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mixer 结构分析[uavcan为例]_PHP教程

程序员文章站 2022-04-21 15:01:40
...

mixer 结构分析[uavcan为例]

mixer指令为系统的app命令，位置在Firmware/src/systemcmds/mixer目录下面，其功能是装载mix文件中的有效内容到具体的设备中,然后由具体的设备中的MixerGroups来解析这些定义.
本例是以uvacan为例, 系统运行后,设备的名称为:/dev/uavcan/esc.
uavcan的定义中有MixerGroup实例,Output实例.

MIXER的种类一共有三个:NullMixer, SimpleMixer 和MultirotorMixer.
NullMixer:用来为未分组的输出通道点位;
SimpleMixer:0或多个输入融合成一个输出;
MultirotorMixer:将输入量(ROLL,PITCH,RAW,Thrusttle)融合成一组基于 预先定义的geometry的输出量.
mixer 结构分析[uavcan为例]_PHP教程
mixer 结构分析[uavcan为例]_PHP教程

读取mix文件的函数位于Firmware/src/modules/systemlib/mixwr/mixer_load.c中的函数：
  1. int load_mixer_file(const char *fname, char *buf, unsigned maxlen)
参数fname为mix文件在系统中的位置，buf为读取文件数据存放的缓冲区，maxlen为buf的最大长度。
该函数会剔除符合下面任何一条的行：
1.行长度小于2个字符的行
2.行的首字符不是大写字母的行
3.第二个字符不是':'的行
剔除这些非法内容的数据后，剩余的全部为格式化的内容，会被全部存入buf缓冲区中。
所以这要求在写mix文件时要遵循mix和格式。
这些格式化的mix内容被读取缓冲区后，就会通过函数
  1. int ret = ioctl(dev, MIXERIOCLOADBUF, (unsigned long)buf);
来交给具体的设备处理。

相关结构的定义：


    

  1. /** simple channel scaler */
    

    2. 

  2. struct mixer_scaler_s {
    

    3. 

  3. floatnegative_scale;//负向缩放, MIX文件中 O: 后面的第1个整数/10000.0f
    

    4. 

  4. floatpositive_scale;//正向缩放, MIX文件中 O: 后面的第2个整数/10000.0f
    

    5. 

  5. floatoffset; //偏移 , MIX文件中 O: 后面的第3个整数/10000.0f
    

    6. 

  6. floatmin_output;//最小输出值 , MIX文件中 O: 后面的第4个整数/10000.0f
    

    7. 

  7. floatmax_output;//最大输出值 , MIX文件中 O: 后面的第5个整数/10000.0f
    

    8. 

  8. };//该结构定义了单个控制量的结构
    

    9. 


    10. 

  10. /** mixer input */
    

    11. 

  11. struct mixer_control_s {
    

    12. 

  12. uint8_tcontrol_group;/**
    13. 

  13. uint8_tcontrol_index;/**
    14. 

  14. struct mixer_scaler_s scaler;/**
    15. 

  15. };//定义输入量的结构
    

    16. 


    17. 

  17. /** simple mixer */
    

    18. 

  18. struct mixer_simple_s {
    

    19. 

  19. uint8_tcontrol_count;/**
    20. 

  20. struct mixer_scaler_soutput_scaler;/**
    21. 

  21. struct mixer_control_scontrols[0];/**
    22. 

  22. };//定义了一个控制实体的控制体，包括输入的信号数量，输入信号控制集，输出信号控制。 
    23. 

  23. //因为一个mixer只有一个输出，可以有0到多个输入，所以control_count指明了这个mixer所需要的输入信号数量，而具体的信号都存放在数组controls[0]中。 
    24. 

  24. //输出则由output_scaler来控制. 
    25. 

  25. //从这些结构体的定义,可以对照起来mix文件语法的定义.
    

    26.

uavcan_main.cpp:
该文件中有解析上面提到的缓冲数据
  1. int UavcanNode::ioctl(file *filp, int cmd, unsigned long arg)
  2. {
  3. ...
  4. case MIXERIOCLOADBUF: {
    const char *buf = (const char *)arg;
    unsigned buflen = strnlen(buf, 1024);

    if (_mixers == nullptr) {
    _mixers = new MixerGroup(control_callback, (uintptr_t)_controls);
    }

    if (_mixers == nullptr) {
    _groups_required = 0;
    ret = -ENOMEM;

    } else {

    ret = _mixers->load_from_buf(buf, buflen);//这里开始解析数据

    if (ret != 0) {
    warnx("mixer load failed with %d", ret);
    delete _mixers;
    _mixers = nullptr;
    _groups_required = 0;
    ret = -EINVAL;

    } else {

    _mixers->groups_required(_groups_required);
    }
    }

    break;
    }
    ...
  5. }


    

  1. int MixerGroup::load_from_buf(const char *buf, unsigned &buflen)
    

    2. 

  2. {
    

    3. 

  3. int ret = -1;
    

    4. 

  4. const char *end = buf + buflen;
    

    5. 


    6. 

  6. /*
    

    7. 

  7.  * Loop until either we have emptied the buffer, or we have failed to
    

    8. 

  8.  * allocate something when we expected to.
    

    9. 

  9.  */
    

    10. 

  10. while (buflen > 0) {
    

    11. 

  11. Mixer *m = nullptr;
    

    12. 

  12. const char *p = end - buflen;
    

    13. 

  13. unsigned resid = buflen;
    

    14. 


    15. 

  15. /*
    

    16. 

  16.  * Use the next character as a hint to decide which mixer class to construct.
    

    17. 

  17.  */
    

    18. 

  18. switch (*p) {//首先看该行的第一个字母,来确定数据的类别.
    

    19. 

  19. case 'Z':
    

    20. 

  20. m = NullMixer::from_text(p, resid);
    

    21. 

  21. break;
    

    22. 


    23. 

  23. case 'M':
    

    24. 

  24. m = SimpleMixer::from_text(_control_cb, _cb_handle, p, resid);
    

    25. 

  25. break;
    

    26. 


    27. 

  27. case 'R':
    

    28. 

  28. m = MultirotorMixer::from_text(_control_cb, _cb_handle, p, resid);
    

    29. 

  29. break;
    

    30. 


    31. 

  31. default:
    

    32. 

  32. /* it's probably junk or whitespace, skip a byte and retry */
    

    33. 

  33. buflen--;
    

    34. 

  34. continue;
    

    35. 

  35. }
    

    36. 


    37. 

  37. /*
    

    38. 

  38.  * If we constructed something, add it to the group.
    

    39. 

  39.  */
    

    40. 

  40. if (m != nullptr) {
    

    41. 

  41. add_mixer(m);
    

    42. 


    43. 

  43. /* we constructed something */
    

    44. 

  44. ret = 0;
    

    45. 


    46. 

  46. /* only adjust buflen if parsing was successful */
    

    47. 

  47. buflen = resid;
    

    48. 

  48. debug("SUCCESS - buflen: %d", buflen);
    

    49. 


    50. 

  50. } else {
    

    51. 


    52. 

  52. /*
    

    53. 

  53.  * There is data in the buffer that we expected to parse, but it didn't,
    

    54. 

  54.  * so give up for now.
    

    55. 

  55.  */
    

    56. 

  56. break;
    

    57. 

  57. }
    

    58. 

  58. }
    

    59. 


    60. 

  60. /* nothing more in the buffer for us now */
    

    61. 

  61. return ret;
    

    62. 

  62. } 
    63.

下面这个函数用来 处理 M: 开头的定义, 格式规定该字符后面只能有一个数字,用来指明input信号源的数量,即S类型数量的数量,联系到结构体的定义,则为 struct mixer_control_s 的数量. 
    

  1. SimpleMixer *
    

    2. 

  2. SimpleMixer::from_text(Mixer::ControlCallback control_cb, uintptr_t cb_handle, const char *buf, unsigned &buflen)
    

    3. 

  3. {
    

    4. 

  4. SimpleMixer *sm = nullptr;
    

    5. 

  5. mixer_simple_s *mixinfo = nullptr;
    

    6. 

  6. unsigned inputs;
    

    7. 

  7. int used;
    

    8. 

  8. const char *end = buf + buflen;
    

    9. 


    10. 

  10. /* get the base info for the mixer */
    

    11. 

  11. if (sscanf(buf, "M: %u%n", &inputs, &used) != 1) {
    

    12. 

  12. debug("simple parse failed on '%s'", buf);
    

    13. 

  13. goto out;
    

    14. 

  14. }//复制M:后面第一个数值到无符号整型数据到变量inputs中,并将已经处理的字条数目赋值给used
    

    15. 


    16. 

  16. buf = skipline(buf, buflen);//让buf指定下一行
    

    17. 


    18. 

  18. if (buf == nullptr) {
    

    19. 

  19. debug("no line ending, line is incomplete");
    

    20. 

  20. goto out;
    

    21. 

  21. }
    

    22. 


    23. 

  23. mixinfo = (mixer_simple_s *)malloc(MIXER_SIMPLE_SIZE(inputs)); 
    24. 

  24.  //M:后面的数字为struct mixer_control_s 结构的数量.MIXER_SIMPLE_SIZE的字义为sizeof(mixer_simple_s) + inputs*sizeof(mixer_control_s), 
    25. 

  25.  //即一个完整的mixer_simple_s的定义,controls[0]一共有inputs个.
    

    26. 


    27. 

  27. if (mixinfo == nullptr) {
    

    28. 

  28. debug("could not allocate memory for mixer info");
    

    29. 

  29. goto out;
    

    30. 

  30. }
    

    31. 


    32. 

  32. mixinfo->control_count = inputs;//input 信号的数量
    

    33. 


    34. 

  34. if (parse_output_scaler(end - buflen, buflen, mixinfo->output_scaler)) {
    

    35. 

  35. debug("simple mixer parser failed parsing out scaler tag, ret: '%s'", buf);
    

    36. 

  36. goto out;
    

    37. 

  37. }//该函数解析输出域,并将期填充到mixinfo的output_scaler字段中.
    

      

    1. int SimpleMixer::parse_output_scaler(const char *buf, unsigned &buflen, mixer_scaler_s &scaler)
      

      2. 

    2. {
      

      3. 

    3. int ret;
      

      4. 

    4. int s[5];
      

      5. 

    5. int n = -1;
      

      6. 


      7. 

    7. buf = findtag(buf, buflen, 'O');//寻找"O:"这样的控制符,返回指针指向输出格式域定义的首字符'O'.
      

      8. 

    

      

    1. if ((buf == nullptr) || (buflen 
      2. 

    2. debug("output parser failed finding tag, ret: '%s'", buf);
      

      3. 

    3. return -1;
      

      4. 

    4. }//12,表示O:这行的定义至少有12个字符(O:和五个1位长的整数),例如最短的定义为: O: 0 0 0 0 0
      

      5. 


      6. 

    6. if ((ret = sscanf(buf, "O: %d %d %d %d %d %n",//O:后面必须有5个整数,且整数间用至少一个空格分开,此处是取出O:后面的5个整数值.
      

      7. 

    7.  &s[0], &s[1], &s[2], &s[3], &s[4], &n)) != 5) {
      

      8. 

    8. debug("out scaler parse failed on '%s' (got %d, consumed %d)", buf, ret, n);
      

      9. 

    9. return -1;
      

      10. 

    10. }
      

      11. 


      12. 

    12. buf = skipline(buf, buflen);
      

      13. 


      14. 

    14. if (buf == nullptr) {
      

      15. 

    15. debug("no line ending, line is incomplete");
      

      16. 

    16. return -1;
      

      17. 

    17. }
      

      18. 

    18.  //从下面的赋值操作可以得出 O:后面5个数值的字义.,分别为 [negative_scale] [positive_scale] [offset] [min_output] [max_output] 
      19. 

    19.  //并且每个这都做了除10000的操作,所以MIX格式定义中说这些值都是被放大10000倍后的数值.
      

      20. 

    20. scaler.negative_scale= s[0] / 10000.0f;
      

      21. 

    21. scaler.positive_scale= s[1] / 10000.0f;
      

      22. 

    22. scaler.offset= s[2] / 10000.0f;
      

      23. 

    23. scaler.min_output= s[3] / 10000.0f;
      

      24. 

    24. scaler.max_output= s[4] / 10000.0f;
      

      25. 


      26. 

    26. return 0;
      

      27. 

    27. } 
      28. 

    

     //上面解析了MIXER的输出量,下面开始解析输入量,因为我们已经读取了输入信号的数量("M: n"中n定义的数值),所以要循环n次. 
    38. 

  38.  //首先记住parse_control_scaler函数输入的参数
    

    39. 

  39. for (unsigned i = 0; i 
    40. 

  40. if (parse_control_scaler(end - buflen, buflen,
    

    41. 

  41.  mixinfo->controls[i].scaler,
    

    42. 

  42.  mixinfo->controls[i].control_group,
    

    43. 

  43.  mixinfo->controls[i].control_index)) {
    

    44. 

  44. debug("simple mixer parser failed parsing ctrl scaler tag, ret: '%s'", buf);
    

    45. 

  45. goto out;
    

    46. 

  46. }
    

    47. 


    48. 

  48. }
    

      

    1. int SimpleMixer::parse_control_scaler(const char *buf, unsigned &buflen, mixer_scaler_s &scaler, uint8_t &control_group,
      

      2. 

    2.   uint8_t &control_index)
      

      3. 

    3. {
      

      4. 

    4. unsigned u[2];
      

      5. 

    5. int s[5];
      

      6. 


      7. 

    7. buf = findtag(buf, buflen, 'S');//找到剩余缓冲区中的第一个'S',并让buf指向该行的行首; 
      8. 

    8.  //
      

      9. 

    9.  //16表示该S:行至少有16个字符,即至少有7个整数(因为整数间至少有1个空格分隔)
      

      10. 

    10. if ((buf == nullptr) || (buflen 
      11. 

    11. debug("control parser failed finding tag, ret: '%s'", buf);
      

      12. 

    12. return -1;
      

      13. 

    13. }
      

      14. 

    14.  //读取S:后面的7个整数.
      

      15. 

    15. if (sscanf(buf, "S: %u %u %d %d %d %d %d",
      

      16. 

    16.  &u[0], &u[1], &s[0], &s[1], &s[2], &s[3], &s[4]) != 7) {
      

      17. 

    17. debug("control parse failed on '%s'", buf);
      

      18. 

    18. return -1;
      

      19. 

    19. }
      

      20. 


      21. 

    21. buf = skipline(buf, buflen);
      

      22. 


      23. 

    23. if (buf == nullptr) {
      

      24. 

    24. debug("no line ending, line is incomplete");
      

      25. 

    25. return -1;
      

      26. 

    26. } 
      27. 


      28. 

    28.  //从下面的赋值可以看出MIXER文件S:定义的格式,S:后面的整数分别为 
      29. 

    29.   // [control_group] [ontrol_index] [negative_scale] [positive_scale] [offset] [min_output] [max_output]
      

      30. 

    30.  // 可以看出,输入信号的定义比输入出信号的定义多了两个整数,用来表示当前输入信号所在的组和组内的序号. 第1和第2个整就是用来 
      31. 

    31.  // 说明组号和组内序号.而后面5个整数的定义和输入信号的定义一样,且也要除以10000.
      

      32. 

    32. control_group= u[0];
      

      33. 

    33. control_index= u[1];
      

      34. 

    34. scaler.negative_scale= s[0] / 10000.0f;
      

      35. 

    35. scaler.positive_scale= s[1] / 10000.0f;
      

      36. 

    36. scaler.offset= s[2] / 10000.0f;
      

      37. 

    37. scaler.min_output= s[3] / 10000.0f;
      

      38. 

    38. scaler.max_output= s[4] / 10000.0f;
      

      39. 


      40. 

    40. return 0;
      

      41. 

    41. } 
      42. 

    


    

    49. 


    50. 

  50. sm = new SimpleMixer(control_cb, cb_handle, mixinfo);
    

    51. 


    52. 

  52. if (sm != nullptr) {
    

    53. 

  53. mixinfo = nullptr;
    

    54. 

  54. debug("loaded mixer with %d input(s)", inputs);
    

    55. 


    56. 

  56. } else {
    

    57. 

  57. debug("could not allocate memory for mixer");
    

    58. 

  58. }
    

    59. 


    60. 

  60. out:
    

    61. 


    62. 

  62. if (mixinfo != nullptr) {
    

    63. 

  63. free(mixinfo);
    

    64. 

  64. }
    

    65. 


    66. 

  66. return sm;
    

    67. 

  67. } 
    68.




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