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找相关设备。

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);

寻找系统上的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，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 */                                   device_num++;   /* 找到的设备数 */ }                       }            }     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() { /* LIBUSB 驱动打开设备，这里写的是伪代码，不保证代码有用 */ struct usb_device*    udev; usb_dev_handle*        device_handle; /* 当找到设备后，通过usb_open打开设备，这里的函数就相当open 函数 */ device_handle = usb_open(udev); } 3.3 读写设备和操作设备 假设我们的设备使用控制传输方式，至于批处理传输和中断传输限于篇幅这里不介绍 我们这里定义三个函数，Device_Write, Device_Read, Device_Report Device_Report 功能发送接收函数 Device_Write 功能写数据 Device_Read   功能读数据 Device_Write和Device_Read调用Device_Report发送写的信息和读的信息，开发者根据发送的命令协议来设计，我们这里只简单实现发送数据的函数。 假设我们要给设备发送72字节的数据，头8个字节是报告头，是我们定义的和设备相关的规则，后64位是数据。 HID驱动的实现(这里只是用代码来有助理解，代码是伪代码) int Device_Report(int fd, unsigned char *buffer72) { int       ret; /* 保存ioctl函数的返回值 */ int      index;     unsigned char send_data[72]; /* 发送的数据 */ unsigned char recv_data[72]; /* 接收的数据 */     struct hiddev_usage_ref uref; /* hid驱动定义的数据包 */     struct hiddev_report_info rinfo; /* hid驱动定义的     memset(send_data, 0, sizeof(send_data)); memset(recv_data, 0, sizeof(recv_data));     memcpy(send_data, buffer72, 72);    /* 这在发送数据之前必须调用的，初始化设备 */     ret = ioctl(fd, HIDIOCINITREPORT, 0);     if( ret !=0) {         return NOT_OPENED_DEVICE;/* NOT_OPENED_DEVICE 属于自己定义宏 */     }     /* HID设备每次传输一个字节的数据包 */     for(index = 0; index < 72; index++) {         /* 设置发送数据的状态 */     uref.report_type = HID_REPORT_TYPE_FEATURE;     uref.report_id = HID_REPORT_ID_FIRST;     uref.usage_index = index;     uref.field_index = 0;     uref.value = send_data[index];     ioctl(fd, HIDIOCGUCODE, &uref);     ret=ioctl(fd, HIDIOCSUSAGE, &uref);     if(ret != 0 ){            return UNKNOWN_ERROR;     } } /* 发送数据 */ rinfo.report_type = HID_REPORT_TYPE_FEATURE; rinfo.report_id = HID_REPORT_ID_FIRST; rinfo.num_fields = 1; ret=ioctl(fd, HIDIOCSREPORT, &rinfo);   /* 发送数据 */ if(ret != 0) {         return WRITE_REPORT; } /* 接受数据 */ ret = ioctl(fd, HIDIOCINITREPORT, 0); for(index = 0; index < 72; index++) {     uref.report_type = HID_REPORT_TYPE_FEATURE;     uref.report_id = HID_REPORT_ID_FIRST;     uref.usage_index = index;     uref.field_index = 0;     ioctl(fd, HIDIOCGUCODE, &uref);     ret = ioctl(fd, HIDIOCGUSAGE, &uref);     if(ret != 0 ) {         return UNKNOWN_ERROR;     }     recv_data[index] = uref.value; } memcpy(buffer72, recv_data, 72); return SUCCESS; } libusb驱动的实现 int Device_Report(int fd, unsigned char *buffer72) {     /* 定义设备句柄 */     usb_dev_handle* Device_handle;         /* save the data of send and receive */     unsigned char   send_data[72];     unsigned char   recv_data[72];         int              send_len;     int             recv_len;         /* 数据置空 */     memset(send_data, 0 , sizeof(send_data));     memset(recv_data, 0 , sizeof(recv_data));         /* 这里的g_list是全局的数据变量，里面可以存储相关设备的所需信息，当然我们 也可以从函数形参中传输进来，设备的信息在打开设备时初始化，我们将在后面的总结中详细描述一下 */     Device_handle = (usb_dev_handle*)(g_list[fd].device_handle);     if (Device_handle == NULL) {         return NOT_OPENED_DEVICE; } /* 这个函数前面已经说过，在操作设备前是必须调用的, 0是指用默认的设备 */ usb_claim_interface(Device_handle, 0); /* 发送数据，所用到的宏定义在usb.h可以找到，我列出来大家看一下         #define USB_ENDPOINT_OUT       0x00        #define USB_TYPE_CLASS     (0x01 devices; dev; dev = dev->next) { if(dev->descriptor.idVendor==VENDOR_ID&& dev->descriptor.idProduct == PRODUCT_ID) {                     /* 保存设备信息 */                     if (g_num < DEVICE_MINOR) {                      g_list[g_num].udev = dev;                        g_num ++;                      }                           }                }     }         return g_num; } /* 找到设备后，我们根据信息打开设备 */ int Device_Open() {     /* 根据情况打开你所需要操作的设备，这里我们仅列出伪代码 */     if(g_list[g_num].udev != NULL) {        g_list[g_num].device_handle = usb_open(g_list[g_num].udev); } } /* 下面就是操作设备的函数了，我们就不列出来拉，大家可以参考上面的介绍 */ int DeviceWite(int handle) {     /* 填写相关代码，具体查看设备协议*/ } int DeviceOpen(int handle) {     /* 填写相关代码，具体查看设备协议 */ } /* 最后不要忘记关闭设备 */ void Device_close(int handle) {     /* 调用usb_close */ }