一个 MySQL 主键索引参与排序的问题

问一个 mysql 索引的问题：
背景信息：test 表上 a 字段有 btree 索引
有这样一个查询语句：
select * from test where a = 1 order by b desc
有以下两种场景：
场景一：当 b 是普通索引的时候，explain 结果会使用到 using filesort 这样的关键字（为了不进行 filesort ，需要对 a 和 b 两个字段建立联合索引）；
场景二：b 是主键索引的时候 explain 的结果确是 using where ；
我的理解：
场景一是符合预期的，因为在 a 的 btree 索引上并不能保证 b 字段的有序性，所以会使用到 filesort ；
场景二我理解是因为 a 字段的 btree 索引本身就是带有主键 id 这个信息的（理解是为了回表用的）
但是我不太理解的是，为什么这里的主键 id 排序不需要走 filesort ，是否可以理解为表中任意字段的 btree 索引其实等价于字段索引+主键索引的组合索引，如果这么理解的话是可以解释的通的，我不太确定的是内部机制是否真的是这样实现的？还是说依赖了主键索引其他方面的能力才导致不需要走 filesort ？