ARMV8-64嵌入式设备linux环境下libusb交叉编译与移植测试

目的：本博客所实现的功能是在嵌入式设备(Navida jetson nano)上使用libusb识别自制的麦克风阵列

libusb是一个跨平台的usb通讯库，我们在使用笔记本电脑来识别常用标准化设备（鼠标，键盘，kinect）等设备时，一般通过lsusb就可以将每个硬件检测出啦。但是对于自己研制的硬件如摄像头和麦克风，ＰＣ或嵌入式设备上并没有为它做过驱动，这个时候我们需要使用libusb库来进行设备检测和通讯。

1. 在PC（台式机或笔记本）上进行的操作：

１．安装libudev-dev

$ sudo apt-get install libudev-dev

2. 安装交叉编译链工具

首先进行编译链工具，交叉编译链需要根据主机和目标机的类型不同来进行选择，常用的交叉编译链如下几种：
1） arm-none-linux-gnueabi-gcc ：是 Codesourcery 公司基于GCC推出的的ARM交叉编译工具。可用于交叉编译ARM（32位）系统中所有环节的代码，包括裸机程序、u-boot、Linux kernel、filesystem和App应用程序。
2) arm-linux-gnueabihf-gcc：是由 Linaro 公司基于GCC推出的的ARM交叉编译工具。可用于交叉编译ARM（32位）系统中所有环节的代码，包括裸机程序、u-boot、Linux kernel、filesystem和App应用程序。
3) aarch64-linux-gnu-gcc：是由 Linaro 公司基于GCC推出的的ARM交叉编译工具。可用于交叉编译ARMv8 64位目标中的裸机程序、u-boot、Linux kernel、filesystem和App应用程序。
4) arm-none-elf-gcc：是 Codesourcery 公司（目前已经被Mentor收购）基于GCC推出的的ARM交叉编译工具。可用于交叉编译ARM MCU（32位）芯片，如ARM7、ARM9、Cortex-M/R芯片程序。
5) arm-none-eabi-gcc：是 GNU 推出的的ARM交叉编译工具。可用于交叉编译ARM MCU（32位）芯片，如ARM7、ARM9、Cortex-M/R芯片程序。

在这里，本人使用的嵌入式设备系统为ARMv8，且为64位，所以在这里选择aarch64-linux-gnu-gcc，所以执行如下命令进行安装：

$ sudo apt-get install g++-aarch64-linux-gnu
$ sudo apt-get install gcc-aarch64-linux-gnu

如果上述安装方法遇到问题，可以尝试源码安装，需要在官网(下载较慢)或网站（速度较快）下载。

安装完成后，我们可以执行如下命令检查一下

$ aarch64-linux-gnu-gcc -v

结果如下，可见我们选择的是正确的

3.下载和解压libusb源码

下载网站为https://sourceforge.net/projects/libusb/，在这里我选择了libusb-1.0.22.tar.bz2。然后按下面四步进行设置：
1）在主目录下新建一个libusb文件夹：

$ mkdir libusb

2）首先切换到源码文件夹的路径：

$ cd libusb

然后将libusb源码包解压缩后放入libusb中。其目录即为/home/ebort/libusb/libusb-1.0.22，其中ebort为本人用户名。

3）切换到libusb-1.0.22文件夹下：

$ cd libusb-1.0.22

4）在该目录下新建一个文件夹，用来存放我们即将编译和安装后的文件：

$ mkdir install

4. 检查和配置libusb的编译和安装环境：

$ ./configure --build=i686-linux --host=arm-linux --prefix=/home/ebort/libusb/libusb-1.0.22/install CC=aarch64-linux-gnu-gcc CXX=aarch64-linux-gnu-g++ --disable-udev

可以看到在./configure中，添加了很多的参数，这些参数含义如下：

--build：表示目前先在x86系统上进行编译，64位或32位ubuntu系统均可
--host：表示将要运行在arm架构的嵌入式设备上，在这里我们需要提前获取到目标设备的系统，本人为ARMv8，且为64位。
--prefix 是指要将编译后的库文件等放置在哪，这里我的地址为/home/ebort/libusb/libusb-1.0.22/install，
CC 为编译.c文件所使用的交叉编译链，直接指定我们刚下载的编译链即可
CXX：为编译.cpp文件所使用的交叉编译链，也是直接指定我们刚下载的编译链即可

在配置完后，可以看到在该目录中多了Makefile文件，该文件用于后续的编译和安装。

5 libusb编译和安装

最后依次执行如下命令即可完成编译和安装：

$ sudo make
$ sudo make install 

编译和安装完成后，可以在我们之前新建的install目录下看到多了几个文件目录，如下：

在lib中的即为动态库文件，在include中即为头文件。

6. 下载和解压libusb-compat-0.1.4

1）在我们上一步编译出的include里面没有usb.h文件!这需要我们再额外编译0.1系列的compat兼容支持包，用它来产生usb.h。
首先下载libusb-compat-0.1.4或0.1.5版本，在官网上下载或从如下网站下载：https://download.csdn.net/download/weixin_43046653/11262040。

2)　然后将libusb-compat-0.1.4源码包解压缩后放入libusb中。其目录即为/home/ebort/libusb/libusb-compat-0.1.4，其中ebort为本人用户名。

3）切换到libusb-compat-0.1.4文件夹下：

$ cd libusb-compat-0.1.4

7.检查和配置libusb-compat的编译和安装环境

执行如下命令，进行环境检测和配置：

$  ./configure --build=i686-linux --host=arm-linux --prefix=/home/ebort/libusb/libusb-1.0.22/install CC=aarch64-linux-gnu-gcc CXX=aarch64-linux-gnu-g++ PKG_CONFIG_PATH=/home/ebort/libusb/libusb-1.0.22/install/lib/pkgconfig

可以看到在./configure中，添加了很多的参数，大部分参数和我们在配置libusb时的参数相同，不需要更改，只需要在尾部添加配置路径即可，这个路径也正是我们在libusb安装路径中生成的pkgconfig目录。

8 libusb-compat 编译和安装

最后依次执行如下命令即可完成编译和安装：

$ sudo make
$ sudo make install 

编译和安装完成后，可以在我们之前新建的install目录下看到多了几个文件目录，如下：
可以发现在include中多了usb.h文件。

9 打包和移植

１）首先切换到libusb-1.0.22目录下：

$ cd ~/libusb/libusb-1.0.22/

２）然后将install文件夹进行压缩：

$ tar jcvf libusb.tar.bz install

３）之后将压缩包拷贝到嵌入式设备上，使用scp命令：

$ scp libusb.tar.bz [email protected]:/usr/lib

４）为了进行测试，我们可以将libusb-1.0.22目录中examples中的listdevs.c也拷贝到嵌入式设备中：

$ cd examples
$ scp listdevs.c [email protected]:/home/jetbot

其中，jetbot为目标机（嵌入式linux）设备的用户名，192.168.1.112为ip地址，/usr/lib是指将libusb放入系统默认库路径中,/home/jetbot是要将测试文件拷贝到目标机的主目录中。

2. 在嵌入式设备(jetson nano)上进行的操作：

10.嵌入式设备上测试：

１）首先将从PC上拷贝过来的libusb压缩包解压缩，解压缩的路径自选，在这里我还是主目录下：

$ cd ~/usr/lib
$ tar libusb.tar.bz

2） 然后对我们拷贝进来的测试案例listdevs.c进行测试：

$ cd /home/jetbot
$ gcc -I/usr/lib/libusb/include/libusb-1.0  listdevs.c -L/usr/lib/libusb/lib  -lusb-1.0

在gcc后面有几个参数，分别如下：

-I(i的大写，不是１)后面紧跟测试文件listdevs.c代码中#include要包含的头文件的存放地址/usr/lib/libusb/include/libusb-1.0
-L(大写的Ｌ)后面紧跟动态库文件的存放地址/usr/lib/libusb/lib

该过程执行完毕后，会在该目录中生成一个可执行文件a.out
3）运行测试：
执行如下命令，观察输出是否将嵌入式设备上插的所有usb硬件检测出来，即检测出来设备的PID和VID

$ ./a.out

如图所示，是本人在测试时候的结果，可见其根据libusb将自制的硬件设备检测出来了。