Im letzten Beitrag zum Thema hatte ich angekündigt, dass ich mir auch den NB-2033-U vornehmen will. Der steckt in einem zweiten Fujitsu Notebook hier, dem von meiner Tochter Maja. Gleicher Hersteller, gleiche Sensorfamilie, sollte ähnlich laufen wie beim NB-2020-U. Dachte ich.
Falsch gedacht.
Hersteller sagt: geht nicht
Ich hatte bei NEXT Biometrics nach Protokolldokumentation oder einem SDK für den NB-2033-U gefragt. Kevin Hung, Director FAE, antwortete freundlich aber eindeutig:
„Both 2020-U and 2033-U have different firmware and USB stack. The code flow (libusb) related to 2033-U and 2020-U is different. This could be the reason for 2033-U failure/unsupported in linux. As of now, it is not supported.“
Kein SDK, keine Doku, kein Support. Und 74 Einträge auf linux-hardware.org mit Status „failed“ für die USB ID 298d:2033. Weltweit kein Linux-Support für dieses Gerät.
Gut. Dann eben Reverse Engineering.
Erster Versuch: Windows-Treiber belauschen
Plan A war klassisch: Windows-Treiber in einer VM laufen lassen, USB-Traffic mitschneiden. VirtualBox installiert, USB-Passthrough konfiguriert, Windows gestartet. Der Fingerabdruckleser tauchte im Gerätemanager auf. Mit Code 31. Treiber konnte das Gerät nicht starten. Secure Boot hatte VirtualBox den Kernel-Treiber nicht signiert, und der USB-Passthrough war damit unbrauchbar.
Plan A verworfen.
Plan B: Das SDK direkt auf Linux
Das SDK von NEXT Biometrics (libNBBiometrics.so) unterstützt den NB-2033-U intern. Es kommuniziert direkt über libusb, ohne Kernel-Treiber. Das heißt: ich kann das SDK-Sample direkt auf dem Linux-Notebook laufen lassen und gleichzeitig den USB-Traffic mit usbmon mitschneiden.
Dafür musste Secure Boot deaktiviert werden. usbmon ist ein Kernel-Modul, und lockdown=integrity (von Secure Boot gesetzt) blockiert es auch für root. Secure Boot im BIOS aus, lockdown=none in GRUB, Neustart. Danach:
modprobe usbmon cat /sys/kernel/debug/usb/usbmon/3u > /tmp/capture.txt & ./NBBSample
7654 Zeilen USB-Traffic. Das komplette Protokoll des NB-2033-U, aufgezeichnet während einer Enrollment-Session.
Was dabei rauskam
Das Protokoll ist komplett anders als beim NB-1010-U/NB-2020-U. Kevins Aussage stimmte. Hier die wesentlichen Unterschiede:
| Eigenschaft | NB-1010-U / NB-2020-U | NB-2033-U |
|---|---|---|
| Bulk IN Endpoint | EP 3 (0x83) | EP 1 (0x81) |
| Kommandoformat | [0x80][CMD][SEQ][0x00]... | [CMD][0x00][LEN_LO][LEN_HI][PAYLOAD] (TLV) |
| Finger-Erkennung | Einzelnes 0x38 | Zwei 0x0D Config + 0x38 |
| Bildübertragung | 90 Chunks à 540 Bytes | 180 Chunks à 268 Bytes |
| Init | Einmal 0x07 | Zweimal 0x07 nötig |
Gleicher Sensor-Die (256×180 Pixel, 385 DPI, aktiv thermisch), aber ein komplett anderer USB-Stack. Der NB-2033-U nutzt ein TLV-Format (Type-Length-Value) statt des festen Kommandoschemas vom NB-1010-U. Jedes Kommando hat eine eigene Längenangabe, und die Antworten sind anders strukturiert.
Die Kommandos im Detail
Aus dem USB-Capture konnte ich sechs Kommandos identifizieren:
0x07— Init/Wake. Muss zweimal gesendet werden, sonst reagiert der Sensor nicht.0x0D— Sensor-Konfiguration. Wird zweimal vor jeder Finger-Erkennung gebraucht, um den „Enhanced“ Modus zu aktivieren.0x38— Finger-Erkennung. Byte 4 der Antwort ist der Detect-Level. Schwellwert 40.0x12— Capture starten. Liefert 180 Zeilen à 256 Pixel, 8-Bit Graustufen.0x13— Geräteinformationen (Hersteller, Modell, Seriennummer).0xF7— Firmware-Version.
Thermischer Sensor: Eigenheiten
Der Sensor misst Temperaturänderungen, nicht statischen Kontakt. Das klingt nach einem Detail, ist aber für die Treiber-Implementierung entscheidend. Finger auflegen erzeugt einen kurzen Spike im Detect-Wert (10 bis 50+). Finger bleibt liegen, und der Wert fällt zurück auf Basisniveau. Der Treiber muss also den Spike erkennen, nicht einen dauerhaften Zustand.
Dazu kommt: Nach dem Init gibt es transiente Spikes, die ungefähr 1,5 Sekunden brauchen, bis sie abklingen. Ohne Settle-Pause nach dem Init erkennt der Treiber Phantom-Finger.
Der Treiber
Rausgekommen ist nb2033.c, ein eigenständiger libfprint-Treiber mit rund 350 Zeilen. Kein proprietärer Code, keine SDK-Abhängigkeit. Das SDK diente nur als Referenz für die Capture-Analyse, der Treiber ist sauber von Grund auf geschrieben. Lizenz: LGPL 2.1+ wie alle libfprint-Treiber.
Die State Machine:
- Init (
0x07× 2) mit 1,5 Sekunden Settle-Pause - Finger-Detect-Polling (
0x0D+0x0D+0x38, Schwellwert 40) - Pre-Capture Config (
0x0D) - Capture (
0x12) mit 150 ms Pause, dann 180 Zeilen lesen - Bild an libfprint übergeben
Test
Getestet auf Majas Fujitsu Notebook mit Linux Mint 22.3:
$ fprintd-enroll Using device /net/reactivated/Fprint/Device/0 Enrolling right-index-finger finger. Enroll result: enroll-stage-passed [... 5/5 Stages ...] Enroll result: enroll-completed
$ fprintd-verify Using device /net/reactivated/Fprint/Device/0 Listing enrolled fingers: - #0: right-index-finger Verify result: verify-match (true)
Richtiger Finger: Match. Falscher Finger: No Match. Enrollment sauber, Verifikation zuverlässig.
Upstream
Der Merge Request ist eingereicht: MR !574 bei libfprint. Fünf Dateien: der neue Treiber, meson.build, autosuspend.hwdb und die Allowlist. CI läuft durch. Der verwandte MR !569 für den NB-2020-U ist noch in Review.
Für die Wiki-Aktualisierung (das Gerät von der „unsupported“ Liste nehmen) gibt es Issue #134.
Fazit
Der Hersteller sagt „not supported“, 74 Linux-User melden „failed“, und trotzdem war das an einem Nachmittag erledigt. SDK auf Linux ausführen, USB-Traffic mitschneiden, Protokoll rekonstruieren, Treiber schreiben, testen, upstream einreichen. Alles mit Open-Source-Tools: usbmon, libusb, libfprint.
Das Ergebnis: Majas Notebook hat jetzt einen funktionierenden Fingerabdruckleser unter Linux. Und sobald der Merge Request durch ist, haben ihn alle anderen auch.
Wie immer: Bei Fragen, fragen.
Pahhh da boote ich ganz cool meine Linux-Schüssel, hänge die USB-Platte ein und passe meine exports für einen ganz einfachen und schnellen Share an:
ZFS ist nun schon ein paar Jahre alt, denn noch habe ich bisher noch kein Dateisystem gefunden welches im wirklich das Wasser reichen kann. Hier und da in Detailvergleichen, keine Frage aber
alles in allem „no way“. Bei seiner Einführung hat SUN etwas von unkaputtbar erzählt. Titanic lässt grüßen? Auf keinen Fall… Ich habe es noch nicht geschafft ein ZFS zu zerlegen. Egal wie oft der Strom ausfällt oder der Rechner einen Reset bekommt. Ohne Hammer bzw. echten Hardwaredef. läuft das System einfach weiter.
Wie auch immer…. Vor ein paar Tagen ist nun die Entwicklerversion oi_151a erschienen. Die Version 148 war schon viel versprechend. Diese Version lief auch immer im Dualboot neben meinem Gentoo. Da sie denn noch viel Schleifarbeit an vielen Stellen braucht hatte sie eher ein passives leben 🙁
Dieses hat sich jetzt nach einem kurzen Test geändert. Gentoo verschwindet in eine Virtualbox VM auf dem Solarissystem und dann geht es los.
Ich liste in laufe der Zeit mal in einem Untermenü auf was mir so aufgefallen ist bzw. was anderen vielleicht weiterhelfen könnte.
OpenIndiana der fork von OpenSolaris und Solaris? Ja und nein, denn Sun hat sein Verspechen, die OpenSolaris-Entwicklung für die Gemeinschaft zu öffnen, nicht eingehalten hat und da Oracle nach der Übernahme von Sun zunehmend Teilprojekte einstellte, haben Mitglieder der OpenSolaris-Entwickler-Gemeinschaft am 3. August 2010 die Gründung des Projektes Illumos zur Entwicklung eines wirklich freien Open-Source-Solaris bekanntgegeben. OpenIndiana hat nun diese Basis.
Ich hatte auf einer meiner Maschinen ein kleines Problem mit der LiveCD. Diese bliebt beim booten einfach hängen und dieses ohne erkennbaren Grund. Zumindest konnte ich auf den Konsolen nichts erkennen und einen Logfile gibt es so ja erstmal nicht :-/ Bei einem Linux Live System würde man ja nun erstmal Kernel Optionen wie: noacpi / noapic / acpi=off oder so ein Geschlönz probieren, aber hier????
Ich habe im Zusammenhang mit der OpenIndiana LiveDVD ein paar Bugs und Probleme im Zusammenhang mit USB gelesen. Hier scheint das System noch etwas „anfällig“ zu sein 🙁 Wie auch immer nach einigen Tests viel mit nichts besseres mehr ein als einfach den USB-Kontroller im BIOS zu deaktivieren. Nur um das USB-System auszuschließen versteht sich… Tja, was soll ich sagen? USB im BIOS ausschalten und LiveDVD (der OpenIndiana Live USB-Stick ist dann natürlich nutzlos) einlegen. Schon versagen ordnungsgemäß USB-Tastatur und USB-Maus ihren Dienst, OpenIndiana Bootet aber sauber hoch. Spannenderweise erkennt das gebootete System den USB-Kontroller wieder und somit auch Maus, Tastatur oder sonstige USB-Sticks. Dieses Verhalten führte zwar bei mir zu etwas Stirnrunzeln, bringt mir denn noch ein funktionierendes System.
