libusb的嵌入式移植
linux對usb已有了比較完善的支持,但是看了一下原理還有代碼,還是覺得一頭霧水!有人推薦libusb,在網(wǎng)上搜了一下資料,嗯,感覺確實簡單多了!
下面先介紹一下libusb:
Linux 平臺上的usb驅(qū)動開發(fā),主要有內(nèi)核驅(qū)動的開發(fā)和基于libusb的無驅(qū)設(shè)計。
1、為什么要開發(fā)libusb
對于內(nèi)核驅(qū)動的大部分設(shè)備,諸如帶usb接口的hid設(shè)備,linux本身已經(jīng)自帶了相關(guān)的驅(qū)動,我們只要操作設(shè)備文件便可以完成對設(shè)備大部分的操作,而另外一些設(shè)備,諸如自己設(shè)計的硬件產(chǎn)品,這些驅(qū)動就需要我們驅(qū)動工程師開發(fā)出相關(guān)的驅(qū)動了。內(nèi)核驅(qū)動有它的優(yōu)點,然而內(nèi)核驅(qū)動在某些情況下會遇到如下的一些問題:
1 當(dāng)使用我們產(chǎn)品的客戶有2.4內(nèi)核的平臺,同時也有2.6內(nèi)核的平臺,我們要設(shè)計的驅(qū)動是要兼容兩個平臺的,就連makefile 我們都要寫兩個。
2 當(dāng)我們要把linux移植到嵌入平臺上,你會發(fā)現(xiàn)原先linux自 帶的驅(qū)動移過去還挺大的,我的內(nèi)核當(dāng)然是越小越好拉,這樣有必要么。這還不是最郁悶的地方,如果嵌入平臺是客戶的,客戶要購買你的產(chǎn)品,你突然發(fā)現(xiàn)客戶設(shè) 備里的系統(tǒng)和你的環(huán)境不一樣,它沒有你要的驅(qū)動了,你的程序運(yùn)行不了,你會先想:“沒關(guān)系,我寫個內(nèi)核驅(qū)動加載一下不就行了“。卻發(fā)現(xiàn)客戶連insmod加載模塊的工具都沒移植,那時你就看看老天,說聲我怎么那么倒霉啊,客戶可不想你動他花了n時間移植的內(nèi)核哦
3 花了些功夫?qū)懥藗€新產(chǎn)品的驅(qū)動,挺有成就感啊,代碼質(zhì)量也是相當(dāng)?shù)挠兴疁?zhǔn)啊。正當(dāng)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(nèi)核的驅(qū)動,config文件我已經(jīng)發(fā)你了” “客戶需要雙核的 2.6.18-smp 的驅(qū)動” “客戶的平臺是自己定制的是2.6.12-xxx “ 你恨不得把驅(qū)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(nèi)核,定制驅(qū)動
有問題產(chǎn)生必然會有想辦法解決問題的人, libusb的出現(xiàn)給我們帶來了某些方便,即節(jié)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(qū)設(shè)計了。
2、如何使用libusb進(jìn)行開發(fā)
libusb是基于用戶空間的usb庫。libusb 設(shè)計了一系列的外部API 為應(yīng)用程序所調(diào)用,通過這些API應(yīng)用程序可以操作硬件,從libusb的源代碼可以看出,這些API 調(diào)用了內(nèi)核的底層接口,和kernel driver中所用到的函數(shù)所實現(xiàn)的功能差不多,只是libusb更加接近USB 規(guī)范。使得libusb的使用也比開發(fā)內(nèi)核驅(qū)動相對容易的多。
2.0 一些重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
struct usb_dev_handle {
int fd;
struct usb_bus *bus;
struct usb_device *device;
int config;
int interface;
int altsetting;
void *impl_info;
};
struct usb_device {
struct usb_device *next, *prev;
char filename[PATH_MAX + 1];
struct usb_bus *bus;
struct usb_device_descriptor descriptor;
struct usb_config_descriptor *config;
void *dev; /* Darwin support */
};
struct usb_bus {
struct usb_bus *next, *prev;
char dirname[PATH_MAX + 1];
struct usb_device *devices;
};
2.1 初始化設(shè)備接口
這些接口也可以稱為核心函數(shù),它們主要用來初始化并尋找相關(guān)設(shè)備。
usb_init
函數(shù)定義: void usb_init(void);
從函數(shù)名稱可以看出這個函數(shù)是用來初始化相關(guān)數(shù)據(jù)的,這個函數(shù)大家只要記住必須調(diào)用就行了,而且是一開始就要調(diào)用的.
usb_find_busses
函數(shù)定義: int usb_find_busses(void);
尋找系統(tǒng)上的usb總線,任何usb設(shè)備都通過usb總線和計算機(jī)總線通信。進(jìn)而和其他設(shè)備通信。此函數(shù)返回總線數(shù)。
usb_find_devices
函數(shù)定義: int usb_find_devices(void);
尋找總線上的usb設(shè)備,這個函數(shù)必要在調(diào)用usb_find_busses()后使用。以上的三個函數(shù)都是一開始就要用到的,此函數(shù)返回設(shè)備數(shù)量。
usb_get_busses
函數(shù)定義: struct usb_bus *usb_get_busses(void);
這個函數(shù)返回總線的列表,在高一些的版本中已經(jīng)用不到了,這在下面的實例中會有講解
2.2 操作設(shè)備接口
usb_open
函數(shù)定義: usb_dev_handle *usb_open(struct *usb_device dev);
打開要使用的設(shè)備,在對硬件進(jìn)行操作前必須要調(diào)用usb_open 來打開設(shè)備,這里大家看到有兩個結(jié)構(gòu)體 usb_dev_handle 和 usb_device 是我們在開發(fā)中經(jīng)常碰到的,有必要把它們的結(jié)構(gòu)看一看。在libusb 中的usb.h和usbi.h中有定義。
這里我們不妨理解為返回的 usb_dev_handle 指針是指向設(shè)備的句柄,而行參里輸入就是需要打開的設(shè)備。
usb_close
函數(shù)定義: int usb_close(usb_dev_handle *dev);
與usb_open相對應(yīng),關(guān)閉設(shè)備,是必須調(diào)用的, 返回0成功,<0 失敗。
usb_set_configuration
函數(shù)定義: int usb_set_configuration(usb_dev_handle *dev, int configuration);
設(shè)置當(dāng)前設(shè)備使用的configuration,參數(shù)configuration 是要使用的configurtation descriptoes中的bConfigurationValue, 返回0成功,<0失敗( 一個設(shè)備可能包含多個configuration,比如同時支持高速和低速的設(shè)備就有對應(yīng)的兩個configuration,詳細(xì)可查看usb標(biāo)準(zhǔn))
usb_set_altinterface
函數(shù)定義: int usb_set_altinterface(usb_dev_handle *dev, int alternate);
和名字的意思一樣,此函數(shù)設(shè)置當(dāng)前設(shè)備配置的interface descriptor,參數(shù)alternate是指interface descriptor中的bAlternateSetting。返回0成功,<0失敗
usb_resetep
函數(shù)定義: int usb_resetep(usb_dev_handle *dev, unsigned int ep);
復(fù)位指定的endpoint,參數(shù)ep 是指bEndpointAddress,。這個函數(shù)不經(jīng)常用,被下面的usb_clear_halt函數(shù)所替代。
usb_clear_halt
函數(shù)定義: int usb_clear_halt (usb_dev_handle *dev, unsigned int ep);
復(fù)位指定的endpoint,參數(shù)ep 是指bEndpointAddress。這個函數(shù)用來替代usb_resetep
usb_reset
函數(shù)定義: int usb_reset(usb_dev_handle *dev);
這個函數(shù)現(xiàn)在基本不怎么用,不過這里我也講一下,和名字所起的意思一樣,這個函數(shù)reset設(shè)備,因為重啟設(shè)備后還是要重新打開設(shè)備,所以用usb_close就已經(jīng)可以滿足要求了。
usb_claim_interface
函數(shù)定義: int usb_claim_interface(usb_dev_handle *dev, int interface);
注冊與操作系統(tǒng)通信的接口,這個函數(shù)必須被調(diào)用,因為只有注冊接口,才能做相應(yīng)的操作。Interface 指 bInterfaceNumber. (下面介紹的usb_release_interface 與之相對應(yīng),也是必須調(diào)用的函數(shù))
usb_release_interface
函數(shù)定義: int usb_release_interface(usb_dev_handle *dev, int interface);
注銷被usb_claim_interface函數(shù)調(diào)用后的接口,釋放資源,和usb_claim_interface對應(yīng)使用。
2.3 控制傳輸接口
usb_control_msg
函數(shù)定義:int usb_control_msg(usb_dev_handle *dev, int requesttype, int request, int value, int index, char *bytes, int size, int timeout);
從默認(rèn)的管道發(fā)送和接受控制數(shù)據(jù)
usb_get_string
函數(shù)定義: int usb_get_string(usb_dev_handle *dev, int index, int langid, char *buf, size_t buflen);
usb_get_string_simple
函數(shù)定義: int usb_get_string_simple(usb_dev_handle *dev, int index, char *buf, size_t buflen);
usb_get_descriptor
函數(shù)定義: int usb_get_descriptor(usb_dev_handle *dev, unsigned char type, unsigned char index, void *buf, int size);
usb_get_descriptor_by_endpoint
函數(shù)定義: int usb_get_descriptor_by_endpoint(usb_dev_handle *dev, int ep, unsigned char type, unsigned char index, void *buf, int size);
2.4 批傳輸接口
usb_bulk_write
函數(shù)定義: int usb_bulk_write(usb_dev_handle *dev, int ep, char *bytes, int size, int timeout);
usb_interrupt_read
函數(shù)定義: int usb_interrupt_read(usb_dev_handle *dev, int ep, char *bytes, int size, int timeout);
2.5 中斷傳輸接口
usb_bulk_write
函數(shù)定義: int usb_bulk_write(usb_dev_handle *dev, int ep, char *bytes, int size, int timeout);
usb_interrupt_read
函數(shù)定義: int usb_interrupt_read(usb_dev_handle *dev, int ep, char *bytes, int size, int timeout);
3 移植
到網(wǎng)站http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=1674下載最新的libusb版本
現(xiàn)在是0.1.12
解壓到/usr/local/libusb,分成兩個版本一個是libusb-arm 一個是libusb-pc。
pc版本直接configure ;make就可以了。(其實原來的操作系統(tǒng)/usr/lib中都會自帶有l(wèi)ibusb的庫文件,版本可能和我們的會有不同,有興趣可以看看)
交叉編譯arm版本
#./configure --host=arm-linux
#make
make時可能會出現(xiàn)“treat warning as error”之類的錯誤信息。在Makefile里,去掉-Werror的編譯選項就可以了。另外在一個tests文件夾的也會報uppercase的錯誤,無關(guān)緊要,把它注釋掉就可以了。
在 .libs這個隱藏文件夾中,有編譯好的libusb庫文件
libusb-0.1.so.4.4.4 libusb.a libusbpp.a libusbpp-0.1.so.4.4.4
把libusb-arm整個目錄復(fù)制到/usr/nfs (這是我的arm板nfs掛載的目錄)
我們在編程時,記得要在編譯選項里加入libusb的頭文件和庫文件
LIBUSB=/usr/local/libusb/libusb-arm
-I$(LIBUSB) -L$(LIBUSB)/.libs -lusb