libusb的同步和异步

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libusb 是 Linux、Windows、macOS 上广泛使用的用户空间 USB 通用访问库。它提供同步和异步两种传输方式，用于控制、批量、等时和中断传输。下面详细讲解 libusb 中同步和异步传输机制、相关函数和操作流程。

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一、同步传输（Synchronous Transfer）

✅ 特点

• 简单易用；
• 阻塞调用，调用线程会等待传输完成；
• 适用于一次性传输或简单应用。

📌 常用函数

int libusb_bulk_transfer(libusb_device_handle *dev_handle,unsigned char endpoint,unsigned char *data,int length,int *transferred,unsigned int timeout
);

其他同步函数包括：

函数	用途
libusb_control_transfer	控制传输（ep0）
libusb_bulk_transfer	批量传输
libusb_interrupt_transfer	中断传输

🧠 示例（bulk 传输）

unsigned char data[512];
int transferred;
int r = libusb_bulk_transfer(dev_handle, 0x81, data, sizeof(data), &transferred, 1000);
if (r == 0) {printf("Read %d bytes\n", transferred);
} else {fprintf(stderr, "Transfer error: %s\n", libusb_error_name(r));
}

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二、异步传输（Asynchronous Transfer）

✅ 特点

• 非阻塞，不会阻塞调用线程；
• 需要自行提交请求并等待回调；
• 适合高吞吐量、大量并发传输、实时数据场景（如摄像头、音频流）；
• 更复杂，但性能更高。

📌 操作流程

1. 分配并初始化传输

   struct libusb_transfer *transfer = libusb_alloc_transfer(0);
   

2. 填充传输请求结构体

   libusb_fill_bulk_transfer(transfer, dev_handle, endpoint, data_buffer, length, callback_fn, user_data, timeout);
   

3. 提交传输

   libusb_submit_transfer(transfer);
   

4. 等待/处理事件

   libusb_handle_events(ctx);  // 阻塞直到事件发生
   

5. 释放传输资源
   在回调函数中调用 libusb_free_transfer() 释放内存。

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📌 异步传输回调函数

void callback_fn(struct libusb_transfer *transfer) {if (transfer->status == LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED) {printf("Received %d bytes\n", transfer->actual_length);} else {fprintf(stderr, "Transfer failed: %d\n", transfer->status);}libusb_free_transfer(transfer); // 释放资源
}

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📘 示例（异步 bulk 读取）

void cb_fn(struct libusb_transfer *transfer) {if (transfer->status == LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED)fwrite(transfer->buffer, 1, transfer->actual_length, stdout);elsefprintf(stderr, "Error in async transfer\n");libusb_free_transfer(transfer);
}void start_async_read(libusb_device_handle* handle) {struct libusb_transfer *transfer = libusb_alloc_transfer(0);unsigned char *buf = malloc(512);libusb_fill_bulk_transfer(transfer, handle, 0x81, buf, 512, cb_fn, NULL, 1000);libusb_submit_transfer(transfer);// 阻塞处理事件（也可用 libusb_handle_events_timeout）while (1) {libusb_handle_events(NULL);}
}

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三、同步 vs 异步 对比总结

特性	同步传输	异步传输
阻塞线程	是	否
编程复杂度	简单	复杂
适用场景	简单控制或低频通信	高速传输、大量数据
性能	一般	高
实现机制	底层等待传输完成	提交后事件轮询或回调触发

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四、事件处理函数

• 异步传输必须定期或持续调用以下函数处理事件：

函数	描述
libusb_handle_events()	阻塞等待事件
libusb_handle_events_timeout()	等待带超时时间
libusb_handle_events_completed()	等待直到某一事件完成

如果不调用这些函数，异步传输将无法执行完成，回调也不会被触发。

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五、常见错误排查

问题	可能原因
LIBUSB_ERROR_TIMEOUT	设备响应慢、timeout 设置太小
actual_length = 0	设备无数据返回、endpoint 错误
回调未触发	未调用 libusb_handle_events()
传输失败	endpoint 设置错误或传输方向反了

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六、总结

• 同步适合新手和简单场景；
• 异步适合对性能和响应有要求的应用；
• 推荐掌握基本同步用法后，再逐步过渡到异步实现；
• 异步时必须持续处理事件，否则传输不会完成。