USB Memo

USB のホスト側の制御（特に xHCI）についてのメモ書き

2017/08/05 by uchan

USB 制御の概要

USB を制御するには、いくつかの層のドライバを書く必要がある。

• USB クラスドライバ：例えば HID（キーボードやマウス）とか、Web カメラとか用のドライバ
• USB ドライバ：USB 規格で規定された、データのやり取りとかを実装する部分
• ホストコントローラドライバ：xHCI など、ホストコントローラを制御する部分
• PCI ドライバ：ホストコントローラは PCI バスに繋がることが前提になっているので、PCI ドライバも必要

USB 規格はあくまでもデータのやり取りの形式（フレームの構造、USB 機器とやり取りする際のプロトコルなど）を規定している。 USB 規格と物理層をつなぐのがホストコントローラで、これは USB 規格とは別物。

ホストコントローラ規格には幾つか種類がある：UHCI, OHCI, EHCI, xHCI

資料リンク

• USB
  • USB 規格の解説 http://wiki.osdev.org/USB
• xHCI
  • インテルの xHCI 規格書 xHCI for Universal Serial Bus: Specification
• PCI
  • PCI メモ

xHCI のレジスタ

xHCI のレジスタは大きく 2 箇所に存在する。

• PCI コンフィギュレーション空間のレジスタ：MMIO 空間のスタートアドレスを設定する BAR を含む。
• MMIO 空間のレジスタ：こちらがメイン。USB 機器に送るデータをためるキューなどはこちらにある。

PCI コンフィギュレーション空間の BAR で MMIO 空間のアドレスを設定し、後は MMIO 空間のレジスタでいろいろ制御する感じになる。

MMIO 空間

"xHCI for Universal Serial Bus: Specification"（以降 "xHCI Spec" と書く）5.3 節によれば、規格書に出てくる MMIO レジスタは、すべて MMIO 空間の先頭を基準に配置されているらしい。規格書の中では一貫して MMIO 空間の先頭のことを Base と呼んでいる。

MMIO 空間の先頭（Base offset 00h）には xHCI Capability Registers が配置されている。