hoon노트: libusb 가이드

출처 : http://wiki.tcltk.co.kr/wiki.php/libusb

1 시작하기

libusb는 커널 레벨이 아닌 유저 영역에서 USB 드라이버를 개발시 사용되는 오픈소스 라이브러리입니다. libusb는 USB 호스트가 동작하지 않는다면 무용지물인 라이브러리입니다. 이 글은 윈도우즈를 기준으로 설명합니다.

2 inf 생성하기

이 글을 작성 하기 위해 다이나릿 시스템의 iNCITE 하드웨어를 이용하였습니다. iNCITE는 USB 2.0 인터페이스를 제공하는, FPGA 디자인을 검증하기 위한 Xilinx사의 Spratan과 그외 다양한 장치를 지원하는 디자인 검증 플랫폼입니다. 우선 위의 싸이트에서 libusb-win32-device-bin-xxx.tar.gz 와 libusb-win32-filter-bin-xxx.exe 를 다운 받습니다. libusb-win32-filter-bin-xxx.exe 를 설치하고, Test Program 을 수행하면 현재 사용가능한 USB 장치가 나열됩니다.

다음 libusb-win32-device-bin-xxx.tar.gz 압축을 풀어, bin 디렉토리내의 inf-wizard.exe 를 수행합니다. 이 단계에서 *.inf 파일을 생성합니다. 우선 제작할 드라이버의 하드웨어를 켜주시기 바랍니다.

위의 화면에서 보시는바와 같이 새로운 하드웨어(iNCITE) 가 보여질겁니다. 선택후 다음 버튼을 눌러 Manfacture Name과 Device Name을 지정합니다.

다음을 누르시면 화면의 보여지는 정보로 지정한 위치로 *.inf 파일이 생성됩니다. 여기서는 D:\iVORY 로 지정하였습니다.

이제 생성된 *.inf 파일을 로딩해봅니다. 하드웨어를 리셋합니다. 그러면 새로운 USB 장치를 로딩하기위한 새 하드웨어 검색 마법사 화면이 나타납니다.

다음 검색 안함. 설치할 드라이버를 직접 선택 합니다.

다음 디스크 있음 을 누르시고, *.inf 파일이 저장된 위치를 선택합니다.

설치치 libusb0.sys 파일을 요구합니다. libusb-win32-device-bin-xxx\bin 내의 libusb0.sys 파일을 지정합니다.

설치가 완료됩니다. 이제 처음 수행했던 Test Program을 다시 실행합니다.

장치 관리자 에서도 인식이 됨을 알 수 있습니다.

하드웨어가 인식되고, USB 통신을 코드를 작성 하기 위한 준비 단계는 완료되었습니다.

3 유저 프로그램 작성

libusb-win32-device-bin-xxx\examples 를 보면 기본 예제가 있습니다. 우선 작업 디렉토리인 D:\iVORY 로 위의 예제 파일인 bulk.c 를 복사합니다. 다음 bulk.c 파일의 MY_VID와 MY_PIC 를 수정합니다. 참고로 MY_VID는 Vendor ID, MY_PID는 Product ID 입니다. 그외 usb_bulk_write, usb_bulk_read, usb_control_msg 를 사용하여 데이타를 송/수신합니다. 아래의 예는 bulk.c 를 수정한 파일로 iNCITE의 카드 아이디(CID) 정보를 읽어냅니다.

#include <usb.h>
#include <stdio.h>

/* the device's vendor and product id */
#define MY_VID      0x1A89  // iNCITE
#define MY_PID      0x3000  // iNCITE

/* the device's endpoints */
#define EP_IN      0x81
#define EP_OUT      0x01

#define BUF_SIZE     64

#define USB_DIR_IN    0x80
#define USB_DIR_OUT    0x00

#define VENDOR_REQUEST_IVORY  0x54  // iNCITE

usb_dev_handle *open_dev(void);

usb_dev_handle *open_dev(void)
{
 struct usb_bus *bus;
 struct usb_device *dev;

 for(bus = usb_get_busses(); bus; bus = bus->next)
 {
  for(dev = bus->devices; dev; dev = dev->next)
  {
   if(dev->descriptor.idVendor == MY_VID
    && dev->descriptor.idProduct == MY_PID)
   {
    fprintf(stdout, "Found device: 0x%x:0x%x\n", MY_VID, MY_PID);
    fprintf(stdout, "Device filename: %s\n", dev->filename);
    fprintf(stdout, "Bus dirname: %s\n", bus->dirname);

    usb_dev_handle *fdev;
    fdev = usb_open(dev);

    char string[50];
    usb_get_string_simple(fdev, dev->descriptor.iManufacturer, string, sizeof(string));
    fprintf(stdout, "Device Manfucaturer : %s\n" ,string);
    usb_get_string_simple(fdev, dev->descriptor.iProduct, string, sizeof(string));
    fprintf(stdout, "Product Name : %s\n", string);
    usb_get_string_simple(fdev, dev->descriptor.iSerialNumber, string, sizeof(string));
    fprintf(stdout, "Device Serial Number: %s\n", string);

    return fdev;
   }
  }
 }

 return NULL;
}

// Device I/O control
int ivory_get_cid(usb_dev_handle *dev)  // iNCITE
{
 #define HIU_CID     0x054

 int ret = 0;
 unsigned char buf[BUF_SIZE];

 ret = usb_control_msg(dev,
  USB_DIR_IN | USB_TYPE_VENDOR | USB_RECIP_DEVICE,  // __u8 requesttype
  VENDOR_REQUEST_IVORY,         // __u8 request
  HIU_CID,            // __u16 value
  0,              // __u16 index
  buf,             // void *data
  sizeof(int),           // __u16 size
  5000             // int timeout
 );

 return *buf;
}

int main(void)
{
 usb_dev_handle *dev = NULL; /* the device handle */

 usb_init(); /* initialize the library */
 usb_find_busses(); /* find all busses */
 usb_find_devices(); /* find all connected devices */

 if(!(dev = open_dev()))
 {
  printf("error: device not found!\n");
  return 0;
 }

 if(usb_set_configuration(dev, 1) < 0)
 {
  printf("error: setting config 1 failed\n");
  usb_close(dev);
  return 0;
 }

 if(usb_claim_interface(dev, 0) < 0)
 {
  printf("error: claiming interface 0 failed\n");
  usb_close(dev);
  return 0;
 }

 // ---------------------------------------
 int cid;
 cid = ivory_get_cid(dev);

 fprintf(stdout, "CID: %d\n", cid);
 // ---------------------------------------

 usb_release_interface(dev, 0);
 usb_close(dev);

 return 0;
}

4 빌드 및 테스트

Makefile을 아래와 같이 간단히 작성합니다.

all:
 gcc -g -o bulk.exe -I../libusb-win32-device-bin-0.1.12.1/include bulk.c ../libusb-win32-device-bin-0.1.12.1/lib/gcc/libusb.a

clean:
 rm -rf *.o *.exe

컴파일후 생성된 bulk.exe를 수행하면 iNCITE의 현재 CID 정보를 리턴합니다.

[Administrator@MYMAIN /d/ivory]$ ./bulk.exe
Found device: 0x1a89:0x3000
Device filename: \\.\libusb0-0003--0x1a89-0x3000
Bus dirname: bus-0
Device Manfucaturer : Dynalith
Product Name : iVORY
Device Serial Number: ?
CID: 1

이 코드를 컴파일한 환경은 다음과 같습니다.

gcc.exe (GCC) 3.4.5 (mingw-vista special r3)
Copyright (C) 2004 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

5 libusb의 한계

USB 장치의 insert/remove 처리가 까다로울 수 있다.
libusb는 유저 레벨에서 제어하므로, 실시간 처리와 관계되는 isochronous transfer, interrupt transfer를 지원하기는 어려움이 있다. 즉, kernel module 없이 간단한 USB 장치를 제어하는데 좋다.

hoon노트

2012년 5월 8일 화요일

libusb 가이드

목차

1 시작하기

2 inf 생성하기

3 유저 프로그램 작성

4 빌드 및 테스트

5 libusb의 한계

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