- Android板级支持与硬件相关子系统
- 韩超等
- 3034字
- 2020-08-28 12:21:34
5.5 用户输入BSP的实现
不同平台的键盘等输入设备，通常是处理器SOC之外的硬件。对于Android输入系统中的BSP支持部分的驱动程序和配置文件，和处理器的关系不大，而和其外部连接的硬件关系较大。
↘5.5.1 模拟器中的实现
1.驱动程序
goldfish虚拟处理器键盘输入部分的驱动程序是Event驱动程序，代码路径为：drivers/input/keyboard/goldfish_events.c。这个驱动程序是一个标准的Event驱动程序，在用户空间的设备节点为/dev/input/event0。
goldfish_events.c中实现其核心的内容：
static irqreturn_t events_interrupt(int irq, void ＊dev_id) {
struct event_dev ＊edev = dev_id;
unsigned type, code, value;
type = __raw_readl(edev->addr + REG_READ); // 类型
code = __raw_readl(edev->addr + REG_READ); // 码
value = __raw_readl(edev->addr + REG_READ); // 数值
input_event(edev->input, type, code, value);
return IRQ_HANDLED;
}
events_interrupt实现的是按键事件的中断处理函数，当中断发生后，读取虚拟寄存器的内容，将信息上报。实际上，虚拟寄存器中的内容由模拟器根据主机环境键盘按下的情况得到。
2.用户空间的配置文件
在模拟器环境中，使用了默认的所有的kl和kcm文件，由于模拟器环境支持全键盘，因此基本上包含了大部分的功能。在模拟器环境中，实际上按键的扫描码对应的是桌面电脑的键盘（效果和鼠标点击模拟器的控制面板类似），键盘的某些按键按下后，转换为驱动程序中的扫描码，然后再由上层的用户空间处理，这个过程和实际系统中是类似的。显然，通过更改默认的kl文件，也可以更改实际按键的映射关系。
tuttle2.kl和tuttle2.kcm是额外的按键布局和按键字符影射文件。
↘5.5.2 Nexus One系统中的实现
1.触摸屏、轨迹球和按键驱动程序
Nexus One系统使用MSM的Mahimahi平台的用户输入设备包括以下几个和用户输入相关的Event设备。
·/dev/input/event4：几个硬件的按键。
·/dev/input/event2：触摸屏设备。
·/dev/input/event5：轨迹球设备。
触摸屏的驱动程序在drivers/input/touchscreen目录中的synaptics_i2c_rmi.c，这是一个I2C触摸屏的驱动程序。
按键和轨迹球的功能，具体的驱动程序在arch/arm/mach-msm/目录board-mahimahi-keypad.c文件中实现。
board-mahimahi-keypad.c中的全局定义如下所示：
static struct gpio_event_info ＊mahimahi_input_info[] = {
&mahimahi_keypad_matrix_info.info, // 键盘矩阵
&mahimahi_keypad_key_info.info, // 键盘信息
&jogball_x_axis.info.info, // 轨迹球X方向信息
&jogball_y_axis.info.info, // 轨迹球Y方向信息
};
static struct gpio_event_platform_data mahimahi_input_data = {
.names = {"mahimahi-keypad", "mahimahi-nav", NULL, }, // 按键轨迹球的设备名称
.info = mahimahi_input_info,
.info_count = ARRAY_SIZE(mahimahi_input_info),
.power = jogball_power,
};
static struct platform_device mahimahi_input_device = { // GPIO的平台设备定义
.name = GPIO_EVENT_DEV_NAME,
.id = 0,
.dev = { .platform_data = &mahimahi_input_data, },
};
按键和轨迹球是通过GPIO系统来实现的，因此定义了gpio_event_info类型的数组。"mahimahi-keypad"和"mahimahi-nav"分别是两个设备的名称。gpio_event_info类型的指针数组mahimahi_input_info中包含了mahimahi_keypad_matrix_info.info，mahimahi_keypad_key_info.info、jogball_x_axis.info.info和jogball_y_axis.info.info。
按键驱动是一个利用GPIO矩阵的驱动，由gpio_event_matrix_info矩阵定义，定义还需要包含按键的GPIO矩阵和input设备的信息，内容如下所示：
static unsigned int mahimahi_col_gpios[] = { 33, 32, 3l };
static unsigned int mahimahi_row_gpios[] = { 42, 4l, 40 };
#define KEYMAP_INDEX(col, row) ((col)＊ARRAY_SIZE(mahimahi_row_gpios) + (row))
#define KEYMAP_SIZE (ARRAY_SIZE(mahimahi_col_gpios) ＊ \
ARRAY_SIZE(mahimahi_row_gpios))
static const unsigned short mahimahi_keymap[KEYMAP_SIZE] = { // 按键映射关系
[KEYMAP_INDEX(0, 0)] = KEY_VOLUMEUP, // KEY_VOLUMEUP == ll5
[KEYMAP_INDEX(0, l)] = KEY_VOLUMEDOWN, // KEY_VOLUMEDOWN == ll4
[KEYMAP_INDEX(l, l)] = MATRIX_KEY(l, BTN_MOUSE),
};
static struct gpio_event_matrix_info mahimahi_keypad_matrix_info = {
.info.func = gpio_event_matrix_func, // 关键函数实现
.keymap = mahimahi_keymap,
.output_gpios = mahimahi_col_gpios, // GPIO的行列实现
.input_gpios = mahimahi_row_gpios,
.noutputs = ARRAY_SIZE(mahimahi_col_gpios),
.ninputs = ARRAY_SIZE(mahimahi_row_gpios),
.settle_time.tv.nsec = 40 ＊ NSEC_PER_USEC,
.poll_time.tv.nsec = 20 ＊ NSEC_PER_MSEC,
.flags = (GPIOKPF_LEVEL_TRIGGERED_IRQ |
GPIOKPF_REMOVE_PHANTOM_KEYS | GPIOKPF_PRINT_UNMAPPED_KEYS),
};
static struct gpio_event_direct_entry mahimahi_keypad_key_map[] = { // Power按键
{ .gpio = MAHIMAHI_GPIO_POWER_KEY,.code = KEY_POWER, },
};
static struct gpio_event_input_info mahimahi_keypad_key_info = {
.info.func = gpio_event_input_func, // 关键函数实现
.info.no_suspend = true,
.flags = 0,
.type = EV_KEY,
.keymap = mahimahi_keypad_key_map,
.keymap_size = ARRAY_SIZE(mahimahi_keypad_key_map)
};
mahimahi_keypad_key_matrix_info和mahimahi_keypad_info是gpio_event_matrix_info类型的结构体，分别负责两个和一个按键的处理，实际上，MSM的Mahimahi平台硬件上只有三个按键：Power、音量增加和音量减少。音量增加和音量减少的扫描码分别是KEY_VOLUMEUP（115）和KEY_VOLUMEDOWN（114）。
提示：音量控制的两个按键在全键盘的qwerty.kl有所定义，同时符合Linux的Input设备和Android的按键的数值。
轨迹球也是由GPIO实现的，由X方向和Y方向两部分组成，内容如下所示：
static uint32_t jogball_x_gpios[] = {
MAHIMAHI_GPIO_BALL_LEFT, MAHIMAHI_GPIO_BALL_RIGHT, // 左键、右键
};
static uint32_t jogball_y_gpios[] = {
MAHIMAHI_GPIO_BALL_UP, MAHIMAHI_GPIO_BALL_DOWN, // 上键、下键
};
static struct jog_axis_info jogball_x_axis = { // X轴的内容
.info = {
.info.func = gpio_event_axis_func, // 关键函数实现
.count = ARRAY_SIZE(jogball_x_gpios),
.dev = l, .type = EV_REL, .code = REL_X, // 相对设备，X轴
.decoded_size = lU << ARRAY_SIZE(jogball_x_gpios),
.map = jogball_axis_map, .gpio = jogball_x_gpios,
.flags = GPIOEAF_PRINT_UNKNOWN_DIRECTION,
}
};
static struct jog_axis_info jogball_y_axis = { // Y轴的内容
.info = {
.info.func = gpio_event_axis_func, // 关键函数实现
.count = ARRAY_SIZE(jogball_y_gpios)
.dev = l, .type = EV_REL, .code = REL_Y, // 相对设备，Y轴
.decoded_size = lU << ARRAY_SIZE(jogball_y_gpios),
.map = jogball_axis_map, .gpio = jogball_y_gpios,
.flags = GPIOEAF_PRINT_UNKNOWN_DIRECTION,
}
};
这里的轨迹球是用jog_axis_info类型的结构体进行定义的，这种设备的类型（type）是相对设备EV_REL。
2.用户空间的配置文件
Nexus One系统平台增加了h2w_headset.kl和mahimahi-keypad.kl作为按键布局的配置文件，代码的路径为：device/htc/passion-common/。
h2w_headset.kl文件的内容如下所示：
key l07 ENDCALL WAKE_DROPPED
key ll3 MUTE WAKE
key ll4 VOLUME_DOWN WAKE
key ll5 VOLUME_UP WAKE
key l63 MEDIA_NEXT WAKE
key l64 MEDIA_PLAY_PAUSE WAKE
key l65 MEDIA_PREVIOUS WAKE
key 226 HEADSETHOOK WAKE
key 23l CALL WAKE_DROPPED
mahimahi-keypad.kl与默认的qwerty.kl文件类似，属于全键盘的定义，只是个别的键值的内容有所不同。
3.虚拟按键
虚拟按键将触摸屏边缘作为按键的方式，在这种系统中一般触摸屏都比显示屏略大，在触摸屏下方多处显示屏的区域，可以用作虚拟按键。
使用虚拟按键需要将触摸屏的区域影射成按键的坐标，Android的输入系统要使用虚拟按键定义文件。虚拟按键定义文件是/sys/board_properties/目录中的virtualkeys.<设备>文件。这是sys文件系统的文件，由内核中的代码生成，被Android的输入系统使用。
虚拟按键定义文件的格式如下所示：
0xl:扫描码:X:Y:W:H:0xl: ……
例如，在Nexus One的系统上查看虚拟按键的配置文件如下所示：
# cat /sys/board_properties/virtualkeys.synaptics-rmi-touchscreen
0x0l:l58:55:835:90:55:0x0l:l39:l72:835:l25:55:0x0l:l02:298:835:ll5:55:0x0l:2l7:4l2
:835:95:55
这里定义了4个按键，每个按键的内容如下所示。
·0x01:158:55:835:90:55：最左（90×55），Back按键，扫描码158。
·0x01:139:172:835:125:55：中左（125×55），Menu按键，扫描码139。
·0x01:102:298:835:115:55：中右（115×55），Home按键，扫描码102。
·0x01:217:412:835:95:55：最右（95×55），Search按键，扫描码217。
Msm内核生成sys文件系统的文件是arch/arm/mach-msm/board-mahimahi.c。它针对synaptics-rmi-touchscreen触摸屏的区域生成的虚拟按键文件。
↘5.5.3 Nexus S系统中的实现
1.驱动程序
Nexus One系统使用三星的herring平台的用户输入设备包括以下几个和用户输入相关的Event设备。
·/dev/input/event0：mxt224_ts_input触摸屏设备。
·/dev/input/event2：herring-keypad键盘设备。
·/dev/input/event5：cypress-touchkey虚拟按键，I2C总线的地址为10-0020。
herring-keypad键盘驱动的定义在板级移植文件arch/arm/mach-s5pv210/mach-herring.c中，内容如下所示：
static struct gpio_event_platform_data herring_input_data = {
.names = {"herring-keypad", NULL, },
.info = herring_input_info,
.info_count = ARRAY_SIZE(herring_input_info),
};
mxt224_ts_input触摸屏设备的代码路径为：drivers/input/touchscreen/mxt224.c。mxt224.c通过控制I2C总线来实现触摸屏Input设备，也实现了一个名为"Atmel MXT224"的I2C驱动。
cypress-touchkey是虚拟按键的设备，驱动实现的路径为drivers/input/keyboard/目录中的cypress-touchkey.c和cypress-touchkey-firmware.c文件，cypress-touchkey.c中通过读取I2C总线获得按键的信息，并且调用input_report_key()等函数向上层汇报，其中还实现了一个I2C的驱动模块，cypress-touchkey-firmware.c则通过GPIO进行控制。设备相关的内容则在板级文件arch/arm/mach-s5pv210/mach-herring.c中定义，即touchkey_platform_data结构类型的数据。
2.用户空间的配置文件
除了默认的文件外，Nexus S系统增加了cypress-touchkey.kl、herring-keypad.kl、s3c-keypad.kl和sec_jack.kl作为按键布局的配置文件，路径为：device/samsung/crespo。
herring-keypad.kl是平台的键盘的配置文件，内容如下所示：
key ll5 VOLUME_UP WAKE
key ll4 VOLUME_DOWN WAKE
key ll6 POWER WAKE
key l39 MENU VIRTUAL
key l02 HOME VIRTUAL
key l58 BACK VIRTUAL
key 2l7 SEARCH VIRTUAL
Nexus S仅有电源（用于开机关机）、音量增加和音量减少3个硬件按键。cypress-touchkey.kl是按键触摸区域的专用文件，内容如下所示：
key l39 MENU VIRTUAL
key l02 HOME VIRTUAL
key l58 BACK VIRTUAL
key 2l7 SEARCH VIRTUAL
其中定义的几个键值就是菜单、桌面、回退和搜索Nexus S显示屏下方的按键。
↘5.5.4 Galaxy Nexus系统中的实现
Galaxy Nexus系统的输入设备包括一个触摸屏，仅有的3个硬件按键，还可以支持耳机的线控。它们与处理器的连接方式各自不同。
1.驱动程序
Galaxy Nexus的几个输入设备在内核中都表现成Event输入设备，如下所示。
·/dev/input/event1：名称为"Melfas MMSxxx Touchscreen"的触摸屏。
·/dev/input/event2：名称为"tuna-gpio-keypad"的GPIO连接的键盘。
·/dev/input/event5：名称为"Tuna Headset Jack"的耳机线控输入设备。
触摸屏是连接在OMAP处理器的第3个I2C总线上的设备，地址为3-0048。其代码路径为：drivers/input/touchscreen/mms_ts.c，在sys文件系统看到这个设备的信息是：
shell@android:/sys/devices/platform/omap/omap_i2c.3/i2c-3/3-0048 $ cat name
mms_ts
GPIO键盘的内容在Tuna板级支持的arch/arm/mach-omap2/board-tuna-input.c文件中定义，包括以下内容：
static struct gpio_event_direct_entry tuna_gpio_keypad_keys_map_high[] = {
{ .code = KEY_POWER, .gpio = 3,}, // Power按键
};
static struct gpio_event_input_info tuna_gpio_keypad_keys_info_high = {
.info.func = gpio_event_input_func, .info.no_suspend = true,
.type = EV_KEY, // 为Event设备中的按键类型
.keymap = tuna_gpio_keypad_keys_map_high,
.keymap_size = ARRAY_SIZE(tuna_gpio_keypad_keys_map_high),
.flags = GPIOEDF_ACTIVE_HIGH,
.debounce_time.tv64 = 2 ＊ NSEC_PER_MSEC,
};
static struct gpio_event_direct_entry tuna_gpio_keypad_keys_map_low[] = {
{ .code = KEY_VOLUMEDOWN, .gpio = 8,}, // 两个音量按键
{ .code = KEY_VOLUMEUP, .gpio = 30,},
};
static struct gpio_event_input_info tuna_gpio_keypad_keys_info_low = {
.info.func = gpio_event_input_func, .info.no_suspend = true,
.type = EV_KEY, // 为Event设备中的按键类型
.keymap = tuna_gpio_keypad_keys_map_low,
.keymap_size = ARRAY_SIZE(tuna_gpio_keypad_keys_map_low),
.debounce_time.tv64 = 2 ＊ NSEC_PER_MSEC,
};
static struct gpio_event_info ＊tuna_gpio_keypad_info[] = { // GPIO的事件的定义
&tuna_gpio_keypad_keys_info_high.info, &tuna_gpio_keypad_keys_info_low.info,
};
static struct gpio_event_platform_data tuna_gpio_keypad_data = {
.name = "tuna-gpio-keypad", // 驱动的名称
.info = tuna_gpio_keypad_info,
.info_count = ARRAY_SIZE(tuna_gpio_keypad_info)
};
其中包括了音量增加键、音量减少按键和电源按键（Power）的定义，它们都是连接在GPIO之上的。在驱动程序中，使用gpio_event_input_info结构直接将其实现成Event设备。
2.用户空间的配置文件
Galaxy Nexus系统平台增加了tuna-gpio-keypad.kl为Tuna平台的键盘布局文件，文件码路径为device/samsung/tuna/tuna-gpio-keypad.kl，内容如下所示：
$ cat tuna-gpio-keypad.kl
key ll4 VOLUME_DOWN WAKE
key ll5 VOLUME_UP WAKE
key ll6 POWER WAKE
这里的3个按键均有WAKE，表示Galaxy Nexus的3个硬件的按键均可以唤醒。文件sec_jack.kl用于耳机上面的线控按键，内容如下所示：
此处的3个按键分别定义为KeycodeLabels.h中的87（"MEDIA_NEXT"）、88（"MEDIA_PREVIOUS"）和79（"HEADSETHOOK"）3个按键码。
另一个键盘布局文件sii9234_rcp.kl用于HDMI控制芯片MHD SiI9234。其中包括小键盘（NUMPAD）和多媒体控制的各个按键。
key l63 MEDIA_NEXT WAKE
key l65 MEDIA_PREVIOUS WAKE
key 226 HEADSETHOOK WAKE