Linux环境下libusb库的使用教程与USB设备接口

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资源摘要信息:"libusb-1.0.9是libusb库的一个版本，它允许用户从Linux，Mac OS X，OpenBSD，NetBSD和Windows等操作系统上的用户空间访问USB设备。libusb是一个开源的库，提供了一套API，使得开发者可以轻松地与USB设备进行通信，实现数据的读写操作。" 首先，我们需要了解什么是libusb。libusb是一个库，它提供了一组API，使得开发者可以不依赖于操作系统提供的驱动程序，直接从用户空间访问和控制USB设备。这使得开发者可以编写跨平台的USB设备控制程序，大大提高开发效率。 libusb库的主要特点包括： 1. 支持多种操作系统：libusb不仅支持Linux，还支持Mac OS X，OpenBSD，NetBSD和Windows等操作系统，使得开发者可以在多种平台上开发USB设备的控制程序。 2. 提供统一的API：libusb提供了一套统一的API，开发者可以通过这套API与各种USB设备进行通信，而无需关心底层的驱动程序和操作系统的差异。 3. 开源：libusb是开源的，开发者可以自由地使用，修改和重新分发这个库。 接下来，我们需要了解如何使用libusb。首先，我们需要在开发环境中安装libusb库。在Linux系统中，我们可以使用包管理器来安装，例如在Ubuntu中，我们可以使用命令"sudo apt-get install libusb-1.0-0-dev"来安装。在Windows系统中，我们可能需要下载预编译的二进制文件或者从源代码编译。 安装好libusb库后，我们就可以开始编写代码了。首先，我们需要调用libusb的API来初始化库，然后打开目标USB设备，获取设备的句柄。之后，我们可以使用libusb提供的API与USB设备进行数据的读写操作。完成操作后，我们需要释放设备的句柄，断开与设备的连接，并关闭库。 使用libusb开发USB设备控制程序需要注意的几个问题是： 1. 权限问题：在Linux系统中，访问USB设备通常需要root权限。因此，如果你的程序需要访问USB设备，你可能需要使用sudo来运行你的程序。 2. 设备识别问题：每个USB设备都有一个唯一的设备ID，你需要知道你的目标设备的设备ID，才能正确地与设备进行通信。 3. 错误处理：在使用libusb进行USB设备控制时，可能会出现各种错误，例如设备无法打开，设备无法读写等。因此，你的程序需要能够妥善处理这些错误。 总的来说，libusb是一个强大的库，它为开发者提供了一种简单，方便的方法来访问和控制USB设备。无论你是在开发一个新的应用程序，还是在解决一个特定的硬件问题，libusb都可能是一个很好的选择。

usb1的静态库和头文件libusb-1.0

2014-03-31 上传
usb1的静态库和头文件libusb-1.0

libusb-1.0.9

2012-10-25 上传
libusb1.0学习（一） 首先声明，这是看到国外论坛上的学习文章后，独立翻译过来作为笔记用，加入部分自我理解，并且全部原创。 介绍： libusb是一个开源库，可以帮助开发者在用户空间的层面上与UBS设备进行通讯。如果想了解更多，可以查看他们的主页：http://libusb.org/ 在其文档中，建议首先阅读USB2的规格说明：http://www.usb.org/developers/docs/，这可以帮助真正地了解USB是如何工作的。 libusb的安装： 你可以从官方的主页上获取源代码，并且编译安装。或者使用的发行版已经包含了软件包，可以很方便地安装。 如果已经安装完毕，请继续往下 通讯： 设备和客户端之间的通讯是个清楚的概念叫做使用管道。每个管道都是一个主机上的一个软件和设备上一个端点的通道。每个端点对于设备来说完成一部分特殊的目标，比如接受命令或者传输数据。一个全速设备最高可以拥有16个端点，然后低速的设备只拥有三个端点。 所有的USB设备当供电时都支持端口0。这个端口是默认的目标管道。当设备连接被检测到后，USBD软件会使用端口0来初始化设备，执行普通的（非特殊）配置，并且获得有设备提供的其他端点的信息。端点是以他们的端点数目（取决于设计的时间），总线宽带，访问频率，延迟和处理错误要求为特征区分的。 一旦设备里的端点识别并且配置完毕，管道就产生允许客户端软件与设备进行通讯。跟一个管道产生联系是以对总线的访问和带宽，传输的类型，传输的方向和最大数据负载大小为描述特征的。 USB定义了四种传输方式：控制传输，通常用来传输命令和状态操作；中断传输，通过设备初始化一些来自主机的请求；同步传输，用来传输投递关键事件的数据（比如视频和对话）；批量传输，使用全部可以用的带宽但不是特定时间的。所有的数传使用相同格式的包装，包括控制信息，数据和错误效验区域。 这里有两种管道：消息管道和流管道。控制传输是使用消息管道。在消息管道中，在每个包中的数据部分对于USB系统软件是有意义的。 流管道被中断传输，同步传输和批量传输使用。在流管道中，在每个包中的数据部分对于USB是没有意义，仅仅在客户端软件和设备间传输。 同步接口： 同步接口允许你使用单独一个函数调用一个USB传输。当这个函数调用返回时，这个传输也已经完成并且返回结果供解析用。这种方式的优点是十分清晰的：你可以通过一个简单的函数调用做任何事。 尽管如此，这个接口还是有它的局限性。你的程序会进入休眠当在libusb_bulk_transfer()（当进行批量传输），直到传输完成。假如这需要花费三个小时，你的程序同样需要休眠同样的时间。实现将会在库里面结束，整体线程这期间是无用的。另一个问题是，当一个单独的传输线程结束，这里不存在可能多个端点和多个设备同时地进行I/O操作，除非你借助创造新的线程处理。另外的，当请求被提交后，这里没有机会可能取消传输。 设备和接口： 在libusb中，每个USB设备通过libusb_device和libusb_device_handle对象操作。libusb API 连接一个打开的设备至特定的接口。这意味着如果你在设备上请求多个接口，你必须同样多次打开设备来接受一个libusb_dev_handle，对应每个你想进行通讯的接口。不要忘记调用libusb_dev_handle。 这些意味着什么？这意味你在设备上操作以前，可以完成请求接口，同样，你可以在完成设备操作前，先释放接口。 每个设备都有自己独属的配置，比如vendor id，product id等。我们使用这些设置去发现需求的设备，并且通过这些配置来工作。首先我们写一个函数来查明这些配置并且打印出来，以便我们找到正确的一个；我们基本的操作如下： 1.通过调用libusb_init来初始化库，同时创建一个对话； 2.调用libusb_get_device_list来获得已经连接的设备的队列。这会创建一个libusb_device的数组，包含了所有连接到系统上的usb设备； 3.循环遍历所有的设备来检查他们的选项； 4.发现其中需要的一个，使用libusb_open或者libusb_open_device_with_vid_pid（当你知道这个设备vendor id和product id）来打开设备； 5.使用libusb_free_device_list清除使用libusb_get_device_list获得的队列； 6.通过libusb_claim_interface请求接口（需要你知道设备的接口数值）； 7.操作想得到的I/O; 8.通过libusb_release_interface释放设备； 9.通过libusb_close将你之前打开的设备关闭； 10.通过libusb_exit来关闭对话； PS：英文需要苦练啊，一篇短的教程文章看的结结巴巴的 libusb1.0学习(二) 接学习一，学习二主要是看例程 ok，现在最简单的想法看看有多少信息包含在你的设备里，程序代码如下 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 #include <iostream> #include <libusb.h> using namespace std; void printdev(libusb_device *dev); //prototype of the function int main() { libusb_device **devs; //pointer to pointer of device, used to retrieve a list of devices libusb_context *ctx = NULL; //a libusb session int r; //for return values ssize_t cnt; //holding number of devices in list r = libusb_init(&ctx;); //initialize a library session if(r < 0) { cout<<"Init Error "<<r<<endl; //there was an error return 1; } libusb_set_debug(ctx, 3); //set verbosity level to 3, as suggested in the documentation cnt = libusb_get_device_list(ctx, &devs;); //get the list of devices if(cnt < 0) { cout<<"Get Device Error"<<endl; //there was an error } cout<<cnt<<" Devices in list."<<endl; //print total number of usb device ssize_t i; //for iterating through the list for(i = 0; i < cnt; i++) { printdev(devs[i]); //print specs of this device } libusb_free_device_list(devs, 1); //free the list, unref the devices in it libusb_exit(ctx); //close the session return 0; } void printdev(libusb_device *dev) { libusb_device_descriptor desc; int r = libusb_get_device_descriptor(dev, &desc;); if (r < 0) { cout<<"failed to get device descriptor"<<endl; return; } cout<<"Number of possible configurations: "<<(int)desc.bNumConfigurations<<" "; cout<<"Device Class: "<<(int)desc.bDeviceClass<<" "; cout<<"VendorID: "<<desc.idVendor<<" "; cout<<"ProductID: "<<desc.idProduct<<endl; libusb_config_descriptor *config; libusb_get_config_descriptor(dev, 0, &config;); cout<<"Interfaces: "<<(int)config->bNumInterfaces<<" ||| "; const libusb_interface *inter; const libusb_interface_descriptor *interdesc; const libusb_endpoint_descriptor *epdesc; for(int i=0; i<(int)config->bNumInterfaces; i++) { inter = &config;->interface[i]; cout<<"Number of alternate settings: "<<inter->num_altsetting<<" | "; for(int j=0; j<inter->num_altsetting; j++) { interdesc = &inter;->altsetting[j]; cout<<"Interface Number: "<<(int)interdesc->bInterfaceNumber<<" | "; cout<<"Number of endpoints: "<<(int)interdesc->bNumEndpoints<<" | "; for(int k=0; k<(int)interdesc->bNumEndpoints; k++) { epdesc = &interdesc;->endpoint[k]; cout<<"Descriptor Type: "<<(int)epdesc->bDescriptorType<<" | "; cout<<"EP Address: "<<(int)epdesc->bEndpointAddress<<" | "; } } } cout<<endl<<endl<<endl; libusb_free_config_descriptor(config); } 写完之后，编译看看会出现什么。首先运行程序并检查设备，然后连上我自己的设备在执行程序。会发现有新的内容出现，可以根据vendor id和product id发现这正是我自己连上打开的设备。 注意：发现设备（调用libusb_get_device_list()）会返回新的内存分配的设备队列。当你完成这个队列的使用后必须释放他。 Libusb同样需要知道当一切完成时清除队列的内容；设备的本身。 为处理这些问题，libusb提供了两个单独的条目： 一个释放队列本身的函数 一个针对设备内部的参考计数系统 新的设备由libusb_get_device_list()函数展示，都拥有一个参考计数1。你可以使用libubs_ref_device()和libusb_unref_device()增加或减少参考计数。当一个设备的参考计数为0时，该设备就被销毁 通过以上的信息，打开设备的基本流程可以视为如下步骤： 1. 使用libusb_get_device_list()发现设备； 2. 选择你想操作的设备，调用libusb_open(); 3. 在设备队列中unref所有的设备； 4. 释放已经发现的设备队列； 这个次序是十分重要的，在尝试打开设备之前，你不能够unreference设备，因此unreference操作有可能导致设备的销毁。 为了方便起见，libusb_free_device_list()函数包含一个参数，在释放队列本身前，该参数能够选择性地在队列中unreference所有设备。这包含了以上的步骤3和步骤4。 如果还有需要，可以去libusb1’s API（http://libusb.sourceforge.net/api-1.0/index.html）文档参考你需要的函数。 好了，现在你可以找到你需要的设备了。现在是打开设备，请求并且执行一个简单的I/O。如果你知道vendor ID和prouct ID，使用libusb_open_device_with_vid_pid。 另外需要注意的，如果内核（你的OS）已经连接到这个设备，你将无法请求到它。在这种情况下，你需要调用libusb_detach_kernel_drive来从内核中检测设备。如果你想知道内核是否可用的，使用libusb_kernel_drive_active,如果返回值为1，对于你的设备内核可以加载驱动。 批量传输 为了在你的设备上使用批量传输，你应该获得为你的USB设备获得一个设备句柄，并且你应该知道使用哪个端点（从之前设备说明获得）。 关于语法上的信息参考这里（http://libusb.sourceforge.net/api-1.0/group__syncio.html#gab8ae853ab492c22d707241dc26c8a805） 这里有个简单的例子包含所有我提到的相关部分： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 #include <iostream> #include <libusb.h> using namespace std; int main() { libusb_device **devs; //pointer to pointer of device, used to retrieve a list of devices libusb_device_handle *dev_handle; //a device handle libusb_context *ctx = NULL; //a libusb session int r; //for return values ssize_t cnt; //holding number of devices in list r = libusb_init(&ctx;); //initialize the library for the session we just declared if(r < 0) { cout<<"Init Error "<<r<<endl; //there was an error return 1; } libusb_set_debug(ctx, 3); //set verbosity level to 3, as suggested in the documentation cnt = libusb_get_device_list(ctx, &devs;); //get the list of devices if(cnt < 0) { cout<<"Get Device Error"<<endl; //there was an error return 1; } cout<<cnt<<" Devices in list."<<endl; dev_handle = libusb_open_device_with_vid_pid(ctx, 5118, 7424); //these are vendorID and productID I found for my usb device if(dev_handle == NULL) cout<<"Cannot open device"<<endl; else cout<<"Device Opened"<<endl; libusb_free_device_list(devs, 1); //free the list, unref the devices in it unsigned char *data = new unsigned char[4]; //data to write data[0]='a';data[1]='b';data[2]='c';data[3]='d'; //some dummy values int actual; //used to find out how many bytes were written if(libusb_kernel_driver_active(dev_handle, 0) == 1) { //find out if kernel driver is attached cout<<"Kernel Driver Active"<<endl; if(libusb_detach_kernel_driver(dev_handle, 0) == 0) //detach it cout<<"Kernel Driver Detached!"<<endl; } r = libusb_claim_interface(dev_handle, 0); //claim interface 0 (the first) of device (mine had jsut 1) if(r < 0) { cout<<"Cannot Claim Interface"<<endl; return 1; } cout<<"Claimed Interface"<<endl; cout<<"Data->"<<data<<"<-"<<endl; //just to see the data we want to write : abcd cout<<"Writing Data..."<<endl; r = libusb_bulk_transfer(dev_handle, (2 | LIBUSB_ENDPOINT_OUT), data, 4, &actual;, 0); //my device's out endpoint was 2, found with trial- the device had 2 endpoints: 2 and 129 if(r == 0 && actual == 4) //we wrote the 4 bytes successfully cout<<"Writing Successful!"<<endl; else cout<<"Write Error"<<endl; r = libusb_release_interface(dev_handle, 0); //release the claimed interface if(r!=0) { cout<<"Cannot Release Interface"<<endl; return 1; } cout<<"Released Interface"<<endl; libusb_close(dev_handle); //close the device we opened libusb_exit(ctx); //needs to be called to end the delete[] data; //delete the allocated memory for data return 0; } 结尾：这个教程对于这个话题来说是十分简单的介绍，需要时间需联系同步传输，然后移动是异步的，这还有很多需要学习。 希望这些对你的初学有帮助。

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