RK3588 kernel-6.1 drivers/usb/storage 代码功能与实现原理

1. 定位：两套路径（BOT vs UAS）

模块（Makefile）	典型名称	作用
usb-storage（CONFIG_USB_STORAGE）	usb-storage.ko	USB Mass Storage Bulk-Only Transport（BOT） 及旧 CB/CBI 等：Bulk 管道搬运 SCSI CDB
uas（CONFIG_USB_UAS）	uas.ko	USB Attached SCSI：命令/状态/数据 多管道 + 可选 USB3 Streams，更接近原生 SCSI 异步模型

二者均依赖 SCSI 子系统；常见块设备还需 CONFIG_BLK_DEV_SD（sd 磁盘）。

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2. USB Mass Storage 类规范与分层

usb.h 头部注释说明实现依据 USB Mass Storage Class，命令形态贴近 SCSI-II / ATAPI；类规范对 NAK/STALL/ACK 的语义与通用 USB 略有差异，部分设备用 中断端点 上报命令状态（CBI）。

内核内部分层（struct us_data）：

层级	文件	职责
协议（Protocol）	protocol.c	把 scsi_cmnd 打成设备可接受的 CDB 长度/变体（透明 SCSI、UFI、Pad12 等），再调用传输
传输（Transport）	transport.c	CB/CBI/Bulk-Only：打包 URB、Bulk 收发、REQUEST_SENSE 自动 sense、复位与错误恢复
SCSI 胶水	scsiglue.c	注册 struct scsi_host_template、queuecommand、slave_configure（队列 max_hw_sectors、DMA bounce）、eh_abort / reset
设备生命周期与线程	usb.c	usb_driver probe、根据接口 bInterfaceSubClass / Protocol 绑定 transport + proto_handler、控制内核线程

大量 unusual_*.h / usual-tables.c：VID/PID + quirks + 可选 init，覆盖不按规范暴露 SubClass/Protocol 的固件。

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3. 核心数据结构：us_data（usb.h）

每个已绑定的 U 盘对应一块 us_data（挂在 Scsi_Host->hostdata）：

• USB：pusb_dev、pusb_intf、缓存的 bulk/control/intr pipe
• 传输/协议：transport、transport_reset、proto_handler、subclass/protocol/max_lun
• 并发模型：单命令槽 srb + completion cmnd_ready + usb_stor_control_thread
• 缓冲：iobuf（小 DMA 缓冲）、current_urb、usb_sg_request
• quirks：fflags/dflags、use_last_sector_hacks 等

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4. 命令路径：queuecommand → 内核线程 → invoke_transport

4.1 SCSI 中层下发

scsiglue.c 中 queuecommand_lck（持 scsi_lock）：

• 保证 us->srb 为空（同一时间 一条 SCSI 命令）；
• us->srb = srb；
• complete(&us->cmnd_ready) 唤醒 usb-storage 线程。

4.2 控制线程 usb_stor_control_thread（usb.c）

循环 wait_for_completion(&cmnd_ready)，取 us->srb，校验 LUN/target/方向，处理 FIX_INQUIRY 等特殊路径，否则调用：

else {
	US_DEBUG(usb_stor_show_command(us, srb));
	us->proto_handler(srb, us);
	usb_mark_last_busy(us->pusb_dev);
}

即 协议层入口。

4.3 协议层（protocol.c）

• usb_stor_transparent_scsi_command：直接 usb_stor_invoke_transport
• usb_stor_pad12_command：CDB padding 到 12 字节（RBC/8070 等）
• usb_stor_ufi_command：UFI 命令长度与 INQUIRY/MODE_SENSE/REQUEST_SENSE 长度裁剪

4.4 传输与会聚：usb_stor_invoke_transport（transport.c）

usb_stor_invoke_transport：

1. result = us->transport(srb, us) —— Bulk-Only 则 CBW → Data → CSW（或 CB/CBI 控制传输路径）；
2. 根据返回值决定是否 自动 REQUEST_SENSE、是否 端口复位；
3. 处理 last sector 等与劣质固件相关的补丁逻辑。

传输返回值语义（transport.h）：USB_STOR_TRANSPORT_GOOD/FAILED/NO_SENSE/ERROR，区分 命令失败 与 USB 链路错误。

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5. get_transport / get_protocol（usb.c）

接口 bInterfaceProtocol → 传输：

• USB_PR_BULK：Bulk-Only（绝大多数 U 盘）
• USB_PR_CB / USB_PR_CBI：Control-Bulk[-Interrupt]

bInterfaceSubClass → 协议处理器：

• USB_SC_SCSI：透明 SCSI
• USB_SC_UFI：软驱类 UFI
• USB_SC_RBC、USB_SC_8020、USB_SC_QIC、USB_SC_8070：各类缩减/光学命令集

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6. SCSI Host 与块层（scsiglue.c）

• slave_alloc：INQUIRY 长度 36、队列 DMA 对齐
• slave_configure：限制 单次传输扇区数（兼容弱设备；SuperSpeed 提到 2048 sectors）、PIO HCD 时 bounce limit
• queuecommand：DEF_SCSI_QCMD 包装锁
• 错误处理：abort、bus reset、device reset 与 us->dflags、URB unlink 协作

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7. uas.c（独立于 BOT 路径）

• 不为每个命令占用单一 usb-storage 线程；使用 usb_anchor、workqueue、tag ↔ scsi_cmnd 映射（MAX_CMNDS）。
• 命令 URB、状态 URB、数据 IN/OUT URB 按 UAS 规范并行；可选 Bulk Streams。
• uas-detect.h：与 usb-storage 协同 探测：若设备支持 UAS 且无黑名单，优先绑定 uas 驱动（避免同一设备双驱动冲突）。

原理：BOT 串行 CSW、单队列；UAS 多命令流水，更适合 SSD / USB3。

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8. 子驱动（ums-*）

alauda.c、datafab.c、isd200.c 等：面向 非标准桥片，实现私有 transport/init，编译为独立 ums-*.ko，由 usb_storage_usb_ids / unusual 表挂载。

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9. 其它文件

• initializers.c：部分 unusual 设备的 probe 阶段初始化
• debug.c：CONFIG_USB_STORAGE_DEBUG
• sierra_ms.c / option_ms.c：调制解调器 / 复合设备 存储相关 quirks

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10. 数据流简图（BOT）

blk_mq / sd
   │
   ▼
SCSI mid-layer ──queuecommand──► us->srb + complete(cmnd_ready)
   │
   ▼
usb_stor_control_thread
   │
   ▼
proto_handler (protocol.c)
   │
   ▼
usb_stor_invoke_transport (transport.c)
   │
   ▼
transport = Bulk/CB ──URB──► usbcore ──► DWC3/xHCI … ──► 设备固件

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11. 延伸阅读（本仓库）

文档
drivers-usb-core详细分析.md
USB总线枚举匹配与数据传输分析.md

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基于 rk3588/kernel-6.1/drivers/usb/storage 源码归纳。