欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  科技

46.Linux-分析rc红外遥控平台驱动框架,修改内核的NEC解码函数BUG(1)

程序员文章站 2022-07-09 12:56:11
内核版本 : Linux 3.10.14 rc红外接收类型: GPIO 类型的NEC红外编码 本章内容 1) rc体系结构分析 2) 分析红外platform_driver平台驱动框架 3) 分析内核自带的NEC红外解码过程 4) 修改内核自带的NEC红外解码BUG,实现按键重复按下 下章内容 1) ......
  • 内核版本          :  linux 3.10.14
  • rc红外接收类型:  gpio 类型的nec红外编码

本章内容

  • 1) rc体系结构分析
  • 2) 分析红外platform_driver平台驱动框架
  • 3) 分析内核自带的nec红外解码过程
  • 4) 修改内核自带的nec红外解码bug,实现按键重复按下

下章内容

  • 1) 自己创建一个红外platform_device平台设备
  • 2) 试验

 

在分析之前,先来复习下nec红外编码的发送波形(在后面分析nec解码会用到)

基本数据格式如下:

 46.Linux-分析rc红外遥控平台驱动框架,修改内核的NEC解码函数BUG(1)

如果一直按住一个按钮时,会每隔100ms一直发送引导重复码.

一个完整的数据波形如下所示:

 46.Linux-分析rc红外遥控平台驱动框架,修改内核的NEC解码函数BUG(1)

 

 1.rc体系结构分析

rc相关文件位于kernel\drivers\media\rc

1.1首先来看kernel\drivers\media\rc\makefile

 46.Linux-分析rc红外遥控平台驱动框架,修改内核的NEC解码函数BUG(1)

如上图所示,由于我们板子上的红外接收编码是nec格式,并且是gpio类型

所以make menuconfig配置宏:

  ->device drivers                                                                                           
    -> multimedia support (media_support [=y])                                                               
       -> remote controller decoders (rc_decoders [=y])
            [*]   enable ir raw decoder for the nec protocol  
                 //选择nec协议, ,使config_ir_nec_decoder=y

  ->device drivers                                                                                           
    -> multimedia support (media_support [=y])                                                               
        -> remote controller devices (rc_devices [=y])
             [*]   gpio ir remote control         
                //选择gpio接收类型,使config_ir_gpio_cir=y

 

1.2然后在drivers\media\rc\keymaps里存了各种不同的键映射文件

先来看看drivers\media\rc\keymaps\makefile:

 46.Linux-分析rc红外遥控平台驱动框架,修改内核的NEC解码函数BUG(1)

如上图所示,可以看到把keymaps文件夹里的文件全部包含了.

它们用途在于:

1) 当内核解码后,通过我们红外平台设备的dev.platform_data里map_name成员去匹配这些文件.

其中红外平台设备platform_data对应的结构体为:

struct gpio_ir_recv_platform_data {
 int          gpio_nr;          //红外接收管对应的管脚
 bool         active_low;      //数据是否低电平有效
 u64          allowed_protos;  //该红外允许接收的编码协议,比如有nec, sanyo, rc5等,可以填0,表示支持所有
 const char       *map_name;
           //该红外接收管对应的键值映射表名,内核会通过该名字去匹配keymaps文件夹里的编码对应的文件.从而注册该文件的键值映射表,以后解出来的编码则去找该键值映射表
};

2) 找到对应的文件,然后便通过该文件里的rc_map_list匹配编码

我们以rc-trekstor.c文件为例,该文件内容如下所示:

 46.Linux-分析rc红外遥控平台驱动框架,修改内核的NEC解码函数BUG(1)

3)如果匹配到支持接收的编码,便会上报input事件按键.

 

ps: 在下章创建红外平台设备时,会详细讲解如何使用

2.分析红外platform_driver平台驱动框架

我们选择的是config_ir_gpio_cir宏,所以接下来分析gpio类型的rc驱动框架,该宏对应的驱动文件为:

 46.Linux-分析rc红外遥控平台驱动框架,修改内核的NEC解码函数BUG(1)

2.1 分析gpio-ir-recv.c的init入口函数

 46.Linux-分析rc红外遥控平台驱动框架,修改内核的NEC解码函数BUG(1)

如上图所示,其中module_platform_driver()宏定义位于platform_device.h

最终module_platform_driver(gpio_ir_recv_driver)展开后等于:

static int __init gpio_ir_recv_driver_init(void)
{
        return platform_driver_register(&gpio_ir_recv_driver);
}
module_init(gpio_ir_recv_driver_init);
//…

该平台驱动的.name定义如下所示:

 #define gpio_ir_driver_name  "gpio-rc-recv"

所以我们后面创建红外platform_device平台设备时, .name也要写成"gpio-rc-recv"

 

2.2 分析gpio-ir-recv.c的probe函数

ps:在probe函数里,主要是获取平台设备pdev->dev.platform_data内容.该内容在1.2小结讲解过了.

代码如下:

static int gpio_ir_recv_probe(struct platform_device *pdev)
{
         struct gpio_rc_dev *gpio_dev;
         struct rc_dev *rcdev;
         const struct gpio_ir_recv_platform_data *pdata =pdev->dev.platform_data;  
//获取gpio_ir_recv_platform_data结构体 int rc; //… … if (pdata->gpio_nr < 0) //判断管脚有效性 return -einval; gpio_dev = kzalloc(sizeof(struct gpio_rc_dev), gfp_kernel); if (!gpio_dev) return -enomem; rcdev = rc_allocate_device(); if (!rcdev) { rc = -enomem; goto err_allocate_device; } rcdev->priv = gpio_dev; rcdev->driver_type = rc_driver_ir_raw; rcdev->input_name = gpio_ir_device_name; rcdev->input_phys = gpio_ir_device_name "/input0"; rcdev->input_id.bustype = bus_host; rcdev->input_id.vendor = 0x0001; rcdev->input_id.product = 0x0001; rcdev->input_id.version = 0x0100; rcdev->dev.parent = &pdev->dev; rcdev->driver_name = gpio_ir_driver_name; if (pdata->allowed_protos) rcdev->allowed_protos = pdata->allowed_protos; else rcdev->allowed_protos = rc_bit_all; // allowed_protos==0,表示支持所有协议类型 rcdev->map_name = pdata->map_name ?: rc_map_empty; gpio_dev->rcdev = rcdev; gpio_dev->gpio_nr = pdata->gpio_nr; gpio_dev->active_low = pdata->active_low; rc = gpio_request(pdata->gpio_nr, "gpio-ir-recv"); //申请io管脚 if (rc < 0) goto err_gpio_request; rc = gpio_direction_input(pdata->gpio_nr); //设置为输入 if (rc < 0) goto err_gpio_direction_input; rc = rc_register_device(rcdev); if (rc < 0) { dev_err(&pdev->dev, "failed to register rc device\n"); goto err_register_rc_device; } platform_set_drvdata(pdev, gpio_dev); rc = request_any_context_irq(gpio_to_irq(pdata->gpio_nr), gpio_ir_recv_irq, irqf_trigger_falling | irqf_trigger_rising, "gpio-ir-recv-irq", gpio_dev); //创建gpio_ir_recv_irq中断函数,为上下沿触发 return 0; //… … }

接下来,我们来看看gpio_ir_recv_irq()函数,看看如何实现解码的

2.3 分析gpio-ir-recv.c的gpio_ir_recv_irq函数

static irqreturn_t gpio_ir_recv_irq(int irq, void *dev_id)
{
         struct gpio_rc_dev *gpio_dev = dev_id;
         int gval;
         int rc = 0;
         enum raw_event_type type = ir_space; //默认定义类型为ir_space (红外接收的间隔信号)

         gval = gpio_get_value_cansleep(gpio_dev->gpio_nr);         //获取gpio的值
         if (gval < 0)
                  goto err_get_value;
         if (gpio_dev->active_low)               //低电平有效
                  gval = !gval;                       //取反
         if (gval == 1)
                  type = ir_pulse;                //收到的是脉冲信号

         rc = ir_raw_event_store_edge(gpio_dev->rcdev, type);  //通过内核时间,计算出当前波形的持续时间,并保存
         if (rc < 0)
                  goto err_get_value;

         ir_raw_event_handle(gpio_dev->rcdev);               //启动内核解码对应的线程,来处理波形
err_get_value:
         return irq_handled;
}

接下来分析ir_raw_event_handle()函数如何处理波形的.

2.4 gpio_ir_recv_irq ()->ir_raw_event_handle()函数

该函数如下所示:

 46.Linux-分析rc红外遥控平台驱动框架,修改内核的NEC解码函数BUG(1)

如上图所示,最终会唤醒一个线程,该线程对应的函数为ir_raw_event_thread():

static int ir_raw_event_thread(void *data)
{
         struct ir_raw_handler *handler;                    
         … …
        list_for_each_entry(handler, &ir_raw_handler_list, list)     
// ir_raw_handler_list: 存储内核里注册的各个解码协议ir_raw_handler结构体,比如nec, sanyo, rc5等 handler->decode(raw->dev, ev); //调用解码函数 … … };

 

2.5 接下来,我们看看解码文件是如何添加到ir_raw_handler_list表的

由于我们选择的是nec协议(config_ir_nec_decoder=y),所以以/drivers/media/rc/ir-nec-decoder.c为例

1)首先查看ir-nec-decoder.c的init函数:

 46.Linux-分析rc红外遥控平台驱动框架,修改内核的NEC解码函数BUG(1)

如上图所示,可以看到通过ir_raw_handler_register()来注册.

 

2) 然后ir_raw_handler_register()里,则将该nec_handler添加到ir_raw_handler_list表:

 46.Linux-分析rc红外遥控平台驱动框架,修改内核的NEC解码函数BUG(1)

 

3.接下来,我们来分析ir_nec_decode()解码函数如何解码的.

3.1分析ir_nec_decode()解码函数

static int ir_nec_decode(struct rc_dev *dev, struct ir_raw_event ev)
{
         struct nec_dec *data = &dev->raw->nec;
         u32 scancode;
         u8 address, not_address, command, not_command;
         bool send_32bits = false;

         if (!(dev->enabled_protocols & rc_bit_nec))              //判断协议是否支持
                  return 0;
         //… …
         switch (data->state) {

         case state_inactive:
                  if (!ev.pulse)
                          break;

                  if (eq_margin(ev.duration, nec_header_pulse, nec_unit * 2)) {           //判断ev.duration 是否等于9ms头引导码
                          data->is_nec_x = false;           //标记当前格式不是necx编码格式
                          data->necx_repeat = false;
                  } else if (eq_margin(ev.duration, necx_header_pulse, nec_unit / 2)) //另一种不常见的necx引导码
                          data->is_nec_x = true;                     //标记是necx编码格式
                  else
                          break;

                  data->count = 0;
                  data->state = state_header_space;  //进入判断引导码间隔值,是4.5ms还是2.25ms ?           
                  return 0;

         case state_header_space:
                  if (ev.pulse)
                          break;

                  if (eq_margin(ev.duration, nec_header_space, nec_unit)) {    //如果ev.duration=4.5ms  间隔引导码
                          data->state = state_bit_pulse;                      //进入解析32bit模式
                          return 0; 
                  } else if (eq_margin(ev.duration, nec_repeat_space, nec_unit / 2)) {  //如果ev.duration=2.5ms  ,表示重复引导码
                          if (!dev->keypressed) {                 //dev->keypressed是松开的,则放弃(这里有bug,后面会分析到)
                                   ir_dprintk(1, "discarding last key repeat: event after key up\n");
                          } else {
                                   rc_repeat(dev);               //dev->keypressed是未松开,则上报事件
                                   ir_dprintk(1, "repeat last key\n");
                                   data->state = state_trailer_pulse;
                          }
                          return 0;
                  }
                  break;

         case state_bit_pulse:                                    //接收数据位的脉冲数据
                  if (!ev.pulse)
                          break;
                  if (!eq_margin(ev.duration, nec_bit_pulse, nec_unit / 2))         //不等于0.56ms,则忽略掉
                          break;

                  data->state = state_bit_space;                            //等于0.56ms,接下来进入state_bit_space,开始解析数据bit
                  return 0;

         case state_bit_space:         
                  if (ev.pulse)
                          break;

                  if (data->necx_repeat && data->count == necx_repeat_bits &&
                          geq_margin(ev.duration,
                          nec_trailer_space, nec_unit / 2)) {                //解析necx编码格式
                                   ir_dprintk(1, "repeat last key\n");
                                   rc_repeat(dev);
                                   data->state = state_inactive;
                                   return 0;

                  } else if (data->count > necx_repeat_bits)
                          data->necx_repeat = false;

                  data->bits <<= 1;
                  if (eq_margin(ev.duration, nec_bit_1_space, nec_unit / 2))          // 1.68ms  数据1
                          data->bits |= 1;
                  else if (!eq_margin(ev.duration, nec_bit_0_space, nec_unit / 2)) // 既不等于1.68ms,也不等于0.56ms,则是无效数据
                          break;
                  data->count++;

                  if (data->count == nec_nbits)                             //data->count == 32,则表示数据接收完成
                          data->state = state_trailer_pulse;
                  else
                          data->state = state_bit_pulse;
                  return 0;

         case state_trailer_pulse:
                  if (!ev.pulse)
                          break;
                  if (!eq_margin(ev.duration, nec_trailer_pulse, nec_unit / 2))
                          break;
                  data->state = state_trailer_space;
                  return 0;

         case state_trailer_space:
                  if (ev.pulse)
                          break;

                  if (!geq_margin(ev.duration, nec_trailer_space, nec_unit / 2))
                          break;

                  address     = bitrev8((data->bits >> 24) & 0xff);                        
                  not_address = bitrev8((data->bits >> 16) & 0xff);
                  command            = bitrev8((data->bits >>  8) & 0xff);
                  not_command = bitrev8((data->bits >>  0) & 0xff);

                  if ((command ^ not_command) != 0xff) {                    //解析数据
                          ir_dprintk(1, "nec checksum error: received 0x%08x\n",
                                      data->bits);
                          send_32bits = true;
                  }

                  if (send_32bits) {
                          /* nec transport, but modified protocol, used by at
                           * least apple and tivo remotes */
                          scancode = data->bits;
                          ir_dprintk(1, "nec (modified) scancode 0x%08x\n", scancode);
                  } else if ((address ^ not_address) != 0xff) {
                          /* extended nec */
                          scancode = address     << 16 |
                                      not_address <<  8 |
                                      command;
                          ir_dprintk(1, "nec (ext) scancode 0x%06x\n", scancode);
                  } else {
                          /* normal nec */
                          scancode = address << 8 | command;
                          ir_dprintk(1, "nec scancode 0x%04x\n", scancode);
                  }

                  if (data->is_nec_x)
                          data->necx_repeat = true;

                  rc_keydown(dev, scancode, 0);              //通过scancode编码来上报按键事件
                  data->state = state_inactive;
                  return 0;
         }
    //… …
}

 

3.2接下来分析ir_nec_decode ()->rc_keydown()如何通过scancode编码来上报按键事件

void rc_keydown(struct rc_dev *dev, int scancode, u8 toggle)
{
         unsigned long flags;
         u32 keycode = rc_g_keycode_from_table(dev, scancode); //从键映射表里找到编码对应的键值

         spin_lock_irqsave(&dev->keylock, flags);

         if(keycode){                               //如果找到键值
                  ir_do_keydown(dev, scancode, keycode, toggle); //上报按键事件

                  if (dev->keypressed) {       //如果是按下,则启动timer_keyup定时器, ir_keypress_timeout(20ms)后上报key松开事件
                          dev->keyup_jiffies = jiffies + msecs_to_jiffies(ir_keypress_timeout);
                          mod_timer(&dev->timer_keyup, dev->keyup_jiffies);
                  }
         }else{
                  dev->last_scancode = 0;
                  dev->last_toggle = 0;
                  dev->last_keycode = 0;
         }
         spin_unlock_irqrestore(&dev->keylock, flags);
}

上个函数里的dev->timer_keyup定时器对应的函数为ir_timer_keyup(),该函数会去调用一次ir_do_keyup()函数,上报key松开事件,该函数如下:

 46.Linux-分析rc红外遥控平台驱动框架,修改内核的NEC解码函数BUG(1)

如上图所示,我们发现dev->keypressed = false,这就是解码函数出现的bug:

1)比如当遥控器当按下按键时,会上报一次按键按下事件,并启动20ms定时器,用来自动上报按键自动按起事件,并标记dev->keypressed = false.

2)然后,如果遥控器一直按下不松手的话,会隔110ms发送一次9ms+2.25ms重复引导码

 46.Linux-分析rc红外遥控平台驱动框架,修改内核的NEC解码函数BUG(1)

3) 然后内核将会调用ir_nec_decode()进行解码2.25ms

46.Linux-分析rc红外遥控平台驱动框架,修改内核的NEC解码函数BUG(1)

 

4. 修改ir_nec_decode()函数

接下来,我们修改ir_nec_decode()函数,实现按键重复按下,并实现rc_map->repeat_key.

为什么要实现rc_map->repeat_key?

因为rc_map->scan里存储的键值表仅仅表示可支持按下的按键, 而rc_map->repeat_key里存储的才是表示可重复按下的按键.

 

修改后的代码如下所示:

static int ir_nec_decode(struct rc_dev *dev, struct ir_raw_event ev)
{
    struct nec_dec *data = &dev->raw->nec;
     u32 scancode=0;
    u8 address, not_address, command, not_command;
    bool send_32bits = false;
    static int es9038_c28=0,es9038_c29=0,es9038_c30=0,es9038_c31=0;

    if (!(dev->enabled_protocols & rc_bit_nec))
       return 0;

    if (!is_timing_event(ev)) {
       if (ev.reset)
           data->state = state_inactive;
       return 0;
    }

    ir_dprintk(2, "nec decode started at state %d (%uus %s)\n",
          data->state, to_us(ev.duration), to_str(ev.pulse));

    switch (data->state) {

    case state_inactive:
       if (!ev.pulse)
           break;

       if (eq_margin(ev.duration, nec_header_pulse, nec_unit * 2)) {
           data->is_nec_x = false;
           data->necx_repeat = false;
       } else if (eq_margin(ev.duration, necx_header_pulse, nec_unit / 2))
       {   data->is_nec_x = true;
       }
       else
       break;

       data->count = 0;
       data->state = state_header_space;
       return 0;

    case state_header_space:
       if (ev.pulse)
           break;

       if (eq_margin(ev.duration, nec_header_space, nec_unit)) {
           data->state = state_bit_pulse;
           return 0;
       } else if (eq_margin(ev.duration, nec_repeat_space, nec_unit / 2)) {       //处理重复编码

           data->state = state_trailer_space;
           ir_dprintk(1, "discarding last key repeat: event after key up\n");
           return 0;
       }
       else
           break;

    case state_bit_pulse:
       if (!ev.pulse)
           break;
       if (!eq_margin(ev.duration, nec_bit_pulse, nec_unit / 2))
           break;

       data->state = state_bit_space;
       return 0;

    case state_bit_space:
       if (ev.pulse)
           break;

       if (data->necx_repeat && data->count == necx_repeat_bits &&
           geq_margin(ev.duration,
           nec_trailer_space, nec_unit / 2)) {
              ir_dprintk(1, "repeat last key\n");
              rc_repeat(dev);
              data->state = state_inactive;
              return 0;
       } else if (data->count > necx_repeat_bits)
           data->necx_repeat = false;

       data->bits <<= 1;

       if (eq_margin(ev.duration, nec_bit_1_space, nec_unit / 2))
           data->bits |= 1;

       else if (!eq_margin(ev.duration, nec_bit_0_space, nec_unit / 2))
           break;

       data->count++;

       if (data->count == nec_nbits)
           data->state = state_trailer_space;
       else
           data->state = state_bit_pulse;
       return 0;

    case state_trailer_space:
       {
       struct rc_map *rc_map = &dev->rc_map;
       struct rc_map_table *repeat_key = rc_map->repeat_key;
       unsigned int repeat_size = rc_map->repeat_size;         //获取 repeat_size,是否有支持重复按下的按键
           scancode=data->bits;

       if (!ev.pulse)
           break;

       if (!eq_margin(ev.duration, nec_trailer_pulse, nec_unit / 2))
           break;
       printk("nec scancode=0x%x\n",scancode);

       if(!scancode)
           break;
       if (data->is_nec_x)
           data->necx_repeat = true;

       rc_keydown(dev, scancode, 0);                 //上报事件
        if(repeat_key){               
           int i = 0;
           while(repeat_size){
              if(scancode == repeat_key[i].scancode){
                  break;
              }
              repeat_size--;
              i++;
           }  

        if(repeat_size==0)             //repeat_size==0,表示没找到有支持重复按键,则清空data->bits
              data->bits = 0;   }
        else
            data->bits = 0;

       return 0;
       }
    }

    ir_dprintk(1, "nec decode failed at count %d state %d (%uus %s)\n",
          data->count, data->state, to_us(ev.duration), to_str(ev.pulse));
    data->state = state_inactive;
    return -einval;
}

 

接下来下章,自己创建一个红外platform_device平台设备

创建红外platform_device平台设备步骤为:

  • 1) 创建一个platform_device设备,其中.name= "gpio-rc-recv",并注册设备
  • 2) 在drivers\media\rc\keymaps\里创建一个名字为rc-my-text.c键值映射文件

 

下章链接:  46.linux-创建rc红外遥控平台设备,实现重复功能(2)