HCD、Root Hub 与 xHCI/EHCI/OHCI

1. HCD抽象

usb_hcd代表控制器实例；hc_driver提供：

• reset/start/stop；
• urb_enqueue/dequeue；
• endpoint_disable/reset；
• get_frame；
• hub_status_data/hub_control；
• bus suspend/resume；
• bandwidth和stream操作。

2. 注册

usb_create_hcd
 -> map MMIO/request IRQ
 -> usb_add_hcd
 -> register usb_bus
 -> create virtual root hub
 -> start controller
 -> hub thread枚举ports

Root hub不是外部USB设备，Hub class请求由HCD回调模拟。

3. xHCI

xHCI管理USB2和USB3两套logical root hubs：

• device slots；
• endpoint contexts；
• command ring；
• transfer rings/TRBs；
• event ring；
  -interrupters；
  -streams；
  -port protocol capabilities。

DWC3 host模式创建 xhci-hcd platform子设备，把低地址xHCI寄存器窗口交给标准xHCI driver。

4. EHCI

EHCI服务USB2 High-Speed，使用QH/qTD和periodic schedule。FS/LS通过外部/根Hub Transaction Translator，或交给companion OHCI。

5. OHCI

OHCI服务USB1.1 FS/LS，使用ED/TD/HCCA。RK3588两组EHCI节点通过companion关联OHCI。

6. RK3588组合

• DWC3 host：xHCI同时覆盖其USB2/USB3 PHY；
• usb_host0_ehci/ohci：u2phy2；
• usb_host1_ehci/ohci：u2phy3；
• RK3588额外DRD1在host配置下也创建xHCI。

7. IRQ与Giveback

HCD IRQ收割完成项，先从controller queue移除，再由usbcore giveback。HCD必须避免在持有内部spinlock时调用可能重新submit的driver callback。

8. Bandwidth

Periodic endpoint在configuration/altsetting时检查带宽。xHCI计算endpoint context/ESIT payload；EHCI维护periodic schedule。

9. Root hub PM

Port suspend、remote wake、controller runtime suspend和PHY power必须协调。Root hub power/control是控制器autosuspend的重要入口。

10. 故障

lsusb -t
cat /sys/kernel/debug/usb/xhci/* 2>/dev/null
dmesg | grep -Ei 'xhci|ehci|ohci|HC died|reset'

HC died通常意味着controller/clock/power/IRQ问题，而非单个class driver。