msg2133触摸屏(TP源代码学习)
msg2133触摸屏(TP源代码学习)
强调：下面的设备指触摸屏
ABS:绝对值
1.input子系统简介
Linux输入设备总类繁杂，常见的包括有按键、键盘、触摸屏、鼠标、摇杆等等，他们本身就是字符设备，而linux内核将这些设备的共同性抽象出来，简化驱动开发建立了一个input子系统。子系统共分为三层，如图1所示。
图1
驱动层和硬件相关，直接捕捉和获取硬件设备的数据信息等（包括触摸屏被按下、按下位置、鼠标移动、键盘按下等等），然后将数据信息报告到核心层。核心层负责连接驱动层和事件处理层，设备驱动(device driver)和处理程序(handler)的注册需要通过核心层来完成，核心层接收来自驱动层的数据信息，并将数据信息选择对应的handler去处理，最终handler将数据复制到用户空间。
所有的inputdevice在注册后会加入一个input_dev_list(输入设备链表)，所有的eventhandler在注册后会加入一个input_handler_list(输入处理程序链表)，这里的list_head主要的作用是作为input_dev_list和input_handler_list的一个节点来保存地址。Input_dev_list和input_handler_list之间的对应关系由input_handle结构体桥接
input_handle是用来关联input_dev和input_handler。为什么用input_handle来关联input_dev和input_handler而不将input_dev和input_handler直接对应呢？因为一个device可以对应多个handler，而一个handler也可处理多个device。就如一个触摸屏设备可以对应event handler也可以对应tseve handler。
input_dev、input_handler、input_handle的关系如下图2所示。
图2
2.触摸屏驱动简介
流程
在Linux中，Input设备用input_dev结构体描述，定义在input.h中。设备的驱动只需按照如下步骤就可实现了。
1).在驱动模块加载函数中设置Input设备支持input子系统的哪些事件；
2).将Input设备注册到input子系统中；
3).在Input设备发生输入操作时(如：键盘被按下/抬起、触摸屏被触摸/抬起/移动、鼠标被移动/单击/抬起时等)，提交所发生的事件及对应的键值/坐标等状态。
2.1 input device的注册
Inputdevice的注册实际上仅仅只有几行代码，因为在input.c中已经将大量的代码封装好了，主需要调用几个关键的函数就能完成对input device的注册。
在xxx_ts.c中预先定义全局变量structinput_devtsdev；然后进入到初始化函数
一个完整input设备系统不仅要有设备，还需要有处理程序input_handler
2.2 input handler的注册
Input_handler是要和用户层打交道的，在evdev.c中直接定义了一个input_handler结构体并初始化了一些内部成员变量。
2.3 数据传递过程
从硬件设备(触摸屏)中获得的数据需要经过input.c选择相应的handler进行处理，最后上报到用户空间。如何从硬件设备(触摸屏)中获得数据，那就得看xxx_ts.c中的代码了，在xxx_ts.c中的源代码是直接和硬件设备相关的。在xxx_ts.c中我们一方面要完成触摸屏设备相关的寄存器配置，另一方面要完成将获得的数据上报。
至于设备初始化配置方面，根据每个人使用的ARM芯片的Datasheet去初始化配置寄存器，这里也不需要多说了。不管是通过查询法还是中断法(我没见过用查询的)，当触摸屏按下时候我们会得到触摸屏被按下的相关数据(主要是被按下的X和Y坐标值)，然后需要将数据信息上报，在触摸屏被按下的时候需要上报：
input_report_key(tsdev, BTN_TOUCH, 1); //报告按键被按下事件
input_report_abs(tsdev, ABS_X, x); //报告触摸屏被按下的x坐标值
input_report_abs(tsdev, ABS_Y, y); //报告触摸屏被按下的y坐标值
input_report_abs(tsdev, ABS_PRESSURE, 1);//报告触摸屏被按下的压力值(0或者1)
input_sync(tsdev); //报告同步事件，表示一次事件结束
当触笔从触摸屏上抬起时需要上报：
input_report_key(tsdev, BTN_TOUCH, 0); //报告按键被松开事件
input_report_abs(tsdev, ABS_PRESSURE, 0);//报告触摸屏被按下的压力值(0或者1)
input_sync(tsdev); //报告同步事件，表示一次事件结束
2.4 数据读取过程
读取就变得很简单了，做过linux编程的都能知道，只要在应用中定义了个input_event结构体，通过open打开设备，然后进行read即可。
2.5
3.Msg2133A驱动代码学习
3.1 touch_driver_probe()
所涉及的文件及一些主要函数关系如下：
图3
(1)mstar_drv_platform_porting_layer.c：DrvPlatformLyrInputDeviceInitialize()
//为一个新的输入设备分配内容，返回一个预先准备好的结构体input_dev，并让//g_InputDevice指向它。
/* allocate an input device */
g_InputDevice = input_allocate_device();
if (g_InputDevice == NULL)
{
DBG("*** input device allocation failed ***\n");
return -ENOMEM;
}
//phys:系统层次结构中触摸屏设备的物理路径，这里的触摸屏设备是挂载在//I2C总线上的；id:设备的id，对应结构体input_id，设备采用的总线是I2C。
g_InputDevice->name= pClient->name;
g_InputDevice->phys = "I2C";
g_InputDevice->dev.parent= &pClient->dev;
g_InputDevice->id.bustype= BUS_I2C;
//设置设备支持的事件类型，evbit表示设备支持的事件类型，这里支持
EV_ABS：绝对坐标事件，用于摇杆
EV_SYN：同步事件
EV_KEY：键盘事件
Keybit表示设备支持的按键类型，BTN_TOUCH表示触摸按键；propbit表示设备属性和兼容(quirks)，INPUT_PROP_DIRECT表示直接的输入设备
/* set the supported event type for input device */
set_bit(EV_ABS, g_InputDevice->evbit);
set_bit(EV_SYN, g_InputDevice->evbit);
set_bit(EV_KEY, g_InputDevice->evbit);
set_bit(BTN_TOUCH, g_InputDevice->keybit);
set_bit(INPUT_PROP_DIRECT, g_InputDevice->propbit);
// when touch panel support virtual key(EX.Menu, Home, Back, Search)定义此宏，input_set_capability()作用是标记设备有能力处理按键事件(EV_KEY)，可处理的事件code由g_TpVirtualKey[i]指定，这里支持menu、home、back和search。
#ifdef CONFIG_TP_HAVE_KEY
// Method 1.
{
u32 i;
for (i = 0; i < MAX_KEY_NUM; i ++)
{
input_set_capability(g_InputDevice, EV_KEY, g_TpVirtualKey[i]);
}
}
#endif
// ABS_MT_TOUCH_MAJOR表示描述了主接触面的长轴
ABS_MT_WIDTH_MAJOR表示了接触工具的长轴，比如
ABS_MT_TOUCH_MAJOR/ABS_MT_WIDTH_MAJOR,永远小于1，并且和压力有关，压力越大，越接近1。
ABS_MT_POSITION_X接触位置的中心点X坐标
ABS_MT_POSITION_Y接触位置的中心点Y坐标
input_set_abs_params(g_InputDevice,ABS_MT_TOUCH_MAJOR, 0, 255, 0, 0);
input_set_abs_params(g_InputDevice,ABS_MT_WIDTH_MAJOR, 0, 15, 0, 0);
//对于X轴范围是TOUCH_SCREEN_X_MIN到TOUCH_SCREEN_X_MIN，数据误差是-0到+0，中心平滑位置是0。
input_set_abs_params(g_InputDevice,ABS_MT_POSITION_X, TOUCH_SCREEN_X_MIN, TOUCH_SCREEN_X_MAX, 0, 0);
input_set_abs_params(g_InputDevice,ABS_MT_POSITION_Y, TOUCH_SCREEN_Y_MIN, TOUCH_SCREEN_Y_MAX, 0, 0);
//向input子系统注册输入设备
/* register the input device to input sub-system */
nRetVal = input_register_device(g_InputDevice);
if (nRetVal < 0)
{
DBG("*** Unable to register touch input device ***\n");
}
(2)mstar_drv_platform_porting_layer.c：DrvPlatformLyrTouchDeviceRequestGPIO()
此函数就是申请复位和中断引脚的GPIO。
#define MS_TS_MSG_IC_GPIO_RST 12
#define MS_TS_MSG_IC_GPIO_INT 13
#define MSM_TS_MSG_IC_GPIO_RST (MS_TS_MSG_IC_GPIO_RST+911)
#define MSM_TS_MSG_IC_GPIO_INT (MS_TS_MSG_IC_GPIO_INT+911)
//向申请MSM_TS_MSG_IC_GPIO_RST这个GPIO，其名字为为C_TP_RST
nRetVal =gpio_request(MSM_TS_MSG_IC_GPIO_RST, "C_TP_RST");
if (nRetVal < 0)
{
DBG("*** Failed to request GPIO %d, error %d ***\n",MSM_TS_MSG_IC_GPIO_RST, nRetVal);
}
nRetVal = gpio_request(MSM_TS_MSG_IC_GPIO_INT,"C_TP_INT");
if (nRetVal < 0)
{
DBG("*** Failed to request GPIO %d, error %d ***\n",MSM_TS_MSG_IC_GPIO_INT, nRetVal);
}
(3)mstar_drv_platform_porting_layer.c：DrvPlatformLyrTouchDevicePowerOn()
// 复位触摸屏IC，gpio_direction_output()在某个GPIO口写上某个值之后，还会把这个端口设置为输出模式。
gpio_direction_output(MSM_TS_MSG_IC_GPIO_RST,1); udelay(100); gpio_set_value(MSM_TS_MSG_IC_GPIO_RST, 0); udelay(100); gpio_set_value(MSM_TS_MSG_IC_GPIO_RST, 1); mdelay(25);
(4)mstar_drv_main.c ：DrvMainTouchDeviceInitialize()
主要是创建procfs文件系统目录入口和创建/kernel/kset_example/kobject_example目录
图4
(5)mstar_drv_ic_fw_porting_layer.c：DrvIcFwLyrGetChipType()
通过调用mstar_drv_self_fw_control.c：DrvFwCtrlGetChipType()获取触摸屏IC类型，msg2133A对应的为2
(6)mstar_drv_self_fw_control.c：DrvFwCtrlGetChipType()
获取触摸屏IC芯片类型，比如#defineCHIP_TYPE_MSG21XXA (0x02)
(7)mstar_drv_platform_porting_layer.c：DrvPlatformLyrTouchDeviceResetHw()
通过控制复位引脚复位hw，和DrvPlatformLyrTouchDevicePowerOn()实现一样。
(8)mstar_drv_platform_porting_layer.c：DrvPlatformLyrTouchDeviceRegisterFingerTouchInterruptHandler()
//初始化手指触摸工作队列，并将此工作队列和处理函数_DrvPlatformLyrFingerTouchDoWork()绑定。
/* initialize the finger touch work queue*/
INIT_WORK(&_gFingerTouchWork,_DrvPlatformLyrFingerTouchDoWork);
//返回中断标号给_gIrq。
_gIrq =gpio_to_irq(MSM_TS_MSG_IC_GPIO_INT);
//申请一个IRQ和注册对应的ISR，当IRQ发生的时候，会调用ISR(这里为_DrvPlatformLyrFingerTouchInterruptHandler())
/*request an irq and register the isr */
nRetVal =request_threaded_irq(_gIrq/*MS_TS_MSG_IC_GPIO_INT*/, NULL,_DrvPlatformLyrFingerTouchInterruptHandler,IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_ONESHOT/*| IRQF_NO_SUSPEND *//* IRQF_TRIGGER_FALLING */,
"msg2xxx",NULL);
_gInterruptFlag = 1;
(9)mstar_drv_platform_porting_layer.c：DrvPlatformLyrTouchDeviceRegisterEarlySuspend()
//注册通知器，什么时候调用呢？
_gFbNotifier.notifier_call = MsDrvInterfaceTouchDeviceFbNotifierCallback; fb_register_client(&_gFbNotifier);
(10)
3.2 手指触摸触摸屏的处理过程
从上面可知当触摸TP时，对应的中断会产生，然后调用_DrvPlatformLyrFingerTouchInterruptHandler()。
图5
(1)_DrvPlatformLyrFingerTouchInterruptHandler()
spin_lock_irqsave(&_gIrqLock,nIrqFlag);
if(_gInterruptFlag == 1)
{
//disable_irq_nosync()关闭中断，不等待中断处理完成
disable_irq_nosync(_gIrq);
_gInterruptFlag = 0;
schedule_work(&_gFingerTouchWork);
}
spin_unlock_irqrestore(&_gIrqLock,nIrqFlag);
初始化后_gInterruptFlag就是1，schedule_work(&_gFingerTouchWork);这里会调用_DrvPlatformLyrFingerTouchDoWork()
(2)_DrvPlatformLyrFingerTouchDoWork()
主要通过调用DrvIcFwLyrHandleFingerTouch来处理触摸动作。
DrvIcFwLyrHandleFingerTouch(NULL, 0);
spin_lock_irqsave(&_gIrqLock,nIrqFlag);
if (_gInterruptFlag == 0)
{
//使能一个IRQ的处理，便于响应下个触摸动作。
enable_irq(_gIrq);
_gInterruptFlag = 1;
}
spin_unlock_irqrestore(&_gIrqLock,nIrqFlag);
nReportPacketLength =DEMO_MODE_PACKET_LENGTH;
pPacket = g_DemoModePacket;
rc = IicReadData(SLAVE_I2C_ID_DWI2C,&pPacket[0], nReportPacketLength);
if (rc < 0)
{
DBG("I2C read packet data failed, rc = %d\n", rc);
goto TouchHandleEnd;
}
(3)DrvIcFwLyrHandleFingerTouch()
调用DrvFwCtrlHandleFingerTouch()来处理
(4)DrvFwCtrlHandleFingerTouch()
DrvFwCtrlHandleFingerTouch
通过调用_DrvFwCtrlParsePacket()来解析数据，然后上报数据。
(5)_DrvFwCtrlParsePacket()
通过I2C读取到msg2133a发送回来的8个字节数据包，这8个字节数据的意义
/*
pPacket[0]:id, pPacket[1]~pPacket[3]:thefirst point abs, pPacket[4]~pPacket[6]:the relative distance between the firstpoint abs and the second point abs
when pPacket[1]~pPacket[4], pPacket[6] is0xFF, keyevent, pPacket[5] to judge which key press.
pPacket[1]~pPacket[6] all are 0xFF, releasetouch
*/
对应msg2133A来说，pPacket[0]=0x52，pPacket[1]~pPacket[3]是ADC采样值，需要转换为x和y坐标值，转换的公式为x=(x对应的AD采样值*480)/2048，y的类似。
(6)DrvPlatformLyrFingerTouchPressed()
上报事件
input_report_key(g_InputDevice, BTN_TOUCH,1); input_report_abs(g_InputDevice, ABS_MT_TOUCH_MAJOR,1); input_report_abs(g_InputDevice,ABS_MT_WIDTH_MAJOR, 1); input_report_abs(g_InputDevice,ABS_MT_POSITION_X, nX); input_report_abs(g_InputDevice,ABS_MT_POSITION_Y, nY); input_mt_sync(g_InputDevice);
(7)
3.3 虚拟按键实现
when pPacket[1]~pPacket[4], pPacket[6] is0xFF, keyevent, pPacket[5] to judge which key press.根据我们触摸屏丝印按键有menu、home、back和search，按下这几个位置pPacket[5]的值分别为4、8、1、2，然后在DrvFwCtrlHandleFingerTouch函数中做对应的处理即可：
const int g_TpVirtualKey[] = {TOUCH_KEY_MENU,TOUCH_KEY_HOME, TOUCH_KEY_BACK, TOUCH_KEY_SEARCH};
if (tInfo.nTouchKeyCode != 0)
{
#ifdef CONFIG_TP_HAVE_KEY
if (tInfo.nTouchKeyCode == 4)// TOUCH_KEY_MENU
{
nTouchKeyCode=g_TpVirtualKey[0];
}
else if (tInfo.nTouchKeyCode ==1) // TOUCH_KEY_BACK
{
nTouchKeyCode =g_TpVirtualKey[2];
}
else if (tInfo.nTouchKeyCode ==2) //TOUCH_KEY_SEARCH
{
nTouchKeyCode =g_TpVirtualKey[3];
}
else if (tInfo.nTouchKeyCode ==8) //TOUCH_KEY_HOME
{
nTouchKeyCode =g_TpVirtualKey[1];
}
if (nLastKeyCode !=nTouchKeyCode)
{
DBG("key touchpressed\n");
DBG("nTouchKeyCode =%d, nLastKeyCode = %d\n", nTouchKeyCode, nLastKeyCode);
nLastKeyCode =nTouchKeyCode;
input_report_key(g_InputDevice,BTN_TOUCH, 1);
input_report_key(g_InputDevice, nTouchKeyCode, 1);
input_sync(g_InputDevice);
}
#endif //CONFIG_TP_HAVE_KEY
3.4
4.调试方法
4.1 调试串口
4.2 Adb
(1)getevent，按键触摸屏
图6
(2)busybox hexdump /dev/input/event2
图7
对应下面的代码
struct timeval {
__kernel_time_t tv_sec; /*seconds */
__kernel_suseconds_t tv_usec; /*microseconds */
};
/*
*The event structure itself
*/
struct input_event {
structtimeval time;
__u16type;
__u16code;
__s32value;
};
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