如何正确使用libusb进行设备通信？

Question

在使用 libusb 进行设备通信时，开发者常遇到“如何正确打开并识别目标 USB 设备？”这一关键问题。具体表现为：程序无法准确匹配指定的 Vendor ID 和 Product ID，或在多设备连接时无法区分目标设备。常见原因包括未正确遍历设备列表、未调用 `libusb_get_device_descriptor` 获取描述符，或未对设备进行引用计数管理（如漏掉 `libusb_ref_device`）。此外，权限配置不当也可能导致设备打开失败。掌握这些核心步骤是实现稳定通信的前提。

Answer 1

如何正确使用 libusb 打开并识别目标 USB 设备

在使用 libusb 进行 USB 设备通信开发时，开发者常常遇到“无法正确打开并识别目标设备”的问题。这种现象通常表现为程序无法准确匹配指定的 Vendor ID 和 Product ID，或在多设备连接时无法区分目标设备。

1. 基本流程概述

要成功打开一个 USB 设备，必须按照以下顺序执行：

1. 初始化 libusb 上下文
2. 获取所有连接的 USB 设备列表
3. 遍历设备列表并获取每个设备的描述符
4. 根据 Vendor ID 和 Product ID 匹配目标设备
5. 调用 libusb_open() 打开设备
6. 释放资源并退出

2. 常见错误及原因分析

错误类型	可能原因
无法找到设备	未正确遍历设备列表，或未调用 libusb_get_device_descriptor
多个设备混淆	未对设备进行引用计数管理（如漏掉 libusb_ref_device）
权限不足导致打开失败	系统权限配置不当，例如 udev 规则未设置

3. 核心代码示例

#include <libusb-1.0/libusb.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    libusb_context *ctx = NULL;
    libusb_device **devs;
    ssize_t cnt = libusb_get_device_list(ctx, &devs);
    if (cnt < 0) {
        printf("Error getting device list\n");
        return -1;
    }

    for (ssize_t i = 0; i < cnt; i++) {
        libusb_device *dev = devs[i];
        struct libusb_device_descriptor desc;
        int r = libusb_get_device_descriptor(dev, &desc);
        if (r < 0) {
            continue;
        }

        // 替换为你的 VID 和 PID
        if (desc.idVendor == 0x1234 && desc.idProduct == 0x5678) {
            libusb_device_handle *handle;
            r = libusb_open(dev, &handle);
            if (r == 0) {
                printf("Device opened successfully.\n");
                libusb_close(handle);
            } else {
                printf("Failed to open device: %d\n", r);
            }
        }
    }

    libusb_free_device_list(devs, 1);
    libusb_exit(ctx);
    return 0;
}

4. 引用计数与内存管理

当需要在不同函数中传递设备指针时，应使用 libusb_ref_device() 来增加引用计数，避免设备被提前释放。例如：

• 在设备匹配后调用 libusb_ref_device(dev)
• 在不再需要该设备时调用 libusb_unref_device(dev)

5. 权限配置问题排查

如果程序运行时报错“Access denied”，请检查以下几点：

• 是否以 root 权限运行？
• 是否有对应的 udev 规则允许当前用户访问设备？
• 是否加载了内核模块（如 hid、cdc_acm 等）导致设备被占用？

6. 流程图总结

graph TD
            A[初始化 libusb] --> B[获取设备列表]
            B --> C{遍历设备}
            C --> D[获取设备描述符]
            D --> E{匹配 VID/PID?}
            E -- 是 --> F[打开设备]
            E -- 否 --> G[继续下一个设备]
            F --> H[通信/操作设备]
            H --> I[关闭设备]
            I --> J[释放资源]