Геймпад от Sega Mega Drive и Raspberry Pi Часть 1 (подготовительная и трёхкнопочная)

Осень наступила, отцвела капуста, Уже почти середина зимы, а я только закончил с этим возиться. Но всё равно наступило время когда хочется поиграть во, что-нибудь старенькое, под шум метели за окном, например в Соника или червяка Джима. Внизу статьи видос с предварительными результатами.


Если Вы играли на эмуляторе в игры от SMD, то наверно заметили, что самым удобным гейм-падом для этих игр является родной геймпад от SMD. Для большинства остальных приставок, при игре на эмуляторе, вполне можно обойтись тем же геймпадом от Xbox или Logitech, стандарт сформировался примерно в конце 90-х. А вот до конца 90-х, каждый изголялся как мог. Приобрести геймпад от SMD не сложно, и как правило купить его можно там где продают сами клоны приставок, по достаточно демократичной цене, примерно в пределах 300 рублей.
Подключение к Raspberry pi я, как и раньше, организовал при помощи usb шлейфа из списанного корпуса и разъёма DB-9 папа. А выводы GPIO расписал в программе. Геймпад прекрасно работает от 3,3 Вольт.

Как всегда встал вопрос о выборе эмулятора, и наиболее лучшим вариантом стал эмулятор — Picodrive, он оптимизирован для ARM, хорошо структурирован и насколько я понял, он входит в состав сборки RetroPi. Но со сборкой пришлось немного повозиться. Располагается исходный код на сервисе Github, по этому адресу.
Для сборки нам понадобятся 3 составляющие успеха из репозитория автора эмулятора:
1 Сам эмулятор Picodrive;
2 Эмулятор центрального процессора — cyclone68000;
3 И FrontEnd — Libpicofe.
Теперь это всё надо правильно скомпоновать. Распаковываем или не распаковываем Picodrive, в зависимости от того, как скачивали. Теперь открываем директорию с cyclone68000, её содержимое надо скопировать в директорию:

/ваша директория/picodrive-master/cpu/cyclone 

Так же надо поступить с содержимым директории Libpicofe, его содержимое копируется в директорию:

/ваша директория/picodrive-master/platform/libpicofe 

Теперь необходимо выполнить подготовку к сборке:
производим конфигурацию

sudo ./configure 

После того, как конфигурация будет закончена, будет создан файл — config.mak, в нём надо будет найти и изменить некоторые строки. Ниже приведён готовый результат:

AS = arm-linux-as LDLIBS += -L/usr/lib/arm-linux-gnueabihf -lSDL -lasound -lpng  -lm -lz -lwiringPi ARCH = arm PLATFORM = rpi1 

Далее необходимо отредактировать файл — config.h. Он находится в директории:

/ваша директория/picodrive-master/cpu/cyclone 

В нём надо проставить единички в переменных:

#define HAVE_ARMv6                  1 #define CYCLONE_FOR_GENESIS         1 

А теперь программная часть
Как всегда надо было найти место, где обрабатывается информация о нажатых кнопках, понять и простить код и подменить его.
Не нагоняя саспенса сразу скажу, что искомые файлы располагаются в директории:

/ваша директория/picodrive-master/pico/ 

Здесь нас интересуют 3 файла — pico.c, memory.c, memory.h. Наверно можно обойтись меньшим числом, и всё запихать в один, но мне так показалось проще.
И так, в файле pico.c я произвожу инициализацию библиотеки и начальную настройку пинов GPIO.
Сразу приведу часть заголовока файла:

#include "pico_int.h" #include "sound/ym2612.h" #include  #define Data0 3 #define Data1 4 #define Data2 5 #define Data3 12 #define Data4 13 #define Data5 10 #define Select 6 struct Pico Pico; struct PicoMem PicoMem; PicoInterface PicoIn; 

Как видно, задан заголовочник библиотеки WiringPi, и объявлены дефайны, которые пондобятся чуть ниже. Ну например сейчас в функции void PicoInit(void):

void PicoInit(void) { ... ...   PicoDraw2Init();   wiringPiSetup ();   pinMode (Select, OUTPUT);   pinMode (Data0, INPUT);   pinMode (Data1, INPUT);   pinMode (Data2, INPUT);   pinMode (Data3, INPUT);   pinMode (Data4, INPUT);   pinMode (Data5, INPUT);   digitalWrite (Select, HIGH); } 

Это функция инициализации памяти эмулятора (вроде). И вот именно сюда я вставил все настройки выводов GPIO.Вот тут дана распиновка разъёма DB-9

Тут надо сказать, что у геймпада имеется 6 информационных контактов (Data0…Data5), один управляющий (Seleсt), и питание.

Далее, нам эти же определения — define, нужно повторить ещё раз. Это можно сделать как и в memory.h, так и в memory.c. Я выбрал первый вариант. Нет смысла приводить листинг этого.

Вот мы и подбираемся к самому интересному — файлу memory.c. В нём имеются 2 функции с красноречивыми названиями:

static u32 read_pad_3btn(int i, u32 out_bits) static u32 read_pad_6btn(int i, u32 out_bits) 

Названия как бы ненавязчиво намекают на чтение состояния 3-х кнопочных и 6-и кнопочных геймпадов.
Тут надо пояснить, что любой 6-и кнопочный геймпад может работать как 3-х кнопочный. И львиная часть игр работает именно с таким режимом геймпада. В этом режиме, один раз в 16 миллисекунд меняется состояние выхода Select. Когда Select = 0, читаются значения кнопок — UP, DOWN, A, Start. Когда Select = 1 читается состояние кнопок — UP, DOWN, LEFT, RIGHT, B, C. Ниже пример работы этого режима.

Сразу приведу листинг этой функции с изменениями:

static u32 read_pad_3btn(int i, u32 out_bits) {     u32 pad = ~PicoIn.padInt[i]; // Get inverse of pad MXYZ SACB RLDU     u32 value = 0;      if (i == 0 && (out_bits & 0x40)) // TH     {       digitalWrite (Select, HIGH);       delayMicroseconds (20);       value ^= digitalRead(Data0) << 0; //read UP button       value ^= digitalRead(Data1) << 1; //read DOWN button       value ^= digitalRead(Data2) << 2; //read LEFT button       value ^= digitalRead(Data3) << 3; //read RIGHT button       value ^= digitalRead(Data4) << 4; //read B button       value ^= digitalRead(Data5) << 5; //read C button     }     if (i == 0 && !(out_bits & 0x40))     {       digitalWrite (Select, LOW);       delayMicroseconds (20);       value ^= digitalRead(Data0) << 0; //read UP button       value ^= digitalRead(Data1) << 1; //read DOWN button       value ^= digitalRead(Data4) << 4; //read A button       value ^= digitalRead(Data5) << 5; //read Start button     }      if (i == 1 && (out_bits & 0x40))// TH     {     value = pad & 0x3f;                      // ?1CB RLDU     }     if (i == 1 && !(out_bits & 0x40))     {     value = ((pad & 0xc0) >> 2) | (pad & 3); // ?0SA 00DU     }    return value; } 

Здесь i — это номер геймпада, а выражение if (out_bits & 0x40) // TH — как раз отвечает за состояние выхода Select. Стоит обратить внимание, что в эмуляторе состояние кнопок отдаётся в таком же виде, как и в приставке. Нажатая кнопка = 0.

Вот результат работы:

Продолжение в следующей серии, Пип-Пип-Пип.