Linux/Qt/C下如何检测USB设备断开连接++

Question

我正在编写一个系统（X-Platform Windows/Linux），该系统使用 FTDI USB 芯片与自定义设备进行通信。 我使用他们的 D2XX 驱动程序进行设备打开/关闭/读/写。 到目前为止，一切都很好。

我需要知道设备何时断开连接，以便程序可以正常响应。 目前，在 Windows 下，应用程序突然意外关闭。 在Linux下，当设备断开连接时，会出现分段故障。

我在 Windows 下找到了有关监听 WM_DEVICECHANGE 消息的信息。 不过我还没有找到如何在Windows下检测这个事件。 有与内核交互的设备驱动程序级别的信息。 但是，我不知道如何在应用程序级别执行此操作。 FTDI 驱动程序不提供任何此类服务。

该系统采用Qt框架和C++编写。 设备驱动程序是FTDI的D2XX驱动程序。

有人能指出我正确的方向吗？

非常感谢！ 朱迪

Answer 1

您可能需要使用 HAL (freedesktop.org 的硬件抽象层）。

将来您可能会想要使用 DeviceKit。 这是一个解决 HAL 的许多问题的项目。 但它尚未被所有主要发行版采用（我认为只有 Fedora），所以您现在可能不想使用它。

编辑：正如 Jeach 所说，您可以使用 udev还。 我不建议这样做，因为它的级别要低得多，并且更难编程，但如果延迟非常重要，这可能是最好的选择。

Answer 2

虽然我要告诉你的内容不会直接回答你的问题，但它可能会给你下一步行动带来提示。

我使用“/etc/udev/rules.d/”中配置的 udev 规则来运行各种脚本。 当 USB 设备连接/断开连接时，我运行一个脚本，将 HUP 信号发送到我的二进制文件。 由于我的要求可以处理一点滞后，所以它对我来说非常适合。

但我的观点是，也许有一个 udev 库，您可以以编程方式（而不是脚本）链接到并注册事件。

希望它有帮助...祝你好运！

Answer 3

显然，您必须为不同的操作系统编写不同的实现，除非您想创建一个连续运行的线程：

FT_ListDevices(&numDevs, nullptr, FT_LIST_NUMBER_ONLY);

如果 numDevs 与之前的检查相比发生了变化，则枚举设备。

如果您像我一样并且不太喜欢在 USB 设备上进行这种连续轮询，那么您将必须针对您的特定操作系统。

以下是 FTDI 的一些示例代码的链接：
http://www.ftdichip.com/Support/SoftwareExamples/CodeExamples/VC.htm

示例7展示了如何在Windows上检测USB插入和拔出：
http://www.ftdichip.com/Support/Documents/AppNotes/AN_152_Detecting_USB_ %20Device_Insertion_and_Removal.pdf

在 Linux 上，我个人推荐使用 udev。

此代码用于枚举设备：

#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <cstdlib>
#include <libudev.h>
#include <fcntl.h>

struct udev *udev = udev_new();
if (!udev) {
    cout << "Can't create udev" <<endl;
}

struct udev_enumerate *enumerate = udev_enumerate_new(udev);
udev_enumerate_add_match_subsystem(enumerate, "usb");
udev_enumerate_scan_devices(enumerate);
struct udev_list_entry *dev_list_entry, *devices = udev_enumerate_get_list_entry(enumerate);
struct udev_device *dev;
udev_list_entry_foreach(dev_list_entry, devices) {
    const char *path;
    path = udev_list_entry_get_name(dev_list_entry);
    dev = udev_device_new_from_syspath(udev, path);
    if( udev_device_get_devnode(dev) != nullptr ){
        string vendor = (std::string) udev_device_get_sysattr_value(dev, "idVendor");
        string product = (std::string) udev_device_get_sysattr_value(dev, "idProduct");
        string description = (std::string)udev_device_get_sysattr_value(dev, "product");
        cout << vendor << product << description << endl;
    }
    udev_device_unref(dev);
}
udev_enumerate_unref(enumerate); 

此代码我放入一个单独的线程中，等待接收插入或删除事件，

struct udev_device *dev;
struct udev_monitor *mon = udev_monitor_new_from_netlink(udev, "udev");
udev_monitor_filter_add_match_subsystem_devtype(mon, "usb", NULL);
udev_monitor_enable_receiving(mon);

int fd = udev_monitor_get_fd(mon);

int flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
if (flags == -1){
    debugError("Can't get flags for fd");
}
flags &= ~O_NONBLOCK;
fcntl(fd, F_SETFL, flags);
fd_set fds;
FD_ZERO(&fds);
FD_SET(fd, &fds);

while( _running ){
    cout << "waiting for udev" << endl;
    dev = udev_monitor_receive_device(mon);
    if (dev && udev_device_get_devnode(dev) != nullptr ) {
        string action = (std::string)udev_device_get_action(dev);
        if( action == "add" ){
            cout << "do something with your device... " << endl;
        } else {
            string path = (std::string)udev_device_get_devnode(dev);
            for( auto device : _DevicesList ){
                if( device.getPath() == path ){
                    _DevicesList.erase(iter);
                    cout << "Erased Device from list" << endl;
                    break;
                }
            }
        }
        udev_device_unref(dev);
    }
}
udev_monitor_unref(mon);

当您复制/粘贴此代码时，某些函数和变量显然未定义。
我保留检测到的设备列表，以检查路径和其他信息，例如插入设备的位置 ID。 我稍后需要通过 FT_OPEN_BY_LOCATION 向 FT_OpenEx 提供位置 ID。 为了获取位置 ID，我读取了以下文件的内容：

string getFileContent(string file ){
    string content = "";
    ifstream readfile( file );
    if( readfile.is_open() ){
        getline(readfile, content );
        readfile.close();
    }
    return content;
}
string usbdirectory = "/sys/bus/usb/devices";
string dev1content = getFileContent(usbdirectory+"/usb"+udev_device_get_sysattr_value(dev, "busnum" )+"/dev");
int dev1num = std::atoi(dev1content.substr(dev1content.find_first_of(":")+1).c_str());
string dev2content = (std::string)udev_device_get_sysattr_value(dev, "dev");
int dev2num = std::atoi(dev2content.substr(dev2content.find_first_of(":")+1).c_str());

int locationid = dev1num+dev2num+257;

我不能保证位置 ID 是正确的，但到目前为止它似乎对我有用。

Answer 4

我最近有一个项目涉及通过 FTDI 芯片进行读取。 我也尝试过使用 libftdi，但发现使用 /dev/ttyUSB* 进行读写要简单得多。 这样就可以使用QFile('/dev/ttyUSB*')进行写入和读取了。 您还可以检查设备是否确实存在并且不会出现段错误。 当然，这并不是一种非常“平台无关”的方式。 要获得独立于平台的方法，您可以使用 Qt 的串行库。

Answer 5

不要忘记您在这里有两个问题：

• 检测设备插入/移除
• 正确终止您的应用程序。

Zifre 已经解决了第一个问题。

但第二个问题仍然存在：当设备被删除时，你的 Linux 应用程序不应该出现段错误，我认为这两个问题是无关的：如果设备在写入或读取系统调用过程中被删除，那么这些系统调用将返回在收到任何通知之前出现错误，这不应该给您的应用程序带来段错误。