OpenHarmony-3.HDF input子系统（5）

• HDF input 子系统
• OpenHarmony-4.0-Release

1.Input 概述

  输入设备是用户与计算机系统进行人机交互的主要装置之一，是用户与计算机或者其他设备通信的桥梁。常见的输入设备有键盘、鼠标、游戏杆、触摸屏等。本文档将介绍基于 HDF_Input 模型的触摸屏器件 IC 为 GT911 驱动开发。

  在HDF（Hardware Driver Foundation）驱动管理框架的基础上，Input驱动模型通过调用OSAL接口层和Platform接口层提供的基础接口进行开发，涉及的接口包括bus通信接口、操作系统原生接口（memory、lock、thread、timer等）。由于OSAL接口和Platform接口屏蔽了芯片平台的差异，所以基于Input驱动模型实现的Touchscreen驱动可以进行跨平台、跨OS迁移，从而实现驱动的一次开发、多端部署。

  Touchscreen驱动用于驱动触摸屏使其正常工作，该驱动主要完成如下工作：对触摸屏驱动IC进行上电、配置硬件管脚并初始化其状态、注册中断、配置通信接口（I2C或SPI）、设定Input相关配置、下载及更新固件等操作。

  运作机制：

  Input驱动模型基于HDF驱动框架、Platform接口、OSAL接口进行开发，向上对接规范化的驱动接口HDI（Hardware Device Interface）层，通过Input-HDI层对外提供硬件能力，即上层Input Service可以通过HDI接口层获取相应的驱动能力，进而操控Touchscreen等输入设备。基于HDF驱动框架的Input驱动模型如下图所示：

  Input驱动模型核心部分由设备管理层、公共驱动层、器件驱动层组成。器件产生的数据借助平台数据通道能力从内核传递到用户态，驱动模型通过配置文件适配不同器件及硬件平台，提高开发者对器件驱动的开发效率。如下为模型各部分的说明：

• Input设备管理：为各类输入设备驱动提供Input设备的注册、注销接口，同时对Input设备列表进行统一管理。
• Input平台驱动：指各类Input设备的公共抽象驱动（例如触摸屏的公共驱动），该部分主要负责对板级硬件进行初始化、硬件中断处理、向manager注册Input设备等。
• Input器件驱动：指各器件厂家的差异化驱动，开发者可以通过适配平台驱动预留的差异化接口进行器件驱动开发，实现器件驱动开发量最小化。
• Input数据通道：提供一套通用的数据上报通道，各类别的Input设备驱动均可用此通道上报Input事件。
• Input配置解析：负责对Input设备的板级配置及器件私有配置进行解析及管理。

2.Touchscreen 设备

2.1.硬件接口

  Touch 设备与主机通讯一般采用 I2C 总线完成数据的交互，为了提高触屏数据的实时性，触屏 IC 都会提供中断支持。当有触屏事件发生时，会触发主机中断管脚完成一次中断响应。中断处理函数中主机通过 I2C 总线读取触屏 IC 寄存器完成一次数据采集。

  Touchscreen器件的硬件接口相对简单，根据PIN脚的属性，可以简单分为如下三类：

• 电源接口

• IO控制接口

• 通信接口

2.2.软件接口

  Input HDF驱动提供给系统服务Input Service调用的HDI驱动能力接口，按照业务范围可以分为三大模块：

• Input设备管理模块
• Input数据上报模块
• Input业务控制模块

2.3.开发步骤

  Input驱动模型的完整加载流程可以分为六步：

• 设备描述配置：由开发者参考已有模板进行设备描述配置，配置的信息包括驱动加载顺序、板级硬件信息、器件私有数据信息等。

• 加载Input设备管理驱动：由HDF驱动加载Input设备管理驱动，完成设备manager的创建并对其初始化。

• 加载平台驱动：平台驱动由HDF框架加载，主要完成板级配置解析及硬件初始化，并提供器件注册接口。

• 加载器件驱动：器件驱动也由HDF框架加载，完成器件设备的实例化，包括器件私有配置解析和平台预留的差异化接口适配。

• 器件设备向平台驱动注册：将实例化的器件设备注册到平台驱动，实现设备和驱动的绑定，并完成中断注册、上下电等器件初始化工作。

• Input设备注册：在器件初始化完成后，实例化Input设备，并将其注册到Input manager进行管理。

  根据Input驱动模型的加载流程可知，Touchscreen器件驱动的开发过程主要包含以下三个步骤：

• 设备描述配置：目前Input驱动基于HDF驱动框架编写，驱动的加载启动由HDF驱动管理框架统一处理。首先需要在对应的配置文件中，将驱动信息注册进去，如是否加载、加载优先级，此后HDF驱动框架会逐一启动注册过的驱动模块。

• 板级配置及Touchscreen器件私有配置：配置对应的IO管脚功能，例如对单板上为Touchscreen设计预留的I2C Pin脚，需设置对应的寄存器，使其选择I2C的通信功能。

• 实现器件差异化适配接口：根据硬件单板设计的通信接口，使用Platform接口层提供的管脚操作接口配置对应的复位管脚、中断管脚以及电源操作。

3.HDF Input 框架

  以RK3568为例，Touchscreen驱动主要相关代码：

• drivers/hdf_core/framework/model/input/driver/touchscreen/
• vendor/hihope/rk3568/hdf_config/khdf/device_info/device_info.hcs
• vendor/hihope/rk3568/hdf_config/khdf/input/input_config.hcs

  主要代码框架：

3.1.Input 内核配置

• KConfig\Makefile

drivers_hdf_core\adapter\khdf\linux\model\input\Kconfig：
config DRIVERS_HDF_INPUT
    bool "Enable HDF input driver"
    default n
    depends on DRIVERS_HDF
    help
      Answer Y to enable HDF input driver.

config DRIVERS_HDF_TP_5P5_GT911
    bool "Enable HDF tp 5P5 GT911 driver"
    default n
    depends on DRIVERS_HDF_INPUT
    help
      Answer Y to enable HDF TP 5P5 GT911 driver.
 ...

drivers_hdf_core\adapter\khdf\linux\model\input\Makefile：
INPUT_ROOT_DIR = ../../../../../framework/model/input/driver

obj-$(CONFIG_DRIVERS_HDF_INPUT) += \
               $(INPUT_ROOT_DIR)/input_bus_ops/input_i2c_ops.o \
               $(INPUT_ROOT_DIR)/hdf_input_device_manager.o \
               $(INPUT_ROOT_DIR)/input_config_parser.o \
               $(INPUT_ROOT_DIR)/event_hub.o \
               $(INPUT_ROOT_DIR)/hdf_touch.o \
               $(INPUT_ROOT_DIR)/hdf_key.o \
               $(INPUT_ROOT_DIR)/hdf_hid_adapter.o

obj-$(CONFIG_DRIVERS_HDF_TP_5P5_GT911) += \
              $(INPUT_ROOT_DIR)/touchscreen/touch_gt911.o
obj-$(CONFIG_ARCH_NXP_TOUCH) += \
              $(INPUT_ROOT_DIR)/touchscreen/touch_ft5x06.o
obj-$(CONFIG_DRIVERS_HDF_TP_2P35_FT6236) += \
              $(INPUT_ROOT_DIR)/touchscreen/touch_ft6336.o
obj-$(CONFIG_DRIVERS_HDF_INPUT_INFRARED) += \
              $(INPUT_ROOT_DIR)/hdf_infrared.o
obj-$(CONFIG_DRIVERS_HDF_TP_5P43_FT5406) += \
              $(INPUT_ROOT_DIR)/touchscreen/touch_ft5406.o

3.2.Input 设备配置

3.2.1.设备描述配置 （vendor/hihope/rk3568/hdf_config/khdf/device_info/device_info.hcs）

input :: host {
    hostName = "input_host";
    priority = 100;
    device_input_manager :: device {     //管理层驱动HDF_INPUT_MANAGER
        device0 :: deviceNode {
            policy = 2;        // 向外发布服务
            priority = 100;    // 加载优先级，在input模块内，manager模块优先级应为最高
            preload = 0;       // 加载该驱动，0：加载；1：不加载
            permission = 0660;
            moduleName = "HDF_INPUT_MANAGER";
            serviceName = "hdf_input_host";
            deviceMatchAttr = "";
        }
    }
    device_hdf_touch :: device {   // 公共驱动HDF_TOUCH
        device0 :: deviceNode {
            policy = 2;
            priority = 120;
            preload = 0;
            permission = 0660;
            moduleName = "HDF_TOUCH";
            serviceName = "hdf_input_event1";
            deviceMatchAttr = "touch_device1";
        }
    }

    //适配gt911_5p5触摸屏驱动描述信息
    device_touch_chip :: device {//设备节点
         device0 :: deviceNode {//驱动的DeviceNode节点。
         policy = 0;//驱动服务发布的策略
         priority = 130;//驱动启动优先级（0-200），值越大优先级越低，
         preload = 0;//驱动按需加载字段,0：默认加载，1：当系统支持快速启动的时候，则在系统完成之后再加载这一类驱动 2：默认不加载，支持后续动态加载
         permission = 0660;//驱动创建设备节点权限
         moduleName = "HDF_TOUCH_GT911";//驱动名称，该字段的值必须和驱动入口结构的moduleName值一致
         serviceName = "hdf_touch_gt911_service";//驱动对外发布服务的名称，必须唯一
         deviceMatchAttr = "zsj_gt911_5p5";//驱动私有数据匹配的关键字，必须和驱动私有数据配置表中的match_attr值相等。
        }
     }
    ...
  }

  从上面可以看出，与触摸相关的主要是3个节点，刚好与实现TS驱动模型对应：

• HDF_INPUT_MANAGER：Input设备管理
• HDF_TOUCH：触摸屏的公共抽象驱动
• HDF_TOUCH_GT911：具体的Input器件驱动

3.2.2.板级配置及器件私有配置（vendor/hihope/rk3568/hdf_config/khdf/input/input_config.hcs）

  如果驱动配置有deviceMatchAttr参数，需添加一个私有配置文件，根据具体需求增删及修改如下配置文件信息。

root {
    input_config {
        touchConfig {
            touch0 {
                //公共驱动HDF_TOUCH 私有配置信息
                boardConfig {
                    match_attr = "touch_device1";
                    inputAttr {
                        /* 0:touch 1:key 2:keyboard 3:mouse 4:button 5:crown 6:encoder */
                        inputType = 0;
                        solutionX = 720;
                        solutionY = 1280;
                        devName = "main_touch";
                    }

// Hi3516DV300-Runhe  gt911--5p5 & 4p0
                    busConfig {
                        // 0:i2c 1:spi
                        busType = 0;
                        busNum = 1;
                        clkGpio = 86;
                        dataGpio = 87;
                        i2cClkIomux = [0x114f0048, 0x403];  // i2c_clk对应pin的寄存器配置
                        i2cDataIomux = [0x114f004c, 0x403]; // i2c_data对应pin的寄存器配置
                    }

                    pinConfig {
                        rstGpio = 14;
                        intGpio = 13;
                        rstRegCfg = [0x112f0094, 0x400]; // reset对应pin的寄存器配置
                        intRegCfg = [0x112f0098, 0x400]; // interrupt对应pin的寄存器配置
                    }

                    powerConfig {
                        /* 0:unused 1:ldo 2:gpio 3:pmic */
                        vccType = 2;
                        vccNum = 20;    // gpio20
                        vccValue = 1800;
                        vciType = 1;
                        vciNum = 12;    // ldo12
                        vciValue = 3300;
                    }

                    featureConfig {
                        capacitanceTest = 0;
                        gestureMode = 0;
                        gloverMOde = 0;
                        coverMode = 0;
                        chargerMode = 0;
                        knuckleMode = 0;
                    }
                }
                
                chipConfig {
                    //适配gt911 触摸屏私有驱动描述信息
                    template touchChip {
                        match_attr = "";
                        chipName = "gt911";
                        vendorName = "zsj";
                        chipInfo = "AAAA11222";  // 4-ProjectName, 2-TP IC, 3-TP Module
                        /* 0:i2c 1:spi*/
                        busType = 0;
                        deviceAddr = 0x5D;
                        /* 0:None 1:Rising 2:Failing 4:High-level 8:Low-level */
                        irqFlag = 2;
                        maxSpeed = 400;
                        chipVersion = 0; //parse Coord TypeA
                        powerSequence {
                            /* [type, status, dir , delay]
                                <type> 0:none 1:vcc-1.8v 2:vci-3.3v 3:reset 4:int
                                <status> 0:off or low  1:on or high  2:no ops
                                <dir> 0:input  1:output  2:no ops
                                <delay> meanings delay xms, 20: delay 20ms
                             */
                            powerOnSeq = [4, 0, 1, 5,
                                         3, 0, 1, 10,
                                         3, 1, 1, 60,
                                         4, 2, 0, 50];
                            suspendSeq = [3, 0, 2, 10];
                            resumeSeq = [3, 1, 2, 10];
                            powerOffSeq = [3, 0, 2, 10,
                                           1, 0, 2, 20];
                        }
                    }
                    chip0 :: touchChip {
                        match_attr = "zsj_gt911_5p5";
                        chipInfo = "ZIDN45100";  // 4-ProjectName, 2-TP IC, 3-TP Module
                        chipVersion = 0; //parse point by TypeA
                    }

                    chip1 :: touchChip {
                        match_attr = "zsj_gt911_4p0";
                        chipInfo = "ZIDN45101";
                        chipVersion = 1; //parse point by TypeB
                    }
                }
            }
        }
    }
}

  device_info中的节点通过 deviceMatchAttr和 match_attr字段匹配配置，chipConfig配置中主要定义了一些与实际硬件相关的信息：

• 硬件接口的总线类型，主要有2类：SPI和I2C
• 设备地址，这里使用的是I2C接口，所以就是I2C从设备的地址
• 总线最高速率
• 中断触发方式：边缘触发（上升沿、下降沿），还是电平触发（高低电平）
• 电源相关的时序：上下电时序，休眠和唤醒时序
• 自定义的一些info，版本等

3.2.3.将配置文件添加到板级配置：

  将上面两个配置文件添加到板级配置入口文件hdf.hcs中。

./vendor/hihope/rk3568/hdf_config/khdf/hdf.hcs
#include "input/input_config.hcs"
#include "device_info/device_info.hcs"

3.3.驱动实现

• 对于touch 类型的设备，公共驱动框架已实现。

  • drivers_hdf_core\framework\model\input\driver\hdf_touch.c

• 适配gt911_5p5触摸屏需要完成器件层驱动初始化、释放资源、注册驱动至HDF框架及触摸屏器件差异化接口适配

• drivers_hdf_core\framework\model\input\driver\touchscreen\touch_gt911.c

3.3.1.GT911器件驱动

1).注册到HDF框架：(注意：g_touchGoodixChipEntry没有实现Bind接口)

drivers_hdf_core\framework\model\input\driver\touchscreen\touch_gt911.c:
//驱动注册到HDF框架函数
struct HdfDriverEntry g_touchGoodixChipEntry = {
    .moduleVersion = 1,
    .moduleName = "HDF_TOUCH_GT911",  //驱动名称，该字段的值必须和驱动信息配置文件中moduleName的值一致
    .Init = HdfGoodixChipInit,
    .Release = HdfGoodixChipRelease,
};

HDF_INIT(g_touchGoodixChipEntry);

2).器件层驱动初始化

//函数操作集，主要包括初始化，休眠唤醒，数据处理，固件更新，能力设置等接口
static struct TouchChipOps g_gt911ChipOps = {
    .Init = ChipInit,
    .Detect = ChipDetect,
    .Resume = ChipResume,
    .Suspend = ChipSuspend,
    .DataHandle = ChipDataHandle,
    .UpdateFirmware = UpdateFirmware,
    .SetAbility = SetAbility,
};

static int32_t HdfGoodixChipInit(struct HdfDeviceObject *device)
{
    TouchChipCfg *chipCfg = NULL;
    ChipDevice *chipDev = NULL;

    //器件配置结构体内存申请、配置信息解析及挂载 
    chipCfg = ChipConfigInstance(device);
    
    //器件实例化 
    chipDev = ChipDeviceInstance();
    chipDev->chipCfg = chipCfg;
    chipDev->ops = &g_gt911ChipOps;  //回调函数
    chipDev->chipName = chipCfg->chipName;
    chipDev->vendorName = chipCfg->vendorName;
    device->priv = (void *)chipDev;
    
    //注册器件驱动至平台驱动
    if (RegisterTouchChipDevice(chipDev) != HDF_SUCCESS) {
        goto EXIT1;
    }
    HDF_LOGI("%s: exit succ, chipName = %s", __func__, chipCfg->chipName);
    return HDF_SUCCESS;
}

  RegisterTouchChipDevice()函数主要负责：

• DeviceBindDriver：绑定设备与驱动，从而通过InputDeviceInstance函数创建inputDev。
• ChipDriverInit ：主要是上电操作，Detect设备，UpdateFirmware，配置使能中断，设置中断处理函数(坐标上报等就在里面)等操作。
• RegisterInputDevice：将InputDev设备注册至input驱动管理层 （hdf_input_device_manager.c）。
• chipDev->ops->SetAbility：调用chipdev的SetAbility接口。

3).器件层驱动数据上报

  正常流程需要实现HdfGoodixChipBind 函数用于触摸屏和外部进行数据通信，但是公共驱动层HDF_TOUCH已经用HdfTouchDriverBind函数实现，器件不用重新实现，可以直接使用。

3.3.2. HDF Input 公共驱动层HDF_TOUCH

• 初始化及注册驱动至HDF框架

drivers_hdf_core\framework\model\input\driver\hdf_touch.c
struct HdfDriverEntry g_hdfTouchEntry = {
    .moduleVersion = 1,
    .moduleName = "HDF_TOUCH",
    .Bind = HdfTouchDriverBind,  //驱动对外提供的服务能力，将相关的务接口绑定到HDF框架
    .Init = HdfTouchDriverProbe, 
    .Release = HdfTouchDriverRelease,
};

HDF_INIT(g_hdfTouchEntry);

• HdfTouchDriverBind
  通过Bind对外提供IoService接口(Dispatch)，主要有以下接口：

static int32_t HdfTouchDriverBind(struct HdfDeviceObject *device)
{
    static struct IDeviceIoService touchService = {
        .Dispatch = HdfTouchDispatch,
    };

    device->service = &touchService;
    return HDF_SUCCESS;
}

static int32_t HdfTouchDispatch(struct HdfDeviceIoClient *client, int32_t cmd,
    struct HdfSBuf *data, struct HdfSBuf *reply)
{
    int32_t ret;
    TouchDriver *touchDriver = NULL;
    ...
    switch (cmd) {
        case GET_DEV_TYPE:
            ret = TouchGetDevType(touchDriver, reply);
            break;
        case SET_PWR_STATUS:
            ret = TouchSetPowerStatus(touchDriver, data);
            break;
        case GET_PWR_STATUS:
            ret = TouchGetPowerStatus(touchDriver, reply);
            break;
        ...
        default:
            ret = HDF_SUCCESS;
            HDF_LOGE("%s: cmd unknown, cmd = 0x%x", __func__, cmd);
            break;
    }
    return ret;
}

• HdfTouchDriverProbe

static int32_t HdfTouchDriverProbe(struct HdfDeviceObject *device)
{
    int32_t ret;
    TouchBoardCfg *boardCfg = NULL;
    TouchDriver *touchDriver = NULL;
    /* 板级信息结构体内存申请及hcs配置信息解析 */
    boardCfg = BoardConfigInstance(device);
    /* 公共驱动结构体内存申请 */
    touchDriver = TouchDriverInstance();
    // 初始化驱动数据，Setup bus接口（这里主要是i2c）
    ret = TouchDriverInit(touchDriver, boardCfg);
    if (ret == HDF_SUCCESS) {
        touchDriver->hdfTouchDev = device;
        touchDriver->boardCfg = boardCfg;
        /* 添加驱动至公共驱动层驱动管理链表，当设备与驱动进行绑定时使用该链表进行查询 */
        AddTouchDriver(touchDriver);
        device->priv = (void *)touchDriver;
        //对于RK平台，这里会注册一个PM的监听器，用来处理休眠和唤醒
     #if defined(CONFIG_ARCH_ROCKCHIP)
        HdfTouchDriverRegisterPowerListener(device); 
     #endif
        return HDF_SUCCESS;
    }
}

static TouchDriver *g_touchDriverList[MAX_TOUCH_DEVICE];
static void AddTouchDriver(TouchDriver *driver)
{
    int32_t i;
    for (i = 0; i < MAX_TOUCH_DEVICE; i++) {
        if (g_touchDriverList[i] == NULL) {
            g_touchDriverList[i] = driver;
            return;
        }
    }
}

3.3.3. HDF Input 管理驱动层HDF_INPUT_MANAGER

• 初始化及注册驱动至HDF框架

drivers_hdf_core\framework\model\input\driver\hdf_input_device_manager.c
struct HdfDriverEntry g_hdfInputEntry = {
    .moduleVersion = 1,
    .moduleName = "HDF_INPUT_MANAGER",
    .Bind = HdfInputManagerBind,
    .Init = HdfInputManagerInit,
    .Release = HdfInputManagerRelease,
};

HDF_INIT(g_hdfInputEntry);

• RegisterInputDevice

int32_t RegisterInputDevice(InputDevice *inputDev)
{
    int32_t ret;
    /* 申请ID，该ID对于不同input设备唯一 */
    ret = AllocDeviceID(inputDev);
    /* 该函数包含了对hid类设备的特殊处理，对于触摸屏驱动，该函数无实质操作； */
    ret = CreateDeviceNode(inputDev);
    /* 内核态数据传送至用户态需使用IOService能力，需要申请buffer */
    ret = AllocPackageBuffer(inputDev);

#ifndef __LITEOS_M__
    ret = InitEventWorkQueue(inputDev);
    if (ret != HDF_SUCCESS) {
        goto EXIT1;
    }
#endif // __LITEOS_M__
    /* 将input设备添加进设备全局管理链表 */
    AddInputDevice(inputDev);

    return ret;
}

refer to

• https://zhuanlan.zhihu.com/p/673299244
• https://ost.51cto.com/posts/8176
• https://laval.csdn.net/65b796d92c13685765def369.html
• https://gitee.com/openharmony/docs/blob/master/zh-cn/device-dev/driver/driver-peripherals-touch-des.md

原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_41028621/article/details/144399269

免责声明：本站文章内容转载自网络资源，如本站内容侵犯了原著者的合法权益，可联系本站删除。更多内容请关注自学内容网（zxcms.com）！