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USBバス番号とデバイス番号はどのように割り当てられますか？

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USBバス番号とデバイス番号はどのように割り当てられますか？

使用中にlsusbUSBデバイスのバス番号とデバイス番号が随時変更されることがあることがわかりました。私が知っているのは、再起動するたびにバス番号が変わります。再接続するたびにデバイス番号が変わります。

私の質問は、システムがバス番号とデバイス番号を取得するためにどのアルゴリズムを使用しているかです。特に機器番号は単調ですか？再接続されたデバイスの1つがオペレーティングシステムを再起動せずに、再接続された他のデバイスの古いバス番号とデバイス番号を使用する状況はありますか？

答え1

注：これLinux答え;他のカーネルはこの問題を少し異なる方法で処理します。

コンテキスト：

PCIバスに言及せずにUSBバスについて話すのは難しいです。 CPUはUSBバスと直接通信できませんが、CPUはUSBコントローラが接続されているPCIバスと通信します（USBコントローラ/ハブはいわゆるlsusbUSBバスです）。 PCIバスはCPUとの距離に応じて番号が付けられます。例:

    +-----+
    | CPU |
    +-----+
       |              PCI Bus 0
 ---+--+-----------------------------+
    |                                |
+---+----+                      +----+---+
| Bridge |                      | Bridge |
+---+----+                      +----+---+
    |  PCI bus 1                     |  PCI bus 2
  --+--------+               +-------+-------------+
             |               |                     |
       Disk Controller    USB Controller      Network Card
         (Device 00)       (Device 00)         (Device 01)

見てみるとman lspci、次のようなことがわかります。

   Slot   The  name of the slot where the device resides
          ([domain:]bus:device.function).  This tag is
          always the first in a record.

今、私たちはPCI番号を解釈する方法を知りました。次に、PCIバスに接続されたUSBコントローラを見てみましょう。現在使用しているコンピュータには興味深いUSB設定があるので、これを例として使用します。

$ lspci -tv
-[0000:00]-+-00.0  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD] RS780 Host Bridge
           +-01.0-[01]----05.0  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] RS780M [Mobility Radeon HD 3200]
           +-04.0-[02]----00.0  Qualcomm Atheros AR928X Wireless Network Adapter (PCI-Express)
           +-05.0-[03]----00.0  Realtek Semiconductor Co., Ltd. RTL8111/8168/8411 PCI Express Gigabit Ethernet Controller
           +-06.0-[04-06]--
           +-11.0  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SB7x0/SB8x0/SB9x0 SATA Controller [IDE mode]
           +-12.0  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SB7x0/SB8x0/SB9x0 USB OHCI0 Controller
           +-12.1  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SB7x0 USB OHCI1 Controller
           +-12.2  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SB7x0/SB8x0/SB9x0 USB EHCI Controller
           +-13.0  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SB7x0/SB8x0/SB9x0 USB OHCI0 Controller
           +-13.1  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SB7x0 USB OHCI1 Controller
           +-13.2  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SB7x0/SB8x0/SB9x0 USB EHCI Controller
           +-14.0  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SBx00 SMBus Controller
           +-14.1  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SB7x0/SB8x0/SB9x0 IDE Controller
           +-14.2  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SBx00 Azalia (Intel HDA)
           +-14.3  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SB7x0/SB8x0/SB9x0 LPC host controller
           +-14.4-[07]--
           +-14.5  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SB7x0/SB8x0/SB9x0 USB OHCI2 Controller
           +-18.0  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD] Family 11h Processor HyperTransport Configuration
           +-18.1  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD] Family 11h Processor Address Map
           +-18.2  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD] Family 11h Processor DRAM Controller
           +-18.3  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD] Family 11h Processor Miscellaneous Control
           \-18.4  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD] Family 11h Processor Link Control

待って、これは何の利点ですか？一番上にはドメインとPCIバスがあります-[0000:00]（このシステムにはPCIバスが1つしかありません）。これにより、このバスに複数のデバイスが接続されます。 USBデバイスとは何かを見てみましょう。

$ lspci -tv | grep -i usb
       +-12.0  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SB7x0/SB8x0/SB9x0 USB OHCI0 Controller
       +-12.1  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SB7x0 USB OHCI1 Controller
       +-12.2  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SB7x0/SB8x0/SB9x0 USB EHCI Controller
       +-13.0  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SB7x0/SB8x0/SB9x0 USB OHCI0 Controller
       +-13.1  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SB7x0 USB OHCI1 Controller
       +-13.2  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SB7x0/SB8x0/SB9x0 USB EHCI Controller
       +-14.5  Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] SB7x0/SB8x0/SB9x0 USB OHCI2 Controller

さて、今比較してみましょう（後でリストをより簡単に検索できるようにlsusbこれを使用しています）。sort

$ lsusb | sort
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 002 Device 002: ID 174f:5a31 Syntek Sonix USB 2.0 Camera
Bus 003 Device 001: ID 1d6b:0001 Linux Foundation 1.1 root hub
Bus 003 Device 002: ID 046d:c019 Logitech, Inc. Optical Tilt Wheel Mouse
Bus 004 Device 001: ID 1d6b:0001 Linux Foundation 1.1 root hub
Bus 005 Device 001: ID 1d6b:0001 Linux Foundation 1.1 root hub
Bus 006 Device 001: ID 1d6b:0001 Linux Foundation 1.1 root hub
Bus 007 Device 001: ID 1d6b:0001 Linux Foundation 1.1 root hub
Bus 007 Device 002: ID 0b05:1751 ASUSTek Computer, Inc. BT-253 Bluetooth Adapter

しばらくお待ちください。 USBデバイスは7個ですが、lspciデバイスは10個ですlsusb！ lspciUSBコントローラのみが一覧表示されます。複数のUSBデバイスを1つのコントローラに接続できます。このようなことがどのように起こるかを見てみましょう/sys/bus/。

$ ls -l /sys/bus/usb/devices/
... 1-0:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:12.2/usb1/1-0:1.0
... 2-0:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:13.2/usb2/2-0:1.0
... 2-1 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:13.2/usb2/2-1
... 2-1:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:13.2/usb2/2-1/2-1:1.0
... 2-1:1.1 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:13.2/usb2/2-1/2-1:1.1
... 3-0:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:12.0/usb3/3-0:1.0
... 3-1 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:12.0/usb3/3-1
... 3-1:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:12.0/usb3/3-1/3-1:1.0
... 4-0:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:12.1/usb4/4-0:1.0
... 5-0:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:13.0/usb5/5-0:1.0
... 6-0:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:13.1/usb6/6-0:1.0
... 7-0:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:14.5/usb7/7-0:1.0
... 7-1 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:14.5/usb7/7-1
... 7-1:1.0 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:14.5/usb7/7-1/7-1:1.0
... 7-1:1.1 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:14.5/usb7/7-1/7-1:1.1
... 7-1:1.2 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:14.5/usb7/7-1/7-1:1.2
... 7-1:1.3 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:14.5/usb7/7-1/7-1:1.3
... usb1 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:12.2/usb1
... usb2 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:13.2/usb2
... usb3 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:12.0/usb3
... usb4 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:12.1/usb4
... usb5 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:13.0/usb5
... usb6 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:13.1/usb6
... usb7 -> ../../../devices/pci0000:00/0000:00:14.5/usb7

これで理解が始まります。 7つのUSBコントローラがPCIバスにデバイスとして接続されています。例えば、USBバス001はPCIデバイスに対応し、0000:00:12.2USBバス007は対応する0000:00:14.5デバイスに対応する。

デバイスID：

たとえば、USBバス番号で始まるディレクトリは、7-1:1.2USBコントローラに接続された物理デバイスです。 PCIバスが複数のデバイスを接続できるように、USBコントローラ（ハブ）も複数のUSBデバイスを接続できます。

デバイス番号は単なるカウンタです。最初に接続されたデバイスは1を取得し、次のデバイスは2を取得する式です。しかし、もう一つあります。 USBはホットスワップが可能に設計されているため、デバイスを接続して切断することができます。 USB デバイスの接続を解除すると、カーネルはその USB コントローラの他のデバイスにそのデバイス番号を再利用しません。たとえば、ペンドライブを接続して取り外した後、接続を続けると、lsusbそのペンドライブのデバイス番号が上がることがわかります。

バス番号：

上記の内容を注意深く読んでください。 PCI番号の順序がUSBコントローラの番号の順序と一致しません。もう一度見てみましょう。

USB  | PCI
-----+----
usb1 | 0000:00/0000:00:12.2
usb2 | 0000:00/0000:00:13.2
usb3 | 0000:00/0000:00:12.0
usb4 | 0000:00/0000:00:12.1
usb5 | 0000:00/0000:00:13.0
usb6 | 0000:00/0000:00:13.1
usb7 | 0000:00/0000:00:14.5

リストは順番ですが、正確ではありません。最初の2つのUSBコントローラが正しく機能していないようです。しかし、ここには理由があります。上記の出力を詳しく見ると、USB（USB 2.0）ですが、他のすべてのUSBコントローラはUSB（USB 1.x）であることがlspciわかります。EHCIOHCI

したがって、テーブルを次のように再描画できます。

USB  | PCI
-----+----
usb1 | 0000:00/0000:00:12.2
usb2 | 0000:00/0000:00:13.2     USB 2.0
-----+---------------------------------
usb3 | 0000:00/0000:00:12.0     USB 1.x
usb4 | 0000:00/0000:00:12.1
usb5 | 0000:00/0000:00:13.0
usb6 | 0000:00/0000:00:13.1
usb7 | 0000:00/0000:00:14.5

そして、番号の割り当てが明確になります！

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