fl2440——按键控制madplay音乐播放器
今日诗词分享：该段诗词描述的是国产武侠游戏《剑侠情缘三》中的职业——天策(游戏中对唐朝军人的称呼)。
天策
长河落日东都城，铁马戍边将军坟。
尽诛宵小天策义，长枪独守大唐魂。
==========================================================================
主机操作系统：Centos 6.7
交叉编译器环境：arm-linux-gcc-4.5.4 （可通过命令/opt/buildroot-2012.08/arm920t/usr/bin/arm-linux-gcc -v查询）
开发板平台： fl2440
Linux内核版本： linux-3.0 .54
==========================================================================
好了，接下来进入正题。之前，我们通过两种方法移植了madplay播放器，现在，开始尝试通过应用程序来实现用按键控制madplay播放器。按键用的是我们自己写的platform的按键驱动，不是内核自带的。
基于我们的程序，fl2440有四个按键，分别设置为：
KEY1:播放/暂停
KEY2：停止
KEY3：上一首
KEY4：下一首
按键控制播放器代码：
/********************************************************************************** Copyright: (C) 2017 qicheng* All rights reserved.** Filename: bbb.c* Description: This file * * Version: 1.0.0(04/27/2017)* Author: yangni <497049229@qq.com>* ChangeLog: 1, Release initial version on "04/27/2017 07:49:28 PM"* ********************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <errno.h>
#include <sys/wait.h>
#include <string.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#define KEY1 0x1 //1<<1
#define KEY2 0x2 //1<<2
#define KEY3 0x4 //1<<3
#define KEY4 0x8 //1<<4 /*共享内存申请标记*/
#define PERM S_IRUSR|S_IWUSR/*双向循环列表：存放歌曲名*/
struct song
{char songname[64];struct song *prev;struct song *next;
};/*孙子进程id号*/
pid_t gradchild;/*子进程id号*/
pid_t pid;/*共享内存描述标记*/
int shmid;char *p_addr;/*播放标记*/
int first_key=1;
int play_flag=0;/*************************************************
Function name: play
Parameter : struct song *
Description : 播放函数
Return : void
Argument : void
**************************************************/
void play(struct song *currentsong)
{pid_t fd;char *c_addr;char *p;int len;char my_song[64]="/mp3/song/";while(currentsong){/*创建子进程，即孙子进程*/fd = fork();if(fd == -1){ perror("fork");exit(1);}else if(fd == 0){/*把歌曲名加上根路径*/strcat(my_song,currentsong->songname);p = my_song;len = strlen(p);/*去掉文件名最后的'\n'*/my_song[len-1]='\0';printf("THIS SONG IS %s\n",my_song);execl("/mp3/madplay","madplay",my_song,NULL);printf("\n\n\n");}else{/*内存映射*/c_addr = shmat(shmid,0,0);/*把孙子进程的id和当前播放歌曲的节点指针传入共享内存*/memcpy(c_addr,&fd,sizeof(pid_t));memcpy(c_addr + sizeof(pid_t)+1,¤tsong,4);/*使用wait阻塞孙子进程，直到孙子进程播放完才能被唤醒；当被唤醒时，表示播放MP3期间没有按键按下，则继续顺序播放下一首MP3*/if(fd == wait(NULL)){currentsong = currentsong->next;printf("THE NEXT SONG IS %s\n",currentsong->songname);}}}
}/*************************************************
Function name: creat_song_list
Parameter : void
Description : 创建歌曲名的双向循环链表
Return : struct song *
Argument : void
**************************************************/
struct song *creat_song_list(void)
{ FILE *fd;size_t size;size_t len;char *line = NULL;struct song *head;struct song *p1;struct song *p2;system("ls /mp3/song > song_list");fd = fopen("song_list","r");p1 = (struct song *)malloc(sizeof(struct song));printf("==================================song list=====================================\n");system("ls /mp3/song"); printf("\n");printf("================================================================================\n");size = getline(&line,&len,fd);strncpy(p1->songname,line,strlen(line));head = p1;while((size = getline(&line,&len,fd)) != -1){ p2 = p1;p1 = (struct song *)malloc(sizeof(struct song));strncpy(p1->songname,line,strlen(line));p2->next = p1;p1->prev = p2; }p1->next = head;head->prev = p1;p1 = NULL;p2 = NULL;system("rm -rf song_list");return head;
}
/*************************************************
Function name: startplay
Parameter : pid_t *，struct song *
Description : 开始播放函数
Return : void
Argument : void
**************************************************/
void startplay(pid_t *childpid,struct song *my_song)
{pid_t pid;int ret;/*创建子进程*/pid = fork();if(pid > 0){*childpid = pid;play_flag = 1;sleep(1);/*把孙子进程的pid传给父进程*/memcpy(&gradchild,p_addr,sizeof(pid_t));}else if(0 == pid){ /*子进程播放MP3函数*/play(my_song);}
}
/*************************************************
Function name: my_pause
Parameter : pid_t
Description : 暂停函数
Return : void
Argument : void
**************************************************/
void my_pause(pid_t pid)
{printf("=======================PAUSE!PRESS K1 TO CONTINUE===================\n");kill(pid,SIGSTOP); //对孙子进程发送SKGSTOP信号play_flag = 0;
}/*************************************************
Function name: my_pause
Parameter : pid_t
Description : 停止播放函数
Return : void
Argument : void
**************************************************/
void my_stop(pid_t g_pid)
{printf("=======================STOP!PRESS K1 TO START PLAY===================\n");kill(g_pid,SIGKILL); //对孙子进程发送SKGKILL信号kill(pid,SIGKILL); //对子进程发送SKGKILL信号first_key=1;}/*************************************************
Function name: conti_play
Parameter : pid_t
Description : 继续函数
Return : void
Argument : void
**************************************************/
void conti_play(pid_t pid)
{printf("===============================CONTINUE=============================\n");kill(pid,SIGCONT); //对孙子进程发送SIGCONT信号play_flag=1;
}/*************************************************
Function name: next
Parameter : pid_t
Description : 下一首函数
Return : void
Argument : void
**************************************************/
void next(pid_t next_pid)
{struct song *nextsong;printf("===============================NEXT MP3=============================\n");/*从共享内存获得孙子进程播放歌曲的节点指针*/memcpy(&nextsong,p_addr + sizeof(pid_t)+1,4);/*指向下首歌曲的节点*/nextsong = nextsong->next;/*杀死当前歌曲播放的子进程，孙子进程*/kill(pid,SIGKILL);kill(next_pid,SIGKILL);wait(NULL);startplay(&pid,nextsong);
}/*************************************************
Function name: prev
Parameter : pid_t
Description : 上一首函数
Return : void
Argument : void
Autor & date : yuanhui 09.12.08
**************************************************/
void prev(pid_t prev_pid)
{struct song *prevsong;/*从共享内存获得孙子进程播放歌曲的节点指针*/printf("===============================PRIOR MP3=============================\n");memcpy(&prevsong,p_addr + sizeof(pid_t)+1,4);/*指向上首歌曲的节点*/prevsong = prevsong->prev;/*杀死当前歌曲播放的子进程，孙子进程*/kill(pid,SIGKILL);kill(prev_pid,SIGKILL);wait(NULL);startplay(&pid,prevsong);
}/*************************************************
Function name: main
Parameter : void
Description : 主函数
Return : int
Argument : void
**************************************************/
int main(void)
{int buttons_fd;int key_value;struct song *head;/*打开设备文件*/buttons_fd = open("/dev/button", 0);if (buttons_fd < 0) {perror("open device buttons");exit(1);}/*创建播放列表*/head = creat_song_list();printf("===================================OPTION=======================================\n\n\n\n");printf(" K1:START/PAUSE K2:STOP K3:NEXT K4:PRIOR\n\n\n\n");printf("================================================================================\n");/*共享内存：用于存放子进程ID，播放列表位置*/if((shmid = shmget(IPC_PRIVATE,5,PERM))== -1)exit(1);p_addr = shmat(shmid,0,0);memset(p_addr,'\0',1024);while(1) {fd_set rds;int ret;FD_ZERO(&rds);FD_SET(buttons_fd, &rds);/*监听获取键值*/ret = select(buttons_fd + 1, &rds, NULL, NULL, NULL);if (ret < 0) {perror("select");exit(1);}if (ret == 0) printf("Timeout.\n");else if (FD_ISSET(buttons_fd, &rds)){int ret = read(buttons_fd, &key_value, sizeof key_value);if (ret != sizeof key_value) {if (errno != EAGAIN)perror("read buttons\n");continue;} else{//printf("buttons_value: %d\n", key_value+1);/*首次播放，必须是按键1*/if(first_key){switch(key_value){ case KEY1:startplay(&pid,head);first_key=0;break;case KEY2:case KEY3:case KEY4:printf("=======================PRESS K1 TO START PLAY===================\n");break;default:printf("=======================PRESS K1 TO START PLAY===================\n");break;} //end switch}//end if(first_key)/*若不是首次播放，则根据不同键值处理*/else if(!first_key){switch(key_value){case KEY1://printf("play_flag:%d\n",play_flag);if(play_flag)my_pause(gradchild);elseconti_play(gradchild);break;case KEY2:my_stop(gradchild);break;case KEY3:next(gradchild);break;case KEY4:prev(gradchild);break;} //end switch}//end if(!first_key)}}}close(buttons_fd);return 0;
}从main函数入手看，该程序首先打开我们的按键设备。然后创建播放列表，再分配一段共享内存并初始化（用于存放子进程ID，播放列表位置)。然后通过select函数监听按键，通过播放标记first_key判断是否第一次播放，若first_key=1，则调用startplay（）函数并把，first_key设为0，然后程序开始播放。
用交叉编译器编译完成后，把它下载到开发板上就可以运行了。注意，先得在开发板上下载好你的歌曲，需要提前把名字改为英文，然后创建文件夹，把歌曲放在一个文件夹下。比如我在根目录下创建了一个/mp3目录，/mp3目录下建了一个song目录，并把歌曲下载到song目录下，所以我的歌曲目录就为/mp3/song/，然后把madplay工具放在/mp3目录下，总之，打开的目录一定要对。
主要函数分析：
一、创建双向循环链表：
struct song *creat_song_list(void)
{ FILE *fd;size_t size;size_t len;char *line = NULL;struct song *head;struct song *p1;struct song *p2;system("ls /mp3/song > song_list");fd = fopen("song_list","r");p1 = (struct song *)malloc(sizeof(struct song));printf("==================================song list=====================================\n");system("ls /mp3/song"); printf("\n");printf("================================================================================\n");size = getline(&line,&len,fd);strncpy(p1->songname,line,strlen(line));head = p1;while((size = getline(&line,&len,fd)) != -1){ p2 = p1;p1 = (struct song *)malloc(sizeof(struct song));strncpy(p1->songname,line,strlen(line));p2->next = p1;p1->prev = p2; }p1->next = head;head->prev = p1;p1 = NULL;p2 = NULL;system("rm -rf song_list");return head;
}（1）system("ls /mp3/song > song_list");这里相当于execl()函数，用于执行系统命令，将/mp3/song下的内容重定向的song_list中。如果没有指定重定向到哪，就默认打印到屏幕上。
（2）size = getline(&line,&len,fd);其中fd是FILE数据结构，用于表示一个文件,和文件描述符类似。fd=fopen("song_list","w");这就是说读取song_list文件的数据，将其一行的首地址给&line，line保存读到的文本，len为要读的文件的大小，fd代表文件指针。fd=fopen("song_list","w");其实就是以写的方式打开文件，并返回文件指针给fd，但是这个Line是保存的是一行内容，需要调节指针不断读取文件才能读整个文件的内容。
（3）创建双向循环列表：
因为歌曲需要实现上一首和下一首，所以链表能够前后访问。双向链表拥有头节点和尾节点。
struct song //创建一个双向链表
{char songname[64];struct song *prev;struct song *next;
}; struct song *head; //分别定义song的结构体struct song *p1;struct song *p2; p2 = p1;p1 = (struct song *)malloc(sizeof(struct song));strncpy(p1->songname,line,strlen(line));p2->next = p1;p1->prev = p2; 头结点head相当于数组中的首地址，可以通过传参head来访问该链表。
二、开始播放函数：
void startplay(pid_t *childpid,struct song *my_song)
{pid_t pid;int ret;/*创建子进程*/pid = fork();if(pid > 0){*childpid = pid;play_flag = 1;sleep(1);/*把孙子进程的pid传给父进程*/memcpy(&gradchild,p_addr,sizeof(pid_t));}else if(0 == pid){ /*子进程播放MP3函数*/play(my_song);}
}（1）函数调用在main中：
startplay(&pid,head);这里head是双向链表的返回值，也是它的头节点，相当于首地址。
（2）fork()函数：
fork（）函数通过系统调用创建一个与原来进程几乎完全相同的进程，也就是两个进程可以做完全相同的事，但如果初始参数或者传入的变量不同，两个进程也可以做不同的事。
一个进程调用fork（）函数后，系统先给新的进程分配资源，例如存储数据和代码的空间。然后把原来的进程的所有值都复制到新的新进程中，只有少数值与原来的进程的值不同。相当于克隆了一个自己。
fork调用的一个奇妙之处就是它仅仅被调用一次，却能够返回两次，它可能有三种不同的返回值：
- 在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID；
- 在子进程中，fork返回0；
- 如果出现错误，fork返回一个负值；
知道fork()函数使用后，我们就可以开始分析这段代码了。首先，创建了一个子进程（克隆一个自己），因为返回值有两次，所以父进程和子进程各做各的事，因为父进程睡眠了1秒。所以子进程就优先完成了调用play函数的工作。接下来我们就来看看play函数。
二、play函数：
void play(struct song *currentsong)
{pid_t fd;char *c_addr;char *p;int len;char my_song[64]="/mp3/song/"; //指定歌曲存放路径，最后的“/”不能少while(currentsong){/*创建子进程，即孙子进程*/fd = fork();if(fd == -1){ perror("fork");exit(1);}else if(fd == 0){/*把歌曲名加上根路径*/strcat(my_song,currentsong->songname);p = my_song;len = strlen(p);/*去掉文件名最后的'\n'*/my_song[len-1]='\0';printf("THIS SONG IS %s\n",my_song);execl("/mp3/madplay","madplay",my_song,NULL);printf("\n\n\n");}else{/*内存映射*/c_addr = shmat(shmid,0,0);/*把孙子进程的id和当前播放歌曲的节点指针传入共享内存*/memcpy(c_addr,&fd,sizeof(pid_t));memcpy(c_addr + sizeof(pid_t)+1,¤tsong,4);/*使用wait阻塞孙子进程，直到孙子进程播放完才能被唤醒；当被唤醒时，表示播放MP3期间没有按键按下，则继续顺序播放下一首MP3*/if(fd == wait(NULL)){currentsong = currentsong->next;printf("THE NEXT SONG IS %s\n",currentsong->songname);}}}
}因为执行该函数之前先执行startplay()函数， startplay函数已经创建了一个子进程，本函数由子进程执行过程中调用，所以本函数创建的子进程就 相当于孙进程了。
然后孙进程要做的事就是播放当前的歌曲。而子进程则映射了一段内存，把孙进程的id和当前的歌曲节点指针放入该内存，然后用wait（）函数阻塞孙进程，直到孙进程播放结束后才能唤醒，当前歌曲指针指向下一首歌。
（1）内存映射 void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
shmat()是用来允许本进程访问一块共享内存的函数。
第一个参数：shmget返回的标识符，
第二个参数：如果 shmaddr 是NULL，系统将自动选择一个合适的地址！ 如果shmaddr不是NULL 并且没有指定SHM_RND 则此段连接到addr所指定的地址上 如果shmaddr非0 并且指定了SHM_RND 则此段连接到shmaddr -(shmaddr mod SHMLAB)所表示的地址上.SHM_RND命令的意思是取整,SHMLAB的意思是低边界地址的倍数，它总是2的乘方。该算式是将地址向下取最近一个 SHMLAB的倍数。除非只计划在一种硬件上运行应用程序（这在当今是不大可能的），否则不用指定共享段所连接到的地址。所以一般应指定shmaddr为0，以便由内核选择地址。
第三个参数：如果在flag中指定了SHM_RDONLY位,则以只读方式连接此段，否则以读写的方式连接此段shmat返回值是该段所连接的实际地址 如果出错返回-1
（2） wait（等待子进程中断或结束）
当一个进程正常或异常终止时，内核就向其父进程发送SIGCHLD信号。因为子进程终止是个异步事件，这种信号也是内核向父进程发的异步通知。父进程可以忽略该信号，或者提供一个该信号发生时即被调用执行的函数(信号处理程序)。
父进程同步等待子进程退出时则调用wait函数，此时父进程可能会有如下三种情形：
① 阻塞(如果其所有子进程都还在运行)。
② 带回子进程的终止状态立即返回(如果已有一个子进程终止，正等待父进程取其终止状态)。
③ 出错立即返回(如果它没有任何子进程)。
（3）execl（）函数：
execl("/mp3/madplay","madplay",my_song,NULL);第一个参数为命令的路径，第二个参数为命名的名字，后面跟的是参数（可以为多个），NULL表示结尾。
三、暂停函数：
void my_pause(pid_t pid)
{printf("=======================PAUSE!PRESS K1 TO CONTINUE===================\n");kill(pid,SIGSTOP); //对孙子进程发送SKGSTOP信号play_flag = 0;
}该函数调用了kill函数，发送信号将子进程暂停，并把播放标志设置为0 。my_stop（），conti_play（）的用法与之类似。
（1） my_pause(gradchild); //调用该函数（2）SIGKILL和SIGSTOP的区别
SIGKILL提供给管理员杀死进程的权利，SIGSTOP提供给管理员暂停进程的权利， 所以这两个信号不能被忽略和重定义。
（3）int kill(pid_t pid, int sig);
函数说明：kill()可以用来送参数sig 指定的信号给参数pid 指定的进程。参数pid 有几种情况：
- pid>0 将信号传给进程识别码为pid 的进程.
- pid=0 将信号传给和目前进程相同进程组的所有进程
- pid=-1 将信号广播传送给系统内所有的进程
- pid<0 将信号传给进程组识别码为pid 绝对值的所有进程参数 sig 代表的信号编号可参考附录D
返回值：执行成功则返回0, 如果有错误则返回-1.
错误代码：
1、EINVAL 参数sig 不合法
2、ESRCH 参数pid 所指定的进程或进程组不存在
3、EPERM 权限不够无法传送信号给指定进程
四、切换到下一曲 void next（）函数：
void next(pid_t next_pid)
{struct song *nextsong;printf("===============================NEXT MP3=============================\n");/*从共享内存获得孙子进程播放歌曲的节点指针*/memcpy(&nextsong,p_addr + sizeof(pid_t)+1,4);/*指向下首歌曲的节点*/nextsong = nextsong->next;/*杀死当前歌曲播放的子进程，孙子进程*/kill(pid,SIGKILL);kill(next_pid,SIGKILL);wait(NULL);startplay(&pid,nextsong);
}这里重点是将从共享内存获得孙子进程播放歌曲的节点指针，将指针指向下首歌曲的节点，然后停止当前进程，等待子进程退出，再进行下一轮播放。切换到上一首歌曲的函数和该函数类似，只需要将指针指向前驱即可。
五、memcpy（）函数
void *memcpy(void*dest, const void *src, size_t n);
功能：从源src所指的内存地址的起始位置开始，拷贝n个字节的数据到目标dest所指的内存地址的起始位置中。
1）src和dest所指内存区域不能重叠，函数返回指向dest的指针。如果src和dest以任何形式出现了重叠，它的结果是未定义的。
2）与strcpy相比，memcpy遇到’\0’不结束，而且一定会复制完n个字节。只要保证src开始有n字节的有效数据，dest开始有n字节内存空间就行。
3）如果目标数组本身已有数据，执行memcpy之后，将覆盖原有数据（最多覆盖n个）。如果要追加数据，则每次执行memcpy()后，要将目标地址增加到要追加数据的地址。
4）source和destin都不一定是数组，任意的可读写的空间均可。
关于 shmget()和shmat()函数的用法可参考原博客：
本文参考博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_95268f5001016gnf.html
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