转载自http://blog.sina.com.cn/s/blog_40b3edd70100n3pi.html
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
)
int Device_Find()
{
char dir_str[100];
char hiddev[100];
DIR dir;
memset (dir_str, 0 , sizeof(dir_str));
memset (hiddev, 0 , sizeof(hiddev));
dir=opendir("/dev/usb/hid");
if(dir){
sprintf(dir_str,"/dev/usb/hid/");
closedir(dir);
}else{
sprintf(dir_str,"/dev/usb/");
}
for(i = 0; i
sprintf(hiddev, "%shiddev%d", dir_str,i);
fd = open(hiddev, O_RDWR);
if(fd > 0) {
ioctl(fd, HIDIOCGDEVINFO, &info);
if(info.vendor== VENDOR_ID && info.product== PRODUCT_ID) {
device_num++;
}
close(fd);
}
}
return device_num;
}
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;
usb_init();
usb_find_busses();
usb_find_devices();
busses = usb_get_busses();
struct usb_bus *bus;
for (bus = busses; bus; bus = bus->next) {
struct usb_device *dev;
for (dev = bus->devices; dev; dev = dev->next) {
if(dev->descriptor.idVendor==VENDOR_ID&& dev->descriptor.idProduct == PRODUCT_ID) {
device_num++;
}
}
}
return device_num;
}
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) {
}
}
3.2
打开设备
假设我们定义的打开设备的函数名是
device_open,
int Device_Open()
{
int handle;
handle = open(“hiddev0”, O_RDONLY);
}
int Device_Open()
{
struct usb_device* udev;
usb_dev_handle* device_handle;
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;
int index;
unsigned char send_data[72];
unsigned char recv_data[72];
struct hiddev_usage_ref uref;
struct hiddev_report_info rinfo;
ret = ioctl(fd, HIDIOCINITREPORT, 0);
if( ret !=0) {
return NOT_OPENED_DEVICE;
}
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;
uref.value = send_data[index];
ioctl(fd, HIDIOCGUCODE, &uref);
ret=ioctl(fd, HIDIOCSUSAGE, &uref);
if(ret != 0 ){
return UNKNOWN_ERROR;
}
}
rinfo.report_type = HID_REPORT_TYPE_FEATURE;
rinfo.report_id = HID_REPORT_ID_FIRST;
rinfo.num_fields = 1;
ret=ioctl(fd, HIDIOCSREPORT, &rinfo);
if(ret != 0) {
return WRITE_REPORT;
}
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)
{
usb_dev_handle* Device_handle;
unsigned char send_data[72];
unsigned char recv_data[72];
int send_len;
int recv_len;
memset(send_data, 0 , sizeof(send_data));
memset(recv_data, 0 , sizeof(recv_data));
Device_handle = (usb_dev_handle*)(g_list[fd].device_handle);
if (Device_handle == NULL) {
return NOT_OPENED_DEVICE;
}
usb_claim_interface(Device_handle, 0);
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);
if (send_len
return WRITE_REPORT;
}
if (send_len != 72) {
return send_len;
}
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;
}
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()
int Device_Close()
{
int handle;
handle = open(“hiddev0”, O_RDONLY);
close( handle );
}
int Device_Close()
{
struct usb_device* udev;
usb_dev_handle* device_handle;
device_handle = usb_open(udev);
usb_close(device_handle);
}
libusb
的驱动框架
前面我们看了些主要的
libusb
函数的使用,这里我们把前面的内容归纳下:
一般的驱动应该都包含如下接口:
Device_Find();
Device_Open();
Device_Write();
Device_Read();
Device_Close();
具体代码如下:
#include
typedef struct
{
struct usb_device* udev;
usb_dev_handle* device_handle;
} device_descript;
#define USB_TIMEOUT 10000
#define VENDOR_ID 0xffff
#define PRODUCT_ID 0xffff
#define DEVICE_MINOR 16
int g_num;
device_descript g_list[ DEVICE_MINOR ];
int Device_Find()
{
struct usb_bus *bus;
struct usb_device *dev;
g_num = 0;
usb_find_busses();
usb_find_devices();
for (bus = usb_busses; bus; bus = bus->next) {
for (dev = bus->devices; dev; dev = dev->next) {
if(dev->descriptor.idVendor==VENDOR_ID&& dev->descriptor.idProduct == PRODUCT_ID) {
if (g_num
g_list[g_num].udev = dev;
g_num ++;
}
}
}
}
return g_num;
}
int Device_Open()
{
if(g_list[g_num].udev != NULL) {
g_list[g_num].device_handle = usb_open(g_list[g_num].udev);
}
}
int DeviceWite(int handle)
{
}
int DeviceOpen(int handle)
{
}
void Device_close(int handle)
{
}
小结
到此,使用
libusb
进行驱动开发介绍完了,通过对库所提供的
API
的使用可以体会到
libusb
的易用性。
将request, requesttype, value, index, size加工成usb_ctrlrequest,然后调用usb_internal_control_msg()
dev
参数
dev
指向目标设备的
usb_device
数据结构
pipe
pipe
是个
32
位无符号整数,其最高两位表示传输的类型
(
实时
/
中断
/
控制
/
批量
)
,其余各位包括对方的端口号以及设备号,以及设备是否为全速
(
或者低度
)
。
requesttype
requesttype
其最高位表示传输的方向,最低
5
位则表明传输终极对象的类别
(
设备
/
接口
/
端口
/
其他
)
index, request, value
index
则指明具体的单元,这就是终极的操作对象。针对这个操作对象,
request
说明了需要进行的具体操作,而
value
则是参数
data, size
如果有更多的数据需要传递
(
读
/
写
)
,则通过缓冲区
data
进行,其大小为
size
。
这些都是从用户空间传下来的参数,而传输的目的正是要把这些信息发送给目标设备
timeout
参数
timeout
表示愿意睡眠等待传输完成的时间
------------------------------------------------------
int usb_control_msg(
struct usb_device
*dev
, unsigned int
pipe
,
__u8
-
request
,
__u8
requesttype
,
__u16
value
,
__u16
index
, void
*data
, __u16
size
,
int
timeout
)
{
struct usb_ctrlrequest *
dr
= kmalloc(sizeof(struct usb_ctrlrequest), GFP_NOIO);
int ret;
if (!dr)
return -ENOMEM;
dr->bRequestType= requesttype;
dr->bRequest = request;
dr->wValue = cpu_to_le16p(&value);
dr->wIndex = cpu_to_le16p(&index);
dr->wLength = cpu_to_le16p(&size);
ret =
usb_internal_control_msg
(dev, pipe,
dr
,
data
, size, timeout);
kfree(dr);
return ret;
}