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

<span name=\"\\"\\\\"_Toc182130144\\\\"\\"\" ----------------=\"\\"================================== 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 

*/

<span dir=\"\\"opendir("/dev/usb/hid");         /* 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++) {<> < 72; index++) {<>< 72; index++) {<> < 72; index++) {<> < 72; index++) {<>

    uref.report_id = HID_REPORT_ID_FIRST;

    uref.value = send_data[index];

<span ret=\"\\"ioctl(fd, HIDIOCSUSAGE, &uref);     if(ret != 0 ){

}

rinfo.report_id = HID_REPORT_ID_FIRST;

<span ret=\"\\"ioctl(fd, HIDIOCSREPORT, &rinfo);   /* 发送数据 */ 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)<> << 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) {

<span descriptor.idvendor=\"\\"=VENDOR_ID&& dev-\">                    if (g_num < device_minor) {<>< device_minor) {<>< device_minor) {<>< device_minor) {<> < 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)<><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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