Linux基础项目开发day2：量产工具—

文章目录

前言
一、数据结构抽象
- 1、数据本身
- 2、设备本身
- 3、input_manager.h
二、触摸屏编程
- 1、touchscreen.c
三、触摸屏单元测试
- 1、touchscreen.c
- 2、上机测试
四、网络编程
- netiput.c
五、网络单元测试
- 1、netiput.c
- 2、client.c
- 3、上机测试
六、输入系统的框架
- 1、框架思路
- 2、input_,manager.c
- 3、环形缓冲区
- 4、input_,manager.c加入环形Buffer操作函数
七、输入管理单元测试
- 1、input_test.c
- 2、input下的Makefile
- 3、uinttest下的Makefile
- 4、上板测试

前言

前面我们实现了显示系统，现在我们来学习输入系统，类似的，都需要我们来进行学习搭建！具体分为三层：

一、数据结构抽象

对于每一个设备，每一个模块，都用结构体来比表示他，以后就可以很方便的去替换这些模块，所以我们需要抽象出两个结构体，分别是：1、数据本身，2、设备本身。
在这里插入图片描述
输入来源：1、网络数据输入 2、点击时间输入（触摸屏）

1、数据本身

在这里插入图片描述

iType——判断是什么数据
INPUT_TYPE_TOUCH——触摸屏事件
INPUT_TYPE_NET——网络输入事件
触摸屏数据：
int iX;、int iY：判断具体坐标
int iPressure：压力值
网络数据：
char str[1024]：网络数据

2、设备本身

在这里插入图片描述

*name: 设备名字
(*GetInputEvent)(PInputEvent ptInputEvent)：上层代码通过这个函数获得数据，返回值判断是否成功，如果成功结果保存至PInputEvent ptInputEvent中
(*DeviceInit)(void)：提供初始化函数，比如打开设备节点等
(*DeviceExit)(void)：提供退出函数
InputDevice *ptNext;链表所需要

3、input_manager.h

#ifndef _INPUT_MANAGER_H
#define _INPUT_MANAGER_H#include <sys/time.h>#define INPUT_TYPE_TOUCH 1
#define INPUT_TYPE_NET   2typedef struct InputEvent {struct timeval	tTime;int iType;int iX;int iY;int iPressure;char str[1024];
}InputEvent, *PInputEvent;typedef struct InputDevice {char *name;int (*GetInputEvent)(PInputEvent ptInputEvent);int (*DeviceInit)(void);int (*DeviceExit)(void);struct InputDevice *ptNext;
}InputDevice, *PInputDevice;#endif

二、触摸屏编程

1、touchscreen.c

#include <input_manager.h>
#include <tslib.h>//定义一个指向触摸屏设备的静态全局变量
static struct tsdev *g_ts;//用于从触摸屏设备获取输入事件
static int TouchscreenGetInputEvent(PInputEvent ptInputEvent)
{struct ts_sample samp;int ret;//从触摸屏读取一个样品ret = ts_read(g_ts, &samp, 1);if (ret != 1)return -1;//填充数据，便于保存ptInputEvent->iType     = INPUT_TYPE_TOUCH;ptInputEvent->iX        = samp.x;ptInputEvent->iY        = samp.y;ptInputEvent->iPressure = samp.pressure;ptInputEvent->tTime     = samp.tv;//读取成功，返回0return 0;
}//用于初始化触摸屏设备
static int TouchscreenDeviceInit(void)
{//初始化触摸屏设备g_ts = ts_setup(NULL, 0);if (!g_ts){printf("ts_setup err\n");return -1;}return 0;
}//用于退出触摸屏设备
static int TouchscreenDeviceExit(void)
{//关闭触摸屏设备ts_close(g_ts);return 0;
}//定义一个触摸屏实例
static InputDevice g_tTouchscreenDev ={.name = "touchscreen",.GetInputEvent  = TouchscreenGetInputEvent,.DeviceInit     = TouchscreenDeviceInit,.DeviceExit     = TouchscreenDeviceExit,
};

三、触摸屏单元测试

直接在touchscreen.c添加一个主函数进行测试！

1、touchscreen.c

#if 1int main(int argc, char **argv)
{InputEvent event;int ret;g_tTouchscreenDev.DeviceInit();while (1){ret = g_tTouchscreenDev.GetInputEvent(&event);if (ret) {printf("GetInputEvent err!\n");return -1;}else{printf("Type      : %d\n", event.iType);printf("iX        : %d\n", event.iX);printf("iY        : %d\n", event.iY);printf("iPressure : %d\n", event.iPressure);}}return 0;
}#endif

EXTRA_CFLAGS  := 
CFLAGS_file.o := #obj-y += disp_test.o

将unittest文件夹中的Makefile中的main函数部分注释掉，因为一个程序只能允许有一个main

EXTRA_CFLAGS  := 
CFLAGS_file.o := obj-y += touchscreen.o

input目录下的Makefile

 
CROSS_COMPILE ?= 
AS		= $(CROSS_COMPILE)as
LD		= $(CROSS_COMPILE)ld
CC		= $(CROSS_COMPILE)gcc
CPP		= $(CC) -E
AR		= $(CROSS_COMPILE)ar
NM		= $(CROSS_COMPILE)nmSTRIP		= $(CROSS_COMPILE)strip
OBJCOPY		= $(CROSS_COMPILE)objcopy
OBJDUMP		= $(CROSS_COMPILE)objdumpexport AS LD CC CPP AR NM
export STRIP OBJCOPY OBJDUMPCFLAGS := -Wall -O2 -g
CFLAGS += -I $(shell pwd)/includeLDFLAGS := -ltsexport CFLAGS LDFLAGSTOPDIR := $(shell pwd)
export TOPDIRTARGET := testobj-y += display/
obj-y += input/all : start_recursive_build $(TARGET)@echo $(TARGET) has been built!start_recursive_build:make -C ./ -f $(TOPDIR)/Makefile.build$(TARGET) : built-in.o$(CC) -o $(TARGET) built-in.o $(LDFLAGS)clean:rm -f $(shell find -name "*.o")rm -f $(TARGET)distclean:rm -f $(shell find -name "*.o")rm -f $(shell find -name "*.d")rm -f $(TARGET)

需要修改顶层目录下的Makefile
第20行：LDFLAGS := -lts 设置链接
第31行：打开input目录下的文件

2、上机测试

上机效果：
在这里插入图片描述

四、网络编程

对网络输入构造出同触摸屏编程中一样的结构体！
在这里插入图片描述

netiput.c

关于网络编程API的学习也可以看看我写的一个文章：网络编程（TCP&UDP）

#include <input_manager.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>/* socket* bind* sendto/recvfrom*//*  定义服务端口号 */
#define SERVER_PORT 8888/*  用于储存套接字描述符 */
static int g_iSocketServer;/*  用于从网络套接字获取输入事件 */
static int NetinputGetInputEvent(PInputEvent ptInputEvent)
{struct sockaddr_in tSocketClientAddr;int iRecvLen;unsigned char ucRecvBuf[1000];int iAddrLen = sizeof(struct sockaddr);/* 获取数据 */iRecvLen = recvfrom(g_iSocketServer, ucRecvBuf, 999, 0, (struct sockaddr *)&tSocketClientAddr, &iAddrLen);if (iRecvLen > 0){ucRecvBuf[iRecvLen] = '\0';//在接受缓冲区尾端添加字符串结束符//填充输入事件结构体ptInputEvent->iType 	= INPUT_TYPE_NET;gettimeofday(&ptInputEvent->tTime, NULL);strncpy(ptInputEvent->str, ucRecvBuf, 1000);ptInputEvent->str[999] = '\0';return 0;}elsereturn -1;
}/*  用于初始网络输入设备 */
static int NetinputDeviceInit(void)
{struct sockaddr_in tSocketServerAddr;//服务地址结构体int iRet;//返回值int iClientNum = -1;/* 创建一个UDP套接字 */g_iSocketServer = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if (-1 == g_iSocketServer)//创建失败{printf("socket error!\n");return -1;}//设置服务地址结构体tSocketServerAddr.sin_family      = AF_INET;tSocketServerAddr.sin_port        = htons(SERVER_PORT);  /* host to net, short */tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8);//绑定套接字到服务器地址iRet = bind(g_iSocketServer, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr));if (-1 == iRet){printf("bind error!\n");return -1;}return 0;
}/* 用于退出网络输入设备 */
static int NetinputDeviceExit(void)
{close(g_iSocketServer);	return 0;
}/* 定义一个结构体实例 */
static InputDevice g_tNetinputDev ={.name = "touchscreen",.GetInputEvent  = NetinputGetInputEvent,.DeviceInit     = NetinputDeviceInit,.DeviceExit     = NetinputDeviceExit,
};/* 注册网络输入设备到输入管理器 */
void NetInputRegister(void)
{RegisterInputDevice(&g_tNetinputDev);/*void RegisterInputDevice(PInputDevice ptInputDev)*{*	 ptInputDev->ptNext = g_InputDevs;*	 g_InputDevs = ptInputDev;*}*/}

五、网络单元测试

1、netiput.c

这里直接在netiput.c里面添加测试！这里充当服务端

#if 1int main(int argc, char **argv)
{InputEvent event;int ret;g_tNetinputDev.DeviceInit();while (1){ret = g_tNetinputDev.GetInputEvent(&event);if (ret) {printf("GetInputEvent err!\n");return -1;}else{printf("Type      : %d\n", event.iType);printf("str       : %s\n", event.str);}}return 0;
}#endif

注意：需要把触摸屏里面的main函数注释掉！！！
Makefile:

EXTRA_CFLAGS  := 
CFLAGS_file.o := obj-y += touchscreen.o
obj-y += netinput.o

2、client.c

这里充当客户端，用于发送数据

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>/* socket* connect* send/recv*/#define SERVER_PORT 8888int main(int argc, char **argv)
{int iSocketClient;struct sockaddr_in tSocketServerAddr;int iRet;int iSendLen;int iAddrLen;if (argc != 3){printf("Usage:\n");printf("%s <server_ip> <str>\n", argv[0]);return -1;}iSocketClient = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);tSocketServerAddr.sin_family      = AF_INET;tSocketServerAddr.sin_port        = htons(SERVER_PORT);  /* host to net, short *///tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;if (0 == inet_aton(argv[1], &tSocketServerAddr.sin_addr)){printf("invalid server_ip\n");return -1;}memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8);#if 0iRet = connect(iSocketClient, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr));	if (-1 == iRet){printf("connect error!\n");return -1;}
#endifiAddrLen = sizeof(struct sockaddr);iSendLen = sendto(iSocketClient, argv[2], strlen(argv[2]), 0,(const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, iAddrLen);close(iSocketClient);return 0;
}

3、上机测试

分别编译好后复制到板子上
在这里插入图片描述

六、输入系统的框架

1、框架思路

在这里插入图片描述

1、输入管理器inputmanager实现函数：
①InputInit
②InputDeviceInit
③GetInputEvent
2、输入管理器支持多个设备，那怎么将他们连起来呢？
InputInit函数创建一个链表，链表指向网络输入设备本身和触摸屏设备本身，通过链表可以找到所有的输入设备！
3.对于每一个设备都可以调用里面的 GetInputEvent 来获得数据，如果想同时获得多个设备的输入数据的话，那么该怎么获得？
调用InputDeviceInit从链表里面把每一个设备取出来，调用里面的DeviceInit 初始化，并且为每一个输入设备创造一个线程thread，线程不断调用设备里面的GetInputEvent 等待数据，一旦得到数据，就可以将获得的数据放到某个buffer
4.上层的应用程序调用GetInputEvent 时候就会去某个buffer里面查看是否有数据，有数据则返回，没数据则休眠

2、input_,manager.c

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <semaphore.h>
#include <string.h>#include <input_manager.h>/* 定义输入设备链表头指针 */
static PInputDevice g_InputDevs  = NULL;/* 关于线程定义的变量 */
static pthread_mutex_t g_tMutex  = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
static pthread_cond_t  g_tConVar = PTHREAD_COND_INITIALIZER;/* 注册输入设备，将其加入链表中 */
void RegisterInputDevice(PInputDevice ptInputDev)
{ptInputDev->ptNext = g_InputDevs;g_InputDevs = ptInputDev;
}/* 初始化输入系统 */
void InputInit(void)
{/* regiseter touchscreen */extern void TouchscreenRegister(void);TouchscreenRegister();/* regiseter netinput */extern void NetInputRegister(void);NetInputRegister();
}/* 输入接收线程函数 */
static void *input_recv_thread_func (void *data)
{PInputDevice ptInputDev = (PInputDevice)data;InputEvent tEvent;int ret;while (1){/* 读数据 */ret = ptInputDev->GetInputEvent(&tEvent);if (!ret){	/* 保存数据 */pthread_mutex_lock(&g_tMutex);PutInputEventToBuffer(&tEvent);/* 唤醒等待数据的线程 */pthread_cond_signal(&g_tConVar); /* 通知接收线程 */pthread_mutex_unlock(&g_tMutex);}}return NULL;
}/* 初始化输入设备 */
void IntpuDeviceInit(void)
{int ret;pthread_t tid;/* for each inputdevice, init, pthread_create *//* 遍历所有输入设备，分别进行初始化和创建线程 */PInputDevice ptTmp = g_InputDevs;while (ptTmp){/* 初始化设备 */ret = ptTmp->DeviceInit();/* 创建线程 */if (!ret){ret = pthread_create(&tid, NULL, input_recv_thread_func, ptTmp);}ptTmp= ptTmp->ptNext;}
}/* 获取输入事件 */
int GetInputEvent(PInputEvent ptInputEvent)
{InputEvent tEvent;int ret;/* 无数据则休眠 */pthread_mutex_lock(&g_tMutex);if (GetInputEventFromBuffer(&tEvent))//读取数据成功（有数据可读）{*ptInputEvent = tEvent;//保存数据pthread_mutex_unlock(&g_tMutex);return 0;}else//读取数据失败（没数据可读）{/* 休眠等待 */pthread_cond_wait(&g_tConVar, &g_tMutex);	if (GetInputEventFromBuffer(&tEvent))//有数据杯唤醒之后，读取数据{*ptInputEvent = tEvent;//保存数据ret = 0;}else{ret = -1;}pthread_mutex_unlock(&g_tMutex);		}return ret;}

怎么避免数据丢失？
比如触摸屏，它一下子会上报很多数据，对于网络输入，也有可能会一次性有很多客户端发来数据，所以不能使用变量来保存数据，要使用一个“唤醒缓冲区”

3、环形缓冲区

环形缓冲去其实也是一个数组，只不过是一个“高级”数据罢了！
例：char buf[5];
在这里插入图片描述
这里的满是指还有一个位置可以填！

4、input_,manager.c加入环形Buffer操作函数

#include <pthread.h>          /* 包含线程相关函数和数据结构头文件 */
#include <stdio.h>            /* 包含标准输入输出函数头文件 */
#include <unistd.h>           /* 包含UNIX标准函数头文件 */
#include <semaphore.h>        /* 包含信号量相关函数和数据结构头文件 */
#include <string.h>           /* 包含字符串处理函数头文件 */
#include <input_manager.h>    /* 包含输入管理器相关函数和数据结构头文件 *//* 全局输入设备链表头指针 */
static PInputDevice g_InputDevs = NULL;/* 互斥锁和条件变量，用于线程同步 */
static pthread_mutex_t g_tMutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
static pthread_cond_t g_tConVar = PTHREAD_COND_INITIALIZER;/* 环形缓冲区相关定义 */
#define BUFFER_LEN 20
static int g_iRead = 0;
static int g_iWrite = 0;
static InputEvent g_atInputEvents[BUFFER_LEN];/* 环形缓冲区操作函数 *//* 判断唤醒缓冲区是否为满 */
//满了返回1，没满返回0
static int isInputBufferFull(void)
{return (g_iRead == ((g_iWrite + 1) % BUFFER_LEN));
}/* 判断唤醒缓冲区是否为空 */
//空了返回1，没空返回0
static int isInputBufferEmpty(void)
{return (g_iRead == g_iWrite);
}//储存输入事件到环形缓冲区里面
static void PutInputEventToBuffer(PInputEvent ptInputEvent)
{if (!isInputBufferFull())//数组不满，就储存{g_atInputEvents[g_iWrite] = *ptInputEvent;g_iWrite = (g_iWrite + 1) % BUFFER_LEN;}
}//在环形缓冲区里面读取输入事件
static int GetInputEventFromBuffer(PInputEvent ptInputEvent)
{if (!isInputBufferEmpty())//数组不空就读取{*ptInputEvent = g_atInputEvents[g_iRead];g_iRead = (g_iRead + 1) % BUFFER_LEN;return 1;}else{return 0;}
}/* 注册输入设备函数 */
void RegisterInputDevice(PInputDevice ptInputDev)
{ptInputDev->ptNext = g_InputDevs;g_InputDevs = ptInputDev;
}/* 初始化输入系统 */
void InputInit(void)
{/* 注册触摸屏设备 */extern void TouchscreenRegister(void);TouchscreenRegister();/* 注册网络输入设备 */extern void NetInputRegister(void);NetInputRegister();
}/* 输入接收线程函数 */
static void *input_recv_thread_func(void *data)
{PInputDevice ptInputDev = (PInputDevice)data;InputEvent tEvent;int ret;while (1){/* 从输入设备读取数据 */ret = ptInputDev->GetInputEvent(&tEvent);if (!ret){/* 保存数据到环形缓冲区 */pthread_mutex_lock(&g_tMutex);PutInputEventToBuffer(&tEvent);/* 唤醒等待数据的线程 */pthread_cond_signal(&g_tConVar);pthread_mutex_unlock(&g_tMutex);}}return NULL;
}/* 初始化输入设备 */
void IntpuDeviceInit(void)
{int ret;pthread_t tid;/* 遍历所有输入设备，进行初始化和创建接收线程 */PInputDevice ptTmp = g_InputDevs;while (ptTmp){/* 初始化设备 */ret = ptTmp->DeviceInit();/* 创建接收线程 */if (!ret){ret = pthread_create(&tid, NULL, input_recv_thread_func, ptTmp);}ptTmp = ptTmp->ptNext;}
}/* 获取输入事件 */
int GetInputEvent(PInputEvent ptInputEvent)
{InputEvent tEvent;int ret;/* 无数据则休眠 */pthread_mutex_lock(&g_tMutex);if (GetInputEventFromBuffer(&tEvent)){*ptInputEvent = tEvent;pthread_mutex_unlock(&g_tMutex);return 0;}else{/* 休眠等待 */pthread_cond_wait(&g_tConVar, &g_tMutex);if (GetInputEventFromBuffer(&tEvent)){*ptInputEvent = tEvent;ret = 0;}else{ret = -1;}pthread_mutex_unlock(&g_tMutex);}return ret;
}

七、输入管理单元测试

1、input_test.c

#include <sys/mman.h> // 内存管理声明
#include <sys/types.h> // 基本系统数据类型
#include <sys/stat.h> // 文件状态定义
#include <unistd.h> // 提供通用的文件、目录、程序及进程操作的函数
#include <linux/fb.h> // 帧缓冲设备的定义
#include <fcntl.h> // 文件控制选项定义
#include <stdio.h> // 标准输入输出定义
#include <string.h> // 字符串操作函数定义
#include <sys/ioctl.h> // IO控制设备的函数定义#include <input_manager.h> // 自定义输入管理的头文件int main(int argc, char **argv)
{int ret; // 用于函数返回值InputEvent event; // 定义一个输入事件的结构体变量InputInit(); // 初始化输入系统IntpuDeviceInit(); // 初始化输入设备，注意这里应该是 InputDeviceInitwhile (1) // 主循环{// 打印当前文件名、函数名和行号printf("%s %s %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);ret = GetInputEvent(&event); // 从输入设备获取一个事件// 再次打印，并显示GetInputEvent函数的返回值printf("%s %s %d, ret = %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, ret);if (ret) { // 如果返回值不是0，表示获取事件时出错printf("GetInputEvent err!\n");return -1; // 出错返回-1}else // 如果成功获取事件{// 打印事件类型printf("%s %s %d, event.iType = %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, event.iType );if (event.iType == INPUT_TYPE_TOUCH) // 如果是触摸屏事件{// 打印触摸屏事件的详细信息printf("Type      : %d\n", event.iType);printf("iX        : %d\n", event.iX);printf("iY        : %d\n", event.iY);printf("iPressure : %d\n", event.iPressure);}else if (event.iType == INPUT_TYPE_NET) // 如果是网络事件{// 打印网络事件的详细信息printf("Type      : %d\n", event.iType);printf("str       : %s\n", event.str);}}}return 0; // 正常退出程序	
}

2、input下的Makefile

EXTRA_CFLAGS  := 
CFLAGS_file.o := obj-y += touchscreen.o
obj-y += netinput.o
obj-y += input_manager.o

3、uinttest下的Makefile

EXTRA_CFLAGS  := 
CFLAGS_file.o := #obj-y += disp_test.o
obj-y += input_test.o

4、上板测试

在这里插入图片描述