libusb的使⽤教程和例⼦
驱动开发向来是内核开发中⼯作量最多的⼀块，随着USB设备的普及，⼤量的USB设备的驱动开发也成为驱动开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的驱动开发，希望能够给从事Linux驱动开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驱动开发，主要有内核驱动的开发和基于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本⾝已经⾃带了相关的驱动，我们只要操作设备⽂件便可以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开发出相关的驱动了。内核驱动有它的优点，然⽽内核驱动在某些情况下会遇到如下的⼀些问题：
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，你突
然发现客户设备⾥的系统和你的环境不⼀样，它没有你要的驱动了，你的程序运⾏不了，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⽂件我已经发你了” “客户需要双核的 2.6.18-smp 的驱动” “客户的平台是⾃⼰定制的是2.6.12-xxx “  你恨不得把驱动的源代码给客户，这样省得编译了。你的⼀部分⼯作时间编译内核，定制驱动
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，就可以考虑使⽤libusb的⽆驱设计了。
下⾯我们就来详细讨论⼀下libusb, 并以写⼀个hid设备的驱动来讲解如何运⽤libusb,⾄于⽂章中涉及的usb协议的知识，限于篇幅，就不详细讲解了，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 为应⽤程序所调⽤，通过这些API应⽤程序可以操作硬件，从libusb的源代码可以看出，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的使⽤也⽐开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
这些接⼝也可以称为核⼼函数，它们主要⽤来初始化并寻相关设备。
usb_init
函数定义： void usb_init(void);
从函数名称可以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);
寻系统上的usb总线，任何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经⽤不到了，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 是我们在开发中经常碰到的，有必要把它们的结构看⼀看。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);
与usb_open相对应，关闭设备，是必须调⽤的, 返回0成功，<0 失败。
usb_set_configuration
函数定义： int usb_set_configuration(usb_dev_handle *dev, int configuration);
设置当前设备使⽤的configuration，参数configuration 是你要使⽤的configurtation descriptoes中的bConfigurationValue, 返回0成功，<0失败( ⼀个设备可能包含多个configuration,⽐如同时⽀持⾼速和低速的设备就有对应的两个configuration，详细可查看usb标准)
usb_set_altinterface
函数定义： int usb_set_altinterface(usb_dev_handle *dev, int alternate);
和名字的意思⼀样，此函数设置当前设备配置的interface descriptor，参数alternate是指interface descriptor中的bAlternateSetting。返回0成功，<0失败
usb_resetep
函数定义： int usb_resetep(usb_dev_handle *dev, unsigned int ep);
复位指定的endpoint，参数ep 是指bEndpointAddress,。这个函数不经常⽤，被下⾯介绍的usb_clear_halt函数所替代。
usb_clear_halt
函数定义： int usb_clear_halt (usb_dev_handle *dev, unsigned int ep);
复位指定的endpoint，参数ep 是指bEndpointAddress。这个函数⽤来替代usb_resetep
usb_reset
函数定义： int usb_reset(usb_dev_handle *dev);
这个函数现在基本不怎么⽤，不过这⾥我也讲⼀下，和名字所起的意思⼀样，这个函数reset设备，因为重启设备后还是要重新打开设备，所以⽤usb_close就已经可以满⾜要求了。
usb_claim_interface
函数定义： int usb_claim_interface(usb_dev_handle *dev, int interface);
注册与操作系统通信的接⼝，这个函数必须被调⽤，因为只有注册接⼝，才能做相应的操作。
Interface 指 bInterfaceNumber. (下⾯介绍的usb_release_interface 与之相对应，也是必须调⽤的函数)
usb_release_interface
函数定义： int usb_release_interface(usb_dev_handle *dev, int interface);
注销被usb_claim_interface函数调⽤后的接⼝，释放资源，和usb_claim_interface对应使⽤。
2.3 控制传输接⼝
usb_control_msg
函数定义：int usb_control_msg(usb_dev_handle *dev, int requesttype, int request, int value, int index, char *bytes, int size, int timeout)；从默认的管道发送和接受控制数据
usb_get_string
函数定义： int usb_get_string(usb_dev_handle *dev, int index, int langid, char *buf, size_t buflen);
usb_get_string_simple
函数定义： int usb_get_string_simple(usb_dev_handle *dev, int index, char *buf, size_t buflen);
usb_get_descriptor
函数定义： int usb_get_descriptor(usb_dev_handle *dev, unsigned char type, unsigned char index, void *buf, int size);
usb_get_descriptor_by_endpoint
函数定义： int usb_get_descriptor_by_endpoint(usb_dev_handle *dev, int ep, unsigned char type, unsigned char index, void *buf, int size);
2.4 批传输接⼝
usb_bulk_write
函数定义： int usb_bulk_write(usb_dev_handle *dev, int ep, char *bytes, int size, int timeout);
usb_interrupt_read
函数定义： int usb_interrupt_read(usb_dev_handle *dev, int ep, char *bytes, int size, int timeout);
2.5 中断传输接⼝
usb_bulk_write
函数定义： int usb_bulk_write(usb_dev_handle *dev, int ep, char *bytes, int size, int timeout);
usb_interrupt_read
函数定义： int usb_interrupt_read(usb_dev_handle *dev, int ep, char *bytes, int size, int timeout);
基本上libusb所经常⽤到的函数就有这些了，和usb协议确实很接近吧。下⾯我们实例在介绍⼀个应⽤。
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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，⽬的在于不仅可以⽐较出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
任何驱动第⼀步⾸先是寻到要操作的设备，我们先来看看HID驱动是怎样寻到设备的。我们假设寻设备的函数Device_Find(注：代码只是为了⽅便解说，不保证代码的健全)
/* 我们简单看⼀下使⽤hid驱动寻设备的实现，然后在看⼀下libusb是如何寻设备的 */
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
recv函数
*/
dir=opendir("/dev/usb/hid");
if(dir){
/* 程序运⾏到这⾥，说明存在 /dev/usb/hid 路径的⽬录 */
sprintf(dir_str,"/dev/usb/hid/");
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,"/dev/usb/");
}
/* DEVICE_MINOR 是指设备数，HID⼀般是16个 */
for(i = 0; i < DEVICE_MINOR; 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, "%shiddev%d", dir_str,i);
/* 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设备，到此我们寻到了设备 */          if(info.vendor== VENDOR_ID && info.product== PRODUCT_ID) {
/* 这⾥添加设备的初始化代码 */
device_num++;  /* 到的设备数 */
}
close(fd);
}
}
return device_num;        /* 返回寻的设备数量 */
}
我们再来看libusb是如何来寻和初始化设备
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();  /* 寻系统上的usb总线 */
usb_find_devices(); /* 寻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 */
device_num++;  /* 到的设备数 */
}
}
}
return device_num;        /* 返回设备数量 */
}
注：在新版本的libusb中，usb_get_busses就可以不⽤了，这个函数是返回系统上的usb总线链表句柄
这⾥我们直接⽤usb_busses变量，这个变量在usb.h中被定义为外部变量
所以可以直接写成这样：
struct usb_bus    *bus;
for (bus = usb_busses; bus; bus = bus->next) {
struct usb_device *dev;
for (dev = bus->devices; dev; dev = dev->next) {
/* 这⾥添加设备的初始化代码 */
}
}
3.2 打开设备
假设我们定义的打开设备的函数名是device_open,
/* 使⽤hid驱动打开设备 */
int Device_Open()
{
int handle;
/
* 传统HID驱动调⽤，通过open打开设备⽂件就可 */
handle = open(“hiddev0”, O_RDONLY);
}
/* 使⽤libusb打开驱动 */
int Device_Open()
{

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