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usb-server/driver/windows
duffyduckandClaude Opus 5 9ed473a965 Fix HID transfers, harden the tunnel, add E2E crypto and direct peers
The HID failure came down to the endpoint type map being indexed by
endpoint number without the direction bit. A composite device can have
endpoint 1 as both interrupt IN (0x81) and bulk OUT (0x01); the last one
read won, so interrupt URBs were submitted as bulk and the kernel rejected
them. The device attached and stayed silent.

Endpoint data now comes from the raw descriptors read from /dev/bus/usb
rather than sysfs, which only ever exposes the active alternate setting —
a webcam's isochronous endpoints are invisible there because they only
exist after SET_INTERFACE. Two sysfs parsing bugs fell out of that too:
the numeric endpoint attributes are hex without a prefix (wMaxPacketSize
"0040" was read as 40, not 64), and bInterval was never read at all.

Reliability: three places could freeze the whole process. The share path
fed io.Pipe from the WebSocket read loop, so one slow USB transfer stalled
every tunnel and the keepalives with them. The relay wrote to client
sockets while holding the hub lock, so one peer that stopped reading
blocked routing and registration for everyone. Control transfers ran
inline in the protocol loop behind a 5s timeout. Also fixed: a use-after-
free where a discarded URB's memory could be collected while the kernel
still owned it, a reap loop that spun at 100% CPU on ioctl errors, a
missing attach timeout, a double close(done) panic, and Hash[:8] in the
relay's log line, which let a client with a short hash take the server
down.

Adds mode "both", so one client can offer and consume devices at once.
The tunnel and client-left callbacks became multicast for it: as plain
fields the second manager to register silently unhooked the first.

Tunnel traffic is now AES-256-GCM end to end, on the relay path as well
as directly. The key is derived from the three tokens, not from the group
hash — the relay is told the hash, so a key derived from it would protect
nothing from the one party in the middle. Group IDs are unchanged, so
existing setups keep working; only clients configured without the tokens
drop to unencrypted, relay-only operation.

Peers now try to connect directly, with the relay supplying the public
address neither side can determine for itself. Candidates are raced
because an unreachable address hangs until timeout rather than refusing.
Falling back to the relay is not an error.

Platform reach: cross-compiled targets for ARM, MIPS and RISC-V (the
Linux client needed no code changes — usbdevfs is not architecture
specific), multi-arch Docker images, an Android bridge that accepts
devices over SCM_RIGHTS because apps cannot open /dev/bus/usb, and macOS
builds via system_profiler enumeration.

Adds a Windows KMDF filter driver under driver/windows with its Go side.
UNTESTED: it has never been compiled or run, needs the WDK to build and
an EV certificate to distribute. Treat it as a starting point.

Adds "usb-client diag": says per machine whether sharing and using are
possible, what stands in the way, and what fixes it. Reports can be
uploaded to a relay to get them off machines that are awkward to copy
from.

96 tests, all green under -race. Builds for linux, windows and darwin on
amd64 and arm64.

Co-Authored-By: Claude Opus 5 (1M context) <noreply@anthropic.com>
2026-08-11 22:02:04 +02:00
..

usbshare — USB-Filtertreiber für Windows

Ein KMDF-Upper-Filtertreiber, der Userspace-Zugriff auf ein USB-Gerät ermöglicht, ohne den vorhandenen Gerätetreiber zu ersetzen. Das ist der Ansatz, den VirtualHere verwendet, und der Grund, warum es dort kein Zadig braucht und das Gerät lokal funktionsfähig bleibt.

Lies das zuerst

Dieser Code ist nie gelaufen. Ich habe ihn geschrieben, aber weder kompiliert noch getestet — dafür braucht es Windows mit dem WDK, und das stand mir nicht zur Verfügung. Er ist als Ausgangspunkt gedacht, nicht als fertiges Produkt.

Kernel-Code verzeiht nichts: ein Fehler ist ein Bluescreen, kein Stacktrace. Ein Treiber, der beim Booten geladen wird und dabei abstürzt, kann ein System unbootbar machen. Teste ausschließlich in einer VM mit Snapshot, bis er stabil läuft.

Rechne mit mehreren Runden Debugging. Die Struktur sollte stimmen, die Details fast sicher nicht.

Warum ein Filtertreiber

Windows hat kein Äquivalent zu Linux' usbdevfs. Um URBs an ein Gerät zu senden, braucht es Kernel-Code. Die Alternativen:

Ansatz Gerät lokal nutzbar Installation HID/Massenspeicher
WinUSB Nein — ersetzt den Treiber Zadig, pro Gerät Meist blockiert
Filtertreiber Ja INF, pro Gerät oder klassenweit Ja

Der Filter setzt sich über den vorhandenen Treiber in den Stack. Im Normalbetrieb reicht er alles unverändert durch. Erst wenn Userspace ein Gerät beansprucht, fängt er die IRPs des Klassentreibers ab und leitet stattdessen die URBs aus dem Userspace an den USB-Hub weiter.

      Ohne Beanspruchung            Während des Teilens
   ┌────────────────────┐        ┌────────────────────┐
   │  Klassentreiber    │        │  Klassentreiber    │
   │  (usbhid, usbstor) │        │  (bekommt nichts)  │
   └─────────┬──────────┘        └─────────┬──────────┘
             │                               abgefangen
   ┌─────────▼──────────┐        ┌─────────▼──────────┐
   │  usbshare (Filter) │        │  usbshare (Filter) │◄── usb-client
   └─────────┬──────────┘        └─────────┬──────────┘     via IOCTL
             │ durchgereicht               │ URBs
   ┌─────────▼──────────┐        ┌─────────▼──────────┐
   │  USB-Hub-Treiber   │        │  USB-Hub-Treiber   │
   └────────────────────┘        └────────────────────┘

Dateien

Datei Inhalt
driver.c Treiber-Einstieg, Geräte-Hinzufügen, PnP
queue.c IOCTL-Verarbeitung, URB-Weiterleitung
filter.c Abfangen der Klassentreiber-Anfragen im beanspruchten Zustand
usbshare.h Interne Strukturen
public.h IOCTL-Schnittstelle — auch von der Go-Seite verwendet
usbshare.inf Installationsdatei
usbshare.vcxproj Visual-Studio-Projekt

Bauen

Voraussetzungen: Visual Studio 2022 mit „Desktop development with C++", Windows SDK und WDK.

msbuild usbshare.vcxproj /p:Configuration=Release /p:Platform=x64

Testen (nur in einer VM)

:: Testsignierung erlauben — danach neu starten
bcdedit /set testsigning on
bcdedit /set nointegritychecks on

:: Selbst signieren
makecert -r -pe -ss PrivateCertStore -n "CN=usbshare-test" test.cer
signtool sign /v /s PrivateCertStore /n usbshare-test /t http://timestamp.digicert.com usbshare.sys

:: Installieren: Rechtsklick auf usbshare.inf → Installieren, dann Gerät neu einstecken

Für Kernel-Debugging: zweite Maschine oder Host mit WinDbg, verbunden über bcdedit /debug on und /dbgsettings net.

Verteilen

Für den Einsatz außerhalb einer Testmaschine muss der Treiber von Microsoft gegengezeichnet sein. Dafür brauchst du:

  1. EV-Code-Signing-Zertifikat — auf eine geprüfte reale Identität (Firma oder Einzelperson), etwa 300500 €/Jahr, Ausstellung dauert Tage bis Wochen wegen der Identitätsprüfung.
  2. Microsoft-Partner-Center-Konto, verifiziert mit demselben Zertifikat.
  3. Attestation Signing: Treiber hochladen, Microsoft zeichnet gegen. Ausreichend für die meisten Fälle; volle WHQL-Zertifizierung braucht zusätzlich HLK-Testläufe.

Diesen Teil kann nur jemand mit einer realen Identität erledigen — er läuft auf deinen Namen, nicht auf meinen. Das ist die eigentliche Hürde, nicht der Code.

Was fehlt

Der Treiber deckt Control-, Bulk- und Interrupt-Transfers ab. Nicht implementiert:

  • Isochrone Transfers (Webcams, Audio). Sie brauchen eine andere URB-Struktur mit Paketdeskriptoren und Bandbreitenreservierung.
  • Auswahl der Konfiguration/Alt-Settings über den Filter — derzeit wird die vom Klassentreiber gesetzte übernommen.
  • Reset und Halt-Clear sind angelegt, aber ungetestet.