DRV_03_编写最简单的触摸屏驱动程序_基于QEMU

Posted 2021-09-11 韦东山

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coding无法使用浏览器打开，必须用git工具下载：

git clone https://e.coding.net/weidongshan/linux/doc_and_source_for_drivers.git

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编写最简单的触摸屏驱动程序_基于QEMU

参考资料：

• Linux 5.x内核文档

• Documentation\\input\\input-programming.rst

  • Documentation\\input\\event-codes.rst

• Linux 4.x内核文档

  • Documentation\\input\\input-programming.txt
  • Documentation\\input\\event-codes.txt

• 本节视频代码：GIT仓库中

  IMX6ULL\\source\\05_Input\\03_touchscreen_qemu\\
  	01_irq_ok
  	02_all_ok
  

STM32MP157\\source\\A7\\05_Input\\03_touchscreen_qemu
01_irq_ok
02_all_ok

### 1. 写在前面的话

目前百问网主推的开发板是IMX6ULL、STM32MP157。
但是也推出了一块虚拟的开发板：IMX6ULL_QEMU，对QEMU进行了大量的修改，比如增加了更多外设的模拟。
使用QEMU的原因有3：

* 降低学习成本
* 初学阶段，可以不买开发板，使用QEMU即可入门。
* 深入学习内核及驱动
* 使用QEMU可以非常方便地调试内核、查看驱动程序执行过程
* 有助于深入研究内核及驱动
* 学习某些驱动时可以用QEMU模拟硬件，简化硬件的操作，把精力放在驱动程序框架本身

后面的视频里，会使用QEMU来讲解某些驱动程序。
**注意**：

* 使用QEMU不是必须的
* QEMU只是提供另一个角度的学习方法，比如：
* LCD驱动：使用QEMU可以时，可以简化硬件的操作
* 中断子系统：可以跟踪调用过程
* 你可以只看QEMU相关的视频，不使用QEMU来操作
* 在真实的开发板上讲解的内容，会覆盖QEMU视频的知识



### 2. 准备工作

在2021.03.27，我们给QEMU增加了新的功能：模拟触摸屏。
如果你是在这个时间之前下载了百问网的QEMU映像，那么需要重新下载。
下载、使用方法请参考：http://wiki.100ask.org/Qemu

下面以Ubuntu 18.04简单介绍一下。

#### 2.1 下载

执行命令：

```shell
git  clone  https://e.coding.net/weidongshan/ubuntu-18.04_imx6ul_qemu_system.git

2.2 安装运行环境

执行命令：

$ cd buntu-18.04_imx6ul_qemu_system
$./install_sdl.sh // 提示输入用户密码，等待安装完成

2.3 运行QEMU

执行命令：

$./qemu-imx6ull-gui.sh // 启动后，登录名是root，无需密码

3. QEMU触摸屏操作方法

寄存器说明如下：

地址	寄存器	说明
0x021B4000	touch_pressure_register	记录触摸屏压力值，只有0、1两个取值， 1表示被按下，0表示松开
0x021B4004	touch_x_register	记录触摸屏X坐标
0x021B4008	touch_y_register	记录触摸屏Y坐标
0x021B400C	touch_clean_register	写入任意值，就会清零上述3个寄存器(仅用于测试，不用也可)

操作原理：

• 鼠标在屏幕上按下、松开

  • QEMU改变GPIO电平、产生中断
  • 在touch_pressure_register中记录压力值

• 鼠标在屏幕上滑动

  • 在touch_x_register、touch_y_register中记录坐标

• 仅能模拟单点触摸，不能模拟多点触摸

4. 编写驱动程序

• request_irq

• 在中断处理函数里

  • 上报按下、松开的事件

• 如果触摸屏被按下，启动定时器

• 如果触摸屏被松开，取消定时器

• 在定时器函数里

  • 如果触摸屏还是被按下的状态，上报坐标值，并设置下一个超时时间

5. 上机实验

5.1 设置工具链

在Ubuntu中执行：

export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
export PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-qemu/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin

5.2 编译内核/设备树

在Ubuntu中执行：

book@100ask:~/100ask_imx6ull-qemu$ cd linux-4.9.88
book@100ask:~/100ask_imx6ull-qemu/linux-4.9.88$ make mrproper
book@100ask:~/100ask_imx6ull-qemu/linux-4.9.88$ make 100ask_imx6ull_qemu_defconfig
book@100ask:~/100ask_imx6ull-qemu/linux-4.9.88$ make zImage -jN //编译zImage内核镜像，其中N参数可以根据CPU个数，来加速编译系统。
book@100ask:~/100ask_imx6ull-qemu/linux-4.9.88$ make dtbs //编译设备树文件

成功的话，可以得到：

arch/arm/boot/zImage // 内核
arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull_qemu.dtb // 设备树

复制到如下目录：

$ cd ubuntu-18.04_imx6ul_qemu_system/imx6ull-system-image
$ ls
100ask_imx6ull_qemu.dtb  rootfs.img  rootfs.tar.gz  zImage

5.3 启动QEMU

在Ubuntu中执行：

$ cd ubuntu-18.04_imx6ul_qemu_system
$ ./qemu-imx6ull-gui.sh

5.4 挂载NFS

在QEMU中执行：

$ mount -t nfs -o nolock,vers=3 10.0.2.2:/home/book/nfs_rootfs /mnt

开启printk：

echo "7 4 1 7" > /proc/sys/kernel/printk

5.5 编译、使用tslib

在Ubuntu上执行下列命令。

• 编译

tar xJf tslib-1.21.tar.xz
cd tslib-1.21
./configure --host=arm-linux-gnueabihf  --prefix=/
make
make install DESTDIR=$PWD/tmp

• 复制头文件/库到工具链(非必须, 编译其他APP时需要)

cd tslib-1.21/tmp/

cp include/* /home/book/100ask_imx6ull-qemu/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/../lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/6.2.1/../../../../arm-linux-gnueabihf/include

cp -d lib/*so*  /home/book/100ask_imx6ull-qemu/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/../arm-linux-gnueabihf/libc/usr/lib/

• 复制库、APP到开发板

  假设在Ubuntu的/home/book/nfs_rootfs目录下有tslib-1.21。
  在开发板上执行：

mount -t nfs -o nolock,vers=3 10.0.2.2:/home/book/nfs_rootfs /mnt
cp  /mnt/tslib-1.21/tmp/lib/*  -drf     /lib
cp  /mnt/tslib-1.21/tmp/bin/*            /bin
cp  /mnt/tslib-1.21/tmp/etc/ts.conf  -d  /etc

• 使用tslib

export TSLIB_TSDEVICE=/dev/input/event3
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

5.5 退出QEMU

要退出QEMU，可以同时按住ctrl+a，松开后再输入'x'

5.6 改进驱动

如果在驱动程序里设置属性位：

	__set_bit(INPUT_PROP_DIRECT, g_input_dev->propbit);

那么tslib可以自动扫描到触摸屏设备，
使用tslib时就不需要设置这些环境变量：

export TSLIB_TSDEVICE=/dev/input/event3
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

slib可以自动扫描到触摸屏设备，
使用tslib时就不需要设置这些环境变量：

export TSLIB_TSDEVICE=/dev/input/event3
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