高通SDX55平台：adb功能异常

展锐UDX710：LAN7800 PHY驱动调试

• 1. 问题描述
• 2. 问题分析
  • 2.1 测试环境
  • 2.2 初步分析
  • 2.3 USB驱动初始化
    • 2.3.1 USB驱动加载流程
      • 2.3.1.1 USB_init初始化
      • 2.3.1.2 usb_hub_init
      • 2.3.1.3 usb设备插入后usbufs驱动加载
    • 2.3.2 adb请求后usbfs设备驱动初始化流程
  • 2.4 adb接口枚举流程分析
    • 2.4.1 adb架构
    • 2.4.2 adb devices流程
  • 2.5 关键log解读
• 3 问题小结
  • 3.1 问题根因
  • 3.2 解决方法
  • 3.3 小结

1. 问题描述

在Linux环境上使用SDX55模块时出现无法识别adb端口，但可以识别手机adb端口。

2. 问题分析

2.1 测试环境

内核：Linux 4.19.26 系统：CentOS Linux release 7.8.2003 Modem：高通SDX55 连接方式：USB3.0（M.2）

2.2 初步分析

通过分析dmesg log发现，手机与Linux设备连接使用的端口是USB2.0，而模块与Linux设备连接的端口是USB3.0。初步分析可能由于USB2.0和USB3.0的差异或者客户USB3.0的硬件有问题导致。再次对比测试，将SDX55模块通过USB2.0方式连接到Linux设备，发现可以正常识别adb端口。进一步确认我们的分析。由于adb涉及到的问题主要从主机侧驱动、主机侧adb、模块adbd状态来排查。接下来我们将对这些情况进行一一排查来确定问题：

1. USB驱动初始化是否正常
2. 主机侧adb是否正常
3. 模块侧adbd确定是否正常

2.3 USB驱动初始化

由于对adb流程不熟悉，因此先排查一下USB内核驱动相关的初始化是否正常。

2.3.1 USB驱动加载流程

2.3.1.1 USB_init初始化

USB内核框架的代码在linux-4.19.26/drivers/usb目录下，入口函数为usb_init，在内核启动过程中加载执行，其代码如下图： kernel\drivers\usb\core\usb.c：

在这里插入图片描述

usb_init用于初始化usb内核框架，主要进行以下初始化：

1. USB debugfs初始化：创建字符设备/sys/kernel/debug/usb/devices，读取该字符设备可以得到usb总线拓扑结构、带宽、设备描述信息、产品标识信息、serialnumber信息、配置描述信息和端点描述信息。在lsusb命令不可用的时候，可以为usb驱动提供丰富的调试信息。
2. 总线注册：这个就是将usb总线注册到系统总线上，注册的USB总线类型如下图:

在这里插入图片描述

1. 注册USB总线通知链

在这里插入图片描述

1. 初始化usb主控器字符设备：cat /proc/devices可以看到（#define USB_MAJOR 180）
2. 注册usbfs驱动：注册后的驱动将在/sys/bus/usb/drivers创建节点，该节点可以看到哪些设备加载usbfs，当前模块adb使用的便是usbfs。usbfs为提供了在用户空间直接访问usb硬件设备接口的能力。usbfs驱动不需要host进行加载，当上层应用调用的时候usbfs驱动自动加载识别设备。

在这里插入图片描述

1. usb字符设备初始化（#define USB_DEVICE_MAJOR 189）
2. usb hub初始化
3. 将generic.c里面的 usb_generic_driver 加入到usb总线下的驱动链表里

usb驱动的匹配过程主要在hub初始化里面实现，接下里看一下hub初始化的流程。

2.3.1.2 usb_hub_init

kernel\drivers\usb\core\hub.c：

在这里插入图片描述

usb_hub_init主要做了以下事情：

1. 将hub driver注册到usb驱动列表。
2. 创建hub_wq：这个worker跟usb hub event处理相关联，用来处理usb总线上的设备状态，连接状态事件。

usb_hub_init调用usb_register将hub_driver注册到usb总线驱动的列表里。然后调用hub_driver.probe加载hub驱动，hub_driver如下图：

在这里插入图片描述

hub_probe调用hub_configure注册了中断，一旦接入新的usb设备就会调用hub_irq

在这里插入图片描述

然后hub_irq中断处理完成后，开启hub_wq线程（kick_hub_wq(hub);）调用hub_event处理usb插入事件。下面详细介绍一下。

2.3.1.3 usb设备插入后usbufs驱动加载

当usb设备插入之后usb总线会识别出adb端口，并且找到匹配的usbfs驱动加载，从而你完成adb设备的驱动初始化。当设备插入中断触发后，hub_irq处理中断后开启workqueue hub_wq调用hub_event处理插入事件。下面梳理一下流程。 hub_event调用遍历所有的port处理port event：

在这里插入图片描述

port_event调用hub_port_status进而调用hub_ext_port_status来处理端口事件：

在这里插入图片描述

如hub_ext_port_status获取到的hub port状态为0x203，即表示当前port有设备连接：

在这里插入图片描述

从port_event调用hub_port_connect_change最后调用到hub_port_connect，hub_port_connect主要作用是创建设备、给新设备选择新的编号，获取设备的各种描述符，然后调用usb_new_device注册新设备。 hub_port_connect ->choose_devnum 给新设备选择新的编号（地址） ->hub_port_init 把编号（地址）告诉USB设备，以后就使用这个地址了 ->usb_new_device usb_new_device调用usb_enumerate_device获取usb描述符

在这里插入图片描述

注：设备描述符在hub_port_init里面获取

如下图获取配置描述符，usb_get_configuration首先从设备描述符里面获取配置描述符的数量，然后遍历所有配置描述符并获取，将获取到描述符格式化到dev->rawdescriptors[cfgno]里面。

在这里插入图片描述

其他描述符这里不多赘述，只讲一下usb3.0和usb2.0的差异。usb3.0有超高速伙伴描述符usb_ss_ep_comp_descriptor，所以只有usb3.0会获取它，usb2.0是不会获取这个描述符的。如下图：

在这里插入图片描述

由于usb超高速伙伴描述符sizeof()=USB_DT_SS_EP_COMP_SIZE=6，保存该描述符后将buffer+6：

在这里插入图片描述

此时，所有的usb描述符都获取完毕，并解析保存完毕。

接下来回到usb_new_device，接下来调用add_device，此时usb总线匹配设备驱动，此时新插入的usb将于usb_init注册的驱动usb_generic_driver匹配，总线接下来加载该驱动识别并加载usb interface和驱动。

generic_probe做了两件事1、获取设备配置，2、应用配置。对usb设备的interface、endpoint进行设备注册与配置。

在这里插入图片描述

usb_set_configuration设置interface属性：

在这里插入图片描述

然后将interface设备加入到系统，然后初始化每个 interface对应的endpoint。add_device将match对应的interface设备驱动，总线将自动加载对应的驱动。

在这里插入图片描述

接下来编译interface的每个endpoint进行配置，将设备添加进系统中

在这里插入图片描述

至此内核驱动的初始化就完成了，当上层adb应用请求连接建立时将动态将usbfs设备驱动与设备进行关联，并加载驱动。也可以看一下usbfs驱动在usb_init时已经注册，他的probe函数是一个空函数，只有当上层adb设备请求的时候才会进行设备匹配。

2.3.2 adb请求后usbfs设备驱动初始化流程

当adb向usbfs驱动发起USBDEVFS_CLAIMINTERFACE请求后，此时将进行USB设备与usbfs驱动设备的绑定。 如下图为usb devio注册的函数，adb server发起的请求由usb devio进行处理：

在这里插入图片描述

adb的请求由usbdev_ioctl进行处理：

在这里插入图片描述

最终调用到claimintf，claimintf函数将进行ad端口与usbfs驱动进行绑定：

在这里插入图片描述

至此所有的驱动侧就完成了。

2.4 adb接口枚举流程分析

adb源码：https://android.googlesource.com/platform/system/core/ 可在以上链接获取adb源码集成到项目中。本次问题出现在adb server端，本文后续内容只对host侧adb server的相关代码进行解读，不涉及adbd和adb clinet。

2.4.1 adb架构

adb由两个物理文件组成adb和adbd。adb client和adb server运行在host端，adbd守护进程运行在device侧，host和device通过tcp连接。

在这里插入图片描述

2.4.2 adb devices流程

adb main函数调用adb_commandline对adb参数进行拼接组成adb command line。

在这里插入图片描述

adb_commandline调用adb_query_command然后调用adb_query查询adb server状态，如果adb server未运行则启动adb server：

在这里插入图片描述

launch_server在5037端口运行adb server，此时adb进程fork一个子进程，此时adb devices返回。子进程执行“adb –P 5037 fork-server server”启动adb server：

在这里插入图片描述

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adb判断子进程需要启动server，调用adb_main启动adb server：

在这里插入图片描述

然后启动线程find usb devices：

在这里插入图片描述

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如上图，find_usb_device读取字符设备/dev/bus/usb/

{device_id}获取设备各种描述符：

在这里插入图片描述

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然后跳过设备描述符和配置描述符：

在这里插入图片描述

接下来在interface描述符里面查找adb端口，adb对应的interface描述符为endpoint为2，bInterfaceClass为255，bInterfaceSubClass为66，bInterfaceProtocol为1。当查找到adb接口的时候，遍历endpoint描述符，由于usb3.0 endpoint描述符后面会增加usb超高速伙伴描述符，且sizeof（）=6，所以usb3.0需要在找到endpoint描述符后将指针偏移+6，USB2.0则不需要。具体的描述符解释请参考usb规范。

在这里插入图片描述

查找到adb interface后再调用驱动接口注册驱动。

在这里插入图片描述

自此adb server与usb驱动的绑定就完成了。

2.5 关键log解读

当执行adb devices的时候，adb log打印endpoints not found，对应代码如下图：

在这里插入图片描述

如下图的interface descriptor配置为对应的interface为adb设备的interface：

在这里插入图片描述

adb端口对应的usb interface有两个endpoint，ep5和ep89。对应的bInterfaceClass为255，bInterfaceSubClass为66，bInterfaceProtocol为1。adb设备在插入到主机后通过读取主机侧USB设备的descriptor找到对应的interface，其查找的条件满足以上4个条件即认为找到正确的adb设备，否则失败。

3 问题小结

3.1 问题根因

adb代码里面find_usb_device，当adb server在读取到的usb设备描述符里面查找adb对应的interface和endpoint描述符来注册adb，由于usb3.0在设备描述符里面会加入usb高速端点伙伴描述符，而在usb2.0的设备描述符里面没有。在usb3.0的情况下adb需要在查找到每一个endpoint描述服务后，将缓冲区偏移一个高速端点伙伴描述符的长度。由于客户的adb代码没有进行这个补丁的修改，导致usb2.0在查找endpoint描述符的时候出现问题，从而导致问题出现。

3.2 解决方法

修改adb代码在Linux环境上，编译成adb二进制文件，进一步验证，问题不再复现。

3.3 小结

确认ep个数为2，bInterfaceClass为255，bInterfaceSubClass为66，bInterfaceProtocol为1，即可确定usb驱动和模块adb端口是没有问题的，问题一定出现在主机侧。具体的主机侧问题或者adb工具问题根据实际情况分析。