Linux & Android 多点触摸协议

Linux & Android 多点触摸协议
Android4.0多点触摸入门

1 KERNEL

　　对于触摸屏的驱动我们简单的划分为两个主要的部分，一个是注册，另一个是上报。

1.1 注册

　　单点触摸信息是以ABS承载并按一定顺序发送，如BTN_TOUCH、ABS_X、ABS_Y、SYNC。而多点触摸信息则是以ABS_MT承载并按一定顺序发送，如ABS_MT_POSITION_X、ABS_MT_POSITION_Y，然后通过调用input_mt_sync()产生一个 SYN_MT_REPORT event来标记一个点的结束，告诉接收方接收当前手指的信息并准备接收其它手指的触控信息。最后调用 input_sync()函数上报触摸信息开始动作并告诉接收方开始接收下一系列多点触摸信息。

1.2 上报

　　协议定义了一系列ABS_MT事件，这些事件被分为几大类，允许只应用其中的一部份，多点触摸最小的事件集中包括 ABS_MT_TOUCH_MAJOR、ABS_MT_POSITION_X和 ABS_MT_POSITION_Y，以此来实现多点触摸。如果设备支持ABS_MT_WIDTH_MAJOR这个事件，那么此事件可以提供手指触摸接触面积大小。触摸方向等信息可以由ABS_MT_TOUCH_MINOR, ABS_MT_WIDTH_MINOR and ABS_MT_ORIENTATION提供。ABS_MT_TOOL_TYPE提供触摸设备的类别，如手或是笔或是其它。最后有些设备可能会支持 ABS_MT_TRACKING_ID，用来支持硬件跟踪多点信息，即该点属于哪一条线等。

2、 framework

    在Android 4.0中，Event Input地位提高了.在Adroid2.3.5中，它在frameworks/base/libs/ui之下，在Android4.0中，它在 frameworks/base/services/input之下，看到没有，它有了自己的地位，就像在Kernel中一样，有自己门户了。

　　在此文件夹下，目前主要研究两个文件，一个是EventHub.cpp，另一个是InputReader.cpp两个文件。EventHub.cpp主要是完成设备的扫描和识别。而InputReader.cpp完成对设备上报的原始数据的处理工作。
　　而具体的对于APP开发人员来讲主要的数据是通过MotionEvent.java获取。而MotionEvent.java是通过JNI机制与底层进行通信的。
frameworks/base/core/java/android/view/MotionEvent.java --> jni --> frameworks/base/core/jni/android_view_MotionEvent.cpp

3、app

       参考代码TouchExample.java & TouchExampleActivity.java

Linux & Android 多点触摸协议

　单点触摸信息是以ABS承载并按一定顺序发送，如BTN_TOUCH、ABS_X、ABS_Y、SYNC。而多点触摸信息则是以ABS_MT承载并按一定顺序发送，如ABS_MT_POSITION_X、ABS_MT_POSITION_Y，然后通过调用input_mt_sync()产生一个 SYN_MT_REPORT event来标记一个点的结束，告诉接收方接收当前手指的信息并准备接收其它手指的触控信息。最后调用 input_sync()函数上报触摸信息开始动作并告诉接收方开始接收下一系列多点触摸信息。

  协议定义了一系列ABS_MT事件，这些事件被分为几大类，充许只应用其中的一部份，多点触摸最小的事件集中应包括ABS_MT_TOUCH_MAJOR、ABS_MT_POSITION_X和 ABS_MT_POSITION_Y，以此来实现多点触摸。如果设备支持ABS_MT_WIDTH_MAJOR这个事件，那么此事件可以提供手指触摸接触面积大小。触摸方向等信息可以由ABS_MT_TOUCH_MINOR, ABS_MT_WIDTH_MINOR and ABS_MT_ORIENTATION提供。ABS_MT_TOOL_TYPE提供触摸设备的类别，如手或是笔或是其它。最后有些设备可能会支持ABS_MT_TRACKING_ID，用来支持硬件跟踪多点信息，即该点属于哪一条线等。

下面是两点触摸支持的最小事件集序列：

ABS_MT_TOUCH_MAJOR
ABS_MT_POSITION_X
ABS_MT_POSITION_Y
SYN_MT_REPORT //上报第一个点
ABS_MT_TOUCH_MAJOR
ABS_MT_POSITION_X
ABS_MT_POSITION_Y
SYN_MT_REPORT //上报第二个点
SYN_REPORT //开始动作

Event 原语

“接触”一词用来描述一个物体直接碰到另一个物体的表面。

ABS_MT_TOUCH_MAJOR描述了主接触面的长轴，它和X，Y同一个单位，如果一个面的分辨率为X*Y，则ABS_MT_TOUCH_MAJOR的最大值为sqrt(X^2+Y2)

ABS_MT_TOUCH_MINOR描述了接触面的短轴，如果接触面是圆形，它可以不用。

ABS_MT_WIDTH_MAJOR描述了接触工具的长轴

ABS_MT_WIDTH_MINOR描述了接触工具的短轴

ABS_MT_TOUCH_MAJOR := max(X, Y)
ABS_MT_TOUCH_MINOR := min(X, Y)
ABS_MT_ORIENTATION := bool(X > Y)

以上四个参数可以用来生成额外的触摸信息，如ABS_MT_TOUCH_MAJOR/ABS_MT_WIDTH_MAJOR的比率可以用来描述压力。

ABS_MT_ORIENTATION

ABS_MT_POSITION_X接触面的中心点X坐标

ABS_MT_POSITION_Y接触面的中心点Y坐标

ABS_MT_TOOL_TYPE描述接触工具类型，很多内核驱动无法区分此参数如手指及笔，如果是这样，该参数可以不用，协议目前支持MT_TOOL_FINGER和MT_TOOL_PEN两种类型。

ABS_MT_BLOB_ID形状集ID，集合几个点以描述一个形状，很多驱动没有形状属性，此参数可以不用。

ABS_MT_TRACKING_ID描述了从接触开始到释放的整个过程的集合，如果设备不支持，此参数可是不用。

触摸轨迹

　　仅有少数设备可以明触的标识真实的 trackingID，多数情况下 trackingID只能来标识一次触摸动作的过程。

手势

　　多点触摸指定的应用是创建手势动作， TOUCH和 WIDTH参数经常用来区别手指的压力和手指间的距离，另外 MINOR类的参数可以用来区别设备的接触面的大小（点接触还是面接触),ORIENTATION可以产生旋转事件。

Android Input系统之触摸屏

最近开始在TI平台调试触摸屏，之前研究过Android的Event输入设备驱动，对键盘比较了解。Input驱动程序包含游戏杆、鼠标和事件设备3中驱动，而键盘和触摸屏都输入事件设备。
Input驱动程序的主设备号是13,3种驱动程序的设备号分配是：
游戏杆：0～31
鼠标：32～62
mice鼠标：63
事件设备：64～95
每种Input设备占用5位，每种设备个数是32。Event设备在文件系统中的设备节点是：/dev/input/eventX。

Android针对输入子系统设备有一套统一的架构，基本层次结构：

其详细结构：

触摸屏驱动分析：

Host端通过IIC总线，从芯片读出需要的数据，一般为X,Y的绝对坐标，还有数据的标志位。采用的触摸屏最多支持五点触摸，因此驱动代码相对单点触摸相对复杂些。

在probe函数的设备初始化阶段的input_set_abs_params()函数设置方式不同：

ifdef CONFIG_MULTITOUCH

set_bit(ABS_MT_TOUCH_MAJOR, input_dev->absbit);

set_bit(ABS_MT_POSITION_X, input_dev->absbit);

set_bit(ABS_MT_POSITION_Y, input_dev->absbit);

set_bit(ABS_MT_WIDTH_MAJOR, input_dev->absbit);



input_set_abs_params(input_dev, ABS_MT_POSITION_X, 0, SCREEN_MAX_X, 0, 0);

input_set_abs_params(input_dev, ABS_MT_POSITION_Y, 0, SCREEN_MAX_Y, 0, 0);

input_set_abs_params(input_dev, ABS_MT_TOUCH_MAJOR, 0, PRESS_MAX, 0, 0);  //相当于单点屏的ABS_PRESSURE 
input_set_abs_params(input_dev, ABS_MT_WIDTH_MAJOR, 0, 200, 0, 0);

else

set_bit(ABS_X, input_dev->absbit);

set_bit(ABS_Y, input_dev->absbit);

set_bit(ABS_PRESSURE, input_dev->absbit);

set_bit(BTN_TOUCH, input_dev->keybit);



input_set_abs_params(input_dev, ABS_X, 0, SCREEN_MAX_X, 0, 0);

input_set_abs_params(input_dev, ABS_Y, 0, SCREEN_MAX_Y, 0, 0);

input_set_abs_params(input_dev, ABS_PRESSURE, 0, PRESS_MAX, 0 , 0);

endif

在android 4.0上开发触摸设备驱动需要注意的几点

android 4.0已经渐渐流行，很多方案都已经基于其上，android 4.0的linux内核版本已经更新为linux 3.0，这个变化导致和内核直接接触的驱动需要或多或少的变化，以下描述的是触摸设备驱动的一些小变化：

1.当一个（这时候的情境应该是多点触摸的情况）手指或是触摸工具抬起（UP）时，他应该立即消失在多点出没的同步报告中，当所有的工具或手指抬起，驱动应该立即发送一个“空”同步消息，使用SYN_MT_REPORT其次是SYN_REPORT。

之前的版本是向上报告一个presssure为0的消息，现在新的多点触摸协议已经不再兼容旧的协议了。
2.物理接触或是信号强度将使用ABS_MT_PRESSURE上报。
之前的版本是用ABS_MT_TOUCH_MAJOR上报这个消息，同样，旧的方式也已经不被兼容了。
3.触摸接触面积使用ABS_MT_TOUCH_MAJOR向上报告
旧的版本使用ABS_MT_TOOL_MAJOR向上报告，旧的方式也已经不被兼容了。
触摸设备驱动程序不再需要特定的Android定制。依靠标准的Linux输入协议，Android可以更广泛支持触摸外设，如外部HID多点触摸触摸屏，使用未修改的驱动程序。
example:
static irqreturn_t xxx_ts_irq_handler(int irq, void *dev_id)
{
struct xxx_ts_data *ts = dev_id;
struct xxx_ts_finger *finger = ts->finger;
struct input_dev input_dev = ts->input_dev;
int count = 0;
int i, ret;
ret = xxx_ts_read_data(ts);
if (ret < 0)
goto end;
/ multi touch protocol /
for (i = 0; i < MAX_FINGERS; i++) {
if (!finger[i].is_valid)
continue;
input_report_abs(input_dev, ABS_MT_TOUCH_MAJOR, finger[i].t);
input_report_abs(input_dev, ABS_MT_POSITION_X, finger[i].x);
input_report_abs(input_dev, ABS_MT_POSITION_Y, finger[i].y);
input_mt_sync(input_dev);
count++;
}
/ SYN_MT_REPORT only if no contact /
if (!count)
input_mt_sync(input_dev);
/ SYN_REPORT */
input_sync(input_dev);
end:
return IRQ_HANDLED;
}