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Linux input子系統(tǒng)分析

Linux input子系統(tǒng)分析

概述與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

Input子系統(tǒng)處理輸入事務(wù),任何輸入設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序都可以通過Input輸入子系統(tǒng)提供的接口注冊到內(nèi)核,利用子系統(tǒng)提供的功能來與用戶空間交互。輸入設(shè)備一般包括鍵盤,鼠標(biāo),觸摸屏等,在內(nèi)核中都是以輸入設(shè)備出現(xiàn)的。下面分析input輸入子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),以及功能實(shí)現(xiàn)。
一. Input子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能實(shí)現(xiàn)
  1. Input子系統(tǒng)是分層結(jié)構(gòu)的,總共分為三層: 硬件驅(qū)動(dòng)層,子系統(tǒng)核心層,事件處理層。 
    (1)其中硬件驅(qū)動(dòng)層負(fù)責(zé)操作具體的硬件設(shè)備,這層的代碼是針對具體的驅(qū)動(dòng)程序的,需要驅(qū)動(dòng)程序的作者來編寫。
    (2)子系統(tǒng)核心層是鏈接其他兩個(gè)層之間的紐帶與橋梁,向下提供驅(qū)動(dòng)層的接口,向上提供事件處理層的接口。
    (3)事件處理層負(fù)責(zé)與用戶程序打交道,將硬件驅(qū)動(dòng)層傳來的事件報(bào)告給用戶程序。
  2. 各層之間通信的基本單位就是事件,任何一個(gè)輸入設(shè)備的動(dòng)作都可以抽象成一種事件,如鍵盤的按下,觸摸屏的按下,鼠標(biāo)的移動(dòng)等。事件有三種屬性:類型(type),編碼(code),值(value),Input子系統(tǒng)支持的所有事件都定義在input.h中,包括所有支持的類型,所屬類型支持的編碼等。事件傳送的方向是 硬件驅(qū)動(dòng)層-->子系統(tǒng)核心-->事件處理層-->用戶空間
  3. 以觸摸屏為例說明輸入子系統(tǒng)的工作流程:
     注:mini2440的觸摸屏驅(qū)動(dòng)所用驅(qū)動(dòng)層對應(yīng)的模塊文件為:s3c2410_ts.c,事件處理層對應(yīng)的模塊文件為 evdev.c
    (1)s3c2410_ts模塊初始化函數(shù)中將觸摸屏注冊到了輸入子系統(tǒng)中,于此同時(shí),注冊函數(shù)在事件處理層鏈表中尋找事件處理器,這里找到的是evdev,并且將驅(qū)動(dòng)與事件處理器掛載。并且在/dev/input中生成設(shè)備文件event0,以后我們訪問這個(gè)文件就會(huì)找的我們的觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序。
    (2)應(yīng)用程序打開設(shè)備文件/dev/input/event0,讀取設(shè)備文件,調(diào)用evdev模塊中read,如果沒有事件進(jìn)程就會(huì)睡眠。  
    (3)當(dāng)觸摸屏按下,驅(qū)動(dòng)層通過子系統(tǒng)核心將事件(就是X,Y坐標(biāo)),傳給事件處理層也就是evdev,evdev喚醒睡眠的進(jìn)程,將事件傳給進(jìn)程處理。

二.主要input通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
  1.input_dev 這是input設(shè)備基本的設(shè)備結(jié)構(gòu),每個(gè)input驅(qū)動(dòng)程序中都必須分配初始化這樣一個(gè)結(jié)構(gòu),成員比較多 
    (1)有以下幾個(gè)數(shù)組:

  1. unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)];   //事件支持的類型   
  2.         // 下面是每種類型支持的編碼   
  3.     unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];   //按鍵     
  4.     unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)];     
  5.     unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)];   //絕對坐標(biāo),其中觸摸屏驅(qū)動(dòng)使用的就是這個(gè)   
  6.     unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)];  
  7.     unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];  
  8.     unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];  
  9.     unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)];  
  10.     unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];  
    evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)]; 這個(gè)數(shù)組以位掩碼的形式,代表了這個(gè)設(shè)備支持的事件的類型。設(shè)置方式如:
    dev->evbit[0] = BIT(EV_SYN) | BIT(EV_KEY) | BIT(EV_ABS)
    absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)]; 這個(gè)數(shù)組也是以位掩碼的形式,代表這個(gè)類型的事件支持的編碼
    觸摸屏驅(qū)動(dòng)支持EV_ABS,所以要設(shè)置這個(gè)數(shù)組, 有一個(gè)專門設(shè)置這個(gè)數(shù)組的函數(shù)input_set_abs_params,代碼如下:
  1. static inline void input_set_abs_params(struct input_dev *dev, int axis, int min, int max, int fuzz, int flat)  
  2. {  
  3.     dev->absmin[axis] = min;  
  4.     dev->absmax[axis] = max;  
  5.     dev->absfuzz[axis] = fuzz;  
  6.     dev->absflat[axis] = flat;  
  7.   
  8.     dev->absbit[BIT_WORD(axis)] |= BIT_MASK(axis);  //填充了absbit這個(gè)數(shù)組   
  9. }  
   觸摸屏驅(qū)動(dòng)中是這樣調(diào)用的
    input_set_abs_params(dev, ABS_X, 0, 0x3FF, 0, 0);   //這個(gè)是設(shè)置ad轉(zhuǎn)換的x坐標(biāo)
    input_set_abs_params(dev, ABS_Y, 0, 0x3FF, 0, 0);   //這個(gè)是設(shè)置ad轉(zhuǎn)換的y坐標(biāo)
    input_set_abs_params(dev, ABS_PRESSURE, 0, 1, 0, 0); //這個(gè)是設(shè)置觸摸屏是否按下的標(biāo)志
    設(shè)置ABS_X編碼值范圍為0-0x3ff,因?yàn)閙ini2440的AD轉(zhuǎn)換出的數(shù)據(jù)最大為10位,所以不會(huì)超過0x3ff。

  (2) struct input_id id 成員
     這個(gè)是標(biāo)識設(shè)備驅(qū)動(dòng)特征的

  1. struct input_id {  
  2.     __u16 bustype;   //總線類型   
  3.     __u16 vendor;    //生產(chǎn)廠商   
  4.     __u16 product;   //產(chǎn)品類型   
  5.     __u16 version;   //版本   
  6.  };  
   如果需要特定的事件處理器來處理這個(gè)設(shè)備的話,這幾個(gè)就非常重要,因?yàn)樽酉到y(tǒng)核心是通過他們,將設(shè)備驅(qū)動(dòng)與事件處理層聯(lián)系起來的。但是因?yàn)橛|摸屏驅(qū)動(dòng)所用的事件處理器為evdev,匹配所有,所有這個(gè)初始化
    也無關(guān)緊要。
  (3) 還有其他一些成員,也比較重要,但是驅(qū)動(dòng)程序可以不用管,都是由子系統(tǒng)核心來處理的。
  (4) 可以看出input_dev 結(jié)構(gòu)所屬層為硬件驅(qū)動(dòng)層,以后就用input_dev來表示輸入設(shè)備。
  2. input_handler 這是事件處理器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),代表一個(gè)事件處理器
   (1)幾個(gè)操作函數(shù)
    void (*event)(struct input_handle *handle, unsigned int type, unsigned int code, int value);
    int (*connect)(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev, const struct input_device_id *id);
    void (*disconnect)(struct input_handle *handle);
    void (*start)(struct input_handle *handle);
    event 函數(shù)是當(dāng)事件處理器接收到了來自input設(shè)備傳來的事件時(shí)調(diào)用的處理函數(shù),負(fù)責(zé)處理事件,非常重要,在事件傳遞過程中會(huì)詳細(xì)分析。
    connect 函數(shù)是當(dāng)一個(gè)input設(shè)備模塊注冊到內(nèi)核的時(shí)候調(diào)用的,將事件處理器與輸入設(shè)備聯(lián)系起來的函數(shù),也就是將input_dev和input_handler配對的函數(shù)。
    disconnect 函數(shù)實(shí)現(xiàn)connect相反的功能。
    start 暫時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)有什么作用。
  (2) 兩個(gè)id
    const struct input_device_id *id_table; //這個(gè)是事件處理器所支持的input設(shè)備
    const struct input_device_id *blacklist; //這個(gè)是事件處理器應(yīng)該忽略的input設(shè)備
     這兩個(gè)數(shù)組都會(huì)用在connect函數(shù)中,input_device_id結(jié)構(gòu)與input_id結(jié)構(gòu)類似,但是input_device_id有一個(gè)flag,用來讓程序選擇比較哪項(xiàng),如:busytype,vendor還是其他。
   (3) 兩個(gè)鏈表
    struct list_headh_list;  //這個(gè)鏈表用來鏈接他所支持的input_handle結(jié)構(gòu),input_dev與input_handler配對之后就會(huì)生成一個(gè)input_handle結(jié)構(gòu)
    struct list_headnode;    //鏈接到input_handler_list,這個(gè)鏈表鏈接了所有注冊到內(nèi)核的事件處理器
   (4) 其他的成員一看代碼就知道是什么意思,這里就不說明了。
  3.  input_handle 結(jié)構(gòu)體代表一個(gè)成功配對的input_dev和input_handler
  1. struct input_handle {  
  2.     void *private;   //每個(gè)配對的事件處理器都會(huì)分配一個(gè)對應(yīng)的設(shè)備結(jié)構(gòu),如evdev事件處理器的evdev結(jié)構(gòu),注意這個(gè)結(jié)構(gòu)與設(shè)備驅(qū)動(dòng)層的input_dev不同,初始化handle時(shí),保存到這里。   
  3.     int open;        //打開標(biāo)志,每個(gè)input_handle 打開后才能操作,這個(gè)一般通過事件處理器的open方法間接設(shè)置   
  4.     const char *name;   
  5.     struct input_dev *dev;  //關(guān)聯(lián)的input_dev結(jié)構(gòu)   
  6.     struct input_handler *handler; //關(guān)聯(lián)的input_handler結(jié)構(gòu)   
  7.     struct list_head    d_node;  //input_handle通過d_node連接到了input_dev上的h_list鏈表上   
  8.     struct list_head    h_node;  //input_handle通過h_node連接到了input_handler的h_list鏈表上   
  9. };  
  4. 三個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系
     input_dev 是硬件驅(qū)動(dòng)層,代表一個(gè)input設(shè)備
     input_handler 是事件處理層,代表一個(gè)事件處理器
     input_handle 個(gè)人認(rèn)為屬于核心層,代表一個(gè)配對的input設(shè)備與input事件處理器
     input_dev 通過全局的input_dev_list鏈接在一起。設(shè)備注冊的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)這個(gè)操作。
     input_handler 通過全局的input_handler_list鏈接在一起。事件處理器注冊的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)這個(gè)操作(事件處理器一般內(nèi)核自帶,一般不需要我們來寫)

     input_hande 沒有一個(gè)全局的鏈表,它注冊的時(shí)候?qū)⒆约悍謩e掛在了input_dev 和 input_handler 的h_list上了。通過input_dev 和input_handler就可以找到input_handle 在設(shè)備注冊和事件處理器, 注冊的時(shí)候都要進(jìn)行配對工作,配對后就會(huì)實(shí)現(xiàn)鏈接。通過input_handle也可以找到input_dev和input_handler。

主要函數(shù)

一. 各種注冊函數(shù)

    因?yàn)榉治鲆凰v的每種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都代表一類對象,所以每種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都會(huì)對應(yīng)一個(gè)注冊函數(shù),他們都定義在子系統(tǒng)核心的input.c文件中。主要有三個(gè)注冊函數(shù)
     input_register_device    向內(nèi)核注冊一個(gè)input設(shè)備
     input_register_handle    向內(nèi)核注冊一個(gè)handle結(jié)構(gòu)
     input_register_handler   注冊一個(gè)事件處理器
  1. input_register_device 注冊一個(gè)input輸入設(shè)備,這個(gè)注冊函數(shù)在三個(gè)注冊函數(shù)中是驅(qū)動(dòng)程序唯一調(diào)用的。下面分析這個(gè)函數(shù):

 
  1. int input_register_device(struct input_dev *dev)  
  2. {  
  3.     static atomic_t input_no = ATOMIC_INIT(0);    
  4.         //這個(gè)原子變量,代表總共注冊的input設(shè)備,每注冊一個(gè)加1,因?yàn)槭庆o態(tài)變量,所以每次調(diào)用都不會(huì)清零的   
  5.     struct input_handler *handler;  
  6.     const char *path;  
  7.     int error;  
  8.   
  9.     __set_bit(EV_SYN, dev->evbit);  //EN_SYN 這個(gè)是設(shè)備都要支持的事件類型,所以要設(shè)置   
  10.   
  11.     /* 
  12.      * If delay and period are pre-set by the driver, then autorepeating 
  13.      * is handled by the driver itself and we don't do it in input.c. 
  14.      */  
  15.         // 這個(gè)內(nèi)核定時(shí)器是為了重復(fù)按鍵而設(shè)置的   
  16.     init_timer(&dev->timer);  
  17.     if (!dev->rep[REP_DELAY] && !dev->rep[REP_PERIOD]) {  
  18.         dev->timer.data = (long) dev;  
  19.         dev->timer.function = input_repeat_key;  
  20.         dev->rep[REP_DELAY] = 250;  
  21.         dev->rep[REP_PERIOD] = 33;  
  22.         //如果沒有定義有關(guān)重復(fù)按鍵的相關(guān)值,就用內(nèi)核默認(rèn)的   
  23.     }  
  24.   
  25.     if (!dev->getkeycode)  
  26.         dev->getkeycode = input_default_getkeycode;  
  27.     if (!dev->setkeycode)  
  28.         dev->setkeycode = input_default_setkeycode;  
  29.         //以上設(shè)置的默認(rèn)函數(shù)由input核心提供   
  30.     dev_set_name(&dev->dev, "input%ld",  
  31.              (unsigned long) atomic_inc_return(&input_no) - 1);  
  32.         //設(shè)置input_dev中device的名字,這個(gè)名字會(huì)在/class/input中出現(xiàn)   
  33.     error = device_add(&dev->dev);  
  34.         //將device加入到linux設(shè)備模型中去   
  35.     if (error)  
  36.         return error;  
  37.   
  38.     path = kobject_get_path(&dev->dev.kobj, GFP_KERNEL);  
  39.     printk(KERN_INFO "input: %s as %s\n",  
  40.         dev->name ? dev->name : "Unspecified device", path ? path : "N/A");  
  41.     kfree(path);  
  42.         //這個(gè)得到路徑名稱,并打印出來   
  43.     error = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);  
  44.     if (error) {  
  45.         device_del(&dev->dev);  
  46.         return error;  
  47.     }  
  48.   
  49.     list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list);  
  50.         // 將新分配的input設(shè)備連接到input_dev_list鏈表上   
  51.     list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)  
  52.         input_attach_handler(dev, handler);  
  53.         //遍歷input_handler_list鏈表,配對 input_dev 和 input_handler   
  54.         //input_attach_handler 這個(gè)函數(shù)是配對的關(guān)鍵,下面將詳細(xì)分析   
  55.     input_wakeup_procfs_readers();  
  56.         // 和proc文件系統(tǒng)有關(guān),暫時(shí)不考慮   
  57.     mutex_unlock(&input_mutex);  
  58.   
  59.     return 0;  
  60.    }  
   input_register_device完成的主要功能就是:初始化一些默認(rèn)的值,將自己的device結(jié)構(gòu)添加到linux設(shè)備模型當(dāng)中,將input_dev添加到input_dev_list鏈表中,然后尋找合適的handler與input_handler配對,配對的核心函數(shù)是input_attach_handler。下面分析input_attach_handler函數(shù):
 
  1. static int input_attach_handler(struct input_dev *dev, struct input_handler *handler)  
  2. {  
  3.     const struct input_device_id *id;  
  4.     int error;  
  5.   
  6.     if (handler->blacklist && input_match_device(handler->blacklist, dev))  
  7.         return -ENODEV;  
  8.         //blacklist是handler因該忽略的input設(shè)備類型,如果應(yīng)該忽略的input設(shè)備也配對上了,那就出錯(cuò)了   
  9.     id = input_match_device(handler->id_table, dev);  
  10.         //這個(gè)是主要的配對函數(shù),主要比較id中的各項(xiàng),下面詳細(xì)分析   
  11.     if (!id)  
  12.         return -ENODEV;  
  13.   
  14.     error = handler->connect(handler, dev, id);  
  15.         //配對成功調(diào)用handler的connect函數(shù),這個(gè)函數(shù)在事件處理器中定義,主要生成一個(gè)input_handle結(jié)構(gòu),并初始化,還生成一個(gè)事件處理器相關(guān)的設(shè)備結(jié)構(gòu),后面詳細(xì)分析   
  16.     if (error && error != -ENODEV)  
  17.         printk(KERN_ERR  
  18.             "input: failed to attach handler %s to device %s, "  
  19.             "error: %d\n",  
  20.             handler->name, kobject_name(&dev->dev.kobj), error);  
  21.         //出錯(cuò)處理   
  22.     return error;  
  23.  }  
    input_attach_handler的主要功能就是調(diào)用了兩個(gè)函數(shù),一個(gè)input_match_device進(jìn)行配對,一個(gè)connect處理配對成功后續(xù)工作。
   下面分析input_match_device函數(shù):
 
  1. static const struct input_device_id *input_match_device(const struct input_device_id *id,  
  2.                             struct input_dev *dev)  
  3. {  
  4.     int i;  
  5.         //函數(shù)傳入的參數(shù)是所要配對handler的id_table,下面遍歷這個(gè)id_table尋找合適的id進(jìn)行配對   
  6.     for (; id->flags || id->driver_info; id++) {  
  7.         if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_BUS)  
  8.             if (id->bustype != dev->id.bustype)  
  9.                 continue;  
  10.                 ......  
  11.                 //針對handler->id->flag,比較不同的類型   
  12.                 //如果比較成功進(jìn)入下面的宏,否則進(jìn)入下一個(gè)id   
  13.                 MATCH_BIT(evbit,  EV_MAX);  
  14.             ......    
  15.         MATCH_BIT(swbit,  SW_MAX);  
  16.   
  17.   
  18.         return id;  
  19.     }  
  20.  }  
    此函數(shù)主要是比較input_dev中的id和handler支持的id,這個(gè)存放在handler的id_table中。首先看id->driver_info有沒有設(shè)置,如果設(shè)置了說明它匹配所有的id,evdev就是這個(gè)樣的handler
    然后依據(jù)id->flag來比較內(nèi)容,如果都比較成功進(jìn)入MATCH_BIT,這個(gè)宏是用來按位進(jìn)行比較的,功能是比較所支持事件的類型,只有所有的位都匹配才成功返回,否則進(jìn)行下一個(gè)id的比較。
 
  1. #define MATCH_BIT(bit, max) \   
  2. for (i = 0; i < BITS_TO_LONGS(max); i++) \  
  3.     if ((id->bit[i] & dev->bit[i]) != id->bit[i]) \  
  4.         break; \  
  5. if (i != BITS_TO_LONGS(max)) \  
  6.     continue;  
    這個(gè)宏對于每種事件類型,以及每種事件類型支持的編碼所有的位都比較一次,看handler的id是否支持,如果有一個(gè)不支持就不會(huì)比較成功,進(jìn)入下一個(gè)id進(jìn)行比較。
    對于connect函數(shù),每種事件處理器的實(shí)現(xiàn)都有差異,但原理都相同,因?yàn)橛|摸屏用的事件處理器為evdev,下面分析evdev的connect函數(shù)evdev_connect
 
  1. static int evdev_connect(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev,  
  2.              const struct input_device_id *id)  
  3. {  
  4.         //此函數(shù)傳入三個(gè)參數(shù),分別是:handler,dev,id   
  5.     struct evdev *evdev;  
  6.     int minor;  
  7.     int error;  
  8.   
  9.   
  10.     for (minor = 0; minor < EVDEV_MINORS; minor++)  
  11.         if (!evdev_table[minor])  
  12.             break;  
  13.         //EVDEV_MINORS為32,說明evdev這個(gè)handler可以同時(shí)有32個(gè)輸入設(shè)備和他配對,evdev_table中以minor(非次設(shè)備號,但是有一個(gè)換算關(guān)系)存放evdev結(jié)構(gòu)體,后面要詳細(xì)分析這個(gè)結(jié)構(gòu)體   
  14.     if (minor == EVDEV_MINORS) {  
  15.         printk(KERN_ERR "evdev: no more free evdev devices\n");  
  16.         return -ENFILE;  
  17.     }  
  18.         //這個(gè)說明32個(gè)位置全都被占用了,連接失敗   
  19.     evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);  
  20.         //分配一個(gè)evdev結(jié)構(gòu)體,這個(gè)結(jié)構(gòu)體是evdev事件處理器特有的,后面會(huì)詳細(xì)分析   
  21.     if (!evdev)  
  22.         return -ENOMEM;  
  23.   
  24.   
  25.     INIT_LIST_HEAD(&evdev->client_list);  
  26.     spin_lock_init(&evdev->client_lock);  
  27.     mutex_init(&evdev->mutex);  
  28.     init_waitqueue_head(&evdev->wait);  
  29.         //初始化結(jié)構(gòu)體的一些成員   
  30.     dev_set_name(&evdev->dev, "event%d", minor);  
  31.         //這個(gè)是設(shè)置evdev中device的名字,他將出現(xiàn)在/class/input中。   
  32.         //前面也有一個(gè)device是input_dev的,名字是input(n),注意與他的不同   
  33.         //這個(gè)結(jié)構(gòu)是配對后的虛擬設(shè)備結(jié)構(gòu),沒有對應(yīng)的硬件,但是通過它可以找到相關(guān)的硬件   
  34.     evdev->exist = 1;  
  35.     evdev->minor = minor;  
  36.   
  37.   
  38.     evdev->handle.dev = input_get_device(dev);  
  39.     evdev->handle.name = dev_name(&evdev->dev);  
  40.     evdev->handle.handler = handler;  
  41.     evdev->handle.private = evdev;  
  42.         //因?yàn)閑vdev中包含handle了,所以初始化它就可以了,這樣就連接了input_handler與input_dev   
  43.     evdev->dev.devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor); //注意:這個(gè)minor不是真正的次設(shè)備號,還要加上EVDEV_MINOR_BASE   
  44.     evdev->dev.class = &input_class;  
  45.     evdev->dev.parent = &dev->dev;  
  46.         //配對生成的device,父設(shè)備是與他相關(guān)連的input_dev   
  47.     evdev->dev.release = evdev_free;  
  48.     device_initialize(&evdev->dev);  
  49.   
  50.   
  51.     error = input_register_handle(&evdev->handle);  
  52.         //注冊handle結(jié)構(gòu)體,這個(gè)函數(shù)后面詳細(xì)分析   
  53.     if (error)  
  54.         goto err_free_evdev;  
  55.   
  56.   
  57.     error = evdev_install_chrdev(evdev);  
  58.         //這個(gè)函數(shù)只做了一件事,就是把evdev結(jié)構(gòu)保存到evdev_table中,這個(gè)數(shù)組也minor為索引   
  59.     if (error)  
  60.         goto err_unregister_handle;  
  61.   
  62.   
  63.     error = device_add(&evdev->dev);  
  64.         //注冊到linux設(shè)備模型中   
  65.     if (error)  
  66.         goto err_cleanup_evdev;  
  67.   
  68.   
  69.     return 0;  
  70.   
  71.   
  72.   err_cleanup_evdev:  
  73.     evdev_cleanup(evdev);  
  74.   err_unregister_handle:  
  75.     input_unregister_handle(&evdev->handle);  
  76.   err_free_evdev:  
  77.     put_device(&evdev->dev);  
  78.     return error;  
  79. }  
    evdev_connect函數(shù)做配對后的善后工作,分配一個(gè)evdev結(jié)構(gòu)體,并初始化相關(guān)成員,evdev結(jié)構(gòu)體中有input_handle結(jié)構(gòu),初始化并注冊之。
 2. input_register_handle 注冊一個(gè)input_handle結(jié)構(gòu)體,比較簡單
 
  1. int input_register_handle(struct input_handle *handle)  
  2. {  
  3.     struct input_handler *handler = handle->handler;  
  4.     struct input_dev *dev = handle->dev;  
  5.     int error;  
  6.   
  7.   
  8.     /* 
  9.      * We take dev->mutex here to prevent race with 
  10.      * input_release_device(). 
  11.      */  
  12.     error = mutex_lock_interruptible(&dev->mutex);  
  13.     if (error)  
  14.         return error;  
  15.     list_add_tail_rcu(&handle->d_node, &dev->h_list);  
  16.         //將handle的d_node,鏈接到其相關(guān)的input_dev的h_list鏈表中   
  17.     mutex_unlock(&dev->mutex);  
  18.   
  19.   
  20.     list_add_tail(&handle->h_node, &handler->h_list);  
  21.         //將handle的h_node,鏈接到其相關(guān)的input_handler的h_list鏈表中   
  22.     if (handler->start)  
  23.         handler->start(handle);  
  24.   
  25.   
  26.     return 0;  
  27. }  
    這個(gè)函數(shù)基本沒做什么事,就是把一個(gè)handle結(jié)構(gòu)體通過d_node鏈表項(xiàng),分別鏈接到input_dev的h_list,input_handler的h_list上。以后通過這個(gè)h_list就可以遍歷相關(guān)的input_handle了。
 3. input_register_handler 注冊一個(gè)input_handler結(jié)構(gòu)體
 
  1. int input_register_handler(struct input_handler *handler)  
  2.  {  
  3.     struct input_dev *dev;  
  4.     int retval;  
  5.   
  6.   
  7.     retval = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);  
  8.     if (retval)  
  9.         return retval;  
  10.   
  11.   
  12.     INIT_LIST_HEAD(&handler->h_list);  
  13.   
  14.   
  15.     if (handler->fops != NULL) {  
  16.         if (input_table[handler->minor >> 5]) {  
  17.             retval = -EBUSY;  
  18.             goto out;  
  19.         }  
  20.         input_table[handler->minor >> 5] = handler;  
  21.     }  
  22.         //input_table,每個(gè)注冊的handler都會(huì)將自己保存到這里,索引值為handler->minor右移5為,也就是除以32   
  23.         //為什么會(huì)這樣呢,因?yàn)槊總€(gè)handler都會(huì)處理最大32個(gè)input_dev,所以要以minor的32為倍數(shù)對齊,這個(gè)minor是傳進(jìn)來的handler的MINOR_BASE   
  24.         //每一個(gè)handler都有一個(gè)這一個(gè)MINOR_BASE,以evdev為例,EVDEV_MINOR_BASE = 64,可以看出系統(tǒng)總共可以注冊8個(gè)handler   
  25.     list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);  
  26.         //連接到input_handler_list鏈表中   
  27.     list_for_each_entry(dev, &input_dev_list, node)  
  28.         input_attach_handler(dev, handler);  
  29.         //又是配對,不過這次遍歷input_dev,和注冊input_dev過程一樣的   
  30.     input_wakeup_procfs_readers();  
  31.   
  32.   
  33.  out:  
  34.     mutex_unlock(&input_mutex);  
  35.     return retval;  
  36. }  
    這個(gè)函數(shù)其實(shí)和input_register_device大同小異,都是注冊,都要配對。

輸入子系統(tǒng)核心分析

一.  輸入子系統(tǒng)核心分析。

    1.輸入子系統(tǒng)核心對應(yīng)與/drivers/input/input.c文件,這個(gè)也是作為一個(gè)模塊注冊到內(nèi)核的。所以首先分析模塊初始化函數(shù)。
 
  1. static int __init input_init(void)  
  2. {  
  3.     int err;  
  4.   
  5.     input_init_abs_bypass();  
  6.         //這個(gè)暫時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)是做什么的   
  7.     err = class_register(&input_class);  
  8.         //向內(nèi)核注冊一個(gè)類,用于linux設(shè)備模型。注冊后會(huì)在/sys/class下面出現(xiàn)input目錄   
  9.     if (err) {  
  10.         printk(KERN_ERR "input: unable to register input_dev class\n");  
  11.         return err;  
  12.     }  
  13.   
  14.     err = input_proc_init();  
  15.         //和proc文件系統(tǒng)有關(guān),暫時(shí)不管   
  16.     if (err)  
  17.         goto fail1;  
  18.   
  19.   
  20.     err = register_chrdev(INPUT_MAJOR, "input", &input_fops);  
  21.         //注冊字符設(shè)備,接口是2.4內(nèi)核的。以主設(shè)備號INPUT_MAJOR,次設(shè)備號0-255,注冊266個(gè)設(shè)備,說明input設(shè)備最大只能有255個(gè)   
  22.     if (err) {  
  23.         printk(KERN_ERR "input: unable to register char major %d", INPUT_MAJOR);  
  24.         goto fail2;  
  25.     }  
  26.   
  27.     return 0;  
  28.   
  29.  fail2: input_proc_exit();  
  30.  fail1: class_unregister(&input_class);  
  31.     return err;  
  32. }    
    這個(gè)函數(shù)主要是注冊了字符設(shè)備,這里和雜項(xiàng)設(shè)備的原理是一樣,所以input設(shè)備也是一類字符設(shè)備,只不過操作方法交給了輸入子系統(tǒng)。從這里可以看出無論linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)這塊有多復(fù)雜,他們都是由一些基本的組件構(gòu)成的,都是ldd3所講的基本驅(qū)動(dòng)程序模型。 
    2. 輸入子系統(tǒng)的核心其他部分都是提供的接口,向上連接事件處理層,向下連接驅(qū)動(dòng)層。
    向下對驅(qū)動(dòng)層的接口主要有:
    input_allocate_device    這個(gè)函數(shù)主要是分配一個(gè)input_dev接口,并初始化一些基本的成員,這就是我們不能簡單用kmalloc分配input_dev結(jié)構(gòu)的原因,因?yàn)槿鄙倭艘恍┏跏蓟?br>    input_unregister_device  注冊一個(gè)input設(shè)備
    input_event              這個(gè)函數(shù)很重要,是驅(qū)動(dòng)層向input子系統(tǒng)核心報(bào)告事件的函數(shù),在事件傳遞過程中再分析。
    input_allocate_device    分配并初始化一個(gè)input_dev結(jié)構(gòu)
    向上對事件處理層接口主要有:
    input_register_handler   注冊一個(gè)事件處理器
    input_register_handle    注冊一個(gè)input_handle結(jié)構(gòu)


事件處理層分析

二.  事件處理層分析(以evdev事件處理器為例)
    1.事件處理層與用戶程序和輸入子系統(tǒng)核心打交道,是他們兩層的橋梁。一般內(nèi)核有好幾個(gè)事件處理器,像evdev mousedev jotdev。evdev事件處理器可以處理所有的事件,觸摸屏驅(qū)動(dòng)就是用的這個(gè),所以下面分析這個(gè)事件處理器的實(shí)現(xiàn)。它也是作為模塊注冊到內(nèi)核中的,首先分析它的模塊初始化函數(shù)。
 
  1. static int __init evdev_init(void)  
  2. {  
  3.     return input_register_handler(&evdev_handler);  
  4. }  
   模塊初始化函數(shù)就調(diào)用一個(gè)注冊handler函數(shù),將evdev_handler注冊到系統(tǒng)中。
    2.主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
    (1) evdev設(shè)備結(jié)構(gòu)
 
  1. struct evdev {  
  2.     int exist;  
  3.     int open;           //打開標(biāo)志   
  4.     int minor;          //次設(shè)備號   
  5.     struct input_handle handle;  //關(guān)聯(lián)的input_handle   
  6.     wait_queue_head_t wait;      //等待隊(duì)列,當(dāng)進(jìn)程讀取設(shè)備,而沒有事件產(chǎn)生的時(shí)候,進(jìn)程就會(huì)睡在其上面   
  7.     struct evdev_client *grab;   //強(qiáng)制綁定的evdev_client結(jié)構(gòu),這個(gè)結(jié)構(gòu)后面再分析   
  8.     struct list_head client_list;  //evdev_client 鏈表,這說明一個(gè)evdev設(shè)備可以處理多個(gè)evdev_client,可以有多個(gè)進(jìn)程訪問evdev設(shè)備   
  9.     spinlock_t client_lock; /* protects client_list */  
  10.     struct mutex mutex;  
  11.     struct device dev;       //device結(jié)構(gòu),說明這是一個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)   
  12. };  
    evdev結(jié)構(gòu)體在配對成功的時(shí)候生成,由handler->connect生成,對應(yīng)設(shè)備文件為/class/input/event(n),如觸摸屏驅(qū)動(dòng)的event0,這個(gè)設(shè)備是用戶空間要訪問的設(shè)備,可以理解它是一個(gè)虛擬設(shè)備,因?yàn)闆]有對應(yīng)的硬件,但是通過handle->dev 就可以找到input_dev結(jié)構(gòu),而它對應(yīng)著觸摸屏,設(shè)備文件為/class/input/input0。這個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)生成之后保存在evdev_table中,
    索引值是minor
   (2) evdev用戶端結(jié)構(gòu)
 
  1. struct evdev_client {  
  2.     struct input_event buffer[EVDEV_BUFFER_SIZE];    
  3.         //這個(gè)是一個(gè)input_event數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)組,input_event代表一個(gè)事件,基本成員:類型(type),編碼(code),值(value)   
  4.     int head;              //針對buffer數(shù)組的索引   
  5.     int tail;              //針對buffer數(shù)組的索引,當(dāng)head與tail相等的時(shí)候,說明沒有事件   
  6.     spinlock_t buffer_lock; /* protects access to buffer, head and tail */  
  7.     struct fasync_struct *fasync;  //異步通知函數(shù)   
  8.     struct evdev *evdev;           //evdev設(shè)備   
  9.     struct list_head node;         // evdev_client 鏈表項(xiàng)   
  10. };  
   這個(gè)結(jié)構(gòu)在進(jìn)程打開event0設(shè)備的時(shí)候調(diào)用evdev的open方法,在open中創(chuàng)建這個(gè)結(jié)構(gòu),并初始化。在關(guān)閉設(shè)備文件的時(shí)候釋放這個(gè)結(jié)構(gòu)。
   3.主要函數(shù)
   (1)evdev設(shè)備打開函數(shù)
 
  1. static int evdev_open(struct inode *inode, struct file *file)  
  2. {  
  3.     struct evdev *evdev;  
  4.     struct evdev_client *client;  
  5.     int i = iminor(inode) - EVDEV_MINOR_BASE;  
  6.     int error;  
  7.   
  8.   
  9.     if (i >= EVDEV_MINORS)  
  10.         return -ENODEV;  
  11.   
  12.   
  13.     error = mutex_lock_interruptible(&evdev_table_mutex);  
  14.     if (error)  
  15.         return error;  
  16.     evdev = evdev_table[i];  
  17.         //得到evdev設(shè)備結(jié)構(gòu),每次調(diào)用evdev_connect配對成功后都會(huì)把分配的evdev結(jié)構(gòu)以minor為索引,保存在evdev_table數(shù)組中   
  18.     if (evdev)  
  19.         get_device(&evdev->dev);  //增加device引用計(jì)數(shù)   
  20.     mutex_unlock(&evdev_table_mutex);  
  21.   
  22.   
  23.     if (!evdev)  
  24.         return -ENODEV;  
  25.   
  26.   
  27.     client = kzalloc(sizeof(struct evdev_client), GFP_KERNEL);  //分配用戶端結(jié)構(gòu)   
  28.     if (!client) {  
  29.         error = -ENOMEM;  
  30.         goto err_put_evdev;  
  31.     }  
  32.   
  33.   
  34.     spin_lock_init(&client->buffer_lock);  
  35.     client->evdev = evdev;    //使用戶端與evdev設(shè)備結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來   
  36.     evdev_attach_client(evdev, client);  
  37.         //這個(gè)函數(shù)所做的就是把client連接到evdev的client鏈表中   
  38.     error = evdev_open_device(evdev);  
  39.         //這個(gè)函數(shù)打開設(shè)備,有很多層調(diào)用,后面詳細(xì)分析   
  40.     if (error)  
  41.         goto err_free_client;  
  42.   
  43.   
  44.     file->private_data = client;  
  45.     return 0;  
  46.   
  47.   
  48.  err_free_client:  
  49.     evdev_detach_client(evdev, client);  
  50.     kfree(client);  
  51.  err_put_evdev:  
  52.     put_device(&evdev->dev);  
  53.     return error;  
  54. }   
   (2)evdev設(shè)備打開函數(shù)evdev_open_device,由evdev_open調(diào)用。
 
  1. static int evdev_open_device(struct evdev *evdev)  
  2. {  
  3.     int retval;  
  4.   
  5.   
  6.     retval = mutex_lock_interruptible(&evdev->mutex);  
  7.     if (retval)  
  8.         return retval;  
  9.   
  10.   
  11.     if (!evdev->exist)  
  12.         retval = -ENODEV;  
  13.         //判斷設(shè)備結(jié)構(gòu)是否存在,在evdev_connect中初始話此成員為1   
  14.     else if (!evdev->open++) {  
  15.         retval = input_open_device(&evdev->handle);  
  16.         if (retval)  
  17.             evdev->open--;  
  18.     }  
  19.         //evdev->open分配結(jié)構(gòu)的時(shí)候沒有初始化,默認(rèn)為0,也就是沒有打開,每次打開都會(huì)加1   
  20.     mutex_unlock(&evdev->mutex);  
  21.     return retval;  
  22. }  
    此函數(shù)在判斷結(jié)構(gòu)存在與否后,主要調(diào)用了input_open_device,這個(gè)函數(shù)是子系統(tǒng)核心函數(shù),定義在input.c中,下面分析這個(gè)函數(shù):
 
  1. int input_open_device(struct input_handle *handle)  
  2. {  
  3.     struct input_dev *dev = handle->dev;  
  4.     int retval;  
  5.   
  6.   
  7.     retval = mutex_lock_interruptible(&dev->mutex);  
  8.     if (retval)  
  9.         return retval;  
  10.   
  11.   
  12.     if (dev->going_away) {  
  13.         retval = -ENODEV;  
  14.         goto out;  
  15.     }  
  16.   
  17.   
  18.     handle->open++;  
  19.         //將handle的打開計(jì)數(shù)加1,注意和evdev的open的區(qū)別   
  20.     if (!dev->users++ && dev->open)  
  21.         retval = dev->open(dev);  
  22.         //如果此input_dev沒有進(jìn)程在引用,并且定義了open方法,就調(diào)用open方法   
  23.     if (retval) {    //retval = 1 說明沒有打開成功   
  24.         dev->users--;    
  25.         if (!--handle->open) {  //說明有其他的進(jìn)程已經(jīng)打開了這個(gè)handle   
  26.             /* 
  27.              * Make sure we are not delivering any more events 
  28.              * through this handle 
  29.              */  
  30.             synchronize_rcu();  
  31.         }  
  32.     }  
  33.   
  34.   
  35.  out:  
  36.     mutex_unlock(&dev->mutex);  
  37.     return retval;  
  38. }  
   (3)讀操作函數(shù) evdev_read
 
  1. static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer,  
  2.               size_t count, loff_t *ppos)  
  3. {  
  4.     struct evdev_client *client = file->private_data;    //這個(gè)客戶端結(jié)構(gòu)在打開的時(shí)候分配并保存在file->private_data中   
  5.     struct evdev *evdev = client->evdev;  
  6.     struct input_event event;  
  7.     int retval;  
  8.   
  9.   
  10.     if (count < input_event_size())  
  11.         return -EINVAL;  
  12.         //這條語句提示,用戶進(jìn)程每次讀取設(shè)備的字節(jié)數(shù),不要少于input_event結(jié)構(gòu)的大小   
  13.     if (client->head == client->tail && evdev->exist &&  
  14.         (file->f_flags & O_NONBLOCK))  
  15.         return -EAGAIN;  
  16.         //head等于tail說明目前還沒有事件傳回來,如果設(shè)置了非阻塞操作,則會(huì)立刻返回   
  17.     retval = wait_event_interruptible(evdev->wait,  
  18.         client->head != client->tail || !evdev->exist);  
  19.         //沒有事件就會(huì)睡在evdev的等待隊(duì)列上了,等待條件是有事件到來或者設(shè)備不存在了(設(shè)備關(guān)閉的時(shí)候,清這個(gè)標(biāo)志)   
  20.     if (retval)  
  21.         return retval;  
  22.         //如果能執(zhí)行上面這條語句說明有事件傳來或者,設(shè)備被關(guān)閉了,或者內(nèi)核發(fā)過來終止信號   
  23.     if (!evdev->exist)  
  24.         return -ENODEV;  
  25.   
  26.   
  27.     while (retval + input_event_size() <= count &&  
  28.            evdev_fetch_next_event(client, &event)) {  
  29.         // evdev_fetch_next_event這個(gè)函數(shù)遍歷client里面的input_event buffer數(shù)組   
  30.         if (input_event_to_user(buffer + retval, &event))  
  31.         //將事件復(fù)制到用戶空間   
  32.             return -EFAULT;  
  33.   
  34.   
  35.         retval += input_event_size();  
  36.     }  
  37.   
  38.     return retval;   //返回復(fù)制的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)   

  39. 事件傳遞過程

    三. 事件傳遞過程(以s3c2410_ts為例)
       1. 事件產(chǎn)生
        當(dāng)按下觸摸屏?xí)r,進(jìn)入觸摸屏按下中斷,開始ad轉(zhuǎn)換,ad轉(zhuǎn)換完成進(jìn)入ad完成中斷,在這個(gè)終端中將事件發(fā)送出去,調(diào)用
        input_report_abs(dev, ABS_X, xp);
        input_report_abs(dev, ABS_Y, yp); 這兩個(gè)函數(shù)調(diào)用了 input_event(dev, EV_ABS, code, value)
        所有的事件報(bào)告函數(shù)都調(diào)用這個(gè)函數(shù)。
       2. 事件報(bào)告
       (1) input_event 函數(shù)分析,這個(gè)函數(shù)定義在input.c中
     
    1. void input_event(struct input_dev *dev,  
    2.          unsigned int type, unsigned int code, int value)  
    3. {  
    4.     unsigned long flags;  
    5.   
    6.   
    7.     if (is_event_supported(type, dev->evbit, EV_MAX)) {  
    8.         //判斷是否支持此種事件類型和事件類型中的編碼類型   
    9.         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);  
    10.         add_input_randomness(type, code, value);  
    11.         //對系統(tǒng)隨機(jī)熵池有貢獻(xiàn),因?yàn)檫@個(gè)也是一個(gè)隨機(jī)過程   
    12.         input_handle_event(dev, type, code, value);  
    13.         //這個(gè)函數(shù)是事件處理的關(guān)鍵函數(shù),下面詳細(xì)分析   
    14.         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);  
    15.     }  
    16. }   
       (2) input_handle_event 函數(shù)分析,這個(gè)函數(shù)定義在input.c中
     
    1. static void input_handle_event(struct input_dev *dev,  
    2.                    unsigned int type, unsigned int code, int value)  
    3. {  
    4.     int disposition = INPUT_IGNORE_EVENT;  
    5.   
    6.   
    7.     switch (type) {  
    8.         ......  
    9.     case EV_KEY:  
    10.         if (is_event_supported(code, dev->keybit, KEY_MAX) &&  
    11.             !!test_bit(code, dev->key) != value) {  
    12.   
    13.   
    14.             if (value != 2) {  
    15.                 __change_bit(code, dev->key);  
    16.                 if (value)  
    17.                     input_start_autorepeat(dev, code);  
    18.                 else  
    19.                     input_stop_autorepeat(dev);  
    20.             }  
    21.             disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;  
    22.         }  
    23.         break;  
    24.         ......  
    25.     if (disposition != INPUT_IGNORE_EVENT && type != EV_SYN)  
    26.         dev->sync = 0;  
    27.   
    28.   
    29.     if ((disposition & INPUT_PASS_TO_DEVICE) && dev->event)  
    30.         dev->event(dev, type, code, value);  
    31.   
    32.   
    33.     if (disposition & INPUT_PASS_TO_HANDLERS)  
    34.         input_pass_event(dev, type, code, value);  
    35. }  
       這個(gè)函數(shù)主要是根據(jù)事件類型的不同,做相應(yīng)的處理。這里之關(guān)心EV_KEY類型,其他函數(shù)和事件傳遞關(guān)系不大,只要關(guān)心,disposition這個(gè)是事件處理的方式,默認(rèn)的是INPUT_IGNORE_EVENT,忽略這個(gè)事件,如果是INPUT_PASS_TO_HANDLERS則是傳遞給事件處理器,如果是INPUT_PASS_TO_DEVICE,則是傳遞給設(shè)備處理,觸摸屏驅(qū)動(dòng)沒有定義這個(gè)。下面分析input_pass_event函數(shù)。
     
    1. static void input_pass_event(struct input_dev *dev,  
    2.                  unsigned int type, unsigned int code, int value)  
    3. {  
    4.     struct input_handle *handle;  
    5.   
    6.   
    7.     rcu_read_lock();  
    8.   
    9.   
    10.     handle = rcu_dereference(dev->grab);  //如果是綁定的handle,則調(diào)用綁定的handler->event函數(shù)   
    11.     if (handle)  
    12.         handle->handler->event(handle, type, code, value);  
    13.     else  
    14.         //如果沒有綁定,則遍歷dev的h_list鏈表,尋找handle,如果handle已經(jīng)打開,說明有進(jìn)程讀取設(shè)備關(guān)聯(lián)的evdev。   
    15.         list_for_each_entry_rcu(handle, &dev->h_list, d_node)  
    16.             if (handle->open)  
    17.                 handle->handler->event(handle,  
    18.                             type, code, value);  
    19.         // 調(diào)用相關(guān)的事件處理器的event函數(shù),進(jìn)行事件的處理   
    20.     rcu_read_unlock();  
    21. }  
    下面分析 evdev事件處理器的event函數(shù)
     
    1. static void evdev_event(struct input_handle *handle,  
    2.             unsigned int type, unsigned int code, int value)  
    3. {  
    4.     struct evdev *evdev = handle->private;  
    5.     struct evdev_client *client;  
    6.     struct input_event event;  
    7.   
    8.   
    9.     do_gettimeofday(&event.time);  
    10.     event.type = type;  
    11.     event.code = code;  
    12.     event.value = value;  
    13.         //將傳過來的事件,賦值給input_event結(jié)構(gòu)   
    14.     rcu_read_lock();  
    15.   
    16.   
    17.     client = rcu_dereference(evdev->grab);  
    18.         //如果evdev綁定了client那么,處理這個(gè)客戶端,觸摸屏驅(qū)動(dòng)沒有綁定   
    19.     if (client)  
    20.         evdev_pass_event(client, &event);  
    21.     else  
    22.         //遍歷client鏈表,調(diào)用evdev_pass_event函數(shù)   
    23.         list_for_each_entry_rcu(client, &evdev->client_list, node)  
    24.             evdev_pass_event(client, &event);  
    25.   
    26.   
    27.     rcu_read_unlock();  
    28.   
    29.   
    30.     wake_up_interruptible(&evdev->wait); //喚醒等待的進(jìn)程   
    31. }  
    下面分析 evdev_pass_event 函數(shù)
     
    1. static void evdev_pass_event(struct evdev_client *client,  
    2.                  struct input_event *event)  
    3. {  
    4.     /* 
    5.      * Interrupts are disabled, just acquire the lock 
    6.      */  
    7.     spin_lock(&client->buffer_lock);  
    8.     client->buffer[client->head++] = *event;   //將事件賦值給客戶端的input_event 數(shù)組   
    9.     client->head &= EVDEV_BUFFER_SIZE - 1;  
    10.     spin_unlock(&client->buffer_lock);  
    11.   
    12.   
    13.     kill_fasync(&client->fasync, SIGIO, POLL_IN);  
    14. }  
    可以看出, evdev_pass_event函數(shù)最終將事件傳遞給了用戶端的client結(jié)構(gòu)中的input_event數(shù)組中,只需將這個(gè)input_event數(shù)組復(fù)制給用戶空間,進(jìn)程就能收到觸摸屏按下的信息了。具體處理由具體的應(yīng)用程序來完成。


linux內(nèi)核input子系統(tǒng)解析

作者:劉洪濤   

    Android、X windows、qt等眾多應(yīng)用對于linux系統(tǒng)中鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏等輸入設(shè)備的支持都通過、或越來越傾向于標(biāo)準(zhǔn)的input輸入子系統(tǒng)。

    因?yàn)?span lang="EN-US">input子系統(tǒng)已經(jīng)完成了字符驅(qū)動(dòng)的文件操作接口,所以編寫驅(qū)動(dòng)的核心工作是完成input系統(tǒng)留出的接口,工作量不大。但如果你想更靈活的應(yīng)用它,就需要好好的分析下input子系統(tǒng)了。

一、input輸入子系統(tǒng)框架

    下圖是input輸入子系統(tǒng)框架,輸入子系統(tǒng)由輸入子系統(tǒng)核心層( Input Core ),驅(qū)動(dòng)層和事件處理層(Event Handler)三部份組成。一個(gè)輸入事件,如鼠標(biāo)移動(dòng),鍵盤按鍵按下,joystick的移動(dòng)等等通過 input driver -> Input core -> Event handler -> userspace 到達(dá)用戶空間傳給應(yīng)用程序。

 

注意:keyboard.c不會(huì)在/dev/input下產(chǎn)生節(jié)點(diǎn),而是作為ttyn終端(不包括串口終端)的輸入。

 

二、Input driver編寫要點(diǎn)

1、分配、注冊、注銷input設(shè)備

struct input_dev *input_allocate_device(void)

int input_register_device(struct input_dev *dev)

void input_unregister_device(struct input_dev *dev)

 

2、設(shè)置input設(shè)備支持的事件類型、事件碼、事件值的范圍、input_id等信息

參見usb鍵盤驅(qū)動(dòng):usbkbd.c

usb_to_input_id(dev, &input_dev->id);//設(shè)置bustypevendo、product

input_dev->evbit[0] = BIT(EV_KEY) | BIT(EV_LED) | BIT(EV_REP);//支持的事件類型

input_dev->ledbit[0] = BIT(LED_NUML) | BIT(LED_CAPSL) | BIT(LED_SCROLLL) | BIT(LED_COMPOSE) | BIT(LED_KANA);// EV_LED事件支持的事件碼

for (i = 0; i < 255; i++)

    set_bit(usb_kbd_keycode[i], input_dev->keybit); //EV_KEY事件支持的事件碼

include/linux/input.h中定義了支持的類型(下面列出的是2.6.22內(nèi)核的情況)

#define EV_SYN          0x00

#define EV_KEY          0x01

#define EV_REL          0x02

#define EV_ABS          0x03

#define EV_MSC          0x04

#define EV_SW           0x05

#define EV_LED          0x11

#define EV_SND          0x12

#define EV_REP          0x14

#define EV_FF           0x15

#define EV_PWR          0x16

#define EV_FF_STATUS        0x17

#define EV_MAX          0x1f

一個(gè)設(shè)備可以支持一個(gè)或多個(gè)事件類型。每個(gè)事件類型下面還需要設(shè)置具體的觸發(fā)事件碼。比如:EV_KEY事件,需要定義其支持哪些按鍵事件碼。

3、如果需要,設(shè)置input設(shè)備的打開、關(guān)閉、寫入數(shù)據(jù)時(shí)的處理方法

參見usb鍵盤驅(qū)動(dòng):usbkbd.c

    input_dev->open = usb_kbd_open;

    input_dev->close = usb_kbd_close;

    input_dev->event = usb_kbd_event;

4、在發(fā)生輸入事件時(shí),向子系統(tǒng)報(bào)告事件

用于報(bào)告EV_KEY、EV_RELEV_ABS等事件的函數(shù)有:

void input_report_key(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value)

    void input_report_rel(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value)

    void input_report_abs(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value)

    如果你覺得麻煩,你也可以只記住1個(gè)函數(shù)(因?yàn)樯鲜龊瘮?shù)都是通過它實(shí)現(xiàn)的)

void input_event(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value)

 

三、Event Handler層解析

1、Input輸入子系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系圖

 

2、input_handler結(jié)構(gòu)體

evdev.c中的evdev_handler為例:

static struct input_handler evdev_handler = {

    .event =    evdev_event, //向系統(tǒng)報(bào)告input事件,系統(tǒng)通過read方法讀取

    .connect =  evdev_connect, //input_dev匹配后調(diào)用connect構(gòu)建

    .disconnect =   evdev_disconnect,

    .fops =     &evdev_fops,  //event設(shè)備文件的操作方法

    .minor =    EVDEV_MINOR_BASE,  //次設(shè)備號基準(zhǔn)值

    .name =     "evdev",

    .id_table = evdev_ids,  //匹配規(guī)則

};

 

3、input字符設(shè)備注冊過程

drivers/input/input.c中:

static int __init input_init(void)

{

    int err;

    err = class_register(&input_class);

……

    err = register_chrdev(INPUT_MAJOR, "input", &input_fops);

    ……

}

input_fops定義:

static const struct file_operations input_fops = {

    .owner = THIS_MODULE,

    .open = input_open_file,

};

 

Input_devinput_handler匹配后調(diào)用input_handlerconnect。以evdev_handler為例:

static int evdev_connect(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev,

             const struct input_device_id *id)

{

    struct evdev *evdev; 

    struct class_device *cdev;

    dev_t devt;

    int minor;

    int error;

 

    for (minor = 0; minor < EVDEV_MINORS && evdev_table[minor]; minor++);

    if (minor == EVDEV_MINORS) {

        printk(KERN_ERR "evdev: no more free evdev devices/n");

        return -ENFILE;

    }

 

    evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);//為每個(gè)匹配evdev_handler的設(shè)備創(chuàng)建一個(gè)evdev。

    if (!evdev)

        return -ENOMEM;

 

    INIT_LIST_HEAD(&evdev->client_list);

    init_waitqueue_head(&evdev->wait);

 

    evdev->exist = 1;

    evdev->minor = minor;

    evdev->handle.dev = dev;

    evdev->handle.name = evdev->name;

    evdev->handle.handler = handler;

    evdev->handle.private = evdev;

    sprintf(evdev->name, "event%d", minor);

 

    evdev_table[minor] = evdev;//記錄evdev的位置,字符設(shè)備/dev/input/evnetx訪問時(shí)根據(jù)次設(shè)備號及EVDEV_MINOR_BASE最終在evdev_open找到對應(yīng)的evdev

    devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor),

    cdev = class_device_create(&input_class, &dev->cdev, devt,

                 dev->cdev.dev, evdev->name);//創(chuàng)建了event字符設(shè)備節(jié)點(diǎn)

    ……

}

 

4、input字符設(shè)備的打開過程

static int input_open_file(struct inode *inode, struct file *file)

{

struct input_handler *handler = input_table[iminor(inode) >> 5];

//得到對應(yīng)的input_handler

    const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;

    int err;

    if (!handler || !(new_fops = fops_get(handler->fops)))

//取出對應(yīng)input_handlerfile_operations

        return -ENODEV;

    if (!new_fops->open) {

        fops_put(new_fops);

        return -ENODEV;

    }

    old_fops = file->f_op;

    file->f_op = new_fops;//重定位打開的設(shè)備文件的操作方法

    err = new_fops->open(inode, file);

    if (err) {

        fops_put(file->f_op);

        file->f_op = fops_get(old_fops);

    }

    fops_put(old_fops);

    return err;

}

5、input字符設(shè)備的其它操作

    由于在open階段已經(jīng)把設(shè)備文件的操作操作方法重定位了到了具體的input_handler,所以其它接口操作(readwrite、ioctl等),由各個(gè)input_handlerfops方法決定。如evdev.c中的:evdev_fops

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