USB 3.0 データの構造

[アーティクル]
03/19/2024

このトピックでは、USB 3.0 ホストコントローラードライバーで使用されるデータ構造について説明します。これらのデータ構造を理解すると、USB 3.0 および RCDRKD デバッガ拡張コマンドを効果的に使用するのに役立ちます。ここで紹介するデータ構造には、USB 3.0 仕様に準拠した名前が付けられています。 USB 3.0 仕様を理解すると、拡張コマンドを使用して USB 3.0 ドライバをデバッグする能力がさらに高まります。

USB 3.0 ホストコントローラードライバーは、USB 3.0 コアドライバースタックの一部です。詳細については、「USB ドライバースタックアーキテクチャ」を参照してください。

各 USB 3.0 ホストコントローラーには最大 255 のデバイスを含めることができ、各デバイスは最大 31 のエンドポイントを含めることができます。次の図は、1 つのホストコントローラーと接続されたデバイスを表すデータ構造の一部を示しています。

Diagram showing USB 3.0 data structures representing a host controller and connected devices with device context, slot context, and endpoint context.

デバイスコンテキストベース配列

デバイスコンテキストベース配列は、デバイスコンテキスト構造体へのポインターの配列です。ホストコントローラーに接続されているデバイスごとに 1 つのデバイスコンテキスト構造があります。要素 1 ～ 255 はデバイスコンテキスト構造を指します。要素 0 は、ホストコントローラーのコンテキスト構造体を指します。

デバイスコンテキストとスロットコンテキスト

デバイスコンテキスト構造体は、エンドポイントコンテキスト構造体へのポインターの配列を保持します。デバイス上のエンドポイントごとに 1 つのエンドポイントコンテキスト構造があります。要素 1 ～ 31 は、エンドポイントコンテキスト構造を指します。要素 0 は、デバイスのコンテキスト情報を保持する Slot Context 構造体を指します。

コマンドリング

コマンドリングは、ソフトウェアによってホストコントローラーにコマンドを渡すために使用されます。これらのコマンドの中には、ホストコントローラーに向けられるものと、ホストコントローラーに接続されている特定のデバイスに向けられるものがあります。

イベントリング

イベントリングは、ホストコントローラーによってイベントをソフトウェアに渡すために使用されます。つまり、イベントリングは、ホストコントローラーがドライバーにアクションの完了を通知するために使用する構造です。

ドアベルレジスター配列

ドアベルレジスタアレイは、ホストコントローラに接続されているデバイスごとに 1 つずつあるドアベルレジスタの配列です。要素 1 ～ 255 はドアベルレジスタです。要素 0 は、コマンドリングに保留中のコマンドがあるかどうかを示します。

ソフトウェアは、デバイスのドアベルレジスタにコンテキスト情報を書き込むことで、実行するデバイス関連またはエンドポイント関連の作業があることをホストコントローラーに通知します。

次の図は、前の図の右側に続きます。単一のエンドポイントを表す追加のデータ構造を示します。

Diagram illustrating USB 3.0 data structure with endpoint context containing multiple TRBs with data and TDs.

トランスファーリング

各エンドポイントには 1 つ以上の転送リングがあります。転送リングは、転送要求ブロック (TRB) の配列です。各 TRB は、単一の単位としてハードウェアとメモリ間で転送される連続データのブロック (最大 64 KB) を指します。

USB 3.0 コアスタックは、USB クライアントドライバーから転送要求を受信すると、転送のエンドポイントコンテキストを識別し、転送要求を 1 つ以上の転送記述子 (TD) に分割します。各 TD には 1 つ以上の TRB が含まれます。

エンドポイントコンテキスト

エンドポイントコンテキスト構造は、単一のエンドポイントのコンテキスト情報を保持します。また、Dequeue メンバーと Enqueue メンバーもあり、ハードウェアによって TRB が消費されている場所と、ソフトウェアによって TRB が追加されている場所を追跡するために使用されます。