Linux 下扫描USB设备的技术实现-猿码集

1. 概述

扫描 USB 设备是在 Linux 系统下常见的任务之一。当用户插入一个 USB 设备时，操作系统需要能够识别并与之进行通信。本文将介绍在 Linux 系统下实现扫描 USB 设备的技术。

2. USB 设备的识别

2.1 USB 子系统

在 Linux 系统中，USB 设备识别与管理是由 USB 子系统负责的。USB 子系统包含了驱动程序、协议栈以及用户空间工具等组件。当用户插入 USB 设备时，USB 子系统会开始进行识别与配置。

2.2 USB 设备识别过程

USB 设备识别过程包括以下几个步骤：

USB 主控制器初始化：USB 主控制器负责控制 USB 总线上的通信。当用户插入 USB 设备时，系统首先会初始化 USB 主控制器。

USB 设备枚举：USB 子系统会开始对 USB 总线上的设备进行枚举。它会发送特定的控制指令来与设备进行通信，并获取设备的描述信息。

设备驱动绑定：USB 子系统会根据设备的描述信息匹配合适的设备驱动，并绑定到设备上。驱动程序负责与设备进行通信，并向上层提供统一的接口。

设备节点创建：一旦设备驱动绑定成功，系统会在设备文件系统中创建相应的设备节点。应用程序可以通过访问设备节点来与设备进行交互。

3. 扫描 USB 设备的方法

3.1 通过命令行工具扫描

在 Linux 系统中，我们可以使用一些命令行工具来扫描 USB 设备。其中最常用的工具是 lsusb 命令。

lsusb

lsusb 命令会列出当前连接到系统上的 USB 设备的列表，包括设备的 ID、厂商与产品信息等。通过解析命令的输出，可以获取 USB 设备的信息。

3.2 使用编程接口扫描

除了命令行工具外，我们还可以使用编程接口来扫描 USB 设备。在 Linux 系统中，可以使用 libusb 库来实现 USB 设备的扫描与控制。

// 初始化 libusb
libusb_init(NULL);
// 获取 USB 设备列表
libusb_device **devs;
int count = libusb_get_device_list(NULL, &devs);
if (count < 0) {
    // 获取设备列表失败
    // 处理错误
}
// 遍历设备列表
for (int i = 0; i < count; i++) {
    libusb_device *dev = devs[i];
    // 获取设备描述信息
    struct libusb_device_descriptor desc;
    int ret = libusb_get_device_descriptor(dev, &desc);
    if (ret == 0) {
        // 解析设备描述信息
        // 获取设备的厂商 ID、产品 ID 等
    }
}
// 释放设备列表
libusb_free_device_list(devs, 1);
// 关闭 libusb
libusb_exit(NULL);

通过使用 libusb 库，我们可以获取 USB 设备的描述信息，并进行进一步的操作。

4. 示例：列出 USB 设备信息

下面是一个简单的示例，用于列出 USB 设备的信息。

#include <stdio.h>
#include <libusb-1.0/libusb.h>
int main() {
    // 初始化 libusb
    libusb_init(NULL);
    // 获取 USB 设备列表
    libusb_device **devs;
    int count = libusb_get_device_list(NULL, &devs);
    if (count < 0) {
        // 获取设备列表失败
        // 处理错误
    }
  
    // 遍历设备列表
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        libusb_device *dev = devs[i];
        // 获取设备描述信息
        struct libusb_device_descriptor desc;
        int ret = libusb_get_device_descriptor(dev, &desc);
        if (ret == 0) {
            printf("Device %d: Vendor ID=0x%04x, Product ID=0x%04x\\n",
                   i+1, desc.idVendor, desc.idProduct);
        }
    }
    // 释放设备列表
    libusb_free_device_list(devs, 1);
    // 关闭 libusb
    libusb_exit(NULL);
    return 0;
}

通过编译和运行以上代码，并将 USB 设备插入系统中，我们可以得到类似下面的输出：

Device 1: Vendor ID=0x045e, Product ID=0x07a5
Device 2: Vendor ID=0x046d, Product ID=0xc52b
...

5. 总结

在 Linux 系统下，扫描 USB 设备可以通过命令行工具或编程接口来实现。用户可以根据实际需求选择合适的方法来获取 USB 设备的信息，并对其进行相应的操作。

6. 参考资料

libusb documentation: https://libusb.info/

Linux USB subsystem: https://www.kernel.org/doc/html/latest/driver-api/usb/

Linux 下扫描USB设备的技术实现