触摸屏驱动程序框架分析

触摸屏驱动程序，用于人机交互lcd上的独立的一个屏，这里指的是电阻屏。下面来分析一下内核自带的触摸屏驱动框架，便于我们自已编写触摸屏驱动程序

触摸屏驱动使用的是Input_subsys系统。我们打开内核的s3c2410_ts.c触摸屏驱动来分析：下面来看一下流程是怎么样 从入口函数开始分析

static struct platform_driver s3c_ts_driver = {
    .driver         = {
        .name   = "samsung-ts",
        .owner  = THIS_MODULE,
#ifdef CONFIG_PM
        .pm    = &s3c_ts_pmops,
#endif
    },
    .id_table    = s3cts_driver_ids,
    .probe        = s3c2410ts_probe,
    .remove        = __devexit_p(s3c2410ts_remove),
};
module_platform_driver(s3c_ts_driver);

在这里没有发现所谓的入口函数 init 但我们看到了一条这样的定义 module_platform_driver(s3c_ts_driver); 我们搜索一个这个东西看看是什么，

#define module_platform_driver(__platform_driver) \
    module_driver(__platform_driver, platform_driver_register, \
            platform_driver_unregister)

展开看一下

#define module_driver(__driver, __register, __unregister, ...) \
static int __init __driver##_init(void) \
{ \
    return __register(&(__driver) , ##__VA_ARGS__); \
} \
module_init(__driver##_init); \
static void __exit __driver##_exit(void) \
{ \
    __unregister(&(__driver) , ##__VA_ARGS__); \
} \
module_exit(__driver##_exit);

##__VA_ARGS__ 宏前面加上##的作用在于，当可变参数的个数为0时，这里的##起到把前面多余的","去掉的作用,否则会编译出错 把参数代进去结果就是 入口函数和出口函数

static int __init s3c_ts_driver_init(void) 
{ 
    return platform_driver_register(&(s3c_ts_driver));
} 
module_init(s3c_ts_driver_init); 
static void __exit s3c_ts_driver_exit(void) 
{ 
    platform_driver_unregister(&(s3c_ts_driver)); 
} 
module_exit(s3c_ts_driver_exit);

到这里又到了关平平台总线的概念了，之前的驱动有讲过的，如果内核里有相同名了的device就会调用 s3c_ts_driver 里的s3c2410ts_probeb函数，现在我们分析probeb函数的内容就可以得到基本的触摸屏框架了 进去看一下这个函数做了些什么事情：

 

static int __devinit s3c2410ts_probe(struct platform_device *pdev)
{
    struct s3c2410_ts_mach_info *info;
    struct device *dev = &pdev->dev;
    struct input_dev *input_dev;
    struct resource *res;
    int ret = -EINVAL;

    /* Initialise input stuff */
    memset(&ts, 0, sizeof(struct s3c2410ts));

    ts.dev = dev;

    info = pdev->dev.platform_data;
    if (!info) {
        dev_err(dev, "no platform data, cannot attach\n");
        return -EINVAL;
    }

    dev_dbg(dev, "initialising touchscreen\n");

    ts.clock = clk_get(dev, "adc");
    if (IS_ERR(ts.clock)) {
        dev_err(dev, "cannot get adc clock source\n");
        return -ENOENT;
    }

    clk_enable(ts.clock);
    dev_dbg(dev, "got and enabled clocks\n");

    ts.irq_tc = ret = platform_get_irq(pdev, 0);
    if (ret < 0) {
        dev_err(dev, "no resource for interrupt\n");
        goto err_clk;
    }

    res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
    if (!res) {
        dev_err(dev, "no resource for registers\n");
        ret = -ENOENT;
        goto err_clk;
    }

    ts.io = ioremap(res->start, resource_size(res));
    if (ts.io == NULL) {
        dev_err(dev, "cannot map registers\n");
        ret = -ENOMEM;
        goto err_clk;
    }

    /* inititalise the gpio */
    if (info->cfg_gpio)
        info->cfg_gpio(to_platform_device(ts.dev));

    ts.client = s3c_adc_register(pdev, s3c24xx_ts_select,
                     s3c24xx_ts_conversion, 1);
    if (IS_ERR(ts.client)) {
        dev_err(dev, "failed to register adc client\n");
        ret = PTR_ERR(ts.client);
        goto err_iomap;
    }

    /* Initialise registers */
    if ((info->delay & 0xffff) > 0)
        writel(info->delay & 0xffff, ts.io + S3C2410_ADCDLY);

    writel(WAIT4INT | INT_DOWN, ts.io + S3C2410_ADCTSC);

    input_dev = input_allocate_device();
    if (!input_dev) {
        dev_err(dev, "Unable to allocate the input device !!\n");
        ret = -ENOMEM;
        goto err_iomap;
    }

    ts.input = input_dev;
    ts.input->evbit[0] = BIT_MASK(EV_KEY) | BIT_MASK(EV_ABS);
    ts.input->keybit[BIT_WORD(BTN_TOUCH)] = BIT_MASK(BTN_TOUCH);
    input_set_abs_params(ts.input, ABS_X, 0, 0x3FF, 0, 0);
    input_set_abs_params(ts.input, ABS_Y, 0, 0x3FF, 0, 0);

    ts.input->name = "S3C24XX TouchScreen";
    ts.input->id.bustype = BUS_HOST;
    ts.input->id.vendor = 0xDEAD;
    ts.input->id.product = 0xBEEF;
    ts.input->id.version = 0x0102;

    ts.shift = info->oversampling_shift;
    ts.features = platform_get_device_id(pdev)->driver_data;

    ret = request_irq(ts.irq_tc, stylus_irq, 0,
              "s3c2410_ts_pen", ts.input);
    if (ret) {
        dev_err(dev, "cannot get TC interrupt\n");
        goto err_inputdev;
    }

    dev_info(dev, "driver attached, registering input device\n");

    /* All went ok, so register to the input system */
    ret = input_register_device(ts.input);
    if (ret < 0) {
        dev_err(dev, "failed to register input device\n");
        ret = -EIO;
        goto err_tcirq;
    }

    return 0;

 err_tcirq:
    free_irq(ts.irq_tc, ts.input);
 err_inputdev:
    input_free_device(ts.input);
 err_iomap:
    iounmap(ts.io);
 err_clk:
    del_timer_sync(&touch_timer);
    clk_put(ts.clock);
    return ret;
}

 

初始化一块内存 memset(&ts, 0, sizeof(struct s3c2410ts));

从device里得到 数据 info = pdev->dev.platform_data;

获得adc时钟 ts.clock = clk_get(dev, "adc");

使能(打开) adc时钟 clk_enable(ts.clock);

 

获得资源 res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);

等等 一些数据 还有 gpio 映射，这些

input_dev = input_allocate_device();　　分配一个input_dev 结构体，上面说过会用到输入子系统，这里就体现出来了

一堆设置过后

ret = request_irq(ts.irq_tc, stylus_irq, 0, 注册触摸屏中断

ret = input_register_device(ts.input);　　注册input_dev结构体。

看到这些和我们前面说过的输入子系统那功就一模一样了，如果不了解，就去看前面的输入子系统分析

 

当触摸屏有触摸动作时就会进入中断处理函数 stylus_irq 注册中断时这个就是参数了 然后 s3c_adc_start(ts.client, 0, 1 << ts.shift); 启动adc转换 当adc转换完成后，会产生adc中断，在adc中断里启动一个定时器，在定时器中断里上报事件 input_report_key(ts.input, BTN_TOUCH, 0); 这个函数上报

 

static void touch_timer_fire(unsigned long data)
{
    unsigned long data0;
    unsigned long data1;
    bool down;

    data0 = readl(ts.io + S3C2410_ADCDAT0);
    data1 = readl(ts.io + S3C2410_ADCDAT1);

    down = get_down(data0, data1);

    if (down) {
        if (ts.count == (1 << ts.shift)) {
            ts.xp >>= ts.shift;
            ts.yp >>= ts.shift;

            dev_dbg(ts.dev, "%s: X=%lu, Y=%lu, count=%d\n",
                __func__, ts.xp, ts.yp, ts.count);

            input_report_abs(ts.input, ABS_X, ts.xp);
            input_report_abs(ts.input, ABS_Y, ts.yp);

            input_report_key(ts.input, BTN_TOUCH, 1);
            input_sync(ts.input);

            ts.xp = 0;
            ts.yp = 0;
            ts.count = 0;
        }

        s3c_adc_start(ts.client, 0, 1 << ts.shift);
    } else {
        ts.xp = 0;
        ts.yp = 0;
        ts.count = 0;

        input_report_key(ts.input, BTN_TOUCH, 0);
        input_sync(ts.input);

        writel(WAIT4INT | INT_DOWN, ts.io + S3C2410_ADCTSC);
    }
}

static DEFINE_TIMER(touch_timer, touch_timer_fire, 0, 0);

 

到基本框架就出来了，还有没分析的就是输入子系统框架了，前有随笔有分析过，总结我们自已写触摸屏驱动有以下步骤

1：分配一个input_dev结构体

2：设置

3：注册

4：硬件相关操作，比如，ADC转换的值的优化，对触摸屏的值解析，上报成我们需要的数据即可

 

使用tslib测试：

　　注意事项：1：在内核中 include/linux/input.h 中 有一项定义版本号 #define EV_VERSION        0x010001 这个值 要和 编译器里的版本一样，编译器里这个定义在根目录下 usr/local/arm/4.3.2/arm-none-linux-gnueabi/libc/usr/include/linux/input.h +32 里有定义，两个版本如果不一样，随便更改一个就可以。

　　注意事项：2：如果是我们自已编写的驱动程序 要注意在设置input_dev结构体时要加上压力 input_set_abs_params(ts, ABS_PRESSURE, 0, 1, 0, 0); 同时在 上报事件的时候，在上报同步事件前加上 input_report_abs(ts, ABS_PRESSURE, 1); 这个压力事件

其它的什么 BTN_TOUCH、ABS_X、ABS_Y 都不能少，少一个tslib就无法识别。

下面列出tslib的使用方法和步骤：当然首先要获得tslib的源码才行 然后先安装下面的工具

sudo apt-get install autoconf
sudo apt-get install automake
sudo apt-get install libtool

编译：
tar xzf tslib-1.4.tar.gz
cd tslib
./autogen.sh 

mkdir tmp
echo "ac_cv_func_malloc_0_nonnull=yes" >arm-linux.cache
./configure --host=arm-linux --cache-file=arm-linux.cache --prefix=$(pwd)/tmp
make
make install

安装：
cd tmp
cp * -rf /nfsroot nfsroot是指根文件系统目录 适用于网络文件系统启动 如果是其它的方式
那么，这条命令最终的结果是 把 tslib下的所有文件 全部拷贝到 根文件系统目录下即可

使用：
先安装ts.ko, lcd.ko

1．
修改 /etc/ts.conf第1行(去掉#号和第一个空格)：
# module_raw input
改为：
module_raw input

2．
export TSLIB_TSDEVICE=/dev/event1
export TSLIB_CALIBFILE=/etc/pointercal
export TSLIB_CONFFILE=/etc/ts.conf
export TSLIB_PLUGINDIR=/lib/ts
export TSLIB_CONSOLEDEVICE=none
export TSLIB_FBDEVICE=/dev/fb0

ts_calibrate

ts_test

 列出我自已写的代码 代码一定要多写，才能理解，看再多代码不如自已写代码

#include <linux/errno.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/clk.h>
#include <linux/io.h>

#include <plat/adc.h>
#include <plat/regs-adc.h>
#include <plat/ts.h>

struct ts_reg {
    unsigned long adccon;
    unsigned long adctsc;
    unsigned long adcdly;
    unsigned long adcdat0;
    unsigned long adcdat1;
    unsigned long adcupdn;
};

static volatile struct ts_reg *ts_regs;
static struct input_dev *ts;
static struct timer_list ts_time;

/* 等待按下模式 */
void wait_ts_down_mode(void)
{
    ts_regs->adctsc = 0xd3;
}
/* 等待松开模式 */
void wait_ts_up_mode(void)
{
    /* 注意看寄存器是第8位 即共9位，我开始一直以为8位，想好好久才明白 */
    ts_regs->adctsc = 0x1d3;
}
/* 自动测量模式 */
void auto_measu_mode(void)
{
    ts_regs->adctsc = (1<<3) | (1<<2);
}
/* 启动ADC */
static void start_adc(void)
{
    ts_regs->adccon |= (1<<0);
}
static void ts_timer_function(unsigned long data)
{
    if (ts_regs->adcdat0 & (1<<15))
    {
        /* 已经松开 */
        input_report_abs(ts, ABS_PRESSURE, 0);
        input_report_key(ts, BTN_TOUCH, 0);
        input_sync(ts);
        wait_ts_down_mode();
    }
    else
    {
        /* 测量X/Y坐标 */
        auto_measu_mode();
        start_adc();
    }
}
/* 触摸屏中断处理函数 */
static irqreturn_t ts_irq(int irq, void *dev_id)
{
    if (ts_regs->adcdat0 & (1<<15))
    {
        //printk("pen up\n");
//        input_report_abs(ts, ABS_X, 0);
//        input_report_abs(ts, ABS_Y, 0);
        input_report_abs(ts, ABS_PRESSURE, 0);
        input_report_key(ts, BTN_TOUCH, 0);
        input_sync(ts);
        wait_ts_down_mode();
    }
    else
    {
//        printk("pen down\n");
        auto_measu_mode();        /* 设置为自动转换模式 */
        start_adc();            /* 启动ADC转换 */
    }
    return IRQ_HANDLED;
}
/* ADC转换完成中断函数 */
static irqreturn_t adc_irq(int irq, void *dev_id)
{
    int res;
    int adcdat0, adcdat1;
    
    /* 优化措施2: 如果ADC完成时, 发现触摸笔已经松开, 则丢弃此次结果 */
    adcdat0 = ts_regs->adcdat0 & 0x3ff;    /* 得到x方向的值 */
    adcdat1 = ts_regs->adcdat1 & 0x3ff;     /* 得到y方向的值 */
    if (ts_regs->adcdat0 & (1<<15))        /* 判断是松开还是按下 */
    {
        input_report_abs(ts, ABS_X, 0);    /* 松开就上报0 */
        input_report_abs(ts, ABS_Y, 0);
        input_report_key(ts, BTN_TOUCH, 0);
        input_report_abs(ts, ABS_PRESSURE, 0);
        input_sync(ts);
        wait_ts_down_mode();                /* 设置为等待按下模式 */
    }
    else
    {
//        printk("adc_irq cnt = %d, x = %d, y = %d\n", ++cnt, adcdat0, adcdat1);
        input_report_abs(ts, ABS_X, adcdat0);    /* 上报事件 */
        input_report_abs(ts, ABS_Y, adcdat1);
        input_report_key(ts, BTN_TOUCH, 1);
        input_report_abs(ts, ABS_PRESSURE, 1);
        input_sync(ts);
        wait_ts_up_mode();                    /* 进入等待按下模式 */
        /* 启动定时器处理长按/滑动的情况修改定时器的值为10毫秒中后产生中断 */
        res = mod_timer(&ts_time, jiffies + HZ/100);
    }
    return IRQ_HANDLED;
}

static int ts_init(void)
{
    struct clk* clk;
    int res;
    /* 1:分配一个input_dev结构体 */
    ts = input_allocate_device(); 
    if (!ts)
    {
        printk("Unable to allocate the input device !!\n");
        return 1;
    }
    /* 2:设置 */
    /* 2.1:设置可以产生那类事件 */
    set_bit(EV_KEY,ts->evbit);    /* 可以产生按键类事件 */
    set_bit(EV_ABS,ts->evbit);    /* 可以产生绝对位移类事件 触摸屏 */
    /* 2.2:设置可以产生这类事件的那种事件 */
    set_bit(BTN_TOUCH, ts->keybit);        /* 产生绝对位移类触摸事件 */
    input_set_abs_params(ts, ABS_X, 0, 0x3FF, 0, 0);    /* x方向位移 */
    input_set_abs_params(ts, ABS_Y, 0, 0x3FF, 0, 0);    /* y方向位移 */
    input_set_abs_params(ts, ABS_PRESSURE, 0, 1, 0, 0);/* 压力 tslib测试要用 */
    
    /* 3:注册 */
    res = input_register_device(ts);
    if (res)
    {
        printk("input_register_devicd fila!\n");
        return res;
    }
    /* 4:硬件相关设置 */
    /* 4.1:获取adc时钟 使能adc时钟 */
    clk = clk_get(NULL, "adc");
    if (IS_ERR(clk)) {
        dev_err(NULL, "cannot get adc clock source\n");
        return -1;
    }
    clk_enable(clk);

    /* 4.2:寄存器映射 查看s3c2440关于触摸屏那一章节 */
    ts_regs = ioremap(0x58000000, sizeof(struct ts_reg));
    if (ts_regs == NULL)
    {
        printk("cannot map registers\n");
        return -1;
    }
    /* 触摸屏寄存器设置 */
    /*
     * bit[14]   : PRSCEN=1   A/D converter prescaler enable 0-DISABLE  1-ENABLE
     * bit[13:6] : PRSCVL=49  ADCCLK=PCLK/(49+1)=50MHz/(49+1)=1MHz
     * bit[0]    : A/D conversion starts by enable. 先设为0
     */
    ts_regs->adccon = (1<<14) | (49<<6);
    /* ADC 启动延时间隔 用于等待电压稳定 */
    ts_regs->adcdly = 0xffff;
    
    /* 4.3:注册触摸屏中断 */
    res = request_irq(IRQ_TC, ts_irq, IRQF_SAMPLE_RANDOM, "ts_irq", NULL);
    if (res)
    {
        printk("cannot get TC interrupt\n");
        return res;
    }
    /* 4.4:注册ADC中断 */
    res = request_irq(IRQ_ADC, adc_irq, IRQF_SAMPLE_RANDOM, "adc_irq", NULL);
    if (res)
    {
        printk("cannot get ADC interrupt\n");
        return res;
    }
    /* 优化措施5: 使用定时器处理长按,滑动的情况
     * 
     */
    init_timer(&ts_time);                        /* 初始化定时器 */
    ts_time.function = ts_timer_function;        /* 设置定时器处理函数 */
    add_timer(&ts_time);                        /* 加载定时器 */

    /* 其它操作 设置ts寄存器进入等待触摸屏动作模式 
     * 如设没有这条操作，触摸屏没反应
     */
    wait_ts_down_mode();
    
    return 0;
}

static void ts_exit(void)
{
    free_irq(IRQ_ADC, NULL);    /* 释放中断 */
    free_irq(IRQ_TC, NULL);        /* 释放中断 */
    iounmap(ts_regs);            /* 取消GPIO映射 */
    input_unregister_device(ts);
    input_free_device(ts);        /* 释放input_dev */
    
}

module_init(ts_init);
module_exit(ts_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");