Melis4.0[D1s]:1.启动流程（与adc按键初始化相关部分）跟踪笔记

本文是自己为了厘清Melis4.0[D1s]启动时加载输入按键驱动流程而做的笔记。
开发板使用了mangopi-MQ-R(F133)，melis只支持spinor flash，不支持spinand和sd卡。而mangopi-MQ-R(F133)没有焊接spinor flash，必须自己购买补焊。
我在立创商城买的华邦的 W25Q128JVSIQ：

参考文章：

1. 作者：waxly-，文章 ：全志 Melis-4.0(rt-thread内核) 环境搭建与初步编译介绍

1.启动流程

Melis4.0的RTOS内核有2种选择，我们选的是RT-Thread：

关于RT-Thread启动流程的详细资料可以参考官方文档：RT-Thread Nano 移植原理。
但是Melis的启动流程似乎与RT-Thread关系不大，参考全志官方文档《Melis4.0 RTOS系统开发指南》。
下面做部分摘录，稍作整理：

1.1 最先进入的文件：head_s.S

该文件路径为 《D1s-Melis\ekernel\arch\riscv\rv64gc\head_s.S》，完成以下功能：

• bss 段的清零；
• sp 栈指针的初始化；
• mmu 初始化和页表基地址赋值；
• 异常统一入口赋值；
• 跳转至 start_kernel 函数；

1.2 start_kernel()函数所在的文件：init.c

该文件路径为 《D1s-Melis\ekernel\arch\riscv\sunxi\init.c》，start_kernel()函数间接调用input_init()函数完成输入设备初始化函数的调用。

这里的awos_init_thread()函数还调用do_initcalls()，而do_initcalls()调用了sunxi_keyboard_init()。下面摘录官方文章介绍do_initcalls()的内容：

do_initcalls()函数通过层层调用，调用了initcall_levels数组定义的函数地址标识，这些地址标识在riscv/lds/kernel.lds中定义，表示代码段名称为initcallxx.init类的代码，c 文件通过__attribute__((section(“text”)))，指定函数或变量在链接时存放的代码段段名称。这个由source/include/melis/init.h文 件 中 的 宏 定 义___define_initcall(fn, id, .initcall##id)来 声 明 实现。
例 如：subsys_initcall(drv_dma_init);将 函 数 指 定 到 代 码 段.initcall4.init， 将 会 在 调用__initcall4_start时，把__initcall4_start到__initcall5_start代码段地址区间的函数接口执行一遍。

1.3 input_init()函数所在文件：sys_input.c

该文件路径为 《D1s-Melis\ekernel\legacy\input\sys_input.c》，按键初始化是默认有的，触摸则根据配置参数决定是否初始化，鼠标则默认没有。按键设备的初始化函数为INPUT_LKeyDevInit()，继续跟踪。

int32_t input_init(void)
{
    __inf("input system initialize....");
    if (INPUT_CoreInit() != EPDK_OK)
    {
        __wrn("INPUT_CoreInit failed");
        return EPDK_FAIL;
    }

    if (INPUT_LKeyDevInit() != EPDK_OK)
    {
        __wrn("INPUT_LkeyDevInit failed");
        INPUT_CoreExit();
        return EPDK_FAIL;
    }
#if 0
    if (INPUT_LMouseDevInit() != EPDK_OK)
    {
        __wrn("INPUT_LMouseDevInit failed");
        INPUT_LKeyDevExit();
        INPUT_CoreExit();
        return EPDK_FAIL;
    }
#endif

#if CONFIG_SUPPORT_TOUCHPANEL
    if (INPUT_LTSDevInit() != EPDK_OK)
    {
        __wrn("INPUT_LTPDevInit failed");
        //INPUT_LMouseDevExit();
        INPUT_LKeyDevExit();
        INPUT_CoreExit();
        return EPDK_FAIL;
    }
#endif
    return EPDK_OK;
}

1.4 INPUT_LKeyDevInit()所在文件：keyboarddev.c

该文件路径为 《D1s-Melis\ekernel\legacy\input\keyboard\keyboarddev.c》，调用了esINPUT_RegLdev()。

1.5 esINPUT_RegLdev()所在文件：input.c

该文件路径为 《D1s-Melis\ekernel\legacy\input\input\input.c》

1.5.1 来到这里，无法与后面的硬件初始化搭上关系。

上面是从开始往后面跟踪调用子函数，下面是从子函数跟踪被哪个上级函数调用，来到这里失联了。

2.从底层操作硬件的函数往前面跟踪

根据本节的分析，adc按键的功能是默认的，不用使用 make menuconfig 进行配置。不过为了保险起见，还是做足下面的配置：

2.1 实现对adc按键硬件初始化的函数 sunxi_keyboard_init()

该文件路径为 《D1s-Melis\ekernel\drivers\drv\source\input\keyboard\sunxi_keyboard.c》。

2.1.1 本函数是被do_initcalls()调用的

在文件sunxi_keyboard.c有下面的语句：

late_initcall(sunxi_keyboard_init);

对应的宏定义在文件 《D1s-Melis\include\melis\init.h》：

#define late_initcall(fn)		__define_initcall(fn, 7)

于是变成了指针数组 initcall_levels 的一员：

static initcall_entry_t *initcall_levels[] =
{
    __initcall0_start,
    __initcall1_start,
    __initcall2_start,
    __initcall3_start,
    __initcall4_start,
    __initcall5_start,
    __initcall6_start,
    __initcall7_start,
    __initcall_end,
};

最终在do_initcalls()被调用，do_initcalls()所在的文件为 《D1s-Melis\ekernel\arch\common\initcall.c》。

2.1.2 本函数注册了中断函数keyboard_irq_callback(),直接产生按键消息

int sunxi_keyboard_init(void)
{
    .......
    hal_gpadc_init();
    hal_gpadc_channel_init(GP_CH_0);
    hal_gpadc_register_callback(GP_CH_0, keyboard_irq_callback);
    return 0;
}

keyboard_irq_callback()可以直接发送系统消息：

int keyboard_irq_callback(uint32_t data_type, uint32_t data)
{
	......
            if (key_data->key_code  < key_config.key_num)
            {
                if (key_flag == 0)
                {
                    console_LKeyDevEvent(NULL,  EV_KEY,  key_data->scankeycodes[key_data->key_code],  1);
                    console_LKeyDevEvent(NULL,  EV_SYN,  0,  0);
                    key_flag = 1;
                }
    ......
}

3.根据分压电阻的实际阻值修改代码

官方的adc按键部分电路：

我用万能板焊接的电路板，使用了手头已有的电阻4.7k，10k，20k，30k：

3.1 关键代码分析

计算键值的关键代码：

struct sunxikbd_config key_config =
{
    .measure = 1800,
    .key_num = 5,
    .key_vol = {210, 410, 590, 750, 880},
    .scankeycodes = {KPAD_UP, KPAD_DOWN, KPAD_ENTER, KPAD_MENU, KPAD_RETURN},
    .name = "sunxi-keyboard"
};

static unsigned char keypad_mapindex[128] =
{
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,      /* key 1, 0-8 */
    1, 1, 1, 1, 1,                  /* key 2, 9-13 */
    2, 2, 2, 2, 2, 2,               /* key 3, 14-19 */
    3, 3, 3, 3, 3, 3,               /* key 4, 20-25 */
    4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,    /* key 5, 26-36 */
    5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5,    /* key 6, 37-39 */
    6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6,      /* key 7, 40-49 */
    7, 7, 7, 7, 7, 7, 7             /* key 8, 50-63 */
};

大概思路是将AD值处理后（大约是除以32），在keypad_mapindex[]里面查表，得到一个在0-4（共5个按键）范围内的值，再从key_config. scankeycodes[]里面查表得到最终的键值。以key1为例，key1按下时的AD值（理论值） 经过处理，应该是4，这样可以使允许误差最大化。

3.1 根据硬件不同，重新计算参数

K0对应的AD理论值为183，除以32得 5.7，约等于6，那么可以取：

static unsigned char keypad_mapindex[128] =
{
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,  0, 0,     /* key 1, 0-10 */

K1对应的AD理论值为524，除以32得 16.3，约等于16，那么可以取：

static unsigned char keypad_mapindex[128] =
{
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,  0, 0,     /* key 1, 0-10 */
    1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,         /* key 2, 11-20 */

K2对应的AD理论值为1055，除以32得 33，那么可以取：

static unsigned char keypad_mapindex[128] =
{
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,  0, 0,     /* key 1, 0-10 */
    1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,         /* key 2, 11-20 */
    2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 
    2, 2, 2, 2, 2, 2,					  /* key 3, 21-36 */

K3对应的AD理论值为1448，除以32得 45.2，约等于45，那么可以取：

static unsigned char keypad_mapindex[128] =
{
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,  0, 0,     /* key 1, 0-10 */
    1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,         /* key 2, 11-20 */
    2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 
    2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 			 /* key 3, 21-39 */
    3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3，    /* key 4, 40-50 */

K3对应的AD理论值为1878，除以32得 58.6，约等于58，那么可以取：

static unsigned char keypad_mapindex[128] =
{
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,  0, 0,     /* key 1, 0-10 */
    1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,         /* key 2, 11-20 */
    2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 
    2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 			 /* key 3, 21-39 */
    3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3，    /* key 4, 40-50 */
    4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
    4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,          /* key 5, 51-69 */

其实，这个表是由下面的代码重新计算，并覆盖掉的：

static int sunxikbd_data_init(struct sunxikbd_drv_data *key_data, struct sunxikbd_config *sunxikbd_config)
{
    int i, j = 0;
    int key_num = 0;
    unsigned int resol;
    unsigned int key_vol[KEY_MAX_CNT];

    key_num = sunxikbd_config->key_num;
    if (key_num < 1 || key_num > KEY_MAX_CNT)
    {
        return -1;
    }

    resol = sunxikbd_config->measure / MAXIMUM_SCALE;

    for (i = 0; i < key_num; i++)
    {
        key_data->scankeycodes[i] = sunxikbd_config->scankeycodes[i];
    }

    for (i = 0; i < key_num; i++)
    {
        key_vol[i] = sunxikbd_config->key_vol[i];
    }

    for (i = 0; i < (key_num - 1); i++)
    {
        key_vol[i] += (key_vol[i + 1] - key_vol[i]) / 2;
    }
/*
    for (i = 0; i < MAXIMUM_SCALE; i++)
    {
        if (i * resol > key_vol[j])
        {
            j++;
        }
        keypad_mapindex[i] = j;
    }
*/
    key_data->last_key_code = INITIAL_VALUE;
    return 0;
}

我因为还没看懂这个函数的逻辑，把其中覆盖keypad_mapindex[128]的代码屏蔽了。

3.2 ADC按键的另一种算法

我在使用上面的代码时，不知道什么原因（估计时硬件的可能性更大），经常识别错误。我改成另一种算法：

uint8_t filter_cnt = 20;
uint32_t keyADCthreshhold[10] =
{
    78  -8,78 +8,
    226 -8,226+8,
    460 -8,460+8,
    630 -8,630+8,
    820 -8,820+8,
};
int     analyseKeyADC(uint32_t data)
{
    int i  ;
    for(i=0;i<5;i++){
        if((data > keyADCthreshhold[i*2])  && (data < keyADCthreshhold[i*2+1]))   break;
    }
    return i;
}
int keyboard_irq_callback(uint32_t data_type, uint32_t data)
{
    uint32_t vol_data;
    uint8_t ch_num;
    if (data_type == GPADC_UP && key_flag == 1)
    {
        key_data->compare_later = 5;
        key_data->key_cnt = 0;
        key_flag = 0;
        __inf("GPADC_UP");
        console_LKeyDevEvent(NULL,  EV_KEY,     key_data->scankeycodes[key_data->key_code],  0);
        console_LKeyDevEvent(NULL,  EV_SYN,     0,                  0);
        // input_report_key(sunxikbd_dev, key_data->scankeycodes[key_data->key_code], 0);
        // input_sync(sunxikbd_dev);
    }
    data = ((VOL_RANGE / 4096) * data); /* 12bits sample rate */
    vol_data = data / 1000;

    if (vol_data < SUNXIKEY_DOWN)
    {
        key_data->compare_before = analyseKeyADC(vol_data);
        if(key_data->compare_before < 5){   //  有效
            if(key_data->compare_later == key_data->compare_before) {
                key_data->key_cnt++;

                if (key_data->key_cnt >= filter_cnt)
                {
                    key_data->key_code = key_data->compare_before;//keypad_mapindex[key_data->compare_before];
                    key_data->compare_later = 0;
                    key_data->key_cnt = 0;
                    if (key_data->key_code  < key_config.key_num)
                    {
                        if (key_flag == 0)
                        {
                            __inf("input_report_key  %x", key_data->scankeycodes[key_data->key_code]);
                            console_LKeyDevEvent(NULL,  EV_KEY,  key_data->scankeycodes[key_data->key_code],  1);
                            console_LKeyDevEvent(NULL,  EV_SYN,  0,  0);
                            key_flag = 1;
							//	debug key ，add by hwd 2023-02-18	
                            __log("key: %d",key_data->compare_before);
                        }
                    }
                }
            }else{
                key_data->compare_later = key_data->compare_before;
                key_data->key_cnt = 0;
            }    
        }
        else
        {
            key_data->key_cnt = 0;
            key_data->compare_later = 5;
        }
    
    }

    return 0;
}

4. mq-r(F133)按键接法