libusb

驱动开发向来是内核开发中工作量最多的一块,随着USB设备的普及,大量的USB设备的驱动开发也成为驱动开发者手头上做的最多的事情。本文主要介绍 Linux平台下基于libusb的驱动开发,希望能够给从事Linux驱动开发的朋友带来些帮助,更希望能够给其他平台上的无驱设计带来些帮助。文章是我在工作中使用libusb的一些总结,难免有错误,如有不当的地方,还请指正。

    Linux 平台上的usb驱动开发,主要有内核驱动的开发和基于libusb的无驱设计。

 

对于内核驱动的大部分设备,诸如带usb接口的hid设备,linux本身已经自带了相关的驱动,我们只要操作设备文件便可以完成对设备大部分的操作,而另外一些设备,诸如自己设计的硬件产品,这些驱动就需要我们驱动工程师开发出相关的驱动了。内核驱动有它的优点,然而内核驱动在某些情况下会遇到如下的一些问题:

 

1 当使用我们产品的客户有2.4内核的平台,同时也有2.6内核的平台,我们要设计的驱动是要兼容两个平台的,就连makefile 我们都要写两个。

 

2 当我们要把linux移植到嵌入平台上,你会发现原先linux自带的驱动移过去还挺大的,我的内核当然是越小越好拉,这样有必要么。这还不是最郁闷的地方,如果嵌入平台是客户的,客户要购买你的产品,你突然发现客户设备里的系统和你的环境不一样,它没有你要的驱动了,你的程序运行不了,你会先想:“没关系,我写个内核驱动加载一下不就行了“。却发现客户连insmod加载模块的工具都没移植,那时你就看看老天,说声我怎么那么倒霉啊,客户可不想你动他花了n时间移植的内核哦

 

3 花了些功夫写了个新产品的驱动,挺有成就感啊,代码质量也是相当的有水准啊。正当你沉醉在你的代码中时,客服不断的邮件来了,“客户需要2.6.5内核的驱动,config文件我已经发你了” “客户需要双核的 2.6.18-smp 的驱动” “客户的平台是自己定制的是2.6.12-xxx “   你恨不得把驱动的源代码给客户,这样省得编译了。你的一部分工作时间编译内核,定制驱动

 

有问题产生必然会有想办法解决问题的人, libusb的出现给我们带来了某些方便,即节约了我们的时间,也降低了公司的成本。 所以在一些情况下,就可以考虑使用libusb的无驱设计了。

 

    下面我们就来详细讨论一下libusb, 并以写一个hid设备的驱动来讲解如何运用libusb,至于文章中涉及的usb协议的知识,限于篇幅,就不详细讲解了,相关的可自行查看usb相关协议。

 

 

一 libusb 介绍

 

   libusb 设计了一系列的外部API 为应用程序所调用,通过这些API应用程序可以操作硬件,从libusb的源代码可以看出,这些API 调用了内核的底层接口,和kernel driver中所用到的函数所实现的功能差不多,只是libusb更加接近USB 规范。使得libusb的使用也比开发内核驱动相对容易的多。

Libusb 的编译安装请查看Readme,这里不做详解

 

二 libusb 的外部接口

 

2.1 初始化设备接口

 

这些接口也可以称为核心函数,它们主要用来初始化并寻找相关设备。

 

usb_init

函数定义: void usb_init(void);

从函数名称可以看出这个函数是用来初始化相关数据的,这个函数大家只要记住必须调用就行了,而且是一开始就要调用的.

 

usb_find_busses

函数定义: int usb_find_busses(void);

寻找系统上的usb总线,任何usb设备都通过usb总线和计算机总线通信。进而和其他设备通信。此函数返回总线数。

 

usb_find_devices

函数定义: int usb_find_devices(void);

寻找总线上的usb设备,这个函数必要在调用usb_find_busses()后使用。以上的三个函数都是一开始就要用到的,此函数返回设备数量。

 

usb_get_busses

函数定义: struct usb_bus *usb_get_busses(void);

这个函数返回总线的列表,在高一些的版本中已经用不到了,这在下面的实例中会有讲解

 

 

2.2 操作设备接口

 

    usb_open

函数定义: usb_dev_handle *usb_open(struct *usb_device dev);

打开要使用的设备,在对硬件进行操作前必须要调用usb_open 来打开设备,这里大家看到有两个结构体 usb_dev_handle 和 usb_device 是我们在开发中经常碰到的,有必要把它们的结构看一看。在libusb 中的usb.h和usbi.h中有定义。

这里我们不妨理解为返回的 usb_dev_handle 指针是指向设备的句柄,而行参里输入就是需要打开的设备。

 

   usb_close

   函数定义: int usb_close(usb_dev_handle *dev);

   与usb_open相对应,关闭设备,是必须调用的, 返回0成功,<0 失败。<>

 

   usb_set_configuration

   函数定义: int usb_set_configuration(usb_dev_handle *dev, int configuration);

   设置当前设备使用的configuration,参数configuration 是你要使用的configurtation descriptoes中的bConfigurationValue, 返回0成功,<0失败( 一个设备可能包含多个configuration,比如同时支持高速和低速的设备就有对应的两个configuration,详细可查看usb标准)<>

 

   usb_set_altinterface

   函数定义: int usb_set_altinterface(usb_dev_handle *dev, int alternate);

   和名字的意思一样,此函数设置当前设备配置的interface descriptor,参数alternate是指interface descriptor中的bAlternateSetting。返回0成功,<0失败<>

 

   usb_resetep

   函数定义: int usb_resetep(usb_dev_handle *dev, unsigned int ep);

   复位指定的endpoint,参数ep 是指bEndpointAddress,。这个函数不经常用,被下面介绍的usb_clear_halt函数所替代。

 

   usb_clear_halt

   函数定义: int usb_clear_halt (usb_dev_handle *dev, unsigned int ep);

   复位指定的endpoint,参数ep 是指bEndpointAddress。这个函数用来替代usb_resetep

 

   usb_reset

   函数定义: int usb_reset(usb_dev_handle *dev);

   这个函数现在基本不怎么用,不过这里我也讲一下,和名字所起的意思一样,这个函数reset设备,因为重启设备后还是要重新打开设备,所以用usb_close就已经可以满足要求了。

 

   usb_claim_interface

Libusb3.1 find/* 我们简单看一下使用hid驱动寻找设备的实现,然后在看一下libusb是如何寻找设备的 */ 

    char dir_str[100];   /* 这个变量我们用来保存设备文件的目录路径 */
/* 申请的字符串数组清空,这个编程习惯要养成 */
    /* hiddev 的设备描述符不在/dev/usb/hid下面,就在/dev/usb 下面 
*/
        /* 程序运行到这里,说明存在 /dev/usb/hid 路径的目录 */
    }else{
    }
    /* 获得全路径的设备文件名,一般hid设备文件名是hiddev0 到 hiddev16 */
       fd = open(hiddev, O_RDWR);
          ioctl(fd, HIDIOCGDEVINFO, &info);
           if(info.vendor== VENDOR_ID && info.product== PRODUCT_ID) {
               device_num++;   /* 找到的设备数 */
       }
}
{
    device_num = 0;       /* 记录设备数量 */
    usb_find_busses();   /* 寻找系统上的usb总线 */
    /* 获得系统总线链表的句柄 */
    /* 遍历总线 */
        /* 遍历总线上的设备 */
if(dev->descriptor.idVendor==VENDOR_ID&& dev->descriptor.idProduct == PRODUCT_ID) {
               device_num++;   /* 找到的设备数 */
    }
注:在新版本的libusb中,usb_get_busses就可以不用了 ,这个函数是返回系统上的usb总线链表句柄 
所以可以直接写成这样:
        for (bus = usb_busses; bus; bus = bus->next) {
        for (dev = bus->devices; dev; dev = dev->next) {
        }
打开设备
int Device_Open()
    /* 传统HID驱动调用,通过open打开设备文件就可 */
/* 使用libusb打开驱动 */
/* LIBUSB 驱动打开设备,这里写的是伪代码,不保证代码有用 */
/* 当找到设备后,通过usb_open打开设备,这里的函数就相当open 函数 */
3.3 我们这里定义三个函数,Device_Write, Device_Read, Device_Report
Device_Read   功能读数据
HID驱动的实现(这里只是用代码来有助理解,代码是伪代码)
int       ret; /* 保存ioctl函数的返回值 */
unsigned char recv_data[72]; /* 接收的数据 */
    memset(send_data, 0, sizeof(send_data));
   /* 这在发送数据之前必须调用的,初始化设备 */
        return NOT_OPENED_DEVICE;/* NOT_OPENED_DEVICE 属于自己定义宏 */
    for(index = 0; index < 72; index++) {<>< 72; index++) {<>< 72; index++) {<> < 72; index++) {<>
    uref.report_id = HID_REPORT_ID_FIRST;
    uref.value = send_data[index];
    if(ret != 0 ){
}
rinfo.report_id = HID_REPORT_ID_FIRST;
if(ret != 0) {
/* 接受数据 */
    uref.report_type = HID_REPORT_TYPE_FEATURE;
    uref.field_index = 0;
    if(ret != 0 ) {
    recv_data[index] = uref.value;
return SUCCESS;
int Device_Report(int fd, unsigned char *buffer72)
    usb_dev_handle* Device_handle;
    unsigned char   send_data[72];
    int              send_len;
    /* 数据置空 */
    if (Device_handle == NULL) {
/* 这个函数前面已经说过,在操作设备前是必须调用的, 0是指用默认的设备 */
/* 发送数据,所用到的宏定义在usb.h可以找到,我列出来大家看一下
       #define USB_RECIP_INTERFACE 0x01
send_len = usb_control_msg(Device_handle,
                               0x300,
/* 发送数据有错误 */
}
}
       #define USB_TYPE_CLASS          (0x01 << 5)<><< 5)<><< 5)<> << 5)<>
    */
                               HID_REPORT_GET,
                               recv_data, 72, USB_TIMEOUT);
        printf("failed to retrieve report from USB device!\\\\n");
    }
    /* 和usb_claim_interface对应 */
return SUCCESS;
关闭设备
int Device_Close()
close( handle );
int Device_Close()
struct usb_device*    udev;
/* libusb库使用usb_close关闭程序 */
libusb
一般的驱动应该都包含如下接口:
Device_Write(); /* 写设备接口 */
具体代码如下:
/* 我们将一个设备的属性用一个结构体来概括 */
    struct usb_device*    udev;
} device_descript;
/*  厂家 ID  和产品  ID */
/* 这里定义数组来保存设备的相关属性,DEVICE_MINOR可以设置能够同时操作的设备数量,用全局变量的目的在于方便保存属性 */
device_descript g_list[ DEVICE_MINOR ];
{
    g_num = 0;
        for (dev = bus->devices; dev; dev = dev->next) {
                    if (g_num < device_minor) {<>< device_minor) {<>< device_minor) {<> < device_minor) {<>
                     }               
    }
}
{
}
int DeviceWite(int handle)
}
    /* 填写相关代码,具体查看设备协议 */
void Device_close(int handle)
}

 

 

 

http://blog.csdn.net/gaofeidongdong/article/details/7030726

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<0失败( 一个设备可能包含多个configuration,比如同时支持高速和低速的设备就有对应的两个configuration,详细可查看usb标准)<><0失败( 一个设备可能包含多个configuration,比如同时支持高速和低速的设备就有对应的两个configuration,详细可查看usb标准)<>

 

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