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通过USB驱动libusb介绍和使用示例

来源:用户分享 时间:2025/5/20 9:04:47 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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动研发向来是内核研发中工作量最多的一块,随着USB设备的普及,大量的USB设备的驱动研发也成为驱动研发者手头上做的最多的事情。本文主要介绍

Linux平台下基于libusb的驱动研发,希望能够给从事Linux驱动研发的朋友带来些帮助,更希望能够给其他平台上的无驱设计带来些帮助。文章是

我在工作中使用libusb的一些总结,难免有错误,如有不当的地方,还请指正。 Linux 平台上的usb驱动研发,主要有内核驱动的研发和基于libusb的无驱设计。

对于内核驱动的大部分设备,诸如带usb接口的hid设备,linux本身已自带了相关的驱动,我们只要操作设备文件便能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研发出相关的驱动了。内核驱动有他的好处,然而内核驱动在某些情况下会遇见如 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,你忽然发现客户设备里的系统和你的环境不相同,他没有你要的驱动了,你的程式运行不了,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” “客户的平台是自己制定的是2.6.12-xxx “

你恨不得把驱动的原始码给客户,这样省得编译了。你的一部分工作时间编译内核,制定驱动

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,就能考虑使用libusb的无驱设计了。

下面我们就来周详讨论一下libusb, 并以写一个hid设备的驱动来讲解怎么运用libusb,至于文章中涉及的usb协议的知识,限于篇幅,就不周详讲解了,相关的可自行查看usb相关协议。

一 libusb 介绍

libusb 设计了一系列的外部API

为应用程式所调用,通过这些API应用程式能操作硬件,从libusb的原始码能看出,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的使用也比研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

这些接口也能称为核心函数,他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);

从函数名称能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,所有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 是我们在研发中经常碰到的,有必要把他们的结构看一看。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);

和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,目的在于不仅能比较出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

所有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,不确保代码的健全)

/* 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是怎么寻找设备的 */ 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(\ if(dir){

/* 程式运行到这里,说明存在 /dev/usb/hid 路径的目录 */ sprintf(dir_str,\ 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,\ }

/* 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, \

/* 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是怎么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 */

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