Linux驱动中的红外遥控子系统

本文主要讲解Linux驱动中的红外遥控子系统

红外遥控子系统

Linux 内核中仍然保留并持续维护红外遥控（IR Remote Control）子系统，它是 Linux 媒体子系统（Media Subsystem）的核心组成部分之一，并非废弃功能，且在嵌入式、工控、消费电子等场景中广泛应用。

一、子系统的核心定位与现状

• 归属与代码路径 核心代码位于内核 drivers/media/rc/ 目录下（Linux 2.6 + 至今均存在，最新 6.x/7.x 内核仍在迭代），依赖 CONFIG_RC_CORE 配置项开启，是 Linux 统一管理红外遥控设备（接收器 / 发射器）的标准框架。

• 维护状态该子系统由 Linux Media Maintainer 团队（如 Hans Verkuil、Mauro Carvalho Chehab）持续维护，近年还在迭代：

  • 新增对更多红外协议的支持（如 RC-MM、Apple Remote）；
  • 优化与 Input 子系统、设备树（DT）的适配；
  • 支持基于 GPIO/PCI/USB 等不同硬件形态的红外设备。

• 核心能力依然覆盖红外遥控的全流程：

  • 硬件抽象：封装红外接收 / 发射硬件（GPIO 红外模块、专用红外芯片如 Cirrus Logic CX23885）；
  • 协议解码 / 编码：支持 NEC、RC5/RC6、Sony、JVC 等主流红外协议；
  • 事件上报：将红外按键事件转换为标准 Input 子系统事件（如KEY_POWER），用户空间可通过/dev/input/eventX或/dev/rcX访问；
  • 设备树适配：支持通过 DT 配置红外设备的 GPIO、载波频率、协议等参数。

二、启用与验证方法

1. 内核配置（开启子系统）

编译内核时需开启以下关键配置（以 menuconfig 为例）：

Device Drivers →
  Multimedia support →
    Remote Controller support (RC_CORE [=y]) →
      <*> Remote controller core support
      <*>   IR raw decoder/encoder support
      <*>   IR protocol decoders (如NEC、RC5/RC6、Sony等)
      <*>   IR transmitter support (如需红外发射功能)
      <*>   GPIO IR receiver/transmitter support (GPIO红外模块必选)

2. 验证子系统是否工作

• 查看已加载的红外设备 ：

  ls /dev/rc*  # 输出/dev/rc0、/dev/rc1等，代表红外设备已注册
  ls /sys/class/rc/  # 查看红外设备的sysfs节点

• 查看红外事件 ：

  evtest /dev/input/eventX  # 替换X为红外设备对应的event号，按遥控按键可看到事件输出

• 查看支持的协议 ：

  cat /sys/class/rc/rc0/protocols  # 输出当前支持的红外协议（如nec rc6）

三、典型应用场景

1. 嵌入式设备：树莓派、STM32/ARM 工控板通过 GPIO 红外模块（如 HS0038 接收器、红外 LED 发射器），基于该子系统实现遥控功能；
2. 机顶盒 / 电视棒：如 Android TV、树莓派电视盒子，依赖该子系统处理红外遥控；
3. 工控 / 车载系统：Linux 车载系统通过红外遥控子系统适配车载红外设备；
4. USB 红外适配器：USB 红外遥控棒（如 ITE IT8772）接入 Linux 主机后，自动适配该子系统。

四、常见误区："子系统是否被替代？"

• 不存在 "替代" 说法：红外遥控子系统是 Linux 处理红外设备的唯一标准框架，没有其他内核子系统替代它；
• 仅部分小众场景（如极简嵌入式）会直接操作 GPIO 模拟红外协议，但这并非 "替代子系统"，而是绕开框架的极简实现（无通用性）。

总结

Linux 红外遥控子系统不仅存在，且是处理红外遥控设备的标准、主流方案，适用于绝大多数 Linux 系统（桌面、嵌入式、工控）。只要你的硬件是红外遥控相关设备（接收器 / 发射器），基于该子系统开发驱动 / 应用是最合规、可移植的选择。
drivers/media这个目录是啥？

drivers/media/ 是 Linux 内核中多媒体子系统（Linux Media Subsystem） 的核心代码目录，负责管理所有与音视频、图像、红外遥控相关的硬件设备驱动，是 Linux 统一管理多媒体硬件的标准化框架，覆盖从嵌入式到桌面 / 服务器的全场景多媒体设备。

一、核心定位与设计目标

• 归属 ：Linux 内核设备驱动层（drivers/），由 Linux Media Maintainers 社区维护；
• 核心目标：提供统一的硬件抽象层（HAL），让不同厂商的多媒体设备（如摄像头、电视卡、红外遥控）遵循相同的内核接口，降低驱动开发和应用层适配成本；
• 关键特性：兼容 V4L2（Video for Linux 2）、DVB（数字电视）、RC（红外遥控）等核心子规范，是 Linux 处理音视频采集 / 输出、红外控制的 "统一入口"。

二、目录结构与核心子模块

drivers/media/ 内部按设备类型拆分，核心子目录如下（基于 Linux 6.x/7.x 内核）：

子目录	核心功能	典型设备 / 文件
rc/	红外遥控（Remote Control）子系统	红外接收器 / 发射器驱动（如 gpio-ir.c）、协议解码（ir-nec-decoder.c）、struct rc_dev 核心定义
video/	视频设备驱动（V4L2 核心）	摄像头（UVC USB 摄像头、CSI 摄像头）、视频采集卡、视频编码 / 解码芯片（如 v4l2-dev.c、videobuf2/ 缓冲区管理）
dvb/	数字电视（Digital Video Broadcasting）	卫星 / 有线 / 地面数字电视接收卡、DVB 协议栈（如 dvb-core.c、frontends/ 调谐器驱动）
radio/	射频 / 广播设备	调频收音机、软件无线电（SDR）设备驱动
usb/	USB 多媒体设备	USB 摄像头（uvcvideo）、USB 电视棒、USB 红外适配器
pci/	PCI/PCIe 多媒体设备	台式机视频采集卡（如 CX23885）、PCIe 电视卡
i2c/	I2C 接口多媒体外设	摄像头传感器（如 OV5640）、音视频解码芯片（如 TW9910）
common/	多媒体子系统通用工具	共享的缓冲区管理、设备树适配、事件上报接口
platform/	平台总线多媒体设备	嵌入式 SoC 内置的多媒体控制器（如树莓派 CSI/DSI、ARM SoC 的视频编码模块）

三、核心子系统与关键规范

drivers/media/ 封装了多个核心子系统，其中最常用的是：

V4L2（Video for Linux 2）

• 核心文件：video/v4l2-dev.c、video/v4l2-ioctl.c；
• 作用：统一管理视频采集 / 输出设备（摄像头、视频卡），提供标准的 ioctl 接口（如 VIDIOC_QUERYCAP、VIDIOC_STREAMON），应用层可通过 /dev/videoX 访问；

RC（Remote Control）

• 核心文件：rc/rc-core.c、rc/ir-nec-decoder.c；
• 作用：管理红外遥控设备，如前文提到的 struct rc_dev 就定义在此；

DVB

• 核心文件：dvb/dvb-core.c；
• 作用：支持数字电视接收设备，兼容 DVB-T/C/S 等标准。

四、典型使用场景

1. 嵌入式摄像头 ：树莓派 / ARM 开发板的 CSI 摄像头，驱动位于 media/i2c/，通过 V4L2 接口提供视频采集；
2. USB 摄像头 ：普通 USB 摄像头的驱动 uvcvideo 位于 media/usb/uvc/，是 V4L2 的经典实现；
3. 红外遥控 ：GPIO 红外接收器驱动位于 media/rc/gpio-ir.c，依赖 RC 子系统上报按键事件；
4. 电视卡 / 电视棒 ：USB 数字电视棒驱动位于 media/usb/dvb-usb/，兼容 DVB 标准。

五、内核配置关联

编译内核时，需开启 CONFIG_MEDIA_SUPPORT（多媒体总开关），再按需开启子模块：

Device Drivers →
  Multimedia support (MEDIA_SUPPORT [=y]) →
    # 按需选择子模块：
    Video capture adapters (V4L2核心)
    Remote Controller support (红外遥控)
    Digital Video Broadcasting (DVB)
    Media USB Adapters (USB多媒体设备)

总结

drivers/media/ 是 Linux 多媒体硬件的 "总管家"，涵盖视频、音频、红外、数字电视等所有多媒体设备的驱动框架，是嵌入式 / 桌面 Linux 开发中处理摄像头、红外遥控、电视卡等设备的核心依赖。
为什么红外会归类在多媒体子系统里面？

红外遥控（RC）归类到 Linux 多媒体（Media）子系统，核心是历史依赖、硬件集成、功能协同、框架复用四大原因，并非单纯的分类问题，而是内核架构演进与实际应用需求的必然选择。以下从技术与历史角度详细说明：

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一、历史起源：从电视卡到统一框架

1. 最初的硬件绑定早期红外遥控的核心应用场景是电视卡、视频采集卡（如 CX23885）------ 这些设备本身就是多媒体设备，红外接收器常作为板载附属模块出厂。当时内核中没有独立的 "遥控子系统"，红外驱动自然与视频采集、DVB（数字电视）驱动一起放在多媒体代码路径下，形成 "多媒体设备 + 遥控" 的绑定开发模式。
2. 子系统整合与标准化 2000 年后 LinuxTV 项目推动多媒体子系统统一，将分散的视频、DVB、遥控等功能整合到drivers/media/，并引入RC_CORE作为红外遥控的核心框架，替代早期用户态 LIRC 的碎片化实现，形成内核态统一管理的规范。

二、硬件与功能的强耦合性

1. 物理集成 多数红外接收器并非独立外设，而是与多媒体硬件（电视卡、机顶盒芯片、摄像头模组）物理集成或共享总线（I2C/SPI），例如：
   • 电视卡的红外接收器与调谐器、视频解码器共用 PCIe/USB 接口与中断；
   • 嵌入式 SoC 的红外模块与多媒体控制器（如 CSI/DSI）共享 GPIO 或 DMA 资源。
2. 功能协同 红外遥控的核心用途是控制多媒体设备 （电视、机顶盒、投影仪、播放器），其按键事件（如KEY_POWER、KEY_VOLUMEUP）与多媒体操作强关联，需与 V4L2/DVB 子系统协同工作（如遥控唤醒视频采集、切换频道）。

三、内核框架复用：避免重复造轮子

多媒体子系统提供的核心能力，恰好适配红外遥控的需求，无需重新设计独立框架：

复用能力	红外遥控的应用场景
统一设备模型	复用media_device与entity架构，抽象红外接收器 / 发射器为标准设备节点（/dev/rcX）
协议处理框架	直接复用多媒体子系统的协议解码 / 编码逻辑，支持 NEC、RC5/RC6 等红外协议，无需单独开发协议栈The Linux Kernel Archives
事件上报机制	借助 Input 子系统接口，将红外按键事件转为标准KEY_*事件，应用层通过/dev/input/eventX统一读取
缓冲区管理	复用videobuf2等通用缓冲区机制，处理红外原始脉冲数据（raw IR）的采集与传输
设备树适配	共享多媒体子系统的 DT 绑定规范（如rc.yaml），统一配置 GPIO、载波频率、协议等参数

四、与 IrDA 的区别：避免子系统混淆

需要注意，红外遥控（RC）与红外数据通信（IrDA，用于设备间文件传输）是完全独立的功能：

• IrDA ：属于net/irda/目录，归网络子系统，核心是数据传输（如 IrCOMM、IrOBEX 协议）；
• RC 红外遥控 ：属于media/rc/，归多媒体子系统，核心是按键事件处理，二者定位不同，避免功能冲突。

五、统一管理的优势

1. 降低维护成本：由 Linux Media Maintainer 团队统一维护，避免跨子系统协调；
2. 驱动开发高效：开发者可直接复用多媒体子系统的硬件抽象、电源管理、中断处理等代码；
3. 应用层兼容 ：用户态通过/dev/rcX或/dev/input/eventX访问，无需适配不同子系统的接口。

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总结

红外遥控归类到多媒体子系统，是历史路径、硬件集成、功能协同、框架复用共同作用的结果，而非随意分类。这种架构既符合 "控制多媒体设备" 的核心场景，又能复用成熟的内核框架，是 Linux 内核中 "高内聚、低耦合" 设计理念的典型体现。
LIRC是啥意思？

LIRC 是 Linux Infrared Remote Control 的缩写，中文译为 Linux 红外遥控工具集 ，是一套用于在 Linux 系统上处理红外遥控信号的用户态工具链 + 驱动框架，也是早期 Linux 红外遥控领域的主流解决方案。

一、LIRC 的核心定位与作用

核心功能

• 红外信号的接收与发射：支持各类红外接收器（如 GPIO 红外模块、USB 红外棒）和发射器，能采集原始红外脉冲数据，也能将编码后的信号转为红外光发射。
• 协议解码与编码：内置对 NEC、RC5、RC6、Sony 等主流红外协议的支持，可将原始脉冲数据解析为按键码，也能将按键码编码为红外脉冲。
• 按键映射与事件转发 ：通过配置文件将红外按键码映射为系统按键事件（如 KEY_POWER），或转发给特定应用（如媒体播放器、机顶盒程序）。

与内核红外遥控子系统（rc-core）的关系 两者是 "用户态工具" 与 "内核态框架" 的互补关系，也存在一定的演进替代关系：

特性	LIRC	内核 rc-core 子系统
运行层级	用户态（用户空间程序）	内核态（内核驱动框架）
核心依赖	可直接操作硬件，或依赖内核驱动	内核原生框架，与 Input 子系统深度整合
设备节点	/dev/lircX	/dev/rcX + /dev/input/eventX
演进趋势	早期主流方案，目前多用于老旧设备或特殊场景	现代 Linux 红外遥控的标准框架，逐步替代 LIRC

二、LIRC 的典型组成

• 内核驱动模块 早期 LIRC 提供了一批内核驱动（如 lirc_gpio、lirc_serial），用于适配各类红外硬件，直接操作 GPIO、串口等接口采集 / 发射红外信号，生成 /dev/lircX 设备节点。
• 用户态工具
  • irw：监听红外按键事件，打印按键码与协议信息，用于调试。
  • irrecord：录制红外遥控的按键信号，生成自定义按键映射配置文件（.lircrc）。
  • irsend：发送红外信号，可模拟遥控器按键操作。
  • mode2：查看红外原始脉冲数据（脉冲 / 间隙时长），用于协议分析。
• 配置文件
  • /etc/lirc/lircd.conf：全局硬件与协议配置，定义红外设备的参数（如载波频率、采样率）。
  • ~/.lircrc：用户自定义按键映射，指定某按键码对应触发的系统动作或应用命令。

三、LIRC 的适用场景

1. 老旧硬件 / 系统 ：对于没有内核 rc-core 支持的老式红外设备（如串口红外模块），LIRC 是唯一可行的方案。
2. 自定义协议需求 ：当需要处理小众红外协议，而内核 rc-core 未支持时，可通过 LIRC 直接解析原始脉冲数据，实现自定义解码。
3. 特定应用适配：部分老旧媒体应用（如早期 Kodi 版本）仅支持 LIRC 接口，需依赖 LIRC 转发红外事件。

四、LIRC 与内核 rc-core 的选择建议

• 新设备 / 现代系统 ：优先使用内核 rc-core 子系统，无需额外安装 LIRC，直接通过 Input 子系统获取标准按键事件，兼容性更好。
• 老旧设备 / 特殊协议：使用 LIRC，借助其用户态工具链实现灵活的红外信号处理。

相关目录和文件

红外子系统涉及到的目录和文件？

Linux 红外遥控（RC）子系统的核心代码集中在 drivers/media/rc/ 目录下，同时关联内核其他目录的通用组件（如 Input 子系统、设备树绑定）。以下是按功能分类的核心目录 + 关键文件，覆盖从驱动框架、协议解码到硬件适配的全链路（基于 Linux 6.x/7.x 内核）：

一、核心目录结构（按功能划分）

目录路径	核心功能	关键说明
drivers/media/rc/	红外遥控子系统核心	包含框架、协议、硬件驱动、工具函数
drivers/media/rc/keymaps/	红外按键映射表	预设不同遥控器的按键码映射（如 NEC/RC6 通用映射）
drivers/media/usb/	USB 红外适配器驱动	如 USB 红外棒（ITE IT8772）、USB 电视棒集成的红外
drivers/media/i2c/	I2C 红外芯片驱动	如专用红外解码芯片（TI IR3688）
drivers/media/platform/	平台总线红外驱动	嵌入式 SoC 内置红外控制器（如树莓派、全志 / 瑞芯微 SoC）
include/media/	头文件定义	红外子系统的公共接口、结构体、宏定义
Documentation/devicetree/bindings/rc/	设备树绑定文档	红外设备的 DT 配置规范（YAML/TXT 格式）
samples/media/rc/	示例代码	红外子系统使用示例（如自定义按键映射、raw 数据处理）

二、核心文件详解（按功能优先级）

1. 子系统框架核心（drivers/media/rc/）

文件名	核心作用	关键内容
rc-core.c	红外子系统主框架	实现 rc_dev 分配 / 注册 / 注销（rc_allocate_device()/rc_register_device()）、设备模型管理、事件上报核心逻辑
rc-main.c	核心工具函数	协议匹配、按键事件转换、sysfs 节点创建（如 /sys/class/rc/rc0/protocols）
rc-raw.c	原始红外数据处理	管理 raw 脉冲 / 间隙数据缓冲区、raw 事件存储与解码触发
rc-input.c	与 Input 子系统联动	将红外按键码转为标准 Input 事件（KEY_POWER/KEY_VOLUMEUP），绑定 input_dev

2. 红外协议解码 / 编码（drivers/media/rc/）

文件名	支持协议	关键说明
ir-nec-decoder.c	NEC 协议（最常用）	解码 NEC 红外脉冲（38kHz 载波、地址码 + 数据码）
ir-rc5-decoder.c	RC5 协议	飞利浦 RC5 协议解码（双向通信、14 位编码）
ir-rc6-decoder.c	RC6 协议	RC6 协议（扩展位、多种子版本）
ir-sony-decoder.c	Sony SIRC 协议	索尼 12/15/20 位编码协议
ir-jvc-decoder.c	JVC 协议	JVC 红外协议（可变长度编码）
ir-raw-event.c	通用 raw 事件处理	脉冲 / 间隙时长解析、协议匹配分发
ir-tx-core.c	红外发射核心	红外发射硬件抽象、编码后数据下发

3. 硬件适配驱动（drivers/media/rc/）

文件名	适配硬件类型	关键说明
gpio-ir.c	GPIO 红外接收器	通用 GPIO 红外接收模块（如 HS0038）驱动，基于中断采集脉冲
gpio-ir-tx.c	GPIO 红外发射器	通用 GPIO 红外发射模块驱动，输出调制后的红外脉冲
rc-loopback.c	环回测试驱动	红外信号环回测试（接收→发射），用于调试
rc-rockchip.c	瑞芯微 SoC 红外	瑞芯微 RK3399/RK3568 内置红外控制器驱动
rc-stm32.c	STM32 红外控制器	STM32 单片机内置红外解码 / 编码外设驱动

4. 按键映射表（drivers/media/rc/keymaps/）

文件名	映射场景	关键说明
rc-map-nec.c	NEC 协议通用映射	将 NEC 按键码（如 0x00ff00ff）映射为 KEY_POWER 等标准码
rc-map-rc6.c	RC6 协议通用映射	RC6 协议按键码与标准输入事件的映射
rc-map-default.c	默认通用映射	未指定映射表时的兜底按键映射
rc-map-sony.c	Sony 协议映射	索尼遥控器专用映射

5. 头文件（include/media/）

头文件路径	核心定义	关键内容
include/media/rc-core.h	核心结构体 / API	struct rc_dev、struct rc_ops、rc_allocate_device() 等核心接口
include/media/rc-protocols.h	协议枚举 / 宏	红外协议枚举（RC_PROTO_NEC/RC_PROTO_RC6）、协议掩码定义
include/media/rc-map.h	按键映射接口	按键映射表的注册 / 注销函数（rc_map_register()）
include/media/ir-raw-event.h	Raw 事件定义	struct rc_raw_event（脉冲 / 间隙事件）、解码回调定义

6. 设备树绑定文档（Documentation/devicetree/bindings/rc/）

文件名	绑定规范	关键说明
rc.yaml	红外设备通用绑定	定义红外设备的 DT 属性（compatible、gpios、carrier-frequency）
gpio-ir-receiver.yaml	GPIO 红外接收器	_GPIO 红外接收模块的 DT 配置规范（如 gpios 指向接收引脚）
gpio-ir-transmitter.yaml	GPIO 红外发射器	GPIO 红外发射模块的 DT 配置（如 tx-gpios、carrier-frequency）
rockchip,ir.yaml	瑞芯微 SoC 红外	瑞芯微内置红外控制器的 DT 绑定

7. 示例代码（samples/media/rc/）

文件名	示例功能	适用场景
rc-example.c	红外设备注册示例	演示如何初始化 rc_dev、绑定协议、上报按键事件
rc-raw-example.c	Raw 数据处理示例	自定义解析红外原始脉冲数据

三、关联的通用子系统文件

红外子系统依赖内核其他通用组件，关键关联文件：

路径	功能	关联点
drivers/input/input.c	Input 子系统核心	红外按键事件最终通过 input_event() 上报
include/linux/input.h	Input 事件定义	标准按键码（KEY_POWER/KEY_OK）定义
drivers/gpio/gpiolib.c	GPIO 子系统	GPIO 红外模块的引脚控制（申请 / 配置中断）

四、快速查找技巧

1. 找核心框架：直接看 rc-core.c（注册 / 注销）、rc-main.c（核心逻辑）；
2. 找协议解码：文件名含 ir-xxx-decoder.c（xxx 为协议名）；
3. 找硬件驱动：按硬件类型（gpio-ir.c/rc-rockchip.c）；
4. 找 DT 配置：Documentation/devicetree/bindings/rc/ 下的 YAML 文件；
5. 找头文件：include/media/rc-*.h 覆盖所有核心接口。

struct rc_dev

struct rc_dev是啥？

struct rc_dev 是 Linux 内核红外遥控（RC）子系统 的核心数据结构，是驱动与内核交互的 "核心载体"------ 它封装了红外遥控设备（接收器 / 发射器）的硬件属性、功能接口、运行状态，并向上对接内核红外子系统、向下关联具体硬件驱动，是整个红外遥控功能的 "总控结构体"。

简单来说：所有红外遥控设备（不管是 GPIO 红外模块、USB 红外棒，还是 SoC 内置红外控制器），在 Linux 内核中都被抽象为一个 struct rc_dev 实例，内核通过操作这个结构体来管理红外设备的全生命周期。

所在位置include/media/rc-core.h

一、核心定位与设计目的

维度	具体说明
所属子系统	drivers/media/rc/（红外遥控子系统），依赖 CONFIG_RC_CORE 内核配置
核心作用	1. 抽象红外设备的硬件能力（支持的协议、载波频率、分辨率）；2. 绑定驱动回调（中断处理、发射控制、参数配置）；3. 向上暴露统一接口（如 /dev/rcX 设备节点）；4. 联动 Input 子系统，将红外按键转为标准输入事件（如 KEY_POWER）
关键关联	依赖 struct input_dev（输入子系统）、struct rc_ops（硬件操作接口）、struct rc_raw_buffer（原始脉冲缓冲区）

二、核心成员（按功能分类，Linux 6.x/7.x 内核）

以下是 struct rc_dev 中最常用的核心字段，按 "硬件属性 - 功能接口 - 运行状态" 分类：

1. 硬件属性（描述设备能力）

成员名	类型	作用说明
name	char[32]	设备名称（如 "gpio-ir-receiver"），用于 sysfs 标识（/sys/class/rc/rc0/name）
driver_name	char[32]	驱动名称（如 "gpio-ir"），关联具体驱动模块
hor_res/ver_res	u32	兼容视频子系统的分辨率（红外设备一般无需设置）
allowed_protocols	u64	支持的红外协议掩码（如 `RC_PROTO_BIT_NEC	RC_PROTO_BIT_RC6`）
tx_carrier	u32	发射载波频率（默认 38000Hz，红外遥控标准载波）
tx_carrier_range	struct rc_carrier_range	发射载波频率范围（如 30k~40kHz）
rx_resolution	u32	接收分辨率（单位 ns，默认 1000ns=1μs，即脉冲采样精度）
rx_filter_size	u32	接收脉冲滤波窗口大小（过滤噪声）

2. 功能接口（绑定驱动回调）

成员名	类型	作用说明
ops	struct rc_ops *	硬件操作接口（核心！绑定中断处理、发射控制、参数配置等回调）
input_dev	struct input_dev *	关联的 Input 子系统设备，红外按键事件最终通过它上报（如 /dev/input/eventX）
raw_decode	bool	是否启用原始脉冲解码（开启后可自定义协议解析）
s_tx_mask	u32	发射掩码（控制多通道发射）

3. 运行状态（记录设备当前状态）

成员名	类型	作用说明
protocol	enum rc_proto	当前激活的红外协议（如 RC_PROTO_NEC）
devno	dev_t	设备号（对应 /dev/rc0 等字符设备节点）
rc_raw	struct rc_raw_buffer	原始红外脉冲缓冲区（存储未解码的脉冲 / 间隙数据）
map_name	const char *	按键映射表名称（如 "rc-map-nec"），关联按键码与标准输入事件
priv	void *	私有数据指针（驱动可存放硬件专属数据，如 GPIO 引脚信息）

三、核心配套结构体：struct rc_ops

rc_dev 的 ops 成员指向 struct rc_ops，是驱动必须实现的 "硬件操作回调集合"，核心定义如下：

struct rc_ops {
    // 【接收】中断处理函数（GPIO红外接收的核心，电平变化时触发）
    irqreturn_t (*irq_handler)(int irq, void *dev_id);
    // 【发射】发送红外数据（输入按键码，输出调制后的脉冲）
    int (*tx_ir)(struct rc_dev *dev, unsigned int *txbuf, unsigned int len);
    // 【配置】设置红外设备参数（如载波频率、协议）
    int (*set_config)(struct rc_dev *dev, struct rc_config *config);
    // 【电源】挂起/恢复设备
    int (*suspend)(struct rc_dev *dev);
    int (*resume)(struct rc_dev *dev);
    // 【解码】自定义原始脉冲解码（替代内核默认协议解析）
    int (*raw_decode)(struct rc_dev *dev, struct rc_raw_event *ev);
};

四、rc_dev 的生命周期（驱动视角）

驱动中使用 rc_dev 的核心流程（以 GPIO 红外接收器为例）：

// 1. 分配rc_dev实例
struct rc_dev *rcdev = rc_allocate_device(RC_DRIVER_IR_RX); // RC_DRIVER_IR_RX=仅接收
if (!rcdev) return -ENOMEM;

// 2. 初始化硬件属性
rcdev->name = "gpio-ir-receiver";
rcdev->allowed_protocols = RC_PROTO_BIT_NEC | RC_PROTO_BIT_RC6;
rcdev->rx_resolution = 1000; // 1μs分辨率
rcdev->map_name = "rc-map-nec"; // 绑定NEC按键映射

// 3. 绑定回调函数
rcdev->ops->irq_handler = gpio_ir_irq_handler; // 中断处理
rcdev->priv = &gpio_ir_data; // 私有数据（GPIO引脚信息）

// 4. 注册到内核（生成/dev/rc0、/dev/input/eventX节点）
int ret = rc_register_device(rcdev);
if (ret) {
    rc_free_device(rcdev); // 注册失败释放
    return ret;
}

// 5. 驱动卸载时注销
rc_unregister_device(rcdev);
rc_free_device(rcdev);

五、关键总结

1. struct rc_dev 是红外设备的 "抽象代表"：不管硬件形态（GPIO/USB/SoC 内置），内核都通过它管理红外设备；
2. 核心价值是 "统一接口"：驱动只需实现 rc_ops 中的硬件回调，无需关心上层事件上报、协议匹配等逻辑；
3. 与 Input 子系统联动：最终红外按键事件通过 input_dev 上报，应用层可通过 evtest 等工具直接读取，无需适配不同硬件。

不同版本略有差异，但总体是类似的。

收发功能流程

想熟悉一个gpio红外设备的收发功能实现，要怎么看？

要熟悉 Linux 内核中 GPIO 红外设备（接收 + 发射）的收发功能实现，核心是按 "硬件驱动→子系统框架→协议编解码→事件交互" 的链路拆解，从代码入口到关键逻辑逐步深挖。以下是分步骤的学习路径，结合具体文件、核心函数和调试方法，覆盖接收（RX）和发射（TX）全流程：

前置准备

1. 确定核心文件 ：GPIO 红外的核心驱动是 drivers/media/rc/gpio-ir.c（接收）和 drivers/media/rc/gpio-ir-tx.c（发射），先定位这两个文件；
2. 内核配置 ：确保开启 CONFIG_RC_CORE、CONFIG_GPIO_IR、CONFIG_GPIO_IR_TX（menuconfig 路径：Device Drivers → Multimedia support → Remote Controller support → GPIO IR receiver/transmitter）；
3. 硬件背景 ：了解 GPIO 红外的基础原理 ------
   • 接收（RX）：红外接收器（如 HS0038）将红外光转为高低电平，通过 GPIO 中断触发，采集脉冲 / 间隙时长；
   • 发射（TX）：通过 GPIO 输出 38kHz（默认）载波调制的高低电平脉冲，模拟红外遥控信号。

第一步：先看 GPIO 红外接收（RX）的实现（核心：gpio-ir.c）

接收是红外功能的基础，先吃透 RX 再看 TX，逻辑更顺。

1. 驱动入口与设备注册（gpio-ir.c）

// 1. 驱动模块入口（平台驱动/设备树匹配）
static struct platform_driver gpio_ir_driver = {
    .probe      = gpio_ir_probe,  // 设备匹配成功后执行
    .remove     = gpio_ir_remove,
    .driver     = {
        .name   = "gpio-ir-receiver",
        .of_match_table = of_match_ptr(gpio_ir_of_match), // 设备树匹配表
    },
};
module_platform_driver(gpio_ir_driver);

• 关键函数：gpio_ir_probe() ------ 驱动初始化的核心入口，重点看这几步：① GPIO 与中断配置 ：申请红外接收引脚、配置为输入模式、注册中断（上升沿 / 下降沿触发）；② rc_dev 初始化 ：调用 rc_allocate_device() 创建 struct rc_dev，设置支持的协议（如 NEC/RC6）、接收分辨率（默认 1000ns）；③ 绑定回调函数 ：将中断处理函数 gpio_ir_irq_handler 绑定到 rc_dev，注册 rc_dev 到内核；

2. 中断处理（核心：采集红外脉冲）

// 2. 中断处理函数（GPIO电平变化时触发）
static irqreturn_t gpio_ir_irq_handler(int irq, void *dev_id) {
    struct gpio_ir_data *data = dev_id;
    u64 now = ktime_get_ns();  // 获取当前时间（ns）
    bool level = gpiod_get_value(data->gpiod); // 读取GPIO电平

    // 计算脉冲/间隙时长（当前时间 - 上一次中断时间）
    u32 duration = now - data->last_event;
    data->last_event = now;

    // 将脉冲/间隙事件上报给rc子系统（raw事件）
    rc_raw_event_store(&data->rcdev, level, duration);
    rc_raw_event_handle(&data->rcdev); // 触发协议解码

    return IRQ_HANDLED;
}

• 核心逻辑：
  • 每次 GPIO 电平变化（红外信号的 "脉冲"/"间隙"）触发中断，记录电平状态和时长；
  • 通过 rc_raw_event_store() 将原始脉冲 / 间隙数据存入 rc_dev 的缓冲区；
  • 调用 rc_raw_event_handle() 触发子系统的协议解码（如 NEC 协议）。

3. 协议解码与事件上报

• 解码逻辑：rc_raw_event_handle() 会调用 ir-raw-event.c 中的通用解码逻辑，根据脉冲时长匹配协议（如 NEC 的 9ms 引导码 + 4.5ms 间隔）；
• 事件上报：解码出按键码后，通过 rc_keydown()/rc_keyup() 转为 Input 子系统事件（如KEY_POWER），最终上报到/dev/input/eventX。

第二步：再看 GPIO 红外发射（TX）的实现（核心：gpio-ir-tx.c）

发射是接收的反向流程，核心是 "编码协议→生成脉冲→GPIO 输出"。

1. 驱动初始化（gpio-ir-tx.c）

static int gpio_ir_tx_probe(struct platform_device *pdev) {
    // ① 申请GPIO发射引脚（输出模式）
    data->gpiod = devm_gpiod_get(&pdev->dev, "tx", GPIOD_OUT_LOW);
    // ② 初始化rc_dev，设置发射属性（载波频率38000Hz、支持的协议）
    data->rcdev = rc_allocate_device(RC_DRIVER_IR_TX);
    data->rcdev->tx_carrier = 38000;
    data->rcdev->allowed_protocols = RC_PROTO_BIT_NEC;
    // ③ 绑定发射回调函数
    data->rcdev->ops->tx_ir = gpio_ir_tx_tx;
    // ④ 注册rc_dev
    return rc_register_device(data->rcdev);
}

2. 红外发射核心逻辑

// 发射回调函数（上层调用rc_transmit()时触发）
static int gpio_ir_tx_tx(struct rc_dev *dev, unsigned int *txbuf, unsigned int len) {
    struct gpio_ir_tx_data *data = dev->priv;
    // ① 解析txbuf中的按键码，编码为红外脉冲序列（如NEC协议的脉冲/间隙）
    struct ir_raw_event *events;
    int count = ir_encode_raw(dev, txbuf, len, &events); // 协议编码
    // ② 生成38kHz载波调制的电平信号，通过GPIO输出
    gpio_ir_tx_emit(data, events, count);
    // ③ 释放资源
    kfree(events);
    return 0;
}

// 电平输出函数（核心：按脉冲时长翻转GPIO）
static void gpio_ir_tx_emit(struct gpio_ir_tx_data *data, struct ir_raw_event *events, int count) {
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        gpiod_set_value(data->gpiod, events[i].level); // 设置GPIO电平
        udelay(events[i].duration / 1000); // 按时长延时（转为us）
    }
}

• 关键逻辑：
  • 编码：ir_encode_raw() 将按键码（如 0x00ff00ff）转为符合 NEC/RC6 协议的脉冲 / 间隙序列；
  • 调制：通过 GPIO 快速翻转生成 38kHz 载波，叠加到脉冲序列上；
  • 输出：按脉冲时长控制 GPIO 电平，最终发射红外光。

第三步：梳理 "收发" 的核心链路

功能	核心流程	关键函数 / 文件
接收（RX）	硬件中断→采集脉冲→raw 事件存储→协议解码→Input 事件上报	gpio_ir_irq_handler() → rc_raw_event_store() → ir-nec-decoder.c → rc_keydown()
发射（TX）	按键码输入→协议编码→脉冲序列生成→GPIO 电平输出	rc_transmit() → gpio_ir_tx_tx() → ir_encode_raw() → gpio_ir_tx_emit()

第四步：调试验证（动手实操加深理解）

光看代码不够，通过调试能快速定位关键逻辑，推荐这几个方法：

1. 查看设备注册状态

# 查看GPIO红外设备是否注册成功
ls /sys/class/rc/rc0/
cat /sys/class/rc/rc0/protocols  # 查看支持的协议（如nec rc6）
cat /sys/class/rc/rc0/name       # 应显示"gpio-ir-receiver"/"gpio-ir-transmitter"

2. 监听接收事件

evtest /dev/input/eventX  # X为红外设备对应的event号
# 按遥控器按键，会输出如下事件（代表接收成功）：
Event: time 1704361234.567890, type 1 (EV_KEY), code 116 (KEY_POWER), value 1 (按下)
Event: time 1704361234.678901, type 1 (EV_KEY), code 116 (KEY_POWER), value 0 (松开)

3. 测试发射功能

# 安装ir-ctl工具（需编译v4l-utils）
ir-ctl -d /dev/rc0 -s nec:0x00ff00ff  # 发射NEC协议的0x00ff00ff按键码
# 用另一台设备的红外接收器验证是否能收到该信号

4. 内核打印调试

在 gpio-ir.c/gpio-ir-tx.c 的关键函数中添加 pr_debug() 或 printk()，编译内核后查看日志：

dmesg | grep gpio-ir  # 查看接收/发射的脉冲时长、电平状态等日志

第五步：进阶深挖（可选）

如果想更深入，可继续看这些关联逻辑：

1. 协议编解码细节 ：比如 ir-nec-decoder.c 中 NEC 协议的引导码、地址码、数据码解析逻辑；
2. raw 事件处理 ：rc-raw.c 中脉冲时长的校验、协议匹配的优先级；
3. 设备树适配 ：Documentation/devicetree/bindings/rc/gpio-ir-receiver.yaml 中 DT 属性（如gpios、carrier-frequency）如何映射到驱动中；
4. 与 Input 子系统联动 ：rc-input.c 中如何将红外按键码转为标准 Input 事件。

总结

GPIO 红外收发的核心是：

• 接收：中断采集脉冲 + 协议解码 + 事件上报；
• 发射：协议编码 + 载波调制 + GPIO 输出。

先吃透 gpio-ir.c/gpio-ir-tx.c 的 probe、中断 / 发射回调，再结合 rc-core 子系统的框架逻辑（rc-core.c/rc-raw.c），最后通过调试验证，就能完整掌握 GPIO 红外设备的收发实现。

实际使用

gpio红外子系统的发射和接收的使用流程？

GPIO 红外子系统的发射（TX）和接收（RX）使用流程可分为内核驱动层实现 和用户态使用两大维度，前者是驱动开发视角（适配硬件），后者是应用开发视角（调用功能）。以下按 "接收→发射" 的逻辑，结合具体代码、命令和步骤，完整梳理全流程：

前置基础

• 硬件：GPIO 红外接收器（如 HS0038）/ 发射器（红外 LED），已接好 MCU / 开发板的 GPIO 引脚；
• 内核配置：开启 CONFIG_RC_CORE、CONFIG_GPIO_IR（接收）、CONFIG_GPIO_IR_TX（发射）；
• 核心驱动：drivers/media/rc/gpio-ir.c（RX）、drivers/media/rc/gpio-ir-tx.c（TX）；
• 设备节点：驱动注册成功后生成 /dev/rcX（红外核心）、/dev/input/eventX（Input 事件）。

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一、接收（RX）流程（驱动层 + 用户态）

接收是 "硬件中断采集脉冲→内核解码→用户态读取事件" 的过程，分驱动实现和用户态使用两步：

1. 驱动层：GPIO 红外接收的实现流程（核心：gpio-ir.c）

这是驱动开发者需要完成的核心步骤，最终向内核注册红外接收设备：

步骤	核心函数 / 操作	关键逻辑
① 设备树配置（可选）	编写 DT 节点	定义接收 GPIO 引脚、载波频率、支持的协议：dts<br>ir-receiver {<br> compatible = "gpio-ir-receiver";<br> gpios = <&gpio1 2 IRQ_TYPE_EDGE_BOTH>; // 接收引脚，双边沿中断<br> carrier-frequency = <38000>; // 38kHz载波<br>};<br>
② 驱动 probe 初始化	gpio_ir_probe()	1. 申请 GPIO 引脚 + 注册中断（devm_gpiod_get()+devm_request_irq()）；2. 分配rc_dev：rc_allocate_device(RC_DRIVER_IR_RX)；3. 配置rc_dev：设置支持的协议（如 NEC/RC6）、接收分辨率（1000ns）；4. 绑定中断回调：rcdev->ops->irq_handler = gpio_ir_irq_handler；5. 注册设备：rc_register_device(rcdev)。
③ 中断处理（采集脉冲）	gpio_ir_irq_handler()	1. GPIO 电平变化触发中断，读取当前电平（高 / 低）；2. 计算脉冲 / 间隙时长（ktime_get_ns() - 上一次中断时间）；3. 将原始事件存入缓冲区：rc_raw_event_store(rcdev, level, duration)；4. 触发协议解码：rc_raw_event_handle(rcdev)。
④ 内核协议解码	ir-nec-decoder.c等	内核根据脉冲时长匹配协议（如 NEC 的 9ms 引导码 + 4.5ms 间隔），解析出按键码（如 0x00ff00ff）；
⑤ 上报 Input 事件	rc_keydown()/rc_keyup()	将按键码转为标准 Input 事件（如KEY_POWER），通过rcdev->input_dev上报到/dev/input/eventX。

2. 用户态：读取红外接收事件（3 种方式）

应用开发者无需关心底层中断，只需读取内核上报的事件，推荐 3 种常用方式：

方式 1：读取 Input 事件（最通用，推荐）

通过/dev/input/eventX读取标准按键事件，兼容所有红外设备：

// 示例代码：监听红外按键事件
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <linux/input.h>

int main() {
    int fd = open("/dev/input/event2", O_RDONLY); // 替换为实际的eventX
    struct input_event ev;

    while (read(fd, &ev, sizeof(ev)) > 0) {
        if (ev.type == EV_KEY) { // 按键事件
            printf("按键码：%d，状态：%s\n", ev.code, ev.value ? "按下" : "松开");
            // 示例：KEY_POWER=116，可映射为具体操作
            if (ev.code == 116 && ev.value == 1) {
                printf("接收到电源键按下\n");
            }
        }
    }
    close(fd);
    return 0;
}

方式 2：读取原始脉冲数据（自定义协议）

通过/dev/rcX读取未解码的脉冲 / 间隙数据，适用于小众协议解析：

// 示例代码：读取raw红外数据
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <linux/rcraw.h>

int main() {
    int fd = open("/dev/rc0", O_RDONLY);
    struct rc_raw_event ev;

    while (read(fd, &ev, sizeof(ev)) > 0) {
        printf("电平：%d，时长：%uus\n", ev.level, ev.duration / 1000);
        // level=1：脉冲（高电平），level=0：间隙（低电平）
    }
    close(fd);
    return 0;
}

方式 3：使用工具快速验证（调试用）

# 1. 查看红外设备对应的event号
ls /sys/class/rc/rc0/input/eventX  # X为对应的event编号
# 2. 监听事件
evtest /dev/input/eventX
# 按遥控器按键，输出示例：
# Event: time 1704445678.123456, type 1 (EV_KEY), code 116 (KEY_POWER), value 1

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二、发射（TX）流程（驱动层 + 用户态）

发射是 "用户态传入按键码→内核编码→GPIO 输出调制脉冲" 的过程，同样分驱动实现和用户态使用：

1. 驱动层：GPIO 红外发射的实现流程（核心：gpio-ir-tx.c）

步骤	核心函数 / 操作	关键逻辑
① 设备树配置（可选）	编写 DT 节点	定义发射 GPIO 引脚、默认载波频率：dts<br>ir-transmitter {<br> compatible = "gpio-ir-transmitter";<br> gpios = <&gpio1 3 GPIO_ACTIVE_HIGH>; // 发射引脚<br> carrier-frequency = <38000>; // 38kHz载波<br>};<br>
② 驱动 probe 初始化	gpio_ir_tx_probe()	1. 申请 GPIO 引脚（输出模式）：devm_gpiod_get(dev, "tx", GPIOD_OUT_LOW)；2. 分配rc_dev：rc_allocate_device(RC_DRIVER_IR_TX)；3. 配置rc_dev：设置发射载波、支持的协议；4. 绑定发射回调：rcdev->ops->tx_ir = gpio_ir_tx_tx；5. 注册设备：rc_register_device(rcdev)。
③ 接收发射请求（内核）	rc_transmit()	内核接收到用户态的发射请求后，调用rcdev->ops->tx_ir；
④ 协议编码（生成脉冲）	gpio_ir_tx_tx()	1. 将用户态传入的按键码编码为脉冲序列：ir_encode_raw(rcdev, txbuf, len, &events)；2. 生成 38kHz 载波调制的电平信号：gpio_ir_tx_emit(data, events, count)；
⑤ GPIO 输出脉冲	gpio_ir_tx_emit()	按脉冲时长翻转 GPIO 电平，输出调制后的红外信号（如 NEC 协议的引导码 + 地址码 + 数据码）。

2. 用户态：发送红外信号（2 种方式）

方式 1：使用工具快速发射（调试用）

需安装v4l-utils工具（含ir-ctl），支持常见协议（NEC/RC6/Sony）：

# 1. 查看设备支持的协议
ir-ctl -d /dev/rc0 --list-protocols
# 2. 发射NEC协议的按键码（0x00ff00ff）
ir-ctl -d /dev/rc0 -s nec:0x00ff00ff
# 3. 发射RC6协议的按键码
ir-ctl -d /dev/rc0 -s rc6:0x12345678

方式 2：通过 ioctl 编程发射（应用开发）

直接调用RC_IOCTL_TX_SEND ioctl 命令，控制发射逻辑：

// 示例代码：发射NEC协议红外信号
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <linux/rcdevice.h>

int main() {
    int fd = open("/dev/rc0", O_RDWR);
    if (fd < 0) { perror("open"); return -1; }

    // 1. 设置发射协议为NEC
    __u64 protocols = RC_PROTO_BIT_NEC;
    ioctl(fd, RC_IOCTL_SET_PROTOCOLS, &protocols);

    // 2. 准备发射数据（NEC按键码：0x00ff00ff）
    struct rc_tx_request req = {
        .protocol = RC_PROTO_NEC,
        .length = 32, // NEC协议32位
        .tx_data = {0x00, 0xff, 0x00, 0xff}, // 地址码+反码+数据码+反码
    };

    // 3. 发送红外信号
    if (ioctl(fd, RC_IOCTL_TX_SEND, &req) < 0) {
        perror("tx send");
        close(fd);
        return -1;
    }

    close(fd);
    return 0;
}

---

三、关键调试与问题排查

验证设备注册：

ls /sys/class/rc/rc0/  # 存在则注册成功
cat /sys/class/rc/rc0/protocols  # 查看支持的协议
cat /sys/class/rc/rc0/name       # 显示"gpio-ir-receiver"/"gpio-ir-transmitter"

内核日志调试：

dmesg | grep gpio-ir  # 查看驱动加载、中断触发、发射成功的日志

常见问题：

• 接收无事件：检查 GPIO 中断配置（双边沿）、协议是否匹配、硬件接线；
• 发射无信号：检查 GPIO 输出模式、载波频率（默认 38kHz）、协议编码是否正确；
• 解码错误：调整接收分辨率（rx_resolution）、增加滤波（rx_filter_size）。

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四、核心流程总结

功能	核心链路（驱动层→用户态）
接收	GPIO 中断→gpio_ir_irq_handler→rc_raw_event_store→协议解码→rc_keydown→/dev/input/eventX读取
发射	用户态ioctl(RC_IOCTL_TX_SEND)→gpio_ir_tx_tx→ir_encode_raw→gpio_ir_tx_emit→GPIO 输出脉冲

通过以上流程，既能完成 GPIO 红外收发的驱动适配，也能在用户态灵活调用红外功能。如果需要针对某一步骤（如 DT 配置、ioctl 命令）的更细节代码 / 说明，可随时补充。