linux嵌入式系统开发之触摸屏---驱动篇(中/Linux输入子系统)
时间：2011-03-22 来源：☆&寒 烟☆
“小王，别看神话啦，爱情重要，技术才是第一，上节课不是说这次讲触摸屏驱动的下篇吗，难度有点大啊..”语重心长的我总是语重心长。
“嗯，怎么啦， 难道不是..说话不算数..”撅着嘴的小王也总是撅着嘴。
“嗯，还真是这样，我本来是打算讲驱动的，但是我四处搜集了一下，发现现在的触摸屏驱动都是采用的linux输入子系统的方式来做的，所以呢，今天不得不加一下输入子系统的东西了..”我犹豫得看着小王，就怕她不同意。
“好，人家都用这个了，我干嘛还用以前的费劲的方式呢，不要犹豫了，快讲吧”急性子始终是她的标签。
“行，那现在开始今天的课程---linux嵌入式系统开发之触摸屏---驱动篇(中/Linux输入子系统)”咳嗽两声，清清嗓子，咱们继续。
既然说到了linux输入子系统，那么为什么要用输入子系统呢？这得从面向对象的程序设计中说起，通过面向对象技术，极大地的提高了代码的可重用能力。重用的作用可以是很多linux hack们所迷恋，为啥？有了重用，就不用花费大量的精力去做一些相同或相近的事情(什么？吃饭，对，还就是吃饭，天天让小王吃一样东西，她肯定一把鼻涕一把泪的)，尽管Linux内核完全由C语言和汇编语言写成，但是却频繁用到了这种面向对象的设计思想。具体到驱动方面，往往为同类的设备设计一个框架，而框架中的核心层则实现了该设备通用的一些功能。万一，我说的是万一，如果具体的设备不想使用核心层的函数，我们当然可以用面向对象里的重载之.
言归正传，linux中的输入设备(如前边讲到的按键，键盘，触摸屏，鼠标等)都是典型的字符设备，一般的工作原理是底层在这些输入设备动作发生时产生一个中断(或驱动通过timer定时查询)，然后CPU通过SPI,I2C或者外部存储器总线读取键值.坐标等数据，放入一个缓冲区，字符设备驱动管理缓冲区，而驱动的read()接口让用户可以读取键值，坐标等数据。
显然，在这些工作中，只是中断，读键值/坐标值是设备相关的，而输入事件的缓冲区管理以及字符设备驱动的file_operations接口则对输入设备是通用的。基于此，内核设计了输入子系统，由核心层处理公共的工作。Linux内核输入子系统的框架如图一所示：
结合上图，输入子系统由输入子系统核心层(Input Core),驱动层和事件处理层(Event Handler）三部份组成。一个输入事件，如鼠标移动，键盘按键按下.joystick的移动等等通过 Driver->InputCore->Eventhandler->userspace 的顺序到达用户空间传给应用程序。其中Input Core 即 Input Layer对下提供了设备驱动的接口，对上提供了Event Handler层的编程接口。在Linux输入子系统中主要用的数据结构如下：
| 数据结构 | 用途 | 定义位置 | 具体数据结构的分配和初始化 |
| Struct input_dev | 驱动层物理Input设备的基本数据结构 | Input.h | 通常在具体的设备驱动中分配和填充具体的设备结构 |
|
Struct Evdev Struct Mousedev Struct Keybdev… |
Event Handler层逻辑Input设备的数据结构 |
Evdev.c Mousedev.c Keybdev.c |
Evdev.c/Mouedev.c …中分配 |
| Struct Input_handler | Event Handler的结构 | Input.h | Event Handler层，定义一个具体的Event Handler。 |
| Struct Input_handle | 用来创建驱动层Dev和Handler链表的链表项结构 | Input.h | Event Handler层中分配，包含在Evdev/Mousedev…中。 |
另外所有的的输入事件，内核使用统一的数据结构-----input_event来描述，如
struct input_event{
struct timeval time;
_u16 type;
_u16 code;
_s32 value;
};
在input_dev结构体中，一个字段是evbit，它表示响应的事件类型，而具体到这个设备所能产生或接受的的事件类型，包括如下：
EV_RST 0x00 Reset
EV_KEY 0x01 按键(键盘或按钮)
EV_REL 0x02 相对坐标(鼠标)
EV_ABS 0x03 绝对坐标(操作杆或书写板)
EV_MSC 0x04 其它
EV_LED 0x11 LED或其他指示设备
EV_SND 0x12 声音(如蜂鸣器)
EV_REP 0x14 Repeat
EV_FF 0x15 力反馈
需要说明的是，一个设备可以支持一个或多个事件类型。每个事件类型下面还需要设置具体的触发事件，比如EV_KEY事件，支持哪些按键等。
下面就来讲讲如何利用Linux输入子系统来写前边已经写过的按键驱动(当然啦,这里重点为了说明今天的内容，所以代码注重整体框架，忽略代码顺序和部分细节):
1)定义键盘的码表，这里会在input_dev的keycode用到:
static unsigned char simplekey_keycode[0x08] = {
[0]= KEY_1, [1]= KEY_2, [2]= KEY_3, [3]= KEY_4, [4]= KEY_5, [5]= KEY_6, [6]= KEY_7, [7]= KEY_8,
};
2)定义按键需要的中断号，这里使用了四个中断号，当按键发生时，和触发该按键号对应中断处理函数中的内容:
static int irqArray[4]=
{
IRQ_EINT0, IRQ_EINT2, IRQ_EINT11, IRQ_EINT19
};
if (request_irq(irqArray[i], &simplekey_interrupt, SA_INTERRUPT, "simplekey", NULL)) {
printk("request button irq failed!\n");
return -1;
}
2)声明输入设备结构体，并定义一些字符串，供后面输入设备结构体初始化使用:
static struct input_dev simplekey_dev;
static char *simplekey_name = "simplekey";
static char *simplekey_phys = "input0";
init_input_dev(&simplekey_dev);
simplekey_dev.evbit[0] = BIT(EV_KEY);// | BIT(EV_REP);
simplekey_dev.keycode = simplekey_keycode;
simplekey_dev.keycodesize = sizeof(unsigned char);
simplekey_dev.keycodemax = ARRAY_SIZE(simplekey_keycode);
for (i = 0; i < 0x78; i++)//分别用来设置设备所产生的事件以及上报的按键值。Struct iput_dev 中有两个成员，一个是 evbit.一个是 keybit.分别用
//表示设备所支持的动作和按键类型。
if (simplekey_keycode[i])
set_bit(simplekey_keycode[i], simplekey_dev.keybit);
simplekey_dev.name = simplekey_name;
simplekey_dev.phys = simplekey_phys;
simplekey_dev.id.bustype = BUS_AMIGA;
simplekey_dev.id.vendor = 0x0001;
simplekey_dev.id.product = 0x0001;
simplekey_dev.id.version = 0x0100;
input_register_device(&simplekey_dev);
3)这里的中断处理采用了定时器，为了在收到中断后延时等待，防止抖动:
struct timer_list polling_timer;
static unsigned long polling_jffs=0;
init_timer(&polling_timer);
polling_timer.data = (unsigned long)0;
polling_timer.function = polling_handler;
4)一旦按键的动作发生，就会发生按键时间，引发按键中断，转到按键中断处理函数
static irqreturn_t simplekey_interrupt(int irq, void *dummy, struct pt_regs *fp)
{
disable_irq(IRQ_EINT0); //在处理中断时，屏蔽所有的按键中断触发
disable_irq(IRQ_EINT2);
disable_irq(IRQ_EINT11);
disable_irq(IRQ_EINT19);
polling_timer.expires = jiffies + HZ/5;
add_timer(&polling_timer); //添加到定时器，一旦定时器时间到，就让定时器处理函数，进行处理，为啥？延迟一下，防止键盘抖动，不懂？看前边呗..
return IRQ_HANDLED;
}
5)定时器时间到了，现在应该算是正式的处理按键中断事件
void polling_handler(unsigned long data)
{
int code=-1;
writel(readl(S3C2410_SRCPND)&0xffffffda,S3C2410_SRCPND);//clear srcpnd 0 2 11 19
mdelay(1);
//扫描按键表，根据中断号，找出所按下的按键。
writel(readl(S3C2410_GPBDAT)|0x80,S3C2410_GPBDAT);//set GPB76 to 10
writel(readl(S3C2410_GPBDAT)&0xffffffBf,S3C2410_GPBDAT);
if((readl(S3C2410_GPFDAT)&(1<< 0)) == 0 )
{
code=0;
goto IRQ_OUT;
}
else if( (readl(S3C2410_GPFDAT)&(1<< 2)) == 0 )
{
code=2;
goto IRQ_OUT;
}
else if( (readl(S3C2410_GPGDAT)&(1<< 3)) ==0 )
{
code=4;
goto IRQ_OUT;
}
else if( (readl(S3C2410_GPGDAT)&(1<<11)) == 0 )
{
code=6;
goto IRQ_OUT;
}
writel(readl(S3C2410_SRCPND)&0xffffffda,S3C2410_SRCPND);//clear srcpnd 0 2 11 19
mdelay(1);
writel(readl(S3C2410_GPBDAT)|0x40,S3C2410_GPBDAT);//set GPB76 to 01
writel(readl(S3C2410_GPBDAT)&0xffffff7f,S3C2410_GPBDAT);//...
if((readl(S3C2410_GPFDAT)&(1<< 0)) == 0 )
{
code=1;
goto IRQ_OUT;
}
else if( (readl(S3C2410_GPFDAT)&(1<< 2)) == 0 )
{
code=3;
goto IRQ_OUT;
}
else if( (readl(S3C2410_GPGDAT)&(1<< 3)) ==0 )
{
code=5;
goto IRQ_OUT;
}
else if( (readl(S3C2410_GPGDAT)&(1<<11)) == 0 )
{
code=7;
goto IRQ_OUT;
}
IRQ_OUT: //本次中断处理完成处理完成，开启所有中断
enable_irq(IRQ_EINT0);
enable_irq(IRQ_EINT2);
enable_irq(IRQ_EINT11);
enable_irq(IRQ_EINT19);
if(code>=0)
{
//避免中断连续出现
if((jiffies-polling_jffs)>100)
{
polling_jffs=jiffies;
input_report_key(&simplekey_dev, simplekey_keycode[code], 1); //任何非零值都代表按键按下，0代表释放
input_report_key(&simplekey_dev, simplekey_keycode[code], 0); //只有Value发生变化时，才会把事件上传的内核的输入子系统
input_sync(&simplekey_dev); //该函数说明接下来就要发送一个完整的报告，这在鼠标中很重要，因为X.Y分量是不能分开发送的。
}
}
writel(readl(S3C2410_GPBDAT)&0xffffff3f,S3C2410_GPBDAT);
}
6）最后当然就是一些清理函数了，不用我解释，你也能看懂
static void __exit simplekey_exit(void)
{
int i;
for (i = 0; i <4; i++) {
free_irq(irqArray[i],simplekey_interrupt);
}
input_unregister_device(&simplekey_dev);
}
“小王，看懂了吗？这里只是给了你一个大体框架，让你知道怎么来利用Linux输入子系统完成输入设备驱动的编写，和我们的触摸屏其实没啥关系，你掌握了这个大致的框架，等我们下节讲触摸屏时，你就拿这个框架来套着用就可以了..”
“嗯..嗯..外面樱花开了耶..”小王眼睛盯着电脑，想着樱花，这就是传说中的女孩吗..她啊，长大了..
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