就是我的usb 鼠标的device目录了，可以想象，这个目录下会有一个类似4-1:1.0的目录，描述的是它的interface.还会有个目录叫ep__00....