写在前面
主机：Android 5.0+ 内核3.4
从机：SensorTile
先上一个效果图
000405qi5vew2cf2abcjko.gif
原理解析
HID事件到Android屏幕上经历了如下过程：
HID => linux kernel input子系统 => Android input子系统
HID是标准的输入协议，对于不同的操作系统而言，也有自己的input子系统。
Android层要求
以Android为例，如果要想让Android系统认为一个输入设备是一个触摸屏，需要该内核设备上报：
// 对于单点触控而言
ABS_X ABS_Y 和 BTN_TOUCH
// 对于多点触控而言
ABS_MT_POSITION_X 和 ABS_MT_POSITION_Y 绝对轴 以及 BTN_TOUCH
且需要一个配置文件放到/system/usr/idc/中，如/system/usr/idc/HID.idc，内容如下指定其为触摸屏设备类型：
touch.deviceType = touchScreen
注：标明输入设备为触摸屏还有一个方法输入设备报告存在 INPUT_PROP_DIRECT 输入属性，但是对于蓝牙HID而言，在Android中的实现是基于uhid实现的，要这样做比较难，所以一般会使用放配置文件的方式。输入设备上报的键值和输入属性可以使用getevent -i查看。
理论依据来自：https://source.android.com/devices/input/touch-devices
内核层要求
Android层要求中提到的ABS_X ABS_Y 和 BTN_TOUCH等等都是需要内核去上报的键值，内核中就需要要求HID设备按照一定要求上传HID键值，因为内核键值是由HID键值转换过来的。
// drivers/hid/hid-input.c
case HID_UP_DIGITIZER:
switch (usage->hid & 0xff) {
case 0x00: /* Undefined */
goto ignore;
case HID_DG_TIPPRESSURE: /* TipPressure */
if (!test_bit(BTN_TOUCH, input->keybit)) {
device->quirks |= HID_QUIRK_NOTOUCH;
set_bit(EV_KEY, input->evbit);
set_bit(BTN_TOUCH, input->keybit);
}
map_abs_clear(ABS_PRESSURE);
break;
case HID_DG_INRANGE: /* InRange */
switch (field->physical & 0xff) {
case 0x21: map_key(BTN_TOOL_MOUSE); break;
case 0x22: map_key(BTN_TOOL_FINGER); break;
default: map_key(BTN_TOOL_PEN); break;
}
break;
case HID_DG_INVERT: /* Invert */
map_key_clear(BTN_TOOL_RUBBER);
break;
case HID_DG_TOUCH: /* Touch */
case HID_DG_TIPSWITCH: /* TipSwitch */
case HID_DG_TIPSWITCH2: /* TipSwitch2 */
device->quirks &= ~HID_QUIRK_NOTOUCH;
map_key_clear(BTN_TOUCH);
break;
case HID_DG_BARRELSWITCH: /* BarrelSwitch */
map_key_clear(BTN_STYLUS);
break;
case HID_DG_TABLETPICK: /* TabletPick */
map_key_clear(BTN_STYLUS2);
break;
case HID_DG_CONTACTID: /* ContactID */
device->quirks |= HID_QUIRK_MULTITOUCH;
goto unknown;
default: goto unknown;
}
由此可以看到HID描述符中需要按照以下要求：
-
Usage Page为DIGITIZER，对应内核代码中的HID_UP_DIGITIZER； - 需要包含
HID_DG_TOUCH、HID_DG_TIPSWITCH、HID_DG_TIPSWITCH2三者其中之一，才能上报BTN_TOUCH； - 如果包含了
HID_DG_INRANGE则会上传BTN_TOOL_PEN有可能会导致画蛇添足；（我在实际测试中确实遇到这个问题，一个上报BTN_TOOL_PEN事件，而不上报BTN_TOUCH导致无法实现真正的点击事件）；
根据这些分析，将微软的Sample Report Descriptor for a Touch Digitizer Device (Windows 7)提到的HID描述符简单的修整，得到了想要的的描述符：
0x05, 0x0d, // USAGE_PAGE (Digitizers)
0x09, 0x04, // USAGE (Touch Screen)
0xa1, 0x01, // COLLECTION (Application)
0x85, 0x01, // REPORT_ID (Touch)
0x09, 0x20, // USAGE (Stylus)
0xa1, 0x00, // COLLECTION (Physical)
0x09, 0x42, // USAGE (Tip Switch)
0x15, 0x00, // LOGICAL_MINIMUM (0)
0x25, 0x01, // LOGICAL_MAXIMUM (1)
0x75, 0x01, // REPORT_SIZE (1)
0x95, 0x01, // REPORT_COUNT (1)
0x81, 0x02, // INPUT (Data,Var,Abs)
0x95, 0x03, // REPORT_COUNT (3)
0x81, 0x03, // INPUT (Cnst,Ary,Abs)
// 0x09, 0x32, // USAGE (In Range)
// 0x09, 0x47, // USAGE (Confidence)
// 0x95, 0x02, // REPORT_COUNT (1)
// 0x81, 0x02, // INPUT (Data,Var,Abs)
// 0x95, 0x0a, // REPORT_COUNT (10)
// 0x81, 0x03, // INPUT (Cnst,Ary,Abs)
0x05, 0x01, // USAGE_PAGE (Generic Desktop)
0x26, 0xff, 0x7f, // LOGICAL_MAXIMUM (32767)
0x75, 0x10, // REPORT_SIZE (16)
0x95, 0x01, // REPORT_COUNT (1)
0xa4, // PUSH
0x55, 0x0d, // UNIT_EXPONENT (-3)
0x65, 0x00, // UNIT (None)
0x09, 0x30, // USAGE (X)
0x35, 0x00, // PHYSICAL_MINIMUM (0)
0x46, 0x00, 0x00, // PHYSICAL_MAXIMUM (0)
0x81, 0x02, // INPUT (Data,Var,Abs)
0x09, 0x31, // USAGE (Y)
0x46, 0x00, 0x00, // PHYSICAL_MAXIMUM (0)
0x81, 0x02, // INPUT (Data,Var,Abs)
0xb4, // POP
// 0x05, 0x0d, // USAGE PAGE (Digitizers)
// 0x09, 0x48, // USAGE (Width)
// 0x09, 0x49, // USAGE (Height)
// 0x95, 0x02, // REPORT_COUNT (2)
// 0x81, 0x02, // INPUT (Data,Var,Abs)
// 0x95, 0x01, // REPORT_COUNT (1)
// 0x81, 0x03, // INPUT (Cnst,Ary,Abs)
0xc0, // END_COLLECTION
0xc0, // END_COLLECTION
使用uhid来测试该描述符，测试代码，确实可以实现触摸屏的效果了。
注：对于多点触摸设备，那么描述符中需要包含HID_DG_CONTACTID即可，这里先不展开分析。
蓝牙HID从机
这里使用的是ST的SensorTile，根据其提供的HID的Demo，修改对应的成对应的描述符，并在while循环里实现一个从左上角滑动到右下角的模拟操作，这样就可以实现通过蓝牙HID触摸屏了。
具体的改动见：https://gitee.com/kangear/STM32CubeExpansion_BLE1_V2.8.0/commit/04e5e0af893c1099d1ce459307223735d3658e6d
展望
目前实现了单点触摸屏，稍候会另起一个文章，讲述如何实现多点触摸屏，到那时才会是真正的蓝牙HID触摸屏。能实现之后，可以基于这个实现物理外挂，把手游的一些控制转换成体感游戏等等。
<完>
网友评论