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
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 */ http://blog.csdn.net/gaofeidongdong/article/details/7030726 /*
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;
if (g_num < 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)
}