linux内核input子系统解析
作者：劉洪濤,華清遠見嵌入式學院講師。???
??? Android、X windows、qt等眾多應用對于linux系統中鍵盤、鼠標、觸摸屏等輸入設備的支持都通過、或越來越傾向于標準的input輸入子系統。
????因為input子系統已經完成了字符驅動的文件操作接口，所以編寫驅動的核心工作是完成input系統留出的接口，工作量不大。但如果你想更靈活的應用它，就需要好好的分析下input子系統了。
一、input輸入子系統框架
????下圖是input輸入子系統框架，輸入子系統由輸入子系統核心層（?Input Core?），驅動層和事件處理層（Event Handler）三部份組成。一個輸入事件，如鼠標移動，鍵盤按鍵按下，joystick的移動等等通過?input driver -> Input core -> Event handler -> userspace?到達用戶空間傳給應用程序。
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注意：keyboard.c不會在/dev/input下產生節點，而是作為ttyn終端（不包括串口終端）的輸入。
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二、Input driver編寫要點
1、分配、注冊、注銷input設備
struct input_dev *input_allocate_device(void)
int input_register_device(struct input_dev *dev)
void input_unregister_device(struct input_dev *dev)
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2、設置input設備支持的事件類型、事件碼、事件值的范圍、input_id等信息
參見usb鍵盤驅動：usbkbd.c
usb_to_input_id(dev, &input_dev->id);//設置bustype、vendo、product等
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
一個設備可以支持一個或多個事件類型。每個事件類型下面還需要設置具體的觸發事件碼。比如：EV_KEY事件，需要定義其支持哪些按鍵事件碼。
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3、如果需要，設置input設備的打開、關閉、寫入數據時的處理方法
參見usb鍵盤驅動：usbkbd.c
????input_dev->open = usb_kbd_open;
????input_dev->close = usb_kbd_close;
????input_dev->event = usb_kbd_event;
4、在發生輸入事件時，向子系統報告事件
用于報告EV_KEY、EV_REL、EV_ABS等事件的函數有：
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個函數（因為上述函數都是通過它實現的）
void input_event(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value)
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三、Event Handler層解析
1、Input輸入子系統數據結構關系圖
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2、input_handler結構體
以evdev.c中的evdev_handler為例：
static struct input_handler evdev_handler = {
????.event =????evdev_event, //向系統報告input事件，系統通過read方法讀取
????.connect =??evdev_connect, //和input_dev匹配后調用connect構建
????.disconnect =???evdev_disconnect,
????.fops =?????&evdev_fops,??//event設備文件的操作方法
????.minor =????EVDEV_MINOR_BASE,??//次設備號基準值
????.name =?????"evdev",
????.id_table =?evdev_ids,??//匹配規則
};
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3、input字符設備注冊過程
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,
};
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Input_dev和input_handler匹配后調用input_handler的connect。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;
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????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);//為每個匹配evdev_handler的設備創建一個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，字符設備/dev/input/evnetx訪問時根據次設備號及EVDEV_MINOR_BASE最終在evdev_open中找到對應的evdev
????devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor),
????cdev = class_device_create(&input_class, &dev->cdev, devt,
?????????????????dev->cdev.dev, evdev->name);//創建了event字符設備節點
????……
}
?
4、input字符設備的打開過程
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input_handler的file_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字符設備的其它操作
????由于在open階段已經把設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（read、write、ioctl等），由各個input_handler的fops方法決定。如evdev.c中的：evdev_fops
6. 總結
6.1 事件信息的上報過程分析
l? 上報的大致過程：設備驅動層->核心層->事件處理層->應用層
l? 具體調用的函數(以evdev為例)：input_event()->input_handle_event() ->input_pass_event() ->handle->handler->event(handle,type, code, value) ->evdev_event() ->evdev_pass_event() ，然后通過client->buffer[client->head++]= *event賦值給client(是struct evdev_client)
很奇怪，這不還是在內核空間，根本就沒傳遞到應用空間。別忘了事件驅動層還實現了一個file_operations，我們先來看下evdev_read函數：
static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer,
??????????????????????????? ? size_t count, loff_t *ppos)
{
???????? struct evdev_client *client =file->private_data;
???????? struct evdev *evdev =client->evdev;
???????? struct input_eventevent;
?
???????? while (retval +input_event_size() <= count &&
???????? ?????? evdev_fetch_next_event(client,&event)) {
?
?????????????????? if (input_event_to_user(buffer +retval, &event))
??????????????????????????? return-EFAULT;
?
?????????????????? retval +=input_event_size();
???????? }
}
看明白了吧，通過input_event_to_user()-> copy_to_user()把信息傳遞到用戶空間。
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6.2?? input_dev、input_handler和input_handle三者的關系
l? input_dev、input_handler和input_handle關系圖：
總結
以上是生活随笔為你收集整理的linux内核input子系统解析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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