libusb的嵌入式移植

linux对usb已有了比较完善的支持，但是看了一下原理还有代码，还是觉得一头雾水！有人推荐libusb，在网上搜了一下资料，嗯，感觉确实简单多了！

下面先介绍一下libusb：

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。

1、为什么要开发libusb

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。

 

2、如何使用libusb进行开发

libusb是基于用户空间的usb库。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。

 

2.0 一些重要的数据结构

struct usb_dev_handle {
int fd;
struct usb_bus *bus;
struct usb_device *device;
int config;
int interface;
int altsetting;
void *impl_info;
};

struct usb_device {
struct usb_device *next, *prev;
char filename[PATH_MAX + 1];
struct usb_bus *bus;
struct usb_device_descriptor descriptor;
struct usb_config_descriptor *config;
void *dev; /* Darwin support */
};
struct usb_bus {
struct usb_bus *next, *prev;
char dirname[PATH_MAX + 1];
struct usb_device *devices;
};

 

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

   函数定义： int usb_claim_interface(usb_dev_handle *dev, int interface);

   注册与操作系统通信的接口，这个函数必须被调用，因为只有注册接口，才能做相应的操作。Interface 指 bInterfaceNumber. (下面介绍的usb_release_interface 与之相对应，也是必须调用的函数)

 usb_release_interface 

   函数定义： int usb_release_interface(usb_dev_handle *dev, int interface);

   注销被usb_claim_interface函数调用后的接口，释放资源，和usb_claim_interface对应使用。

 

   2.3 控制传输接口

usb_control_msg

   函数定义：int usb_control_msg(usb_dev_handle *dev, int requesttype, int request, int value, int index, char *bytes, int size, int timeout);

   从默认的管道发送和接受控制数据

usb_get_string 

   函数定义： int usb_get_string(usb_dev_handle *dev, int index, int langid, char *buf, size_t buflen);

usb_get_string_simple 

  函数定义：  int usb_get_string_simple(usb_dev_handle *dev, int index, char *buf, size_t buflen);

usb_get_descriptor 

   函数定义： int usb_get_descriptor(usb_dev_handle *dev, unsigned char type, unsigned char index, void *buf, int size);

 usb_get_descriptor_by_endpoint

   函数定义： int usb_get_descriptor_by_endpoint(usb_dev_handle *dev, int ep, unsigned char type, unsigned char index, void *buf, int size);

 

 2.4 批传输接口

 usb_bulk_write 

   函数定义： int usb_bulk_write(usb_dev_handle *dev, int ep, char *bytes, int size, int timeout);

 usb_interrupt_read 

  函数定义： int usb_interrupt_read(usb_dev_handle *dev, int ep, char *bytes, int size, int timeout);

 

 2.5 中断传输接口

usb_bulk_write 

  函数定义： int usb_bulk_write(usb_dev_handle *dev, int ep, char *bytes, int size, int timeout);

 usb_interrupt_read

  函数定义： int usb_interrupt_read(usb_dev_handle *dev, int ep, char *bytes, int size, int timeout);

 

3 移植

到网站http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=1674下载最新的libusb版本

现在是0.1.12 下载地址：http://download.chinaunix.net/download.php?id=12196&ResourceID=6046
解压到/usr/local/libusb

交叉编译

#./configure --host=arm-linux

#make
make时如果出现“treat warning as error”之类的错误信息。在Makefile里，去掉-Werror的编译选项就可以了。另外在一个tests文件夹的也会报uppercase的错误，无关紧要，把它注释掉就可以了。

在 .libs这个隐藏文件夹中，有编译好的libusb库文件

libusb-0.1.so.4.4.4 libusb.a libusbpp.a libusbpp-0.1.so.4.4.4

  libusb-0.1.so.4            libusbpp-0.1.so.4.4.4             libusb.so  
  libusb-0.1.so.4.4.4      libusb.la  libusbpp-0.1.so.4    libusbpp-0.1.so.4.4.4T   libusbpp.so 

arm开发板的内核首先要能够支持USB，usb-core、hub、usbdevfs、OHCI等等

我们在编程时，记得要在编译选项里加入libusb的头文件和库文件

交叉编译测试程序
arm-linux-gcc test.c -o main  -L./.libs/ -lusb  -I/usr/local/include/

 注意这里的 lusb用到的是libusb.so这个库。之前编译用的不是这个库，折磨了好久，一直提示如下错误

test.c:(.text+0xc): undefined reference to `usb_init'
test.c:(.text+0x10): undefined reference to `usb_find_busses'
test.c:(.text+0x14): undefined reference to `usb_find_devices'
test.c:(.text+0x24): undefined reference to `usb_busses'
test.c:(.text+0x28): undefined reference to `usb_busses'
collect2: error: ld returned 1 exit status

后来用nm命令才看出来  nm .libs/libusbpp-0.1.so.4

  U usb_close
         U usb_control_msg
         U usb_find_busses
         U usb_find_devices
         U usb_get_busses
         U usb_get_driver_np
         U usb_get_string
         U usb_init
         U usb_open

这些函数一直没有定义，所以用的不是这个库。

把编译好的测试程序放到开发板上面，增加权限运行，提示

把刚才编译好的.libs目录下的libusb-0.1.so.4库移植到开发板，放到/lib下。再次运行程序显示如下结果。

bus/device idVendor/idProduct
hello,dell 1 !
hello,dell 2 !
002/001 1D6B/0001
hello,dell 1 !
hello,dell 2 !
001/002 0BDA/8179
hello,dell 2 !
001/001 1D6B/0002
*****************************

******************************************************************************************/

附1：

/* testlibusb.c */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <usb.h>

int main(void) 
{ 
    struct usb_bus *bus; 
    struct usb_device *dev;

    usb_init(); 
    usb_find_busses(); 
    usb_find_devices();

    printf("bus/device idVendor/idProduct\n");

    for (bus = usb_busses; bus; bus = bus->next) { 
       printf("hello,dell 1 !\n");
       for (dev = bus->devices; dev; dev = dev->next) {
            printf("hello,dell 2 !\n");  
            printf("%s/%s %04X/%04X\n", 
                    bus->dirname, 
                    dev->filename, 
                    dev->descriptor.idVendor,
                    dev->descriptor.idProduct);

           if (!dev->config) { 
                printf(" Couldn't retrieve descriptors\n"); 
                continue; 
           }
       } 
   }
   printf("*****************************\n");
}

初学阶段，如有错误，请指出！