libusb使用

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， Libusb库的使用 使用 libusb 之前你的 linux 系统必须装有 usb 文件系统，这里还介绍了使用 hiddev 设备文件来访问设备，目的在于不仅可以比较出 usb 的易用性，还提供了一个转化成 libusb 驱动的案例。 3.1 find 设备 任何驱动第一步首先是寻找到要操作的设备，我们先来看看 HID 驱动是怎样寻找到设备的。我们假设寻找设备的函数 Device_Find( 注：代码只是为了方便解说，不保证代码的健全 ) /* 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 */ int Device_Find() {     char dir_str[100]; /* 这个变量我们用来保存设备文件的目录路径 */     char hiddev[100];     /* 这个变量用来保存设备文件的全路径 */ DIR dir;                 /* 申请的字符串数组清空，这个编程习惯要养成 */ memset (dir_str, 0 , sizeof(dir_str)); memset (hiddev, 0 , sizeof(hiddev));     /* hiddev 的设备描述符不在 /dev/usb/hid 下面，就在 /dev/usb 下面 这里我们使用 opendir 函数来检验目录的有效性 打开目录返回的值保存在变量 dir 里， dir 前面有声明 */ dir=opendir("/dev/usb/hid");     if(dir){       /* 程序运行到这里，说明存在 /dev/usb/hid 路径的目录 */       sprintf(dir_str,"/dev/usb/hid/");       closedir(dir);     }else{       /* 如果不存在 hid 目录，那么设备文件就在 /dev/usb 下 */       sprintf(dir_str,"/dev/usb/");     }     /* DEVICE_MINOR 是指设备数， HID 一般是 16 个 */ for(i = 0; i     /* 获得全路径的设备文件名，一般 hid 设备文件名是 hiddev0 到 hiddev16 */       sprintf(hiddev, "%shiddev%d", dir_str,i);        /* 打开设备文件 , 获得文件句柄 */        fd = open(hiddev, O_RDWR);        if(fd > 0) {          /* 操作设备获得设备信息 */          ioctl(fd, HIDIOCGDEVINFO, &info);                 /* VENDOR_ID 和 PRODUCT_ID 是标识 usb 设备厂家和产品 ID, 驱动都需要这两个参数来寻找设备 , 到此我们寻找到了设备 */          if(info.vendor== VENDOR_ID && info.product== PRODUCT_ID) {                /* 这里添加设备的初始化代码 */                                    device_num++; /* 找到的设备数 */          }          close(fd);        }     }     return device_num;       /* 返回寻找的设备数量 */ } 我们再来看 libusb 是如何来寻找和初始化设备 int Device_Find() { struct usb_bus              *busses;     int                             device_num = 0;     device_num = 0;        /* 记录设备数量 */         usb_init();          /* 初始化 */     usb_find_busses(); /* 寻找系统上的 usb 总线 */     usb_find_devices(); /* 寻找 usb 总线上的 usb 设备 */         /* 获得系统总线链表的句柄 */ busses = usb_get_busses();     struct usb_bus       *bus;     /* 遍历总线 */     for (bus = busses; bus; bus = bus->next) {       struct usb_device *dev;       /* 遍历总线上的设备 */       for (dev = bus->devices; dev; dev = dev->next) {          /* 寻找到相关设备， */ if(dev->descriptor.idVendor==VENDOR_ID&& dev->descriptor.idProduct == PRODUCT_ID) {                /* 这里添加设备的初始化代码 */                                    device_num++; /* 找到的设备数 */ }                   }           }     return device_num;       /* 返回设备数量 */ } 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 这里我们直接用 usb_busses 变量，这个变量在 usb.h 中被定义为外部变量 所以可以直接写成这样： struct usb_bus     *bus;       for (bus = usb_busses; bus; bus = bus->next) {                 struct usb_device *dev;       for (dev = bus->devices; dev; dev = dev->next) {          /* 这里添加设备的初始化代码 */       } } 3.2 打开设备 假设我们定义的打开设备的函数名是 device_open, /* 使用 hid 驱动打开设备 */ int Device_Open() {     int handle;     /* 传统 HID 驱动调用 , 通过 open 打开设备文件就可 */ handle = open(“hiddev0”, O_RDONLY); } /* 使用 libusb 打开驱动 */ int Device_Open() { /* LIBUSB 驱动打开设备，这里写的是伪代码，不保证代码有用 */ struct usb_device*     udev; usb_dev_handle*       device_handle; /* 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 */ device_handle = usb_open(udev); } 3.3 读写设备和操作设备 假设我们的设备使用控制传输方式，至于批处理传输和中断传输限于篇幅这里不介绍 我们这里定义三个函数， Device_Write, Device_Read, Device_Report Device_Report 功能发送接收函数 Device_Write 功能写数据 Device_Read 功能读数据 Device_Write 和 Device_Read 调用 Device_Report 发送写的信息和读的信息，开发者根据发送的命令协议来设计，我们这里只简单实现发送数据的函数。 假设我们要给设备发送 72 字节的数据，头 8 个字节是报告头，是我们定义的和设备相关的规则，后 64 位是数据。 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 Device_Report(int fd, unsigned char *buffer72) { int        ret; /* 保存 ioctl 函数的返回值 */ int    index;     unsigned char send_data[72]; /* 发送的数据 */ unsigned char recv_data[72]; /* 接收的数据 */     struct hiddev_usage_ref uref; /* hid 驱动定义的数据包 */     struct hiddev_report_info rinfo; /* hid 驱动定义的     memset(send_data, 0, sizeof(send_data)); memset(recv_data, 0, sizeof(recv_data));     memcpy(send_data, buffer72, 72); /* 这在发送数据之前必须调用的，初始化设备 */     ret = ioctl(fd, HIDIOCINITREPORT, 0);     if( ret !=0) {       return NOT_OPENED_DEVICE;/* NOT_OPENED_DEVICE 属于自己定义宏 */     }     /* HID 设备每次传输一个字节的数据包 */     for(index = 0; index       /* 设置发送数据的状态 */     uref.report_type = HID_REPORT_TYPE_FEATURE;     uref.report_id = HID_REPORT_ID_FIRST;     uref.usage_index = index;     uref.field_index = 0;     uref.value = send_data[index];     ioctl(fd, HIDIOCGUCODE, &uref);     ret=ioctl(fd, HIDIOCSUSAGE, &uref);     if(ret != 0 ){          return UNKNOWN_ERROR;     } } /* 发送数据 */ rinfo.report_type = HID_REPORT_TYPE_FEATURE; rinfo.report_id = HID_REPORT_ID_FIRST; rinfo.num_fields = 1; ret=ioctl(fd, HIDIOCSREPORT, &rinfo); /* 发送数据 */ if(ret != 0) {       return WRITE_REPORT; } /* 接受数据 */ ret = ioctl(fd, HIDIOCINITREPORT, 0); for(index = 0; index     uref.report_type = HID_REPORT_TYPE_FEATURE;     uref.report_id = HID_REPORT_ID_FIRST;     uref.usage_index = index;     uref.field_index = 0;     ioctl(fd, HIDIOCGUCODE, &uref);     ret = ioctl(fd, HIDIOCGUSAGE, &uref);     if(ret != 0 ) {       return UNKNOWN_ERROR;     }     recv_data[index] = uref.value; } memcpy(buffer72, recv_data, 72); return SUCCESS; } libusb 驱动的实现 int Device_Report(int fd, unsigned char *buffer72) {     /* 定义设备句柄 */     usb_dev_handle* Device_handle;         /* save the data of send and receive */     unsigned char send_data[72];     unsigned char recv_data[72];         int             send_len;     int              recv_len;         /* 数据置空 */     memset(send_data, 0 , sizeof(send_data));     memset(recv_data, 0 , sizeof(recv_data));         /* 这里的 g_list 是全局的数据变量，里面可以存储相关设备的所需信息，当然我们 也可以从函数形参中传输进来，设备的信息在打开设备时初始化，我们将在后面的总结中详细描述一下 */     Device_handle = (usb_dev_handle*)(g_list[fd].device_handle);     if (Device_handle == NULL) {       return NOT_OPENED_DEVICE; } /* 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 */ usb_claim_interface(Device_handle, 0); /* 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_ENDPOINT_OUT       0x00        #define USB_TYPE_CLASS    (0x01        #define USB_RECIP_INTERFACE 0x01               #define HID_REPORT_SET        0x09 */ send_len = usb_control_msg(Device_handle, USB_ENDPOINT_OUT + USB_TYPE_CLASS + USB_RECIP_INTERFACE,                                HID_REPORT_SET,                                0x300,                                0,                                send_data, 72, USB_TIMEOUT); /* 发送数据有错误 */ if (send_len       return WRITE_REPORT; } if (send_len != 72) {       return send_len; } /* 接受数据        #define USB_ENDPOINT_IN       0x80        #define USB_TYPE_CLASS           (0x01        #define USB_RECIP_INTERFACE       0x01        #define HID_REPORT_GET           0x01     */ recv_len = usb_control_msg(Device_handle, USB_ENDPOINT_IN + USB_TYPE_CLASS + USB_RECIP_INTERFACE,                                HID_REPORT_GET,                                0x300,                                   0,                                recv_data, 72, USB_TIMEOUT);                                                         if (recv_len       printf("failed to retrieve report from USB device!\n");       return READ_REPORT;     }         if (recv_len != 72) {       return recv_len;     }             /* 和 usb_claim_interface 对应 */     usb_release_interface(RY2_handle, 0);     memcpy(buffer72, recv_data, 72); return SUCCESS; } 3.4 关闭设备 假设我们定义的关闭设备的函数名是 Device_Close() /* 使用 hid 驱动关闭设备 */ int Device_Close() {     int handle;     handle = open(“hiddev0”, O_RDONLY); /* 传统 HID 驱动调用 , 通过 close() 设备文件就可 */ close( handle ); } /* 使用 libusb 关闭驱动 */ int Device_Close() { /* LIBUSB 驱动打开设备，这里写的是伪代码，不保证代码有用 */ struct usb_device*     udev; usb_dev_handle*       device_handle; device_handle = usb_open(udev); /* libusb 库使用 usb_close 关闭程序 */ usb_close(device_handle); }