【高通SDM660平臺 Android 10.0】19 --- Camera_focus、Camera_snapshot、volume_up 按鍵工作原理分析

一、 DTS代碼配置

Camera_focus、Camera_snapshot、volume_up 這三個按鍵的Kernel 代碼是在dts中配置的，
由Kernel 來實現處理按鍵中斷及鍵值上報的工作，
所以如果發通過getevent 來看，按鍵後發現並沒有事件上報，說明Kernel 配置有問題，
這個時候，你就要檢查下Kernel dts 配置了。

至於鍵值上報後，如何進行鍵值轉換，從而被上層接收到，
可以參考我之前寫的文章《Android 中 KeyEvent keycode 配置及轉換原理》

如下:

# msm-4.14/arch/arm64/boot/dts/qcom/sdm660.dtsi
&soc {
	gpio_keys {
		status = "okay";
		compatible = "gpio-keys";
		input-name = "gpio-keys";
		pinctrl-names = "tlmm_gpio_key_active","tlmm_gpio_key_suspend","default";
		pinctrl-0 = <&gpio_key_active &key_vol_up_default>;
		pinctrl-1 = <&gpio_key_suspend>;

		camera_focus {
			label = "camera_focus";		// Camera 對焦
			gpios = <&tlmm 64 0x1>;		// 使用GPIO 64  ， 上升沿觸發
			linux,input-type = <1>;		// <1>: EV_KEY
			linux,code = <0x210>;		// 按下時上報鍵值 0x210
			debounce-interval = <15>;	// 消抖延時，15ms
		};

		camera_snapshot {
			label = "camera_snapshot";	// Camera 拍照
			gpios = <&tlmm 113 0x1>;	// 使用GPIO 113  ， 上升沿觸發
			linux,input-type = <1>;		// <1>: EV_KEY
			linux,code = <0x2fe>;		// 按下時上報鍵值 0x2fe
			debounce-interval = <15>;	// 消抖延時，15ms
		};		
		vol_up {
			label = "volume_up";			// 音量上鍵
			gpios = <&pm660l_gpios 7 0x1>;	// 使用 PM660L 的 GPIO 7 ， 上升沿觸發
			linux,input-type = <1>;			// <1>: EV_KEY
			linux,code = <115>;				// 按下時上報鍵值 115
			linux,can-disable;				// 說明該按鍵中斷是專用中斷，可以通過禁用該中斷，來禁止該中斷事件
			gpio-key,wakeup;				// 該按鍵中斷可以喚醒系統
			debounce-interval = <15>;		// 消抖延時 15ms
		};
	};
};

觸發類型包括如下四種：

1：上升沿觸發
2：下降沿觸發
4：高電平觸發
8：低電平觸發

有關中斷的詳細可參考《【高通SDM660平臺】(1) — Camera 驅動 Bringup Guide — interrupts 中斷節點解析》中的第三節，

二、 Kernel 代碼解析

我們先來找下 compatible = "gpio-keys"; 對應的代碼，
其代碼位於 msm-4.14/drivers/input/keyboard/gpio_keys.c。

2.1 按鍵初始化 gpio_keys_probe()

# msm-4.14/drivers/input/keyboard/gpio_keys.c

static const struct of_device_id gpio_keys_of_match[] = {
	{ .compatible = "gpio-keys", },
	{ },
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, gpio_keys_of_match);

static struct platform_driver gpio_keys_device_driver = {
	.probe		= gpio_keys_probe,
	.driver		= {
		.name	= "gpio-keys",
		.pm	= &gpio_keys_pm_ops,
		.of_match_table = gpio_keys_of_match,
	}
};

進入 gpio_keys_probe() 函數分析下：

解析 dts 節點中的內容，將dts 中所的信息，保存在 pdata 指向的內存中，pdata 指向 dev->platform_data。
統計 gpio_keys_drvdata + gpio_button_data 的大小，並申請內存，指針保存在struct gpio_keys_drvdata *ddata中
初始化輸入設備，該輸入設備的父dev 爲 dev { input->dev.parent = dev; }
將輸入設備input 及 dts信息pdata ，保存在 struct gpio_keys_drvdata *ddata 中。
將 ddata 指針保存在平臺設備 pdev->dev->driver_data 中
將 ddata指什保存在 input->dev->driver_data 中
配置input 輸入設備的相關參數
如果支持 auto repeat 需求，則註冊 EV_REP 事件
申請註冊每個按鍵對應的GPIO，並申請gpio irq 中斷
添加 gpio key 的sys attr 屬性節點
註冊輸入設備
配置該輸入設備，是否支持 wakeup 喚醒系統

# msm-4.14/drivers/input/keyboard/gpio_keys.c

static int gpio_keys_probe(struct platform_device *pdev)
{
	struct input_dev *input;
	const struct gpio_keys_platform_data *pdata = dev_get_platdata(dev);  // pdata 指向 dev->platform_data
	struct gpio_keys_drvdata *ddata;
	
	// 1. 解析 dts 節點中的內容，將dts 中所的信息，保存在 pdata 指向的內存中。
	pdata = gpio_keys_get_devtree_pdata(dev);
	
	// 2. 統計 gpio_keys_drvdata + gpio_button_data 的大小，並申請內存，指針保存在ddata中 
	size = sizeof(struct gpio_keys_drvdata) + pdata->nbuttons * sizeof(struct gpio_button_data);
	ddata = devm_kzalloc(dev, size, GFP_KERNEL);

	ddata->keymap = devm_kcalloc(dev, pdata->nbuttons, sizeof(ddata->keymap[0]),  GFP_KERNEL);
	// 3. 初始化輸入設備，該輸入設備的父dev 爲 dev (input->dev.parent = dev;)
	input = devm_input_allocate_device(dev);

	// 4. 將輸入設備input 及 dts信息pdata ，保存在 ddata 中。
	ddata->pdata = pdata;
	ddata->input = input;
	mutex_init(&ddata->disable_lock);
	
	// 5. 將 ddata指針 保存在平臺設備 pdev->dev->driver_data  中
	platform_set_drvdata(pdev, ddata);
	// 6. 將 ddata指什保存在 input->dev->driver_data 中
	input_set_drvdata(input, ddata);
	
	// 7. 配置input 輸入設備的相關參數 
	input->name = pdata->name ? : pdev->name; // input->name = "gpio-keys"
	input->phys = "gpio-keys/input0";
	input->dev.parent = dev;
	input->open = gpio_keys_open;	// 使能時，按下時，通過 gpio_keys_open 上報鍵值
	input->close = gpio_keys_close;	// 禁止上報

	input->id.bustype = BUS_HOST;
	input->id.vendor = 0x0001;
	input->id.product = 0x0001;
	input->id.version = 0x0100;

	input->keycode = ddata->keymap;	
	input->keycodesize = sizeof(ddata->keymap[0]);
	input->keycodemax = pdata->nbuttons;

	// 8. 如果支持 auto repeat 需求，則註冊 EV_REP 事件
	/* Enable auto repeat feature of Linux input subsystem */
	if (pdata->rep)
		__set_bit(EV_REP, input->evbit);

	for (i = 0; i < pdata->nbuttons; i++) {
		const struct gpio_keys_button *button = &pdata->buttons[i];
		// 9. 申請註冊每個按鍵對應的GPIO，並申請gpio irq 中斷
		error = gpio_keys_setup_key(pdev, input, ddata,  button, i, child);
		=====>
			irq = gpiod_to_irq(bdata->gpiod);
			INIT_DELAYED_WORK(&bdata->work, gpio_keys_gpio_work_func);
			isr = gpio_keys_gpio_isr;
			irqflags = IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_TRIGGER_FALLING;

		if (button->wakeup)
			wakeup = 1;
	}
	
	// 10. 添加 gpio key 的sys attr 屬性節點
	error = devm_device_add_group(dev, &gpio_keys_attr_group);
	// 11. 註冊輸入設備
	error = input_register_device(input);
	
	// 12. 配置該輸入設備，是否支持 wakeup 喚醒系統
	device_init_wakeup(dev, wakeup);

	return 0;
}

2.1.1 解析gpio dts節點 gpio_keys_get_devtree_pdata()

主要工作如下：

獲取 gpio_keys 主節點下子節點的數據，此處包括 camera_focus、camera_snapshot、vol_up 三個子節點
在kenel 中申請連續的內存，內存大小爲 gpio_keys_platform_data + 按鍵數量 x gpio_keys_button
將button指針指向對應的內存區域
獲取gpio key 是否支持 autorepeat 功能。
開始遍歷子節點，解析所有按鍵的信息
（1）解析節點中的中斷信息，如 interrupts-extended、#interrupt-cells，自動配置中斷，並映射好對應的中斷號
（2）解析 linux,code 用於上報鍵值
（3）解析 label
（4）解析 linux,input-type，默認爲 1, 即EV_KEY
（5）解析wakeup-source 、gpio-key,wakeup 是否支待中斷換醒系統功能
（6）解析 linux,can-disable，是否是專用中斷
（7）解析 debounce-interval，消抖延時，如果未定義，默認爲 5ms
當所有的按鍵解析完畢後，所有的dts 信息，保存在 pdata 指向的內存中。

static struct gpio_keys_platform_data * gpio_keys_get_devtree_pdata(struct device *dev)
{
	struct gpio_keys_platform_data *pdata;
	struct gpio_keys_button *button;

	// 1. 獲取 gpio_keys 主節點下 子節點的數據，此處包括 camera_focus、camera_snapshot、vol_up 三個子節點
	nbuttons = device_get_child_node_count(dev);
	
	// 2. 在kenel 中申請連續的內存，內存大小爲 gpio_keys_platform_data + 按鍵數量 x gpio_keys_button
	pdata = devm_kzalloc(dev, sizeof(*pdata) + nbuttons * sizeof(*button), GFP_KERNEL);
	
	// 3. 將button指針 指向對應的內存區域
	button = (struct gpio_keys_button *)(pdata + 1);

	pdata->buttons = button;
	pdata->nbuttons = nbuttons;
	
	// 4. 獲取gpio key 是否支持 autorepeat 功能。
	pdata->rep = device_property_read_bool(dev, "autorepeat");

	device_property_read_string(dev, "label", &pdata->name);
	// 5. 開始遍歷子節點，解析所有按鍵的信息
	device_for_each_child_node(dev, child) {
		// 6. 解析節點中的中斷信息，如 interrupts-extended、#interrupt-cells，接着配置中斷，並映射好對應的中斷號
		button->irq =irq_of_parse_and_map(to_of_node(child), 0);
		// 7. 解析 linux,code ，用於上報鍵值
		fwnode_property_read_u32(child, "linux,code", &button->code);
		// 8. 解析 label
		fwnode_property_read_string(child, "label", &button->desc);
		// 9. linux,input-type，默認爲1, 即EV_KEY
		if (fwnode_property_read_u32(child, "linux,input-type", &button->type))
			button->type = EV_KEY;
		// 10. 解析wakeup-source 、gpio-key,wakeup 是否支待 中斷換醒系統 功能
		button->wakeup = fwnode_property_read_bool(child, "wakeup-source") ||
			/* legacy name */ fwnode_property_read_bool(child, "gpio-key,wakeup");
		// 11. 解析 linux,can-disable，是否是專用中斷
		button->can_disable = fwnode_property_read_bool(child, "linux,can-disable");
		// 12. 解析 debounce-interval，消抖延時，如果未定義，默認爲 5ms
		if (fwnode_property_read_u32(child, "debounce-interval", &button->debounce_interval))
			button->debounce_interval = 5;
		button++;
	}
	// 13. 當所有的按鍵解析完畢後，所有的dts 信息，保存在 pdata 指向的內存中。
	return pdata;
}

舉例： dts 中的中斷信息，包括如下：

# msm-4.14/arch/arm64/boot/dts/qcom/sdm660-mtp.dtsi
&sdhc_2 {
	#address-cells = <0>;
	interrupt-parent = <&sdhc_2>;
	interrupts = <0 1 2>;
	#interrupt-cells = <1>;
	interrupt-map-mask = <0xffffffff>;
	interrupt-map = <0 &intc 0 0 125 0
			1 &intc 0 0 221 0
			2 &tlmm 54 0>;
	interrupt-names = "hc_irq", "pwr_irq", "status_irq";
	cd-gpios = <&tlmm 54 0x1>;
};

2.2 按鍵工作原理

前面在 gpio_keys_probe() 過程中，我們分析到通過 gpio_keys_setup_key() 函數對每個gpio 進行中斷註冊。

2.2.1 中斷註冊 gpio_keys_setup_key()

申請 GPIO號
轉換 gpio 爲 gpio 描述符
配置 gpio 消抖延時，如果配置失敗，則配置爲軟件消抖
保存 gpio 按鍵中斷號
初始化一個 work ，保存在 bdata->work 中，函數爲 gpio_keys_gpio_work_func()
配置按鍵中斷函數 gpio_keys_gpio_isr()，中斷觸發類型爲上升沿或下降沿
保存按鍵鍵值，並註冊 keycode 鍵值到 EV_KEY 事件中
配置取消 gpio 定時器和 work 的函數

# msm-4.14/drivers/input/keyboard/gpio_keys.c

static int gpio_keys_setup_key(struct platform_device *pdev,struct input_dev *input,
			struct gpio_keys_drvdata *ddata,const struct gpio_keys_button *button,
			int idx,struct fwnode_handle *child)
{
	const char *desc = button->desc ? button->desc : "gpio_keys";
	struct device *dev = &pdev->dev;
	struct gpio_button_data *bdata = &ddata->data[idx];  // 在ddata->data[idx]中包含了各個dts中各個gpio 的信息

	bdata->input = input;
	bdata->button = button;

	if (child) {
		bdata->gpiod = devm_fwnode_get_gpiod_from_child(dev, NULL, child,  GPIOD_IN,  desc);
	} else if (gpio_is_valid(button->gpio)) {
		/*
		 * Legacy GPIO number, so request the GPIO here and convert it to descriptor.
		 */
		unsigned flags = GPIOF_IN;

		if (button->active_low)
			flags |= GPIOF_ACTIVE_LOW;
		// 1. 申請 GPIO號
		error = devm_gpio_request_one(dev, button->gpio, flags, desc);
		// 2. 轉換 gpio 爲 gpio 描述符
		bdata->gpiod = gpio_to_desc(button->gpio);
	}

	if (bdata->gpiod) {
		// 3. 配置 gpio 消抖延時，如果配置失敗，則配置爲軟件消抖
		if (button->debounce_interval) {
			error = gpiod_set_debounce(bdata->gpiod, button->debounce_interval * 1000);
			/* use timer if gpiolib doesn't provide debounce */
			if (error < 0)
				bdata->software_debounce = button->debounce_interval;
		}
		// 4. 保存 gpio 按鍵中斷號
		if (button->irq) {
			bdata->irq = button->irq;
		} else {
			irq = gpiod_to_irq(bdata->gpiod);
			bdata->irq = irq;
		}
		// 5. 初始化一個 work ，保存在 bdata->work 中
		INIT_DELAYED_WORK(&bdata->work, gpio_keys_gpio_work_func);
		// 6. 配置按鍵中斷函數，中斷觸發類型爲 上升沿 或 下降沿
		isr = gpio_keys_gpio_isr;
		irqflags = IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_TRIGGER_FALLING;

	} else {
		bdata->irq = button->irq;

		bdata->release_delay = button->debounce_interval;
		setup_timer(&bdata->release_timer, gpio_keys_irq_timer, (unsigned long)bdata);
		isr = gpio_keys_irq_isr;
		irqflags = 0;
	}
	// 7. 保存按鍵鍵值，並註冊keycode 鍵值到 EV_KEY  事件中
	bdata->code = &ddata->keymap[idx];
	*bdata->code = button->code;
	input_set_capability(input, button->type ?: EV_KEY, *bdata->code);

	/*
	 * Install custom action to cancel release timer and workqueue item.
	 */
	// 8. 配置取消 gpio 定時器和work 的函數
	error = devm_add_action(dev, gpio_keys_quiesce_key, bdata);

	/*
	 * If platform has specified that the button can be disabled,  we don't want it to share the interrupt line.
	 */
	if (!button->can_disable)
		irqflags |= IRQF_SHARED;

	error = devm_request_any_context_irq(dev, bdata->irq, isr, irqflags, desc, bdata);
	if (error < 0) {
		dev_err(dev, "Unable to claim irq %d; error %d\n",
			bdata->irq, error);
		return error;
	}

	return 0;
}

2.2.2 按鍵工作流程

2.2.2.1 gpio 中斷工作流程 gpio_keys_gpio_isr()

從前面代碼分析，我們得知當 bdata->gpiod ！= 0 時，說明此時是gpio 中斷，
註冊中斷過程中，配置了中斷函數 gpio_keys_gpio_isr()。

主要工作爲：

獲取當前gpio key的所有信息
判斷當前 irq 是否爲當前 gpio的irq
如果支待喚醒系統，則喚配系統，同步上報 wakeup key
運行延時 work 函數 gpio_keys_gpio_work_func()
在work 中獲取當前 gpio 的狀態，然後上報gpio 狀態，並且同步 input 事件

# msm-4.14/drivers/input/keyboard/gpio_keys.c

static irqreturn_t gpio_keys_gpio_isr(int irq, void *dev_id)
{
	// 1. 獲取當前gpio key的所有信息
	struct gpio_button_data *bdata = dev_id;
	// 2. 判斷當前 irq 是否爲當前 gpio的irq
	BUG_ON(irq != bdata->irq);
	// 3. 如果支待喚醒系統，則喚配系統
	if (bdata->button->wakeup) {
		const struct gpio_keys_button *button = bdata->button;

		pm_stay_awake(bdata->input->dev.parent);
		if (bdata->suspended  && (button->type == 0 || button->type == EV_KEY)) {
			/*
			 * Simulate wakeup key press in case the key has
			 * already released by the time we got interrupt
			 * handler to run.
			 */
			 // 上報key code
			input_report_key(bdata->input, button->code, 1);
		}
	}
	// 4. 運行延時 work 函數 gpio_keys_gpio_work_func()
	mod_delayed_work(system_wq, &bdata->work, msecs_to_jiffies(bdata->software_debounce));

	return IRQ_HANDLED;
}

static void gpio_keys_gpio_work_func(struct work_struct *work)
{
	struct gpio_button_data *bdata =
		container_of(work, struct gpio_button_data, work.work);

	// 1.上報 key event
	gpio_keys_gpio_report_event(bdata);

	if (bdata->button->wakeup)
		pm_relax(bdata->input->dev.parent);
}

static void gpio_keys_gpio_report_event(struct gpio_button_data *bdata)
{
	const struct gpio_keys_button *button = bdata->button;
	struct input_dev *input = bdata->input;
	unsigned int type = button->type ?: EV_KEY;
	int state;
	// 獲取當前 gpio 的狀態。
	state = gpiod_get_value_cansleep(bdata->gpiod);
	
	// 上報gpio 狀態，並且同步 input 事件
	if (type == EV_ABS) {
		if (state)
			input_event(input, type, button->code, button->value);
	} else {
		input_event(input, type, *bdata->code, state);
	}
	input_sync(input);
}

2.2.2.2 非gpio 的中斷流程爲 gpio_keys_irq_isr()

從前面代碼分析，我們得知當 bdata->gpiod == 0 時，說明此時是irq中斷，不帶gpio 的那種，
註冊中斷過程中，配置了中斷函數 gpio_keys_irq_isr()。

工作流程如下：

獲取中斷對應的的有信息，key_code, irq等
獲取輸入設備
判斷 irq 是否爲當前正確的irq
如果 bdata->key_pressed = 0 ，則說明是第一次按下
支持喚醒系統的話，此時就會喚醒系統
上報 key_event 事件，且同步 input 事件
如果release_delay == 0 ，則直接上報按鍵鬆開事件
使能按鍵按下標誌位
如果進來說明是已經按下，此時，則開始定時器，定時時間爲release_delay 到達後，再次運行本函數，直到鬆開

# msm-4.14/drivers/input/keyboard/gpio_keys.c

static irqreturn_t gpio_keys_irq_isr(int irq, void *dev_id)
{
	// 1. 獲取中斷對應的的有信息，code,irq, gpid等 
	struct gpio_button_data *bdata = dev_id;
	// 2. 獲取輸入設備
	struct input_dev *input = bdata->input;
	unsigned long flags;

	// 3. 判斷 irq 是否爲當前正確的irq
	BUG_ON(irq != bdata->irq);

	spin_lock_irqsave(&bdata->lock, flags);
	// 4. 如果 bdata->key_pressed = 0 ，則說明是第一次按下
	if (!bdata->key_pressed) {
		// 5. 支持喚醒系統的話，此時就會喚醒系統
		if (bdata->button->wakeup)
			pm_wakeup_event(bdata->input->dev.parent, 0);
		// 6. 上報 key_event 事件，且同步 input 事件
		input_event(input, EV_KEY, *bdata->code, 1);
		input_sync(input);
		// 7. 如果release_delay == 0 ，則直接上報按鍵鬆開事件
		if (!bdata->release_delay) {
			input_event(input, EV_KEY, *bdata->code, 0);
			input_sync(input);
			goto out;
		}
		// 8. 使能按鍵按下標誌位
		bdata->key_pressed = true;
	}
	// 9. 如果進來說明是已經按下，此時，則開始定時器，定時時間爲 release_delay 到達後，再次運行本函數，直到鬆開
	if (bdata->release_delay)
		mod_timer(&bdata->release_timer, jiffies + msecs_to_jiffies(bdata->release_delay));
out:
	spin_unlock_irqrestore(&bdata->lock, flags);
	return IRQ_HANDLED;
}

好了，至此 kernel gpio_key 中斷代碼，從配置到上報key event 整個流程，我們就分析完了。

鍵值上報上去後，上層其實並不會直接認識這個鍵值，
可以參考我之前寫的文章《Android 中 KeyEvent keycode 配置及轉換原理》

【高通SDM660平臺 Android 10.0】(19) --- Camera_focus、Camera_snapshot、volume_up 按鍵工作原理分析

【高通SDM660平臺 Android 10.0】19 --- Camera_focus、Camera_snapshot、volume_up 按鍵工作原理分析

一、 DTS代碼配置

二、 Kernel 代碼解析

2.1 按鍵初始化 gpio_keys_probe()

2.1.1 解析gpio dts節點 gpio_keys_get_devtree_pdata()

2.2 按鍵工作原理

2.2.1 中斷註冊 gpio_keys_setup_key()

2.2.2 按鍵工作流程

2.2.2.1 gpio 中斷工作流程 gpio_keys_gpio_isr()

2.2.2.2 非gpio 的中斷流程爲 gpio_keys_irq_isr()

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