Проброс USB в Hyper-V к Manjaro Linux через usbipd-win

👁0просмотров

В последнее время Hyper-V переживает второе рождение. С ним уже не только играются энтузиасты, но и решают вполне рабочие задачи. Свои гипервизоры получили и Linux (KVM), и FreeBSD (bhyve). Но у них у всех есть одна и та же родовая травма - проброс USB-устройств. Hyper-V не исключение.

Да, изоляция и безопасность - это хорошо. Но на практике, постоянно нужно то флешку прочитать, то Bluetooth-адаптер подключить, то мультимедиа-устройство пробросить. А недавно встала задача перепрошить Arduino. Пришлось разбираться.

Оказалось, что при всей своей закрытости Hyper-V всё-таки позволяет пробрасывать порты. Первым делом я попробовал COMpipe - стороннюю утилиту для проброса последовательного порта через именованный канал. Manjaro увидел ESP32, плата даже пыталась что-то принять. Но тут же начали вылезать ограничения - и не COMpipe, а самого канала Hyper-V.

Первое ограничение - аппаратные сигналы. RTS/CTS, DTR/DSR, DCD и RI через именованный канал не передаются. Пришлось идти на костыль: замкнул GPIO0 на землю, один раз нажал RESET - плата вошла в режим прошивки.

Второе ограничение - поток данных. На первом же блоке записи вылезла ошибка:

Failed to write compressed data to flash after seq 0 
(result was C000: Bad data length)

Пакет со сжатым файлом искажался где-то на пути через сетевой стек именованного канала. Причина в том, что физический COM-порт работает побайтово, а именованный канал Windows передаёт данные блоками. Это ломает алгоритм аппаратного сжатия esptool. Чтобы завершить прошивку, нужно было отключить сжатие при отправке, причем навсегда в файле библиотеки.

Стало понятно, что COMpipe - это полумера, которая упирается в архитектуру. И я пошёл другим путём - пробросом USB-контроллера целиком через USB/IP.

От COMpipe к USB/IP

COMpipe дал ценный опыт. Он показал, где именно проходит граница возможностей именованного канала. Дальше двигаться в эту сторону было бессмысленно - пришлось бы городить костыли на костылях, отключать сжатие, вручную дёргать RESET, мириться с нестабильностью на высоких скоростях. Для одной платы это ещё терпимо. Для рабочего процесса - нет.

Нужно было решение, которое пробрасывает USB-устройство целиком, а не отдельный его интерфейс. Чтобы работали и DTR/RTS, и любая скорость, и любые устройства - не только ESP32, но и Bluetooth, флешки, отладочные платы, целые контроллеры.

Такое решение есть, и его создала сама Microsoft. Называется USB/IP - протокол, который передаёт USB-трафик по сети. На Windows-хосте работает официальная утилита usbipd-win, в Linux-госте - стандартный usbip из ядра. Вместо виртуального COM-порта, зажатого в рамки именованного канала, в гостя уходит весь USB-контроллер со всеми его сигналами и устройствами.

Схема простая:

Windows (usbipd-win)  ←—— USB/IP по сети ——→  Linux-гость (usbip)
     ↑                                              ↑
физическое USB-устройство                  /dev/ttyUSB0, Bluetooth, диск

Что это даёт на практике:

Устройство	COMpipe	USB/IP
ESP32 / Arduino (CH340, CP2102)	Да, с костылями	Да, штатно
Автосброс RTS/DTR при прошивке	Нет	Да
Скорость 921600	Нестабильно	Стабильно
Bluetooth-адаптер	Нет	Да
USB-флешка	Нет	Да
Целый USB-контроллер	Нет	Да

Далее - по шагам, от установки на Windows до автоматизации проброса через systemd, чтобы не вводить команды после каждой перезагрузки.

ШАГ 1. Настройка хоста Windows (Выполняется ОДИН раз)

1. Откройте Windows PowerShell от имени Администратора.
2. Установите официальную утилиту usbipd-win через пакетный менеджер Windows:

   winget install --id=dorssel.usbipd-win -e --interactive

   Параметр --interactive откроет графический установщик, защищая от внезапной перезагрузки.
3. Обязательно перезагрузите компьютер (хост), чтобы система обновила переменные среды PATH и запустила службу usbipd.

ШАГ 2. Настройка гостевой ОС Manjaro Linux (Выполняется ОДИН раз)

Команды даны для Manjaro/Arch. Для Debian/Ubuntu замените pacman на apt, для Fedora — на dnf.

Установите инструменты USB/IP:

# Manjaro/Arch
sudo pacman -S linux-tools
# при выборе из группы — пункт usbip

# Debian/Ubuntu
sudo apt install linux-tools-generic usbip

# Fedora
sudo dnf install usbip

Добавьте пользователя в группы доступа к портам:

sudo usermod -aG uucp,dialout,lock $USER

Перезапустите VM, чтобы права применились.

Проверьте, что модуль vhci-hcd загружается:

sudo modprobe vhci-hcd
lsmod | grep vhci

ШАГ 3. Ежедневный проброс (выполняется при каждом подключении)

3.1. На Windows

Подключите USB-устройство к компьютеру.

Откройте PowerShell от имени Администратора и выведите список устройств:

usbipd list

В выводе найдите нужное устройство - например, USB-SERIAL CH340 - и запомните его BUSID (например, 1-2).

Откройте общий доступ к устройству:

usbipd bind --busid 1-2 --force

Флаг --force нужен, если устройство перехвачено фильтром антивируса (например, klfltdev у Касперского).

Прикрепите устройство к USB/IP-серверу:

usbipd attach --wsl --busid 1-2

Флаг --wsl в этой команде технически означает «прикрепить к хосту USB/IP-сервера; гость подключается к нему по сети отдельно.

3.2 В Linux-госте

Загрузите драйвер виртуального USB-контроллера:

sudo modprobe vhci-hcd

Подключите устройство с хоста:

sudo usbip attach --remote=192.168.0.65 --busid=1-2

IP хоста - адрес вашей Windows-машины в локальной сети, например 192.168.251.65.

Проверьте, что устройство появилось:

lsusb

Для последовательных устройств (ESP32, Arduino) проверьте имя порта:

dmesg | grep ttyUSB

Обычно это /dev/ttyUSB0.

ШАГ 4. Примеры для разных типов устройств

ESP32 / Arduino (CH340, CP2102)

После проброса порт появится как /dev/ttyUSB0. В Arduino IDE:

• Плата: ESP32 Dev Module (или ваша).
• Порт: /dev/ttyUSB0.
• Upload Speed: 921600.

Автосброс RTS/DTR работает полностью - кнопки на плате нажимать не нужно. Именно то, чего не хватало при работе через COMpipe.

Bluetooth-адаптер

После attach адаптер появится в системе как локальный:

bluetoothctl list
bluetoothctl power on

Дальше - стандартная работа: сканирование, спаривание, подключение устройств.

USB-флешка

lsblk
sudo mount /dev/sdX1 /mnt

Важно: не монтируйте на хосте, иначе устройство будет занято и проброс не сработает.

Целый USB-контроллер

Если нужно пробросить все устройства на одном контроллере разом, найдите в usbipd list сам контроллер (обычно это строка с несколькими устройствами) и привяжите его BUSID. Тогда в гость уйдут все подключённые к нему устройства.

ШАГ 5. Автоматизация: systemd-юнит в госте

Чтобы не вводить usbip attach после каждой перезагрузки, создайте unit:

# /etc/systemd/system/usbip-attach.service
[Unit]
Description=USB/IP attach
After=network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/bin/usbip attach --remote=192.168.251.65 --busid=1-2
RemainAfterExit=yes

[Install]
WantedBy=multi-user.target

sudo systemctl enable --now usbip-attach.service

Если устройство может отсутствовать при загрузке, добавьте Restart=on-failure и RestartSec=5 - сервис будет повторять попытку.

ШАГ 6. Troubleshooting

Проблема	Решение
usbip: command not found	Установите linux-tools (Arch) / usbip (Debian)
vhci-hcd не загружается	sudo modprobe vhci-hcd, проверьте lsmod
Устройство не видно в lsusb	usbip list --remote=IP — видит ли хост устройства
bind падает с ошибкой	Устройство занято драйвером хоста — отключите в Диспетчере устройств
После обновления Windows bind слетел	Повторите usbipd bind
Устройство пропало после перезагрузки гостя	attach нужно повторять (или используйте systemd)
Ошибка Bad data length	Это COMpipe; в USB/IP не встречается

ШАГ 7. Сравнение с альтернативами

Решение	Плюсы	Минусы
COMpipe	Просто, работает для COM	Только COM, нет RTS/DTR, искажение потока, ограничения Gen-2
USB/IP (usbipd-win)	Бесплатно, официально от Microsoft, любые USB, полные сигналы	Требует сети, attach после перезагрузки
USB Network Gate / FlexiHub	Кроссплатформенно, GUI	Платно
Physical Disk Passthrough	Просто для флешек	Только mass storage

Вывод

USB passthrough в Hyper-V возможен - но не через GUI и не через COMpipe. Рабочий путь - USB/IP и официальная утилита usbipd-win. Это закрывает потребность целиком: от ESP32 и Arduino до Bluetooth-адаптеров, флешек и целых контроллеров. Один раз настроил - дальше автоматизируется через systemd.

COMpipe решает частную задачу и упирается в архитектуру. USB/IP решает проблему.

Как вам статья?

ℹ️ Вы можете выбрать любую реакцию (доступен один голос на статью).

Обсуждение статьи (0)

Пока нет комментариев. Будьте первым!