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)
- 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:
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:
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
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:
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:
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:
2.1 分析gpio-ir-recv.c的init入口函数
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:
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:
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:
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:
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
3) 然后内核将会调用ir_nec_decode()进行解码2.25ms
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.
修改之前需要将rc-map.h下的rc_map结构体里添加两个成员repeat_key和repeat_size(用来实现重复按下功能)
修改后的结构体如下所示:
struct rc_map { struct rc_map_table *scan; unsigned int size; /* Max number of entries */ unsigned int len; /* Used number of entries */ unsigned int alloc; /* Size of *scan in bytes */ enum rc_type rc_type; const char *name; spinlock_t lock; struct rc_map_table *repeat_key; //add unsigned int repeat_size; //add };
然后修改ir_nec_decode(),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; static unsigned char repet_flag=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)) {
repet_flag = 0; 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
if(!repet_flag) //避免第一次按下,出现两次编码
{
data->state = STATE_INACTIVE;
repet_flag =1;
}
else
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
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