Documentation/usb/usbmon.txt

   1 * Introduction
   2
   3 The name "usbmon" in lowercase refers to a facility in kernel which is
   4 used to collect traces of I/O on the USB bus. This function is analogous
   5 to a packet socket used by network monitoring tools such as tcpdump(1)
   6 or Ethereal. Similarly, it is expected that a tool such as usbdump or
   7 USBMon (with uppercase letters) is used to examine raw traces produced
   8 by usbmon.
   9
  10 The usbmon reports requests made by peripheral-specific drivers to Host
  11 Controller Drivers (HCD). So, if HCD is buggy, the traces reported by
  12 usbmon may not correspond to bus transactions precisely. This is the same
  13 situation as with tcpdump.
  14
  15 * How to use usbmon to collect raw text traces
  16
  17 Unlike the packet socket, usbmon has an interface which provides traces
  18 in a text format. This is used for two purposes. First, it serves as a
  19 common trace exchange format for tools while most sophisticated formats
  20 are finalized. Second, humans can read it in case tools are not available.
  21
  22 To collect a raw text trace, execute following steps.
  23
  24 1. Prepare
  25
  26 Mount debugfs (it has to be enabled in your kernel configuration), and
  27 load the usbmon module (if built as module). The second step is skipped
  28 if usbmon is built into the kernel.
  29
  30 # mount -t debugfs none_debugs /sys/kernel/debug
  31 # modprobe usbmon
  32
  33 Verify that bus sockets are present.
  34
  35 [root@lembas zaitcev]# ls /sys/kernel/debug/usbmon
  36 1s  1t  2s  2t  3s  3t  4s  4t
  37 [root@lembas zaitcev]#
  38
  39 # ls /sys/kernel
  40
  41 2. Find which bus connects to the desired device
  42
  43 Run "cat /proc/bus/usb/devices", and find the T-line which corresponds to
  44 the device. Usually you do it by looking for the vendor string. If you have
  45 many similar devices, unplug one and compare two /proc/bus/usb/devices outputs.
  46 The T-line will have a bus number. Example:
  47
  48 T:  Bus=03 Lev=01 Prnt=01 Port=00 Cnt=01 Dev#=  2 Spd=12  MxCh= 0
  49 D:  Ver= 1.10 Cls=00(>ifc ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1
  50 P:  Vendor=0557 ProdID=2004 Rev= 1.00
  51 S:  Manufacturer=ATEN
  52 S:  Product=UC100KM V2.00
  53
  54 Bus=03 means it's bus 3.
  55
  56 3. Start 'cat'
  57
  58 # cat /sys/kernel/debug/usbmon/3t > /tmp/1.mon.out
  59
  60 This process will be reading until killed. Naturally, the output can be
  61 redirected to a desirable location. This is preferred, because it is going
  62 to be quite long.
  63
  64 4. Perform the desired operation on the USB bus
  65
  66 This is where you do something that creates the traffic: plug in a flash key,
  67 copy files, control a webcam, etc.
  68
  69 5. Kill cat
  70
  71 Usually it's done with a keyboard interrupt (Control-C).
  72
  73 At this point the output file (/tmp/1.mon.out in this example) can be saved,
  74 sent by e-mail, or inspected with a text editor. In the last case make sure
  75 that the file size is not excessive for your favourite editor.
  76
  77 * Raw text data format
  78
  79 The '0t' type data consists of a stream of events, such as URB submission,
  80 URB callback, submission error. Every event is a text line, which consists
  81 of whitespace separated words. The number of position of words may depend
  82 on the event type, but there is a set of words, common for all types.
  83
  84 Here is the list of words, from left to right:
  85 - URB Tag. This is used to identify URBs is normally a kernel mode address
  86  of the URB structure in hexadecimal.
  87 - Timestamp in microseconds, a decimal number. The timestamp's resolution
  88   depends on available clock, and so it can be much worse than a microsecond
  89   (if the implementation uses jiffies, for example).
  90 - Event Type. This type refers to the format of the event, not URB type.
  91   Available types are: S - submission, C - callback, E - submission error.
  92 - "Pipe". The pipe concept is deprecated. This is a composite word, used to
  93   be derived from information in pipes. It consists of three fields, separated
  94   by colons: URB type and direction, Device address, Endpoint number.
  95   Type and direction are encoded with two bytes in the following manner:
  96     Ci Co   Control input and output
  97     Zi Zo   Isochronous input and output
  98     Ii Io   Interrupt input and output
  99     Bi Bo   Bulk input and output
 100   Device address and Endpoint number are decimal numbers with leading zeroes
 101   or 3 and 2 positions, correspondingly.
 102 - URB Status. This field makes no sense for submissions, but is present
 103   to help scripts with parsing. In error case, it contains the error code.
 104 - Data Length. This is the actual length in the URB.
 105 - Data tag. The usbmon may not always capture data, even if length is nonzero.
 106   Only if tag is '=', the data words are present.
 107 - Data words follow, in big endian hexadecimal format. Notice that they are
 108   not machine words, but really just a byte stream split into words to make
 109   it easier to read. Thus, the last word may contain from one to four bytes.
 110   The length of collected data is limited and can be less than the data length
 111   report in Data Length word.
 112
 113 Here is an example of code to read the data stream in a well known programming
 114 language:
 115
 116 class ParsedLine {
 117         int data_len;           /* Available length of data */
 118         byte data[];
 119
 120         void parseData(StringTokenizer st) {
 121                 int availwords = st.countTokens();
 122                 data = new byte[availwords * 4];
 123                 data_len = 0;
 124                 while (st.hasMoreTokens()) {
 125                         String data_str = st.nextToken();
 126                         int len = data_str.length() / 2;
 127                         int i;
 128                         for (i = 0; i < len; i++) {
 129                                 data[data_len] = Byte.parseByte(
 130                                     data_str.substring(i*2, i*2 + 2),
 131                                     16);
 132                                 data_len++;
 133                         }
 134                 }
 135         }
 136 }
 137
 138 This format is obviously deficient. For example, the setup packet for control
 139 transfers is not delivered. This will change in the future.
 140
 141 Examples:
 142
 143 An input control transfer to get a port status:
 144
 145 d74ff9a0 2640288196 S Ci:001:00 -115 4 <
 146 d74ff9a0 2640288202 C Ci:001:00 0 4 = 01010100
 147
 148 An output bulk transfer to send a SCSI command 0x5E in a 31-byte Bulk wrapper
 149 to a storage device at address 5:
 150
 151 dd65f0e8 4128379752 S Bo:005:02 -115 31 = 55534243 5e000000 00000000 00000600 00000000 00000000 00000000 000000
 152 dd65f0e8 4128379808 C Bo:005:02 0 31 >
 153
 154 * Raw binary format and API
 155
 156 TBD