libusb

驅動開發向來是內核開發中工作量最多的一塊，隨着USB設備的普及，大量的USB設備的驅動開發也成爲驅動開發者手頭上做的最多的事情。本文主要介紹 Linux平臺下基於libusb的驅動開發，希望能夠給從事Linux驅動開發的朋友帶來些幫助，更希望能夠給其他平臺上的無驅設計帶來些幫助。文章是我在工作中使用libusb的一些總結，難免有錯誤，如有不當的地方，還請指正。

    Linux 平臺上的usb驅動開發，主要有內核驅動的開發和基於libusb的無驅設計。

 

對於內核驅動的大部分設備，諸如帶usb接口的hid設備，linux本身已經自帶了相關的驅動，我們只要操作設備文件便可以完成對設備大部分的操作，而另外一些設備，諸如自己設計的硬件產品，這些驅動就需要我們驅動工程師開發出相關的驅動了。內核驅動有它的優點，然而內核驅動在某些情況下會遇到如下的一些問題：

 

1 當使用我們產品的客戶有2.4內核的平臺，同時也有2.6內核的平臺，我們要設計的驅動是要兼容兩個平臺的，就連makefile 我們都要寫兩個。

 

2 當我們要把linux移植到嵌入平臺上，你會發現原先linux自帶的驅動移過去還挺大的，我的內核當然是越小越好拉，這樣有必要麼。這還不是最鬱悶的地方，如果嵌入平臺是客戶的，客戶要購買你的產品，你突然發現客戶設備裏的系統和你的環境不一樣，它沒有你要的驅動了，你的程序運行不了，你會先想：“沒關係，我寫個內核驅動加載一下不就行了“。卻發現客戶連insmod加載模塊的工具都沒移植，那時你就看看老天，說聲我怎麼那麼倒黴啊，客戶可不想你動他花了n時間移植的內核哦

 

3 花了些功夫寫了個新產品的驅動，挺有成就感啊，代碼質量也是相當的有水準啊。正當你沉醉在你的代碼中時，客服不斷的郵件來了，“客戶需要2.6.5內核的驅動，config文件我已經發你了” “客戶需要雙核的 2.6.18-smp 的驅動” “客戶的平臺是自己定製的是2.6.12-xxx “   你恨不得把驅動的源代碼給客戶，這樣省得編譯了。你的一部分工作時間編譯內核，定製驅動

 

有問題產生必然會有想辦法解決問題的人， libusb的出現給我們帶來了某些方便，即節約了我們的時間，也降低了公司的成本。 所以在一些情況下，就可以考慮使用libusb的無驅設計了。

 

    下面我們就來詳細討論一下libusb, 並以寫一個hid設備的驅動來講解如何運用libusb,至於文章中涉及的usb協議的知識，限於篇幅，就不詳細講解了，相關的可自行查看usb相關協議。

 

 

一 libusb 介紹

 

   libusb 設計了一系列的外部API 爲應用程序所調用，通過這些API應用程序可以操作硬件，從libusb的源代碼可以看出，這些API 調用了內核的底層接口，和kernel driver中所用到的函數所實現的功能差不多，只是libusb更加接近USB 規範。使得libusb的使用也比開發內核驅動相對容易的多。

Libusb 的編譯安裝請查看Readme,這裏不做詳解

 

二 libusb 的外部接口

 

2.1 初始化設備接口

 

這些接口也可以稱爲核心函數，它們主要用來初始化並尋找相關設備。

 

usb_init

函數定義： void usb_init(void);

從函數名稱可以看出這個函數是用來初始化相關數據的，這個函數大家只要記住必須調用就行了，而且是一開始就要調用的.

 

usb_find_busses

函數定義： int usb_find_busses(void);

尋找系統上的usb總線，任何usb設備都通過usb總線和計算機總線通信。進而和其他設備通信。此函數返回總線數。

 

usb_find_devices

函數定義： int usb_find_devices(void);

尋找總線上的usb設備，這個函數必要在調用usb_find_busses()後使用。以上的三個函數都是一開始就要用到的，此函數返回設備數量。

 

usb_get_busses

函數定義： struct usb_bus *usb_get_busses(void);

這個函數返回總線的列表，在高一些的版本中已經用不到了，這在下面的實例中會有講解

 

 

2.2 操作設備接口

 

    usb_open

函數定義： usb_dev_handle *usb_open(struct *usb_device dev);

打開要使用的設備，在對硬件進行操作前必須要調用usb_open 來打開設備，這裏大家看到有兩個結構體 usb_dev_handle 和 usb_device 是我們在開發中經常碰到的，有必要把它們的結構看一看。在libusb 中的usb.h和usbi.h中有定義。

這裏我們不妨理解爲返回的 usb_dev_handle 指針是指向設備的句柄，而行參裏輸入就是需要打開的設備。

 

   usb_close

   函數定義： int usb_close(usb_dev_handle *dev);

   與usb_open相對應，關閉設備，是必須調用的, 返回0成功，<0 失敗。<>

 

   usb_set_configuration

   函數定義： int usb_set_configuration(usb_dev_handle *dev, int configuration);

   設置當前設備使用的configuration，參數configuration 是你要使用的configurtation descriptoes中的bConfigurationValue, 返回0成功，<0失敗( 一個設備可能包含多個configuration,比如同時支持高速和低速的設備就有對應的兩個configuration,詳細可查看usb標準)<>

 

   usb_set_altinterface

   函數定義： int usb_set_altinterface(usb_dev_handle *dev, int alternate);

   和名字的意思一樣，此函數設置當前設備配置的interface descriptor，參數alternate是指interface descriptor中的bAlternateSetting。返回0成功，<0失敗<>

 

   usb_resetep

   函數定義： int usb_resetep(usb_dev_handle *dev, unsigned int ep);

   復位指定的endpoint，參數ep 是指bEndpointAddress,。這個函數不經常用，被下面介紹的usb_clear_halt函數所替代。

 

   usb_clear_halt

   函數定義： int usb_clear_halt (usb_dev_handle *dev, unsigned int ep);

   復位指定的endpoint，參數ep 是指bEndpointAddress。這個函數用來替代usb_resetep

 

   usb_reset

   函數定義： int usb_reset(usb_dev_handle *dev);

   這個函數現在基本不怎麼用，不過這裏我也講一下，和名字所起的意思一樣，這個函數reset設備，因爲重啓設備後還是要重新打開設備，所以用usb_close就已經可以滿足要求了。

 

   usb_claim_interface

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

Libusb3.1 find/* 我們簡單看一下使用hid驅動尋找設備的實現，然後在看一下libusb是如何尋找設備的 */ 

    char dir_str[100];   /* 這個變量我們用來保存設備文件的目錄路徑 */

/* 申請的字符串數組清空，這個編程習慣要養成 */

    /* hiddev 的設備描述符不在/dev/usb/hid下面，就在/dev/usb 下面 

*/

<span dir=\"\\"opendir("/dev/usb/hid");        /* 程序運行到這裏，說明存在 /dev/usb/hid 路徑的目錄 */

    }else{

    }

    /* 獲得全路徑的設備文件名，一般hid設備文件名是hiddev0 到 hiddev16 */

       fd = open(hiddev, O_RDWR);

          ioctl(fd, HIDIOCGDEVINFO, &info);

           if(info.vendor== VENDOR_ID && info.product== PRODUCT_ID) {

               device_num++;   /* 找到的設備數 */

       }

}

{

    device_num = 0;       /* 記錄設備數量 */

    usb_find_busses();   /* 尋找系統上的usb總線 */

    /* 獲得系統總線鏈表的句柄 */

    /* 遍歷總線 */

        /* 遍歷總線上的設備 */

if(dev->descriptor.idVendor==VENDOR_ID&& dev->descriptor.idProduct == PRODUCT_ID) {

               device_num++;   /* 找到的設備數 */

    }

注：在新版本的libusb中，usb_get_busses就可以不用了 ，這個函數是返回系統上的usb總線鏈表句柄 

所以可以直接寫成這樣：

        for (bus = usb_busses; bus; bus = bus->next) {

        for (dev = bus->devices; dev; dev = dev->next) {

        }

打開設備

int Device_Open()

    /* 傳統HID驅動調用,通過open打開設備文件就可 */

/* 使用libusb打開驅動 */

/* LIBUSB 驅動打開設備，這裏寫的是僞代碼，不保證代碼有用 */

/* 當找到設備後，通過usb_open打開設備，這裏的函數就相當open 函數 */

3.3 我們這裏定義三個函數，Device_Write, Device_Read, Device_Report

Device_Read   功能讀數據

HID驅動的實現(這裏只是用代碼來有助理解，代碼是僞代碼)

int       ret; /* 保存ioctl函數的返回值 */

unsigned char recv_data[72]; /* 接收的數據 */

    memset(send_data, 0, sizeof(send_data));

   /* 這在發送數據之前必須調用的，初始化設備 */

        return NOT_OPENED_DEVICE;/* NOT_OPENED_DEVICE 屬於自己定義宏 */

    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);   /* 發送數據 */if(ret != 0) {

/* 接受數據 */

    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;

    /* 數據置空 */

    if (Device_handle == NULL) {

/* 這個函數前面已經說過，在操作設備前是必須調用的, 0是指用默認的設備 */

/* 發送數據，所用到的宏定義在usb.h可以找到，我列出來大家看一下

       #define USB_RECIP_INTERFACE 0x01

send_len = usb_control_msg(Device_handle,

                               0x300,

/* 發送數據有錯誤 */

}

}

       #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對應 */

return SUCCESS;

關閉設備

int Device_Close()

close( handle );

int Device_Close()

struct usb_device*    udev;

/* libusb庫使用usb_close關閉程序 */

libusb

一般的驅動應該都包含如下接口：

Device_Write(); /* 寫設備接口 */

具體代碼如下：

/* 我們將一個設備的屬性用一個結構體來概括 */

    struct usb_device*    udev;

} device_descript;

/* 廠家ID 和產品 ID */

/* 這裏定義數組來保存設備的相關屬性，DEVICE_MINOR可以設置能夠同時操作的設備數量，用全局變量的目的在於方便保存屬性 */

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)

}

    /* 填寫相關代碼，具體查看設備協議 */

void Device_close(int handle)

}

 

 

 

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

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<0失敗( 一個設備可能包含多個configuration,比如同時支持高速和低速的設備就有對應的兩個configuration,詳細可查看usb標準)<><0失敗( 一個設備可能包含多個configuration,比如同時支持高速和低速的設備就有對應的兩個configuration,詳細可查看usb標準)<><0失敗( 一個設備可能包含多個configuration,比如同時支持高速和低速的設備就有對應的兩個configuration,詳細可查看usb標準)<>0失敗( 一個設備可能包含多個configuration,比如同時支持高速和低速的設備就有對應的兩個configuration,詳細可查看usb標準)<>

 

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