[分享] 从技术角度谈谈10.11的USB驱动机制，兼论10.11 USB安装盘的花屏禁行问题 [复制链接]
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z1326

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发表于 2015-10-7 19:45:43 IP属地日本 |只看该作者 |正序浏览

本帖最后由 z1326 于 2015-10-28 21:07 编辑

本文技术原理部分来源于RehabMan大神的帖文，具体做法来源于pcbeta，insanelymac等论坛，由本人统一理解并整理而成。

Part1: 10.11的USB驱动机制与遮盖器

10.11 El Capitan开始，苹果完全重写了OSX系统的USB驱动机制。原来的驱动是怎么样的大神没说我也不知道。现在的情况是这样的。

首先，一般而言，对于ivybridge平台开始的电脑（自2012年的ivybridge开始intel引入原生USB3驱动），一般而言，硬件内总共存在3个USB主控器，两个USB2.0的，一个USB3.0的。两个USB2.0的。在ACPI表（就是我们常说的DSDT）中，两个USB2.0主控器一般被命名为EHC1和EHC2，无论对PC机还是白果机都是如此。但是USB3.0的主控器，PC机的DSDT里一般命名为XHC（或许也有例外），白果机则命名为XHC1。

或许苹果本来想的是，完全依赖ACPI表（就是DSDT信息）来读取有关USB的数据，但是问题来了，有些机器的ACPI表（DSDT信息）是不准确的，当然，普通PC机不准确不关苹果的事，爱准不准。但是，注意，苹果发现，自家的有些白果机的ACPI表（DSDT信息）也是不准确的，这就不好玩了。

为了解决这个问题，苹果引入了一个东西，RehabMan大神称之为injector，我想了下，决定这个词还是不能直译，还是意译的好，我决定称其为遮盖器。具体说来，遮盖器机制，就是我们很多教程里提到要修改的

/System/Library/Extensions/IOUSBHostFamily.kext/Contents/PlugIns/AppleUSBEHCIPCI.kext/Contents/Info.plist

/System/Library/Extensions/IOUSBHostFamily.kext/Contents/PlugIns/AppleUSBXHCIPCI.kext/Contents/Info.plist

这两个plist里的那些条目。

比如，我们打开EHCI的plist是这样的，看这里IOkitpersonalities的下面，有很多机型，MacBook，MacBook Air什么的。

然后，点开一个机型，比如MacBook Pro 9，1 下面是这样的。记住这里主要参数，port－count，UsbConnector，port三个。

具体是这样的，首先，通过Smbios确定机型，比如，如果Smbios里读取的机型是Macbook Pro 9，1 那就去这两个plist里找Macbook Pro 9，1的条目。

然后就是对主控名称，这两个plist里，USB2.0主控器名称是EHC1，EHC2，USB3.0主控器名称是XHC1，现在开始查找DSDT，如果DSDT里的主控器名称和这里的一样，那么，就无视dsdt里的信息，以plist中的相关信息为准，换句话说，plist里的信息“遮盖”住dsdt的信息，这就是所谓的“遮盖器”。遮盖之后的信息怎么看，看port－count，UsbConnector，port三个参数

参数解说如下：

port－count：这是一个坑爹的命名，因为很容易根据字面意思理解成，这个hub下面的PRT（端口）总数。实际上不是，这个东西的意思是，下属所有PRT（端口）中的最大port值。也就是说，你下面如果有3个PRT，3个PRT，port值分别是01000000，02000000，06000000，那port－count这里填的不应该是03000000，而应该是06000000。

UsbConnector：代表所属USB接口类型，一般有0，3，255等常见数值。其中0代表usb2.0 typeA型母口，2代表 type miniAB，3代表USB3.0 typeA型母口，255代表特殊接口。

port：该USB接口所在位置的编号。

比如遮盖器读取到这样的信息，Smbios：MacBook Air 6，2 XHC1-SSP1（UsbConnector：3，port：0A000000），意思就是说，10.11系统你听好了，不管DSDT说什么都不要信，听我的就对了，我告诉你，MacBook Air 6，2这种机型，USB3.0主控器名称是XHC1，下属0A000000位置，有一个命名为SSP1的USB3.0 typeA母口。

当然，如果主控器名称没对上怎么办？比如USB3.0主控，plist里是XHC1，DSDT里是XHC。很简单，遮盖无效，以DSDT信息为准。所以如果想摆脱遮盖怎么办，很简单，DSDT里给主控器改名，EHC1改成EH01，EHC2改成EH02，本来是XHC的不要动，是XHC1的改回XHC。这样就摆脱遮盖了。

上面已经说过了，USB2.0，PC和白果，DSDT里命名是一样的，都是EHC1和EHC2。USB3.0，PC一般是XHC，白果则是XHC1。所以一般而言，我们搞黑果El Capitan，USB2.0接口及相关设备都会被遮盖。USB3.0则一般不会被遮盖。当然有的人说，我USB3.0为什么也被遮盖了。两个可能的原因，1，RP值问题，你的DSDT就是非主流地用了XHC1的名称；2，你的DSDT以前打过某些patch，作过某些修改，把XHC给你改成XHC1了。

PS：RehabMan把injector分为两个级别，Controller injectors和Hub port injector。我暂时将其翻译为主控遮盖器和端口遮盖器。

具体而言，我的理解就是，主控遮盖器就是上面两个plist中的EHC1 EHC2 XHC1，只要对应了Smbios机型，然后dsdt中这3个主控的名称和plist中对应上，这个主控就被plist中的信息遮盖。要躲开主控遮盖器很简单，给DSDT里USB主控改名就行。（上面说了）

但是这个主控下的接口具体是什么样子，具体怎么遮盖法，那就要看下面第二级的端口遮盖器了。具体端口遮盖器的参数就是上面说过的port－count，UsbConnector，port这3个了。

注意一点的是，由于端口遮盖器不是靠对照名称（PRT1，PRT2那些），而是靠检测port值辨认目标的。所以改名（比如在DSDT里把PRT1改成PR01）并不能使对应的端口遮盖器失效。

BTW：特别再次说一下，从前在10.10 Yosemite及更早的时代，有一个DSDT的patch叫做USB mutiplex或者USB3.0 multiplex或者类似的名字的，这东西是干什么的，到Part3再说。但是先说下，这个DSDT严重不建议在10.11使用。因为这个patch会把XHC重新命名为XHC1.

Part2: 10.11 USB安装盘的电源管理五国Panic以及花屏禁行问题

估计有的朋友在制作了10.11的clover USB安装U盘，开始安装的时候，开启verbos模式，会遇上这样的问题。1，五国Panic，verbos代码显示AppleIntelCPUPowerManagement，2，屏幕上不断出着代码，突然一下花屏了。然后出现一个禁止通行的符号。而且，花屏，屏幕冻结，禁行符号出现后，仔细看的话，大约可以看出来，最后一行verbos代码是 “still waiting for root device”。这两个问题我碰到了，卡了我十几个小时。

我的经验如下：

电源管理五国panic：由于10.11的SIP机制防卫很严，加上clover config设置不到位，导致clover读不到NullCPUPowerManagement kext，就禁行了

出现花屏禁行：如果不是BIOS里没设定好AHCI的话（这个原因这些年已经反复在置顶帖里讲了，相信大多数人不会忽略），基本上就是以下原因，由于上面Part1中提到的新USB驱动机制，安装盘所在USB口不在plist里遮盖器提供的驱动范围之内，安装盘里的镜像读不到，就五国panic了。

（注意：安装10.11 clover的版本要新，最好使用3270或者3277）

对策：

电源管理五国panic：用clover configurator编辑config plst，在Rt Variables 一页中修改如下；
ROM：选择 UseMacAddr0
MLB：填上 C02032109R5DC771H
BooterConfig：填上 0x28
CsrActiveConfig：填上 0x67

（上面这套参数是我从一个pcbeta贴里翻出来的，目前本坛linzhouyu大神在本区置顶帖里好像推荐的不是这个，说是CsrActiveConfig用0x13更好，我建议两套可以都试验下）

然后检查下，fakesmc NullCPUPowerManagement VoodooPS2Controller等必要驱动是否齐备。注意一点，目前clover对于10.11 安装镜像识别可能不太好，加载的时候可能找到10.10的文件夹里去，所以尽量把10.11 10.10 other三个文件夹，甚至更早的10.9等文件夹里都放上必要驱动，以求万无一失。

禁行符号：
对策1：尝试换一下Smbios的机型，说不定换一个机型，目前的USB口就有驱动了。（这个要看RP，不一定有用）
对策2：尝试换一个USB口用。（这个要看RP，不一定有用）
对策3：修改DSDT里USB主控器名称，躲避遮盖。
对策4：在硬盘里分一个7GB以上的分区来写入安装镜像，直接从硬盘安装，一了百了。

Part3: USB3.0 multiplex patch和FakePCIID_XHCIMux kext以及15个端口总数的限制

USB3.0 multiplex（或者类似名称）是一个在10.10时代被使用的DSDT patch，MACiASL软件里RehabMan patch源里就有。

FakePCIID_XHCIMux kext是RehabMan最近几个月新制作的一个kext，注意，FakePCIID_XHCIMux kext必须配合FakePCIID kext一起使用，也就是说，要两个一起安装。

USB3.0 multiplex patch和FakePCIID_XHCIMux kext这两个东西的作用是一样的。众所周知，USB3.0向下兼容USB2.0.，所以USB3.0的主控器XHC下面存在着USB2.0的port。这两个东西的作用就是，把USB3.0主控器（XHC）下的USB2.0 port转移（bypass）到USB2.0主控器（EHC1，EHC2）下，让USB3.0主控器（XHC）只负责管理USB3.0设备。注意，这并不是说USB3.0口就不能读USB2.0的U盘了，而是说用了这两个东西其中之一后，当你把USB2.0的U盘接到3.0接口上，2.0主控（EHC1，EHC2）会代替3.0主控（XHC）来处理它，具体U盘仍旧是可以写入读取的。

在10.11时代，如果你有这个功能需求，这两个功能相同的东西我们应该采用哪个呢。答案是，后一个，采用FakePCIID_XHCIMux kext和FakePCIID kext的组合。

为什么不采用USB3 multiplex patch呢，原因1，这个patch对DSDT改动较大，而不同机型的DSDT又有很大差异性，使用这个patch，兼容性和成功率并不是那么高的；原因2，这个patch会把DSDT里USB3.0主控器的名称改成XHC1，导致10.11的XHC1遮盖器生效。

再有一个问题，XHC控制器USB2.0 bypass，这一功能有什么实际意义呢？

其一：有些USB2.0设备在EHC1，EHC2主控器下比在XHC主控器下性能好些。
其二：就是Part4标题里说的15个端口总数的限制了。

简单来说，老外技术人员发现了这样的限制条件，10.11下，每个USB主控器（EHC1，EHC2，XHC）下，端口数不能超过15个，超过部分不予处理，作废。

对于EHC1，EHC2两个USB2.0主控器，这15个限制名额一般是用不完的。就算加上一些内置设备，难道还能有30个USB2.0端口吗？

但是对于XHC这个USB3.0主控器，有的时候就有点麻烦了。因为：

1 USB3.0 只有XHC这一个主控器，不像USB2.0有两个。
2 USB3.0向下兼容USB2.0，所以默认情况下，每个外置USB3.0的接口，实际上内部占用的是两个端口，USB3.0一个，兼容的USB2.0一个。所以如果你的笔记本有3个外置USB3.0接口，就要占用XHC主控6个端口名额。
（看下图，我的笔记本DSDT信息，XHC主控－RHUB－下面有HSP1，2，3，4，SSP1，2，3，4总共8个端口，HSP的4个就是兼容的USB2.0端口，HSP就是High Speed的简写，SSP那4个才是USB3.0端口，SSP是Super Speed的简写，XHC USB2.0 bypass这个功能就是要把那4个HSP从XHC名下移走，移动到EHC1，EHC2名下）

笔记本还好点，因为笔记本外置USB3.0接口数量不多，说破天就是4个。（我的笔记本Alienware M17X R4，17寸高性能巨型游戏本，这样才4个，那些13寸14寸小本不可能比我这个还多吧）台式机主板......有的定位比较高端的，8个USB3.0口，这样XHC下就是16个端口，超限制了。更过分的，有的台式机，XHC下，不光有n个USB3.0端口，还有m个纯的USB2.0端口，这样的话，XHC下端口总数就是2n＋m。所以说白了，这个XHC USB2.0 bypass，FakePCIID_XHCIMux kext的功能就是，XHC下15个端口名额不够用，把其中的2.0端口移动到富裕名额的EHC1，EHC2那边去。

当然，如果你XHC主控下，端口名额不紧张，也不在乎那点所谓的USB2.0设备性能差别问题（比如我就是这样），那你就不用搞这个东西。

暂时先写到这里吧，对于各种稀奇古怪的USB设备问题，RehabMan给出的解决方法是根据自己的机器，自制遮盖器，（当然我认为还有一种办法是手工改写DSDT里,各个USB端口下的_UPC Object ）但是具体怎么样自制，他讲的很不详细，我也正在研究中，而且我的电脑，Alienware M17X R4 ，USB2.0总线上的设备总是有一部分罢工。三四个设备这个好了那个就坏。我到现在也还没搞定。所以还是先发这一篇文出来把机制方面的内容讲清楚。如果我成功参悟了自制遮盖器的方法，到时候在发新文。

PS：不知道远景有没有帖子的编辑时间限制？有的话能不能麻烦版主给我把本帖的编辑时间限制去了，方便我以后修改。
更新：本文只是讲讲驱动机制方面的内容，只能算是上篇，具体怎么做修改，请看新鲜出炉的下篇－10.11 USB问题之下篇，一步一步教你解决USB问题，链接如下：https://bbs.pcbeta.com/viewthread-1651615-1-1.html

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