libusb（1）libusb 概覽

一、libusb 簡介

libusb 是一個用戶空間訪問 USB 設備的 C 庫，特點：

• 使用 C 語言實現。
• 可移植性，目前支持的平台有 Linux，macOS，Windows，Android，OpenBSD/NetBSD，Haiku，Solaris。
• 支持全部的 USB 規范，從 1.0 到 3.1。
• 無特殊權限要求，比如在 Linux 平台訪問串口設備的時候，需要 sudo 提升權限才能操作。

 

二、libusb 獲取

官網：https://libusb.info/

注：GitHub 也有其倉庫，但是缺乏生成 Makefile 的系列文件。所以最好還是通過官網下載壓縮包。

 

三、libusb 涉及技術

針對 Linux 平台，涉及的技術有：

• sysfs：內核把一些 USB 設備的信息通過文件系統的方式呈現給了用戶空間，應用通過讀取相應文件即可獲取所需信息。如遍歷 /sys/bus/usb/devices/ 目錄下的信息就可以獲取各個設備的基本信息。
• libudev：用於 USB 設備的熱插拔。
• Netlink：用於 USB 設備的熱插拔。Netlink 是 Linux 提供的用於內核和用戶空間之間的通信方式。一旦內核監測到系統設備有變化（如ADD/DEL/REMOVE），則通知用戶進程。libudev 和 Netlink 二選一即可，可以認為 libudev 是對 Netlink 的封裝。
• 多線程。
• 進程間通信：pipe/pipe2/eventfd。
• USB 規范：這部分可參見“果殼中的USB”系列文章。

 

四、libusb 目錄簡介

├── android：顧名思義，用於生成 Android 版本的 libusb 庫及測試用例。
├── doc：用於生成 API 文檔。在doc/目錄下執行：doxygen doxygen.cfg 或者 make docs。
├── examples：libusb 的使用示例。后續代碼分析即以各個示例作為實例。
├── libusb：libusb 核心代碼
│   ├── os：平台相關的代碼，支持
├── msvc：微軟編譯環境相關文件。
├── tests：libusb 的測試。
└── Xcode：Apple 平台相關文件。

 

examples示例簡介

4.1 dpfp.c & dpfp_threaded.c

一款指紋識別器的應用程序，將采集到的指紋圖像保存為文件。

用到了control、interrupt、bulk三種傳輸方式。

4.2 ezusb.c & fxload.c

“EZ-USB的固件下載程序，可實現下載固件（image）到Cypress EZ-USB microcontrollers，ezusb系列芯片使用端點0和廠商特定命令將數據寫到片上SRAM，並且也支持寫數據到CPUCS register或者eeprom。程序使用控制傳輸方式進行指令和數據的傳輸，libusb_control_transfer()的形參bmRequestType使用LIBUSB_REQUEST_TYPE_VENDOR（廠商自定義請求）。程序支持五種下載類型（Target type）： an21, fx, fx2, fx2lp, fx3，支持四種固件(image)類型：“Intel HEX”, “Cypress 8051 IIC”, “Cypress 8051 BIX”, “Cypress IMG format”。”

4.4 hotplugtest.c

 hotplugtest 用於監聽系統中 USB 設備的 attached（插入）和 detached（拔出）。

實現原理及代碼分析見：libusb（3）hotplugtest 實現分析

4.5 listdevs.c

獲取並顯示系統當前的 USB 設備信息，包含：VID、PID、bus 編號、設備地址、端口號。
實現原理及代碼分析見：libusb（2）listdevs 實現分析

4.6 sam3u_benchmark.c

“Atmel SAM3U isochronous（等時傳輸）性能測試。程序不斷接收來自SAM3U iso端點的數據，當按下CTRL-C時，計算花費時間和傳輸的總數據量。”

4.7 testlibusb.c

"打印usb設備列表的詳細信息：包括設備描述符、配置、接口、端點描述符"

4.8 xusb.c

“一個綜合的USB測試程序，包括：HID設備（xbox、PS3和Joystick）、Mass Storage，涉及control、interrupt、bulk傳輸。”

“其中Mass Storage可以使用普通的U盤進行測試，只需修改VID和PID即可，可以實現的功能有：讀取描述符、查詢U盤信息、讀取U盤容量、讀取U盤數據（因為沒有使用文件系統，讀取出來的數據是原始二進制數據）。”

“關於Mass Storage中涉及的SCSI命令，參考： USB Mass Stroage - SCSI指令格式詳解。”

五、libusb 源碼編譯

5.1 系統信息

Ubuntu 14.04，Linux 4.4.0

 

5.2 編譯器配置

Ubuntu 14.04 默認 gcc/g++ 版本為 4.8，需要升級編譯器。方法如下：

$ sudo add-apt-repository ppa:ubuntu-toolchain-r/test
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install gcc-5 g++-5

 

/usr/bin/gcc 和 /usr/bin/g++ 是軟鏈接，修改使其指向我們新安裝的編譯器：

sudo ln -s /usr/bin/gcc-5 /usr/bin/gcc
sudo ln -s /usr/bin/g++-5 /usr/bin/g++

5.3 Makefile

執行 ./configure 自動生成 Makefile。

按照上述步驟生成的 Makefile，在 make 的時候報錯“aclocal-1.16 is missing on your system.”，很明顯提示系統當前 aclocal 的版本不符合要求。

考慮到 libusb 源碼沒有多少文件，干脆自己寫 Makefile，后續自己控制編譯哪些文件。

源碼分析所用的倉庫：libusb_play.git