大容量儲存小工具 (MSG)

概述

大容量儲存小工具（或 MSG）作為 USB 大容量儲存裝置，在主機看來是一個磁碟或 CD-ROM 驅動器。它支援多個邏輯單元 (LUN)。每個 LUN 的後端儲存由一個常規檔案或一個塊裝置提供，訪問可以限制為只讀，並且小工具可以指示它是可移動和/或 CD-ROM（後者意味著只讀訪問）。

它的要求不高；只需要一個批次輸入和批次輸出端點。記憶體需求為兩個 16K 緩衝區。支援全速、高速和超高速操作。

請注意，該驅動程式略微不具備可移植性，因為它假定一個單一的記憶體/DMA 緩衝區可用於批次輸入和批次輸出端點。對於大多數裝置控制器來說，這不是問題，但有些硬體限制可能會阻止緩衝區被多個端點使用。

本文件描述瞭如何從使用者空間使用該小工具，它與大容量儲存功能（或 MSF）以及使用它的不同小工具的關係，以及它與檔案儲存小工具（或 FSG）（已不再包含在 Linux 中）的區別。它將簡要介紹如何在複合小工具中使用 MSF。

模組引數

大容量儲存小工具接受以下特定於大容量儲存的模組引數

  • file=檔名[,檔名...]

    此引數列出了用於每個邏輯單元后端儲存的檔案或塊裝置的路徑。最多可設定 FSG_MAX_LUNS (8) 個 LUN。如果指定了更多檔案，它們將被靜默忽略。另請參閱“luns”引數。

    注意，如果一個檔案用作後端儲存，則不能被任何其他程序修改。這是因為主機假定資料在未經其知曉的情況下不會改變。它可能被讀取，但（如果邏輯單元是可寫的）由於主機端的緩衝，內容可能未明確定義。

    邏輯單元的大小將向下舍入到完整的邏輯塊。對於模擬 CD-ROM 的 LUN，邏輯塊大小為 2048 位元組；如果後端檔案是塊裝置，則為裝置的塊大小；否則為 512 位元組。

  • removable=b[,b...]

    此引數指定每個邏輯單元是否應可移動。“b”在此處表示“y”、“Y”或“1”表示真，或“n”、“N”或“0”表示假。

    如果為邏輯單元設定此選項，則小工具將接受“彈出”SCSI 請求（啟動/停止單元）。當它被髮送時，後端檔案將被關閉以模擬彈出，並且在使用者空間在裝置上指定新的後端檔案之前（參見“sysfs 條目”部分），主機將無法掛載該邏輯單元。

    如果一個邏輯單元不可移動（預設值），則在模組載入時必須使用“file”引數為其指定一個後端檔案。如果模組是內建的，也同樣適用，沒有例外。

    該標誌的預設值為 false，但是它曾經為 true。這已更改為更好地匹配檔案儲存小工具，並且畢竟似乎是一個更合理的預設值。因此，為了保持與舊核心的相容性，最好指定預設值。此外，如果依賴舊預設值，現在需要明確指定“n”。

    請注意，“可移動”表示邏輯單元的介質可以彈出或移除（如 CD-ROM 驅動器或讀卡器）。它不表示整個小工具可以從主機上拔下；正確的術語是“熱插拔”。

  • cdrom=b[,b...]

    此引數指定每個邏輯單元是否應模擬 CD-ROM。預設值為 false。

  • ro=b[,b...]

    此引數指定每個邏輯單元是否應報告為只讀。這將阻止主機修改後端檔案。

    請注意，如果給定邏輯單元的此標誌為 false，但後端檔案無法以讀/寫模式開啟，則小工具無論如何都會回退到只讀模式。

    非 CD-ROM 邏輯單元的預設值為 false；對於模擬 CD-ROM 的邏輯單元，它被強制為 true。

  • nofua=b[,b...]

    此引數指定在傳送到給定邏輯單元的 SCSI Write10 和 Write12 命令中是否應忽略 FUA 標誌。

    MS Windows 預設以“最佳化移除模式”掛載可移動儲存。所有對介質的寫入都是同步的，這是透過在 SCSI Write(10,12) 命令中設定 FUA（強制單元訪問）位來實現的。這會強制每次寫入都等到資料實際寫入完成，並阻止塊層中的 I/O 請求聚合，從而顯著降低效能。

    請注意，這可能意味著如果裝置由 USB 供電，並且使用者在未先解除安裝裝置的情況下拔下裝置（至少有些 Windows 使用者會這樣做），資料可能會丟失。

    預設值為 false。

  • luns=N

    此引數指定小工具將擁有的邏輯單元數量。它受 FSG_MAX_LUNS (8) 限制，更高值將被限制。

    如果提供了此引數，並且“file”引數中指定的檔案數量大於“luns”的值，則所有多餘的檔案都將被忽略。

    如果此引數不存在，則邏輯單元的數量將從“file”引數中指定的檔案數量推斷。如果檔案引數也缺失，則假定為 1。

  • stall=b

    指定小工具是否允許停止批次端點。預設值根據 USB 裝置控制器的型別確定，但通常為 true。

除了上述引數外，該小工具還接受複合框架定義的以下引數（它們是所有複合小工具共有的，因此在此快速列出）

  • idVendor -- USB 供應商 ID (16 位整數)

  • idProduct -- USB 產品 ID (16 位整數)

  • bcdDevice -- USB 裝置版本 (BCD) (16 位整數)

  • iManufacturer -- USB 製造商字串 (字串)

  • iProduct -- USB 產品字串 (字串)

  • iSerialNumber -- 序列號字串 (字串)

sysfs 條目

對於每個邏輯單元，小工具在 sysfs 層次結構中建立一個目錄。其中建立了以下三個檔案

  • file

    讀取時，它返回給定邏輯單元后端檔案的路徑。如果沒有後端檔案（僅當邏輯單元可移動時才可能），則內容為空。

    寫入時，它會更改給定邏輯單元的後端檔案。即使給定邏輯單元未指定為可移動，也可以執行此更改（但這可能對主機看起來很奇怪）。但是，如果主機使用“阻止-允許介質移除”SCSI 命令停用了介質移除，則可能會失敗。

  • ro

    反映給定邏輯單元的 ro 標誌狀態。可以隨時讀取，並且在給定邏輯單元沒有開啟的後端檔案時可以寫入。

  • nofua

    反映給定邏輯單元的 nofua 標誌狀態。可以讀寫。

  • forced_eject

    寫入時，它會導致後端檔案被強制從 LUN 中分離，無論主機是否允許。內容無關緊要，任何非零位元組的寫入都將導致彈出。

    無法讀取。

除此之外，與往常一樣，模組引數的值可以從 /sys/module/g_mass_storage/parameters/* 檔案中讀取。

使用大容量儲存功能的其他小工具

大容量儲存小工具使用大容量儲存功能來處理大容量儲存協議。作為一種複合功能，MSF 也可以被其他小工具使用（例如 g_multi 和 acm_ms）。

前面部分中的所有資訊都適用於使用 MSF 的其他小工具，除了可能缺少對大容量儲存相關模組引數的支援，或者引數可能帶有字首。要弄清楚這些是否屬實，需要查閱該小工具的文件或其原始碼。

有關如何在小工具中包含大容量儲存功能的示例，可以檢視 mass_storage.c、acm_ms.c 和 multi.c（按複雜性排序）。

與檔案儲存小工具的關係

大容量儲存功能以及大容量儲存小工具是基於檔案儲存小工具的。兩者之間的區別在於 MSG 是一個複合小工具（即，使用複合框架），而檔案儲存小工具是一個傳統小工具。從使用者空間的角度來看，這種區別並不重要，但從核心駭客的角度來看，這意味著 (i) MSG 不會重複處理基本 USB 協議命令所需的程式碼，並且 (ii) MSF 可以用於任何其他複合小工具。

因此，檔案儲存小工具已在 Linux 3.8 中移除。所有使用者都需要過渡到大容量儲存小工具。除了以下幾點，這兩個小工具在外部行為上大多相同

  1. 在 FSG 中，“removable”和“cdrom”模組引數為所有邏輯單元設定標誌，而在 MSG 中，它們接受每個邏輯單元的 y/n 值列表。如果只使用一個邏輯單元，這無關緊要，但如果有多個，則需要為每個邏輯單元重複 y/n 值。

  2. FSG 的“serial”、“vendor”、“product”和“release”模組引數在 MSG 中由複合層的相應引數處理，分別為：“iSerialNumber”、“idVendor”、“idProduct”和“bcdDevice”。

  3. MSG 不支援 FSG 的測試模式，因此不支援 FSG 的“transport”、“protocol”和“buflen”模組引數。MSG 總是使用 SCSI 協議，採用僅批次傳輸模式和 16 KiB 緩衝區。