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Linux-Kernel: Probleme im USB-Stack entdeckt

Wegen einer fehlerhaften Abstimmung zwischen Hardware und dem USB-Stack in der Energieverwaltung des Linux-Kernels werden Verbindungen zu USB-Geräten häufig unterbrochen. Bislang sahen die Kernel-Entwickler die Schuld bei den Geräteherstellern.

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Ein Fehler im USB-Stack des Linux-Kernels führt zu Verbindungsabbrüchen. Er wird behoben.
Ein Fehler im USB-Stack des Linux-Kernels führt zu Verbindungsabbrüchen. Er wird behoben. (Bild: Elina Warkentin, CC-BY 2.5)

Die Kernel-Hackerin Sarah Sharp hat einen schwerwiegenden Fehler im Linux-Kernel entdeckt. Demnach ist eine fehlerhafte Abstimmung zwischen USB-Stack und Geräten beim Verlassen des Schlafmodus dafür verantwortlich, dass die Verbindung zu USB-Geräten unvermittelt gekappt wird, wenn Auto-Suspend aktiviert ist. Ein Patch ist bereits in Arbeit.

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Das Problem wahlloser Abbrüche von Verbindungen zu USB-Geräten sei ihr und anderen Kernel-Hackern seit Jahren bekannt, schreibt Sharp. Allerdings hätten sie die Schuld bei "billigen, beschissenen und kaputten" Geräten gesucht, also bei den Herstellern. Die von den Kernel-Entwicklern dafür erstellten Blacklisten seien irgendwann zu groß geworden. Die später von den einzelnen Distributionen erstellten Whitelisten seien ungenügend gepflegt worden und letztendlich zu aufwendig.

Timing-Probleme

Nun stellte sich laut Sharp heraus, dass nicht immer die Geräte selbst für die Unterbrechungen verantwortlich waren. Laut USB-Spezifikationen muss der Roothub das Signal zum Aufwecken eines Geräts (TDRSMDN) mindestens 20 Millisekunden lang senden. Danach wird der Status eines Geräts im Hub auf Aktiv gesetzt. Bis der Linux-Kernel und Software auf ein Gerät zugreifen dürfen, muss allerdings noch eine Pause von 10 Millisekunden erfolgen (TRSMRCY). Der TRSMRCY-Wert ist laut USB-2.0-Spezifikationen allerdings weder ein Festwert noch ein Maximalwert, sondern ein Minimalwert.

Der xHCI-Treiber des Linux-Kernels aktiviert zwar sofort den Kernel-Hub-Daemon (khubd), gibt den veränderten Status eines Geräts allerdings erst nach 20 Millisekunden frei (TDRSMDN). Das bedeute, dass ein Gerät länger in einem Resume-Modus sein kann als die in TRSMRCY festgelegte Zeit. Die Software versucht dann nach 10 Millisekunden auf das Gerät zuzugreifen, obwohl es sich noch im Schlafmodus befindet, was wiederum dazu führen kann, dass das USB-Gerät abgehängt wird oder beispielsweise Schreibzugriffe nicht erfolgen können.

Der Fehler betrifft Geräte, die am xHCI-Hub stecken. Derartige Probleme mit dem EHCI-Hub und dem USB-Stack des Linux-Kernels gibt es nicht.

Nach Sharps ersten Analysen haben einige USB-Geräte eine TRSMRCY-Zeit von bis zu 17 Millisekunden. Bei 8 Prozent der getesteten Geräte liegen TRSMRCY-Werte bei über 10 Millisekunden. Einen ersten Patch habe Sharp schon eingereicht. Der sei aber noch kein "echter Fix". Ab sofort arbeite sie an einem besseren Patch. Sie sehe aber "Licht am Ende des Tunnels" und dass die Probleme mit der USB-Energieverwaltung im Linux-Kernel bald gelöst sein würden. Läuft alles nach Plan, dürften die Reparaturen bereits im nächsten Kernel 3.11 einfließen, der Anfang September 2013 erscheinen soll.



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Anonymer Nutzer 25. Aug 2013

man sich so noch mehr in Probleme bezüglich Abwärtskompatibilität verstrickt.

Ama 25. Aug 2013

Findest du es nicht etwas anmaßend, nur aus Worten darauf zu schließen, wer wie wo für...

Thaodan 25. Aug 2013

ich würde eher eine passende udev Regel anlegen, sollte sauberer sein.

tingelchen 24. Aug 2013

Die Stecker sind auch recht robust :) Ich habe das gleiche Problem bei meinem aktiven...

Schiwi 24. Aug 2013

So lange du keinen expliziten Supportvertrag hast, bist du auch für MS kein direkter...


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