【Linux驱动开发】PS2游戏手柄驱动开发与输入子系统框架
文章目录
- 为什么需要输入子系统框架
- 输入子系统框架
-
-
- 驱动层
- 事件处理层
- 注册输入设备函数：
- 注销输入设备函数：
- 驱动实现——初始化(事件支持)
- 驱动实现——报告事件
- 驱动实现——报告结束
- 关于事件报告的实现方法
-
- 中断实现 常用于实体按键
- 内核定时器实现，用于没有触发信号的输入事件
-
- PS2驱动开发
-
- 硬件原理
- 软件实现
为什么需要输入子系统框架
我们首先来看字符类驱动框架:
1)写file_operations结构体的成员函数: .open()、.read()、.write()
2)在入口函数里通过register_chrdev()创建驱动名,生成主设备号,赋入file_operations结构体
3)在出口函数里通过unregister_chrdev() 卸载驱动
若有多个不同的驱动程序时,应用程序就要打开多个不同的驱动设备，由于是自己写肯定会很清楚,如果给别人来使用时是不是很麻烦？
所以需要使用输入子系统, 使应用程序无需打开多个不同的驱动设备便能实现。
输入子系统框架
驱动层
将底层的硬件输入转化为统一事件形式，想输入核心（Input Core）汇报。
输入子系统核心层
它承上启下为驱动层提供输入设备注册与操作接口，如：input_register_device;通知事件处理层对事件进行处理；在/Proc下产生相应的设备信息。
事件处理层
主要是和用户空间交互（Linux中在用户空间将所有的设备都当作文件来处理，由于在一般的驱动程序中都有提供fops接口，以及在/dev下生成相应的设备文件nod，这些操作在输入子系统中由事件处理层完成）。
设备描述
input_dev结构是实现设备驱动核心工作：向系统报告按键、触摸屏等输入事件（event，通过input_event结构描述），不再需要关心文件操作接口。驱动报告事件经过inputCore和Eventhandler到达用户空间。
注册输入设备函数：
int input_register_device(struct input_dev *dev)
注销输入设备函数：
void input_unregister_device(struct input_dev *dev)
驱动实现——初始化(事件支持)
set_bit()告诉input输入子系统支持哪些事件，哪些按键。例如：
set_bit(EV_KEY,button_dev.evbit) (其中button_dev是struct input_dev类型)
struct input_dev中有两个成员为：
1)evbit事件类型（包括EV_RST,EV_REL,EV_MSC,EV_KEY,EV_ABS,EV_REP等）。
2)keybit按键类型（当事件类型为EV_KEY时包括BTN_LEFT,BTN_0,BTN_1,BTN_MIDDLE等）。
驱动实现——报告事件
用于报告EV_KEY,EV_REL,EV_ABS事件的函数分别为:
void input_report_key(struct input_dev *dev,unsigned int code,int value)
void input_report_rel(struct input_dev *dev,unsigned int code,int value)
void input_report_abs(struct input_dev *dev,unsigned int code,int value)
驱动实现——报告结束
input_sync()同步用于告诉input core子系统报告结束，触摸屏设备驱动中，一次点击的整个报告过程如下：
input_reprot_abs(input_dev,ABS_X,x); //x坐标
input_reprot_abs(input_dev,ABS_Y,y); // y坐标
input_reprot_abs(input_dev,ABS_PRESSURE,1);
input_sync(input_dev);//同步结束
实例分析（按键中断程序）：
//按键初始化
static int __init button_init(void)
{
//申请中断
if(request_irq(BUTTON_IRQ,button_interrupt,0,”button”,NUll))
return –EBUSY;
set_bit(EV_KEY,button_dev.evbit); //支持EV_KEY事件
set_bit(BTN_0,button_dev.keybit); //支持设备两个键
set_bit(BTN_1,button_dev.keybit); //
input_register_device(&button_dev);//注册input设备
}
/*在按键中断中报告事件*/
Static void button_interrupt(int irq,void *dummy,struct pt_regs *fp)
{
input_report_key(&button_dev,BTN_0,inb(BUTTON_PORT0));//读取寄存器BUTTON_PORT0的值
input_report_key(&button_dev,BTN_1,inb(BUTTON_PORT1));
input_sync(&button_dev);
}
总结：input子系统仍然是字符设备驱动程序，但是代码量减少很多，input子系统只需要完成两个工作：初始化和事件报告（这里在linux中是通过中断来实现的）。
关于事件报告的实现方法
中断实现 常用于实体按键
按键输入示例：
#include 内核定时器实现，用于没有触发信号的输入事件
例如没有触发的触摸屏事件。
动态 timer 由内核自身使用，其实也是其他 Timer 的实现基础。使用动态 Timer 的接口函数有三个：
add_timer()
del_timer()
init_timer()
使用时，先调用 init_timer() 初始化一个定时器，指定到期时间和到期处理函数；初始化完成后，内核代码可以用 add_timer() 启动定时器，或者用 del_timer() 来取消一个已经启动的定时器。
add_timer 采用时间轮算法将定时器加入 per CUP 变量 tvec_bases 中，根据其 expire 时间，可能被加入 5 个 Timer Vector 之一。此后，tick 中断将根据时间轮算法处理。当本 timer 到期时，触发其处理函数。
动态 Timer 有两个方面的用途：一是内核自己使用，比如某些驱动程序需要定时服务的时候使用它；二是用来实现用户层 Timer。下面首先讲解间隔 Timer。
比如要实现一个100ms的中断
可以这样设置：
ps2timer.expires=jiffies +HZ100/1000;
mod_timer(&ps2timer,jiffies+ HZ100/1000 );
PS2驱动开发
硬件原理
DI/DAT：信号流向，从手柄到主机，此信号是一个 8bit 的串行数据，同步传送于时钟
的下降沿。信号的读取在时钟由高到低的变化过程中完成。
DO/CMD：信号流向，从主机到手柄，此信号和 DI 相对，信号是一个 8bit 的串行数据，
同步传送于时钟的下降沿。
NC：空端口；
GND：电源地；
VDD：接收器工作电源，电源范围 3~5V；
CS/SEL：用于提供手柄触发信号。在通讯期间，处于低电平；
CLK：时钟信号，由主机发出，用于保持数据同步；
NC：空端口；
ACK：从手柄到主机的应答信号。此信号在每个 8bits 数据发送的最后一个周期变低并
且 CS 一直保持低电平，如果 CS 信号不变低，约 60 微秒 PS 主机会试另一个外设。在编程
时未使用 ACK 端口。
软件实现
/*
* @Author: your name
* @Date: 2021-04-11 18:25:16
* @LastEditTime: 2021-04-11 23:46:33
* @LastEditors: Please set LastEditors
* @Description: In User Settings Edit
* @FilePath: /DriverDefine/PS2/PS2.c
*/
#include