OpenHarmony HDF Input驅(qū)動模型分析與使用

概述

輸入設(shè)備是用戶與計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)交互的主要裝置之一，是用戶與計算機(jī)或者其他設(shè)備通信的橋梁。常見的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、游戲桿、觸摸屏等。本文檔將介紹如何使用 Hi3516DV300 開發(fā)板完成基于 HDF_Input 模型的觸摸屏（Touch Screen）器件驅(qū)動開發(fā)，從而使開發(fā)者快速入門。

硬件資源簡介

Touch 設(shè)備與主機(jī)通訊一般采用 I2C 總線完成數(shù)據(jù)的交互，為了提高觸屏數(shù)據(jù)的實時性，觸屏 IC 都會提供中斷支持。當(dāng)有觸屏事件發(fā)生時，會觸發(fā)主機(jī)中斷管腳完成一次中斷響應(yīng)。中斷處理函數(shù)中主機(jī)通過 I2C 總線讀取觸屏 IC 寄存器完成一次數(shù)據(jù)采集。

Hi3516DV300 開發(fā)板套件所提供的觸摸屏器件 IC 為 GT911，該器件采用標(biāo)準(zhǔn) I2C 與主機(jī)通信，通過 6pin 軟排線與主板連接。6pin 分布以及實物連接圖如下圖所示：

Input模型簡介

Input 驅(qū)動模型核心部分由設(shè)備管理層、公共驅(qū)動層、器件驅(qū)動層組成。器件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)借助平臺數(shù)據(jù)通道能力從內(nèi)核傳遞到用戶態(tài)，驅(qū)動模型通過配置文件適配不同器件及硬件平臺，提高開發(fā)者的器件驅(qū)動開發(fā)效率。如下部分為模型各部分的說明：

（1）input 設(shè)備管理：為各類輸入設(shè)備驅(qū)動提供 input 設(shè)備的注冊、注銷接口，同時統(tǒng)一管理 input 設(shè)備列表；

（2）input 平臺驅(qū)動：指各類 input 設(shè)備的公共抽象驅(qū)動（例如觸摸屏的公共驅(qū)動），負(fù)責(zé)對板級硬件進(jìn)行初始化、硬件中斷處理、向 manager 注冊 input 設(shè)備等；

（3）input 器件驅(qū)動：指各器件廠家的差異化驅(qū)動，通過適配平臺驅(qū)動預(yù)留的差異化接口，實現(xiàn)器件驅(qū)動開發(fā)量最小化；

（4）input 數(shù)據(jù)通道：提供一套通用的數(shù)據(jù)上報通道，各類別的 input 設(shè)備驅(qū)動均可用此通道上報 input 事件；

（5）input 配置解析：負(fù)責(zé)對 input 設(shè)備的板級配置及器件私有配置進(jìn)行解析及管理。

Input模型工作流程解析

為了讓開發(fā)者更清晰的了解 Input 模型工作流程，本節(jié)將對 input 模型加載的關(guān)鍵流程代碼進(jìn)行說明。

本章節(jié)為 Input 模型工作流程說明，開發(fā)者無需進(jìn)行開發(fā)。

私有配置信息解析示例代碼路徑：

。/drivers/framework/model/input/driver/input_config_parser.c

根據(jù) OSAL 提供的配置解析函數(shù)，可以將 hcs 文件中各字段含義進(jìn)行解析，具體請參考 input_config_parser.c 中各函數(shù)的實現(xiàn)。如果提供的模板不能滿足需求，在 hcs 文件中添加相應(yīng)信息后，需要根據(jù)添加的字段開發(fā)相應(yīng)的解析函數(shù)。

static int32_t ParseAttr（struct DeviceResourceIface *parser， const struct DeviceResourceNode *attrNode， BoardAttrCfg *attr）{int32_t ret;// 獲取inputType字段信息，保存在BoardAttrCfg結(jié)構(gòu)體中 ret = parser->GetUint8（attrNode， “inputType”， &attr->devType， 0）; CHECK_PARSER_RET（ret， “GetUint8”）; ...return HDF_SUCCESS;}

管理驅(qū)動層初始化及注冊驅(qū)動至HDF框架示例代碼路徑：

。/drivers/framework/model/input/driver/hdf_input_device_manager.cstatic int32_t HdfInputManagerInit（struct HdfDeviceObject *device）{ /* 分配內(nèi)存給manager，manager中將存放所有input設(shè)備 */ g_inputManager = InputManagerInstance（）;

...}struct HdfDriverEntry g_hdfInputEntry = { .moduleVersion = 1， .moduleName = “HDF_INPUT_MANAGER”， .Bind = HdfInputManagerBind， .Init = HdfInputManagerInit， .Release = HdfInputManagerRelease，};HDF_INIT（g_hdfInputEntry）; //驅(qū)動注冊入口

公共驅(qū)動層初始化及注冊驅(qū)動至HDF框架示例代碼路徑：

。/drivers/framework/model/input/driver/hdf_touch.cstatic int32_t HdfTouchDriverProbe（struct HdfDeviceObject *device）

{ .../* 板級信息結(jié)構(gòu)體內(nèi)存申請及hcs配置信息解析 */ boardCfg = BoardConfigInstance（device）; .../* 公共驅(qū)動結(jié)構(gòu)體內(nèi)存申請 */ touchDriver = TouchDriverInstance（）; .../* 依據(jù)解析出的板級信息進(jìn)行公共資源初始化，如IIC初始化 */ ret = TouchDriverInit（touchDriver， boardCfg）; if （ret == HDF_SUCCESS）

{ .../* 添加驅(qū)動至公共驅(qū)動層驅(qū)動管理鏈表，當(dāng)設(shè)備與驅(qū)動進(jìn)行綁定時使用該鏈表進(jìn)行查詢 */ AddTouchDriver（touchDriver）; ...} ...}struct HdfDriverEntry g_hdfTouchEntry = { .moduleVersion = 1， .moduleName = “HDF_TOUCH”， .Bind = HdfTouchDriverBind， .Init = HdfTouchDriverProbe， .Release = HdfTouchDriverRelease，}; HDF_INIT（g_hdfTouchEntry）; //驅(qū)動注冊入口

器件驅(qū)動層初始化及注冊驅(qū)動至HDF框架具體請參考適配器件私有驅(qū)動器件層驅(qū)動初始化及注冊驅(qū)動至 HDF 框架部分。

具體調(diào)用邏輯串聯(lián)函數(shù)Input 模型管理層驅(qū)動 init 函數(shù)初始化了設(shè)備管理鏈表，公共驅(qū)動層初始化函數(shù)完成了相關(guān)結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存申請。器件驅(qū)動相關(guān)信息通過 RegisterChipDevice 函數(shù)對公共驅(qū)動層相關(guān)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行信息填充，同時完成了相關(guān)硬件信息的初始化（如中斷注冊等），綁定設(shè)備與驅(qū)動組成 inputDev 通過 RegisterInputDevice 函數(shù)向驅(qū)動管理層進(jìn)行注冊，在 RegisterInputDevice 函數(shù)中主要實現(xiàn)了將 inputDev 向設(shè)備管理鏈表的添加等功能。如下所示為兩個函數(shù)的實現(xiàn)部分：

函數(shù)具體實現(xiàn)代碼位置

。/drivers/framework/model/input/driver/hdf_touch.cint32_t RegisterChipDevice（ChipDevice *chipDev）{…/* 綁定設(shè)備與驅(qū)動，從而通過InputDeviceInstance函數(shù)創(chuàng)建inputDev */ DeviceBindDriver（chipDev）;…/* 主要包含器件中斷注冊及中斷處理函數(shù)，處理函數(shù)中有數(shù)據(jù)上報用戶態(tài)的數(shù)據(jù)通道 */ChipDriverInit（chipDev）;

… /* 申請內(nèi)存實例化InputDev */inputDev = InputDeviceInstance（chipDev）; … /* 將InputDev設(shè)備注冊至input驅(qū)動管理層 */RegisterInputDevice（inputDev）;…}

函數(shù)具體實現(xiàn)代碼位置

。/drivers/framework/model/input/driver/hdf_input_device_manager.cint32_t RegisterInputDevice（InputDevice *inputDev）{… /* 申請ID，該ID對于不同input設(shè)備唯一 */ ret = AllocDeviceID（inputDev）;…/* 該函數(shù)包含了對hid類設(shè)備的特殊處理，對于觸摸屏驅(qū)動，該函數(shù)無實質(zhì)操作； */ CreateDeviceNode（inputDev）; /* 內(nèi)核態(tài)數(shù)據(jù)傳送至用戶態(tài)需使用IOService能力，需要申請buffer */ AllocPackageBuffer（inputDev）; /* 將input設(shè)備添加進(jìn)設(shè)備全局管理鏈表 */ AddInputDevice（inputDev）; ···}

TouchScreen器件驅(qū)動開發(fā)

基于 Input 模型適配一款觸摸屏 IC 需要完成的具體工作見下。

配置設(shè)備描述信息

驅(qū)動注冊到 HDF 框架所需要的設(shè)備驅(qū)動描述信息，如驅(qū)動是否加載以及加載次序等。

配置文件路徑：

。/drivers/adapter/khdf/linux/hcs/device_info/device_info.hcs

device_info.hcs 中的信息主要提供給 HDF 框架使用，包含了 Input 模型各層驅(qū)動注冊到 HDF 框架所必需的信息，開發(fā)者無特殊場景需求無需改動。各驅(qū)動層私有配置信息通過“deviceMatchAttr”字段與 input_config.hcs 中的“match_attr”相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行匹配。

配置文件中與 input 模塊相關(guān)的內(nèi)容如下所示

input ：： host {hostName = “input_host”;priority = 100;device_input_manager ：： device { // Input管理層設(shè)備描述信息device0 ：： deviceNode {policy = 2; // 向內(nèi)核用戶態(tài)均發(fā)布服務(wù)

priority = 100; // input管理層驅(qū)動優(yōu)先級默認(rèn)為100preload = 0; // 加載該驅(qū)動permission = 0660; // 驅(qū)動創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點權(quán)限moduleName = “HDF_INPUT_MANAGER”; // 與驅(qū)動入口moduleName匹配serviceName = “hdf_input_host”; // HDF框架生成的節(jié)點名deviceMatchAttr = “”; // manager目前不需要私有配置，因此為空

}}device_hdf_touch ：： device { // Input公共驅(qū)動層設(shè)備描述信息device0 ：： deviceNode { policy = 2; // 向內(nèi)核用戶態(tài)均發(fā)布服務(wù) priority = 120; // input公共驅(qū)動優(yōu)先級默認(rèn)為120 preload = 0; // 加載該驅(qū)動 permission = 0660; // 驅(qū)動創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點權(quán)限

moduleName = “HDF_TOUCH”; // 與驅(qū)動入口的moduleName匹配 serviceName = “hdf_input_event1”; // HDF框架生成的節(jié)點名 deviceMatchAttr = “touch_device1”; // 與 “match_attr”字段一致 }}device_touch_chip ：： device { // Input器件驅(qū)動層信息

device0 ：： deviceNode { policy = 0; // 向內(nèi)核用戶態(tài)均不發(fā)布服務(wù) priority = 130; // input器件驅(qū)動優(yōu)先級默認(rèn)為130 preload = 0; // 加載該驅(qū)動 permission = 0660; // 驅(qū)動創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點權(quán)限 moduleName = “HDF_TOUCH_GT911”; // 與moduleName匹配 serviceName = “hdf_touch_gt911_service”; // HDF框架節(jié)點名 deviceMatchAttr = “zsj_gt911_5p5”; // 與“match_attr”字段一致 }}}

該配置文件中需要重點關(guān)注的字段有：

“priority”決定驅(qū)動加載順序；

“preload”決定驅(qū)動是否加載；

“moduleName ”需要與驅(qū)動注冊入口處的“moduleName ”字段保持一致；

“serviceName ”HDF 框架依據(jù)該字段創(chuàng)建節(jié)點名；

“deviceMatchAttr ”需要與私有配置信息中的“match_attr”字段保持一致。

通過配置設(shè)備描述信息，使得 HDF 框架通過 moduleName 與注冊至驅(qū)動入口的代碼相匹配，保證了驅(qū)動的正常加載，通過 priority 字段保證了各驅(qū)動的加載順序。

配置Touchscreen器件信息

器件私有信息包括上下電時序等，平臺硬件信息包括器件連接主板的 GPIO 端口信息等。

配置文件路徑：

。/drivers/adapter/khdf/linux/hcs/input/input_config.hcs

input_config.hcs 中的信息由驅(qū)動代碼進(jìn)行讀取解析，主要由公共驅(qū)動層的私有配置信息及器件驅(qū)動層的私有配置信息組成。文件中的配置包含板級硬件信息及器件私有配置信息，實際業(yè)務(wù)開發(fā)時，可根據(jù)具體需求增刪及修改對應(yīng)內(nèi)容。

pinConfig { rstGpio = 3; // 復(fù)位管腳連接主機(jī)芯片的3號管腳

intGpio = 4; // 中斷管腳連接主機(jī)芯片的4號管腳 rstRegCfg = ［0x112f0094， 0x400］; // 復(fù)位管腳配置信息

intRegCfg = ［0x112f0098， 0x400］; // 中斷管腳配置信息 } powerConfig { /* 0:unused 1:ldo 2:gpio 3:pmic */ vccType = 2; // GPIO供電 vccNum = 20; // gpio20 vccValue = 1800; // 電壓幅值為1800mV vciType = 1; // LDO供電 vciNum = 12; // ldo12 vciValue = 3300; // 電壓幅值為3300mV }featureConfig { capacitanceTest = 0; // 容值測試 gestureMode = 0; // 手勢模式 gloverMode = 0; // 手套模式

coverMode = 0; // 皮套模式

chargerMode = 0; // 充電模式 knuckleMode = 0; // 指關(guān)節(jié)模式 } } chipConfig { // 器件私有信息配置

template touchChip { // 模板 match_attr = “”; chipName = “gt911”; // 觸摸屏IC型號 vendorName = “zsj”; // 供應(yīng)商 chipInfo = “AAAA11222”; /*1~4字符代表產(chǎn)品名，5~6字符代表IC型號，7~9字符代表模型型號*/ busType = 0; // 0代表I2C，1代表SPI deviceAddr = 0x5D; // 器件IC通信地址/* 1代表上升沿觸發(fā)，2代表下降沿觸發(fā)，4代表高電平觸發(fā)，8代表低電平觸發(fā)*/ irqFlag = 2; maxSpeed = 400; // 最大通信速率為400Hz chipVersion = 0; // 觸摸屏IC版本號

powerSequence {/* 上電時序的配置含義說明： ［類型， 狀態(tài)， 方向 ， 延時］ 0代表空，1代表vcc電源1.8V，2代表VCI電源3.3V，3代表復(fù)位管腳，4代表中斷管腳 0代表下電或拉低，1代表上電或拉高，2代表無操作

代表延時多少毫秒， 例如20代表延時20ms */powerOnSeq = ［4， 0， 1， 0， // 中斷管腳配置為輸出，且進(jìn)行拉低 3， 0， 1， 10， // 復(fù)位管腳配置為輸出，且進(jìn)行拉低，延時10ms 3， 1， 2， 60， // 復(fù)位管腳無操作，且進(jìn)行拉高，延時60ms 4， 2， 0， 0］;

// 中斷管腳配置為輸入suspendSeq = ［3， 0， 2， 10］; // 復(fù)位管腳無操作，且進(jìn)行拉低，延時10msresumeSeq = ［3， 1， 2， 10］; // 復(fù)位管腳無操作，且進(jìn)行拉高，延時10mspowerOffSeq = ［3， 0， 2， 10， // 復(fù)位管腳無操作，且進(jìn)行拉低，延時10ms 1， 0， 2， 20］;

// 電源正極管腳無操作，且進(jìn)行拉低，延時20ms}}chip0 ：： touchChip {/* 與設(shè)備描述配置信息中器件私有配置信息的“match_attr”字段保持一致 */ match_attr = “zsj_gt911_5p5”; /* 產(chǎn)品名+模組編號+芯片編號的組合信息 用于給用戶態(tài)區(qū)分當(dāng)前器件 */ chipInfo = “ZIDN45100”; /* IC型號的版本 */ chipVersion = 0; } } } }}}

示例中“touchConfig”包含了“touch0”，“touch0”包含了“boardConfig”與“chipConfig”；“boardConfig”字段包含了 Hi3516DV300 板級硬件信息，“chipConfig”包含了觸摸屏器件的私有信息，如果需要替換觸摸屏器件，重新配置“chipConfig”對應(yīng)的字段信息即可。同時產(chǎn)品可以配置多款觸摸屏，示例中用“touch0”代表了套件中默認(rèn)的觸摸屏的硬件接口以及器件的配置信息，如產(chǎn)品需要配置副屏，可在與“touch0”并列的位置配置“touch1”的信息。

適配器件私有驅(qū)動

Input 模型對 Input 設(shè)備開發(fā)流程進(jìn)行了抽象，開發(fā)者只需要適配器件驅(qū)動層，無需改動管理驅(qū)動層以及公共驅(qū)動層。

Input 模型由三層驅(qū)動組成，開發(fā)者適配一款全新觸摸屏驅(qū)動只需要適配器件驅(qū)動層即可，重點實現(xiàn)差異化接口，本小節(jié)以代碼示例的形式展示開發(fā)者需要重點完成的工作。

觸摸屏器件差異化接口適配

示例代碼路徑

。/drivers/framework/model/input/driver/touchscreen/touch_gt911.cstatic struct TouchChipOps g_gt911ChipOps =

{ // 器件IC接口.Init = ChipInit， // 初始化.Detect = ChipDetect， // 器件檢測.Resume = ChipResume， // 喚醒.Suspend = ChipSuspend， // 休眠.DataHandle = ChipDataHandle， // 器件數(shù)據(jù)讀取.UpdateFirmware = UpdateFirmware， // 固件升級};

/* 不同觸摸屏廠家使用的IC不一樣，對應(yīng)的寄存器操作也不一樣，因此器件驅(qū)動層代碼重點適配差異化接口部分，如下示例代碼展示了GT911的數(shù)據(jù)解析*/

static int32_t ChipDataHandle（ChipDevice *device）{.../* GT911獲取坐標(biāo)之前需先讀取狀態(tài)寄存器 */reg［0］ = （GT_BUF_STATE_ADDR >> ONE_BYTE_OFFSET） & ONE_BYTE_MASK; reg［1］ = GT_BUF_STATE_ADDR & ONE_BYTE_MASK;ret = InputI2cRead（i2cClient， reg， GT_ADDR_LEN， &touchStatus， 1）;

if （ret < 0 || touchStatus == GT_EVENT_INVALID） {return HDF_FAILURE;}.../* 根據(jù)狀態(tài)寄存器的值讀取數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù) */

reg［0］ = （GT_X_LOW_BYTE_BASE >> ONE_BYTE_OFFSET） & ONE_BYTE_MASK;reg［1］ = GT_X_LOW_BYTE_BASE & ONE_BYTE_MASK;pointNum = touchStatus & GT_FINGER_NUM_MASK;if （pointNum == 0 || pointNum > MAX_SUPPORT_POINT） {HDF_LOGE（“%s： pointNum is invalid， %u”， __func__， pointNum）; （void）ChipCleanBuffer（i2cClient）;OsalMutexUnlock（&device->driver->mutex）;return HDF_FAILURE;}frame->realPointNum = pointNum;frame->definedEvent = TOUCH_DOWN;（void）InputI2cRead（i2cClient， reg， GT_ADDR_LEN， buf， GT_POINT_SIZE * pointNum）;/* 對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析 */ParsePointData（device， frame， buf， pointNum）;...}

static void ParsePointData（ChipDevice *device， FrameData *frame， uint8_t *buf， uint8_t pointNum）{

.../* 每個坐標(biāo)值由兩個字節(jié)組成，對獲取的單字節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接得到最終的坐標(biāo)值 */for （i = 0; i

< pointNum; i++） {frame->fingers［i］.trackId = buf［GT_POINT_SIZE * i + GT_TRACK_ID］;frame->

fingers［i］.y = （buf［GT_POINT_SIZE * i + GT_X_LOW］ & ONE_BYTE_MASK） | （（buf

［GT_POINT_SIZE * i + GT_X_HIGH］ & ONE_BYTE_MASK） << ONE_BYTE_OFFSET）; frame->fingers［i］.x = （buf［GT_POINT_SIZE * i + GT_Y_LOW］ & ONE_BYTE_MASK） | （（buf［GT_POINT_SIZE * i + GT_Y_HIGH］ & ONE_BYTE_MASK） << ONE_BYTE_OFFSET）;/* 對解析出來的坐標(biāo)值進(jìn)行打印 */

HDF_LOGD（“%s： x = %d， y = %d”， __func__， frame->fingers［i］.x，frame->fingers［i］.y）;}}

器件層驅(qū)動初始化及注冊驅(qū)動至HDF框架

示例代碼路徑

。/drivers/framework/model/input/driver/touchscreen/touch_gt911.cstatic int32_t HdfGoodixChipInit（struct HdfDeviceObject *device）{

.../* 器件配置結(jié)構(gòu)體內(nèi)存申請、配置信息解析及掛載 */ chipCfg = ChipConfigInstance（device）;

.../* 器件實例化 */ chipDev = ChipDeviceInstance（）;

.../* 器件信息掛載及器件私有操作掛載 */ chipDev->chipCfg = chipCfg; chipDev->ops = &g_gt911ChipOps;

.../* 注冊器件驅(qū)動至平臺驅(qū)動 */ RegisterChipDevice（chipDev）;

...}

struct HdfDriverEntry g_touchGoodixChipEntry = {.moduleVersion = 1，/* 該moduleName與device_info.hcs文件中器件驅(qū)動層的moduleName信息相匹配*/.moduleName = “HDF_TOUCH_GT911”，

.Init = HdfGoodixChipInit， // 器件驅(qū)動初始化函數(shù)};HDF_INIT（g_touchGoodixChipEntry）; // 注冊器件驅(qū)動至HDF框架

器件私有驅(qū)動層主要實現(xiàn)了各器件廠商差異較大的部分，如器件休眠喚醒、數(shù)據(jù)解析以及固件升級等。

編譯入口添加

編輯 Makefile 文件，添加本示例中的內(nèi)容：

文件路徑：

。/drivers/adapter/khdf/linux/model/input/Makefile

添加內(nèi)容如下：

obj-$（CONFIG_DRIVERS_HDF_TP_5P5_GT911） += $（INPUT_ROOT_DIR）/touchscreen/touch_gt911.o

其中 touch_gt911.o 為本示例中追加的內(nèi)容

至此，基于 HDF 框架及 Input 模型的觸摸屏驅(qū)動適配完成。

總結(jié)

本文梳理了 HDF_Input 模型工作流程，重點介紹了器件驅(qū)動適配，以 Hi3516dv300 開發(fā)板觸屏為例進(jìn)行了詳細(xì)的代碼說明，希望通過本文檔您能初步掌握基于 HDF 框架的 Input 設(shè)備的開發(fā)步驟與流程。

責(zé)任編輯：haq