Linux input子系统分析

概述与数据结构

Input子系统处理输入事务,任何输入设备的驱动程序都可以通过Input输入子系统提供的接口注册到内核,利用子系统提供的功能来与用户空间交互。输入设备一般包括键盘,鼠标,触摸屏等,在内核中都是以输入设备出现的。下面分析input输入子系统的结构,以及功能实现。

一. Input子系统结构与功能实现

1. Input子系统是分层结构的,总共分为三层: 硬件驱动层,子系统核心层,事件处理层。

(1)其中硬件驱动层负责操作具体的硬件设备,这层的代码是针对具体的驱动程序的,需要驱动程序的作者来编写。

(2)子系统核心层是链接其他两个层之间的纽带与桥梁,向下提供驱动层的接口,向上提供事件处理层的接口。

(3)事件处理层负责与用户程序打交道,将硬件驱动层传来的事件报告给用户程序。

2. 各层之间通信的基本单位就是事件,任何一个输入设备的动作都可以抽象成一种事件,如键盘的按下,触摸屏的按下,鼠标的移动等。事件有三种属性:类型(type),编码(code),值(value),Input子系统支持的所有事件都定义在input.h中,包括所有支持的类型,所属类型支持的编码等。事件传送的方向是 硬件驱动层-->子系统核心-->事件处理层-->用户空间

3. 以触摸屏为例说明输入子系统的工作流程:

注:mini2440的触摸屏驱动所用驱动层对应的模块文件为:s3c2410_ts.c,事件处理层对应的模块文件为 evdev.c

(1)s3c2410_ts模块初始化函数中将触摸屏注册到了输入子系统中,于此同时,注册函数在事件处理层链表中寻找事件处理器,这里找到的是evdev,并且将驱动与事件处理器挂载。并且在/dev/input中生成设备文件event0,以后我们访问这个文件就会找的我们的触摸屏驱动程序。

(2)应用程序打开设备文件/dev/input/event0,读取设备文件,调用evdev模块中read,如果没有事件进程就会睡眠。

(3)当触摸屏按下,驱动层通过子系统核心将事件(就是X,Y坐标),传给事件处理层也就是evdev,evdev唤醒睡眠的进程,将事件传给进程处理。

二.主要input通用数据结构

1.input_dev 这是input设备基本的设备结构,每个input驱动程序中都必须分配初始化这样一个结构,成员比较多

(1)有以下几个数组:

unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)];   //事件支持的类型

// 下面是每种类型支持的编码

unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];   //按键

unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)];

unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)];   //绝对坐标,其中触摸屏驱动使用的就是这个

unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)];

unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];

unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];

unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)];

unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];

evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)]; 这个数组以位掩码的形式,代表了这个设备支持的事件的类型。设置方式如:

dev->evbit[0] = BIT(EV_SYN) | BIT(EV_KEY) | BIT(EV_ABS)

absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)]; 这个数组也是以位掩码的形式,代表这个类型的事件支持的编码

触摸屏驱动支持EV_ABS,所以要设置这个数组, 有一个专门设置这个数组的函数input_set_abs_params,代码如下: static inline void input_set_abs_params(struct input_dev *dev, int axis, int min, int max, int fuzz, int flat)

{

dev->absmin[axis] = min;

dev->absmax[axis] = max;

dev->absfuzz[axis] = fuzz;

dev->absflat[axis] = flat;

dev->absbit[BIT_WORD(axis)] |= BIT_MASK(axis);  //填充了absbit这个数组

}

触摸屏驱动中是这样调用的

input_set_abs_params(dev, ABS_X, 0, 0x3FF, 0, 0);   //这个是设置ad转换的x坐标

input_set_abs_params(dev, ABS_Y, 0, 0x3FF, 0, 0);   //这个是设置ad转换的y坐标

input_set_abs_params(dev, ABS_PRESSURE, 0, 1, 0, 0); //这个是设置触摸屏是否按下的标志

设置ABS_X编码值范围为0-0x3ff,因为mini2440的AD转换出的数据最大为10位,所以不会超过0x3ff。

(2) struct input_id id 成员

这个是标识设备驱动特征的

struct input_id {

__u16 bustype;   //总线类型

__u16 vendor;    //生产厂商

__u16 product;   //产品类型

__u16 version;   //版本

};

如果需要特定的事件处理器来处理这个设备的话,这几个就非常重要,因为子系统核心是通过他们,将设备驱动与事件处理层联系起来的。但是因为触摸屏驱动所用的事件处理器为evdev,匹配所有,所有这个初始化

也无关紧要。

(3) 还有其他一些成员,也比较重要,但是驱动程序可以不用管,都是由子系统核心来处理的。

(4) 可以看出input_dev 结构所属层为硬件驱动层,以后就用input_dev来表示输入设备。

2. input_handler 这是事件处理器的数据结构,代表一个事件处理器

(1)几个操作函数

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 函数是当事件处理器接收到了来自input设备传来的事件时调用的处理函数,负责处理事件,非常重要,在事件传递过程中会详细分析。

connect 函数是当一个input设备模块注册到内核的时候调用的,将事件处理器与输入设备联系起来的函数,也就是将input_dev和input_handler配对的函数。

disconnect 函数实现connect相反的功能。

start 暂时没有发现有什么作用。

(2) 两个id

const struct input_device_id *id_table; //这个是事件处理器所支持的input设备

const struct input_device_id *blacklist; //这个是事件处理器应该忽略的input设备

这两个数组都会用在connect函数中,input_device_id结构与input_id结构类似,但是input_device_id有一个flag,用来让程序选择比较哪项,如:busytype,vendor还是其他。

(3) 两个链表

struct list_headh_list;  //这个链表用来链接他所支持的input_handle结构,input_dev与input_handler配对之后就会生成一个input_handle结构

struct list_headnode;    //链接到input_handler_list,这个链表链接了所有注册到内核的事件处理器

(4) 其他的成员一看代码就知道是什么意思,这里就不说明了。

3.  input_handle 结构体代表一个成功配对的input_dev和input_handler struct input_handle {

void *private;   //每个配对的事件处理器都会分配一个对应的设备结构,如evdev事件处理器的evdev结构,注意这个结构与设备驱动层的input_dev不同,初始化handle时,保存到这里。

int open;        //打开标志,每个input_handle 打开后才能操作,这个一般通过事件处理器的open方法间接设置

const char *name;

struct input_dev *dev;  //关联的input_dev结构

struct input_handler *handler; //关联的input_handler结构

struct list_head    d_node;  //input_handle通过d_node连接到了input_dev上的h_list链表上

struct list_head    h_node;  //input_handle通过h_node连接到了input_handler的h_list链表上

};

4. 三个数据结构之间的关系

input_dev 是硬件驱动层,代表一个input设备

input_handler 是事件处理层,代表一个事件处理器

input_handle 个人认为属于核心层,代表一个配对的input设备与input事件处理器

input_dev 通过全局的input_dev_list链接在一起。设备注册的时候实现这个操作。

input_handler 通过全局的input_handler_list链接在一起。事件处理器注册的时候实现这个操作(事件处理器一般内核自带,一般不需要我们来写)

input_hande 没有一个全局的链表,它注册的时候将自己分别挂在了input_dev 和 input_handler 的h_list上了。通过input_dev 和input_handler就可以找到input_handle 在设备注册和事件处理器, 注册的时候都要进行配对工作,配对后就会实现链接。通过input_handle也可以找到input_dev和input_handler。

主要函数

一. 各种注册函数

因为分析一所讲的每种数据结构都代表一类对象,所以每种数据结构都会对应一个注册函数,他们都定义在子系统核心的input.c文件中。主要有三个注册函数

input_register_device    向内核注册一个input设备

input_register_handle    向内核注册一个handle结构

input_register_handler   注册一个事件处理器

1. input_register_device 注册一个input输入设备,这个注册函数在三个注册函数中是驱动程序唯一调用的。下面分析这个函数:

int input_register_device(struct input_dev *dev)

{

static atomic_t input_no = ATOMIC_INIT(0);

//这个原子变量,代表总共注册的input设备,每注册一个加1,因为是静态变量,所以每次调用都不会清零的

struct input_handler *handler;

const char *path;

int error;

__set_bit(EV_SYN, dev->evbit);  //EN_SYN 这个是设备都要支持的事件类型,所以要设置

/*

* If delay and period are pre-set by the driver, then autorepeating

* is handled by the driver itself and we don't do it in input.c.

*/

// 这个内核定时器是为了重复按键而设置的

init_timer(&dev->timer);

if (!dev->rep[REP_DELAY] && !dev->rep[REP_PERIOD]) {

dev->timer.data = (long) dev;

dev->timer.function = input_repeat_key;

dev->rep[REP_DELAY] = 250;

dev->rep[REP_PERIOD] = 33;

//如果没有定义有关重复按键的相关值,就用内核默认的

}

if (!dev->getkeycode)

dev->getkeycode = input_default_getkeycode;

if (!dev->setkeycode)

dev->setkeycode = input_default_setkeycode;

//以上设置的默认函数由input核心提供

dev_set_name(&dev->dev, "input%ld",

(unsigned long) atomic_inc_return(&input_no) - 1);

//设置input_dev中device的名字,这个名字会在/class/input中出现

error = device_add(&dev->dev);

//将device加入到linux设备模型中去

if (error)

return error;

path = kobject_get_path(&dev->dev.kobj, GFP_KERNEL);

printk(KERN_INFO "input: %s as %s\n",

dev->name ? dev->name : "Unspecified device", path ? path : "N/A");

kfree(path);

//这个得到路径名称,并打印出来

error = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);

if (error) {

device_del(&dev->dev);

return error;

}

list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list);

// 将新分配的input设备连接到input_dev_list链表上

list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)

input_attach_handler(dev, handler);

//遍历input_handler_list链表,配对 input_dev 和 input_handler

//input_attach_handler 这个函数是配对的关键,下面将详细分析

input_wakeup_procfs_readers();

// 和proc文件系统有关,暂时不考虑

mutex_unlock(&input_mutex);

return 0;

}

input_register_device完成的主要功能就是:初始化一些默认的值,将自己的device结构添加到linux设备模型当中,将input_dev添加到input_dev_list链表中,然后寻找合适的handler与input_handler配对,配对的核心函数是input_attach_handler。下面分析input_attach_handler函数:

static int input_attach_handler(struct input_dev *dev, struct input_handler *handler)

{

const struct input_device_id *id;

int error;

if (handler->blacklist && input_match_device(handler->blacklist, dev))

return -ENODEV;

//blacklist是handler因该忽略的input设备类型,如果应该忽略的input设备也配对上了,那就出错了

id = input_match_device(handler->id_table, dev);

//这个是主要的配对函数,主要比较id中的各项,下面详细分析

if (!id)

return -ENODEV;

error = handler->connect(handler, dev, id);

//配对成功调用handler的connect函数,这个函数在事件处理器中定义,主要生成一个input_handle结构,并初始化,还生成一个事件处理器相关的设备结构,后面详细分析

if (error && error != -ENODEV)

printk(KERN_ERR

"input: failed to attach handler %s to device %s, "

"error: %d\n",

handler->name, kobject_name(&dev->dev.kobj), error);

//出错处理

return error;

}

input_attach_handler的主要功能就是调用了两个函数,一个input_match_device进行配对,一个connect处理配对成功后续工作。

下面分析input_match_device函数:

static const struct input_device_id *input_match_device(const struct input_device_id *id,

struct input_dev *dev)

{

int i;

//函数传入的参数是所要配对handler的id_table,下面遍历这个id_table寻找合适的id进行配对

for (; id->flags || id->driver_info; id++) {

if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_BUS)

if (id->bustype != dev->id.bustype)

continue;

......

//针对handler->id->flag,比较不同的类型

//如果比较成功进入下面的宏,否则进入下一个id

MATCH_BIT(evbit,  EV_MAX);

......

MATCH_BIT(swbit,  SW_MAX);

return id;

}

}

此函数主要是比较input_dev中的id和handler支持的id,这个存放在handler的id_table中。首先看id->driver_info有没有设置,如果设置了说明它匹配所有的id,evdev就是这个样的handler

然后依据id->flag来比较内容,如果都比较成功进入MATCH_BIT,这个宏是用来按位进行比较的,功能是比较所支持事件的类型,只有所有的位都匹配才成功返回,否则进行下一个id的比较。

#define MATCH_BIT(bit, max) \

for (i = 0; i

if ((id->bit[i] & dev->bit[i]) != id->bit[i]) \

break; \

if (i != BITS_TO_LONGS(max)) \

continue;

这个宏对于每种事件类型,以及每种事件类型支持的编码所有的位都比较一次,看handler的id是否支持,如果有一个不支持就不会比较成功,进入下一个id进行比较。

对于connect函数,每种事件处理器的实现都有差异,但原理都相同,因为触摸屏用的事件处理器为evdev,下面分析evdev的connect函数evdev_connect

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

const struct input_device_id *id)

{

//此函数传入三个参数,分别是:handler,dev,id

struct evdev *evdev;

int minor;

int error;

for (minor = 0; minor

if (!evdev_table[minor])

break;

//EVDEV_MINORS为32,说明evdev这个handler可以同时有32个输入设备和他配对,evdev_table中以minor(非次设备号,但是有一个换算关系)存放evdev结构体,后面要详细分析这个结构体

if (minor == EVDEV_MINORS) {

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

return -ENFILE;

}

//这个说明32个位置全都被占用了,连接失败

evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);

//分配一个evdev结构体,这个结构体是evdev事件处理器特有的,后面会详细分析

if (!evdev)

return -ENOMEM;

INIT_LIST_HEAD(&evdev->client_list);

spin_lock_init(&evdev->client_lock);

mutex_init(&evdev->mutex);

init_waitqueue_head(&evdev->wait);

//初始化结构体的一些成员

dev_set_name(&evdev->dev, "event%d", minor);

//这个是设置evdev中device的名字,他将出现在/class/input中。

//前面也有一个device是input_dev的,名字是input(n),注意与他的不同

//这个结构是配对后的虚拟设备结构,没有对应的硬件,但是通过它可以找到相关的硬件

evdev->exist = 1;

evdev->minor = minor;

evdev->handle.dev = input_get_device(dev);

evdev->handle.name = dev_name(&evdev->dev);

evdev->handle.handler = handler;

evdev->handle.private = evdev;

//因为evdev中包含handle了,所以初始化它就可以了,这样就连接了input_handler与input_dev

evdev->dev.devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor); //注意:这个minor不是真正的次设备号,还要加上EVDEV_MINOR_BASE

evdev->dev.class = &input_class;

evdev->dev.parent = &dev->dev;

//配对生成的device,父设备是与他相关连的input_dev

evdev->dev.release = evdev_free;

device_initialize(&evdev->dev);

error = input_register_handle(&evdev->handle);

//注册handle结构体,这个函数后面详细分析

if (error)

goto err_free_evdev;

error = evdev_install_chrdev(evdev);

//这个函数只做了一件事,就是把evdev结构保存到evdev_table中,这个数组也minor为索引

if (error)

goto err_unregister_handle;

error = device_add(&evdev->dev);

//注册到linux设备模型中

if (error)

goto err_cleanup_evdev;

return 0;

err_cleanup_evdev:

evdev_cleanup(evdev);

err_unregister_handle:

input_unregister_handle(&evdev->handle);

err_free_evdev:

put_device(&evdev->dev);

return error;

}

evdev_connect函数做配对后的善后工作,分配一个evdev结构体,并初始化相关成员,evdev结构体中有input_handle结构,初始化并注册之。

2. input_register_handle 注册一个input_handle结构体,比较简单

int input_register_handle(struct input_handle *handle)

{

struct input_handler *handler = handle->handler;

struct input_dev *dev = handle->dev;

int error;

/*

* We take dev->mutex here to prevent race with

* input_release_device().

*/

error = mutex_lock_interruptible(&dev->mutex);

if (error)

return error;

list_add_tail_rcu(&handle->d_node, &dev->h_list);

//将handle的d_node,链接到其相关的input_dev的h_list链表中

mutex_unlock(&dev->mutex);

list_add_tail(&handle->h_node, &handler->h_list);

//将handle的h_node,链接到其相关的input_handler的h_list链表中

if (handler->start)

handler->start(handle);

return 0;

}

这个函数基本没做什么事,就是把一个handle结构体通过d_node链表项,分别链接到input_dev的h_list,input_handler的h_list上。以后通过这个h_list就可以遍历相关的input_handle了。

3. input_register_handler 注册一个input_handler结构体

int input_register_handler(struct input_handler *handler)

{

struct input_dev *dev;

int retval;

retval = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);

if (retval)

return retval;

INIT_LIST_HEAD(&handler->h_list);

if (handler->fops != NULL) {

if (input_table[handler->minor >> 5]) {

retval = -EBUSY;

goto out;

}

input_table[handler->minor >> 5] = handler;

}

//input_table,每个注册的handler都会将自己保存到这里,索引值为handler->minor右移5为,也就是除以32

//为什么会这样呢,因为每个handler都会处理最大32个input_dev,所以要以minor的32为倍数对齐,这个minor是传进来的handler的MINOR_BASE

//每一个handler都有一个这一个MINOR_BASE,以evdev为例,EVDEV_MINOR_BASE = 64,可以看出系统总共可以注册8个handler

list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);

//连接到input_handler_list链表中

list_for_each_entry(dev, &input_dev_list, node)

input_attach_handler(dev, handler);

//又是配对,不过这次遍历input_dev,和注册input_dev过程一样的

input_wakeup_procfs_readers();

out:

mutex_unlock(&input_mutex);

return retval;

}

这个函数其实和input_register_device大同小异,都是注册,都要配对。

输入子系统核心分析

一.  输入子系统核心分析。

1.输入子系统核心对应与/drivers/input/input.c文件,这个也是作为一个模块注册到内核的。所以首先分析模块初始化函数。

static int __init input_init(void)

{

int err;

input_init_abs_bypass();

//这个暂时没有发现是做什么的

err = class_register(&input_class);

//向内核注册一个类,用于linux设备模型。注册后会在/sys/class下面出现input目录

if (err) {

printk(KERN_ERR "input: unable to register input_dev class\n");

return err;

}

err = input_proc_init();

//和proc文件系统有关,暂时不管

if (err)

goto fail1;

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

//注册字符设备,接口是2.4内核的。以主设备号INPUT_MAJOR,次设备号0-255,注册266个设备,说明input设备最大只能有255个

if (err) {

printk(KERN_ERR "input: unable to register char major %d", INPUT_MAJOR);

goto fail2;

}

return 0;

fail2: input_proc_exit();

fail1: class_unregister(&input_class);

return err;

}

这个函数主要是注册了字符设备,这里和杂项设备的原理是一样,所以input设备也是一类字符设备,只不过操作方法交给了输入子系统。从这里可以看出无论linux设备驱动这块有多复杂,他们都是由一些基本的组件构成的,都是ldd3所讲的基本驱动程序模型。

2. 输入子系统的核心其他部分都是提供的接口,向上连接事件处理层,向下连接驱动层。

向下对驱动层的接口主要有:

input_allocate_device    这个函数主要是分配一个input_dev接口,并初始化一些基本的成员,这就是我们不能简单用kmalloc分配input_dev结构的原因,因为缺少了一些初始化。

input_unregister_device  注册一个input设备

input_event              这个函数很重要,是驱动层向input子系统核心报告事件的函数,在事件传递过程中再分析。

input_allocate_device    分配并初始化一个input_dev结构

向上对事件处理层接口主要有:

input_register_handler   注册一个事件处理器

input_register_handle    注册一个input_handle结构

事件处理层分析

二.  事件处理层分析(以evdev事件处理器为例)

1.事件处理层与用户程序和输入子系统核心打交道,是他们两层的桥梁。一般内核有好几个事件处理器,像evdev mousedev jotdev。evdev事件处理器可以处理所有的事件,触摸屏驱动就是用的这个,所以下面分析这个事件处理器的实现。它也是作为模块注册到内核中的,首先分析它的模块初始化函数。

static int __init evdev_init(void)

{

return input_register_handler(&evdev_handler);

}

模块初始化函数就调用一个注册handler函数,将evdev_handler注册到系统中。

2.主要数据结构

(1) evdev设备结构

struct evdev {

int exist;

int open;           //打开标志

int minor;          //次设备号

struct input_handle handle;  //关联的input_handle

wait_queue_head_t wait;      //等待队列,当进程读取设备,而没有事件产生的时候,进程就会睡在其上面

struct evdev_client *grab;   //强制绑定的evdev_client结构,这个结构后面再分析

struct list_head client_list;  //evdev_client 链表,这说明一个evdev设备可以处理多个evdev_client,可以有多个进程访问evdev设备

spinlock_t client_lock; /* protects client_list */

struct mutex mutex;

struct device dev;       //device结构,说明这是一个设备结构

};

evdev结构体在配对成功的时候生成,由handler->connect生成,对应设备文件为/class/input/event(n),如触摸屏驱动的event0,这个设备是用户空间要访问的设备,可以理解它是一个虚拟设备,因为没有对应的硬件,但是通过handle->dev 就可以找到input_dev结构,而它对应着触摸屏,设备文件为/class/input/input0。这个设备结构生成之后保存在evdev_table中,

索引值是minor

(2) evdev用户端结构

struct evdev_client {

struct input_event buffer[EVDEV_BUFFER_SIZE];

//这个是一个input_event数据结构的数组,input_event代表一个事件,基本成员:类型(type),编码(code),值(value)

int head;              //针对buffer数组的索引

int tail;              //针对buffer数组的索引,当head与tail相等的时候,说明没有事件

spinlock_t buffer_lock; /* protects access to buffer, head and tail */

struct fasync_struct *fasync;  //异步通知函数

struct evdev *evdev;           //evdev设备

struct list_head node;         // evdev_client 链表项

};

这个结构在进程打开event0设备的时候调用evdev的open方法,在open中创建这个结构,并初始化。在关闭设备文件的时候释放这个结构。

3.主要函数

(1)evdev设备打开函数

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

{

struct evdev *evdev;

struct evdev_client *client;

int i = iminor(inode) - EVDEV_MINOR_BASE;

int error;

if (i >= EVDEV_MINORS)

return -ENODEV;

error = mutex_lock_interruptible(&evdev_table_mutex);

if (error)

return error;

evdev = evdev_table[i];

//得到evdev设备结构,每次调用evdev_connect配对成功后都会把分配的evdev结构以minor为索引,保存在evdev_table数组中

if (evdev)

get_device(&evdev->dev);  //增加device引用计数

mutex_unlock(&evdev_table_mutex);

if (!evdev)

return -ENODEV;

client = kzalloc(sizeof(struct evdev_client), GFP_KERNEL);  //分配用户端结构

if (!client) {

error = -ENOMEM;

goto err_put_evdev;

}

spin_lock_init(&client->buffer_lock);

client->evdev = evdev;    //使用户端与evdev设备结构联系起来

evdev_attach_client(evdev, client);

//这个函数所做的就是把client连接到evdev的client链表中

error = evdev_open_device(evdev);

//这个函数打开设备,有很多层调用,后面详细分析

if (error)

goto err_free_client;

file->private_data = client;

return 0;

err_free_client:

evdev_detach_client(evdev, client);

kfree(client);

err_put_evdev:

put_device(&evdev->dev);

return error;

}

(2)evdev设备打开函数evdev_open_device,由evdev_open调用。

static int evdev_open_device(struct evdev *evdev)

{

int retval;

retval = mutex_lock_interruptible(&evdev->mutex);

if (retval)

return retval;

if (!evdev->exist)

retval = -ENODEV;

//判断设备结构是否存在,在evdev_connect中初始话此成员为1

else if (!evdev->open++) {

retval = input_open_device(&evdev->handle);

if (retval)

evdev->open--;

}

//evdev->open分配结构的时候没有初始化,默认为0,也就是没有打开,每次打开都会加1

mutex_unlock(&evdev->mutex);

return retval;

}

此函数在判断结构存在与否后,主要调用了input_open_device,这个函数是子系统核心函数,定义在input.c中,下面分析这个函数:

int input_open_device(struct input_handle *handle)

{

struct input_dev *dev = handle->dev;

int retval;

retval = mutex_lock_interruptible(&dev->mutex);

if (retval)

return retval;

if (dev->going_away) {

retval = -ENODEV;

goto out;

}

handle->open++;

//将handle的打开计数加1,注意和evdev的open的区别

if (!dev->users++ && dev->open)

retval = dev->open(dev);

//如果此input_dev没有进程在引用,并且定义了open方法,就调用open方法

if (retval) {    //retval = 1 说明没有打开成功

dev->users--;

if (!--handle->open) {  //说明有其他的进程已经打开了这个handle

/*

* Make sure we are not delivering any more events

* through this handle

*/

synchronize_rcu();

}

}

out:

mutex_unlock(&dev->mutex);

return retval;

}

(3)读操作函数 evdev_read

static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer,

size_t count, loff_t *ppos)

{

struct evdev_client *client = file->private_data;    //这个客户端结构在打开的时候分配并保存在file->private_data中

struct evdev *evdev = client->evdev;

struct input_event event;

int retval;

if (count

return -EINVAL;

//这条语句提示,用户进程每次读取设备的字节数,不要少于input_event结构的大小

if (client->head == client->tail && evdev->exist &&

(file->f_flags & O_NONBLOCK))

return -EAGAIN;

//head等于tail说明目前还没有事件传回来,如果设置了非阻塞操作,则会立刻返回

retval = wait_event_interruptible(evdev->wait,

client->head != client->tail || !evdev->exist);

//没有事件就会睡在evdev的等待队列上了,等待条件是有事件到来或者设备不存在了(设备关闭的时候,清这个标志)

if (retval)

return retval;

//如果能执行上面这条语句说明有事件传来或者,设备被关闭了,或者内核发过来终止信号

if (!evdev->exist)

return -ENODEV;

while (retval + input_event_size()

evdev_fetch_next_event(client, &event)) {

// evdev_fetch_next_event这个函数遍历client里面的input_event buffer数组

if (input_event_to_user(buffer + retval, &event))

//将事件复制到用户空间

return -EFAULT;

retval += input_event_size();

}

return retval;   //返回复制的数据字节数

}

事件传递过程

三. 事件传递过程(以s3c2410_ts为例)

1. 事件产生

当按下触摸屏时,进入触摸屏按下中断,开始ad转换,ad转换完成进入ad完成中断,在这个终端中将事件发送出去,调用

input_report_abs(dev, ABS_X, xp);

input_report_abs(dev, ABS_Y, yp); 这两个函数调用了 input_event(dev, EV_ABS, code, value)

所有的事件报告函数都调用这个函数。

2. 事件报告

(1) input_event 函数分析,这个函数定义在input.c中

void input_event(struct input_dev *dev,

unsigned int type, unsigned int code, int value)

{

unsigned long flags;

if (is_event_supported(type, dev->evbit, EV_MAX)) {

//判断是否支持此种事件类型和事件类型中的编码类型

spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);

add_input_randomness(type, code, value);

//对系统随机熵池有贡献,因为这个也是一个随机过程

input_handle_event(dev, type, code, value);

//这个函数是事件处理的关键函数,下面详细分析

spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);

}

}

(2) input_handle_event 函数分析,这个函数定义在input.c中

static void input_handle_event(struct input_dev *dev,

unsigned int type, unsigned int code, int value)

{

int disposition = INPUT_IGNORE_EVENT;

switch (type) {

......

case EV_KEY:

if (is_event_supported(code, dev->keybit, KEY_MAX) &&

!!test_bit(code, dev->key) != value) {

if (value != 2) {

__change_bit(code, dev->key);

if (value)

input_start_autorepeat(dev, code);

else

input_stop_autorepeat(dev);

}

disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;

}

break;

......

if (disposition != INPUT_IGNORE_EVENT && type != EV_SYN)

dev->sync = 0;

if ((disposition & INPUT_PASS_TO_DEVICE) && dev->event)

dev->event(dev, type, code, value);

if (disposition & INPUT_PASS_TO_HANDLERS)

input_pass_event(dev, type, code, value);

}

这个函数主要是根据事件类型的不同,做相应的处理。这里之关心EV_KEY类型,其他函数和事件传递关系不大,只要关心,disposition这个是事件处理的方式,默认的是INPUT_IGNORE_EVENT,忽略这个事件,如果是INPUT_PASS_TO_HANDLERS则是传递给事件处理器,如果是INPUT_PASS_TO_DEVICE,则是传递给设备处理,触摸屏驱动没有定义这个。下面分析input_pass_event函数。

static void input_pass_event(struct input_dev *dev,

unsigned int type, unsigned int code, int value)

{

struct input_handle *handle;

rcu_read_lock();

handle = rcu_dereference(dev->grab);  //如果是绑定的handle,则调用绑定的handler->event函数

if (handle)

handle->handler->event(handle, type, code, value);

else

//如果没有绑定,则遍历dev的h_list链表,寻找handle,如果handle已经打开,说明有进程读取设备关联的evdev。

list_for_each_entry_rcu(handle, &dev->h_list, d_node)

if (handle->open)

handle->handler->event(handle,

type, code, value);

// 调用相关的事件处理器的event函数,进行事件的处理

rcu_read_unlock();

}

下面分析 evdev事件处理器的event函数

static void evdev_event(struct input_handle *handle,

unsigned int type, unsigned int code, int value)

{

struct evdev *evdev = handle->private;

struct evdev_client *client;

struct input_event event;

do_gettimeofday(&event.time);

event.type = type;

event.code = code;

event.value = value;

//将传过来的事件,赋值给input_event结构

rcu_read_lock();

client = rcu_dereference(evdev->grab);

//如果evdev绑定了client那么,处理这个客户端,触摸屏驱动没有绑定

if (client)

evdev_pass_event(client, &event);

else

//遍历client链表,调用evdev_pass_event函数

list_for_each_entry_rcu(client, &evdev->client_list, node)

evdev_pass_event(client, &event);

rcu_read_unlock();

wake_up_interruptible(&evdev->wait); //唤醒等待的进程

}

下面分析 evdev_pass_event 函数

static void evdev_pass_event(struct evdev_client *client,

struct input_event *event)

{

/*

* Interrupts are disabled, just acquire the lock

*/

spin_lock(&client->buffer_lock);

client->buffer[client->head++] = *event;   //将事件赋值给客户端的input_event 数组

client->head &= EVDEV_BUFFER_SIZE - 1;

spin_unlock(&client->buffer_lock);

kill_fasync(&client->fasync, SIGIO, POLL_IN);

}

可以看出, evdev_pass_event函数最终将事件传递给了用户端的client结构中的input_event数组中,只需将这个input_event数组复制给用户空间,进程就能收到触摸屏按下的信息了。具体处理由具体的应用程序来完成。

linux内核input子系统解析

作者:刘洪涛

Android、X windows、qt等众多应用对于linux系统中键盘、鼠标、触摸屏等输入设备的支持都通过、或越来越倾向于标准的input输入子系统。

因为input子系统已经完成了字符驱动的文件操作接口,所以编写驱动的核心工作是完成input系统留出的接口,工作量不大。但如果你想更灵活的应用它,就需要好好的分析下input子系统了。

一、input输入子系统框架

下图是input输入子系统框架,输入子系统由输入子系统核心层( Input Core ),驱动层和事件处理层(Event Handler)三部份组成。一个输入事件,如鼠标移动,键盘按键按下,joystick的移动等等通过 input driver -> Input core -> Event handler -> userspace 到达用户空间传给应用程序。

注意:keyboard.c不会在/dev/input下产生节点,而是作为ttyn终端(不包括串口终端)的输入。

二、Input driver编写要点

1、分配、注册、注销input设备

struct input_dev *input_allocate_device(void)

int input_register_device(struct input_dev *dev)

void input_unregister_device(struct input_dev *dev)

2、设置input设备支持的事件类型、事件码、事件值的范围、input_id等信息

参见usb键盘驱动:usbkbd.c

usb_to_input_id(dev, &input_dev->id);//设置bustype、vendo、product等

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

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

for (i = 0; i

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

include/linux/input.h中定义了支持的类型(下面列出的是2.6.22内核的情况)

#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

一个设备可以支持一个或多个事件类型。每个事件类型下面还需要设置具体的触发事件码。比如:EV_KEY事件,需要定义其支持哪些按键事件码。

3、如果需要,设置input设备的打开、关闭、写入数据时的处理方法

参见usb键盘驱动:usbkbd.c

input_dev->open = usb_kbd_open;

input_dev->close = usb_kbd_close;

input_dev->event = usb_kbd_event;

4、在发生输入事件时,向子系统报告事件

用于报告EV_KEY、EV_REL、EV_ABS等事件的函数有:

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)

如果你觉得麻烦,你也可以只记住1个函数(因为上述函数都是通过它实现的)

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

三、Event Handler层解析

1、Input输入子系统数据结构关系图

2、input_handler结构体

以evdev.c中的evdev_handler为例:

static struct input_handler evdev_handler = {

.event =    evdev_event, //向系统报告input事件,系统通过read方法读取

.connect =  evdev_connect, //和input_dev匹配后调用connect构建

.disconnect =   evdev_disconnect,

.fops =     &evdev_fops,  //event设备文件的操作方法

.minor =    EVDEV_MINOR_BASE,  //次设备号基准值

.name =     "evdev",

.id_table = evdev_ids,  //匹配规则

};

3、input字符设备注册过程

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定义:

static const struct file_operations input_fops = {

.owner = THIS_MODULE,

.open = input_open_file,

};

Input_dev和input_handler匹配后调用input_handler的connect。以evdev_handler为例:

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

if (minor == EVDEV_MINORS) {

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

return -ENFILE;

}

evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);//为每个匹配evdev_handler的设备创建一个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;//记录evdev的位置,字符设备/dev/input/evnetx访问时根据次设备号及EVDEV_MINOR_BASE最终在evdev_open中找到对应的evdev

devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor),

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

dev->cdev.dev, evdev->name);//创建了event字符设备节点

……

}

4、input字符设备的打开过程

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

{

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

//得到对应的input_handler

const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;

int err;

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

//取出对应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;//重定位打开的设备文件的操作方法

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字符设备的其它操作

由于在open阶段已经把设备文件的操作操作方法重定位了到了具体的input_handler,所以其它接口操作(read、write、ioctl等),由各个input_handler的fops方法决定。如evdev.c中的:evdev_fops

概述与数据结构

Input子系统处理输入事务,任何输入设备的驱动程序都可以通过Input输入子系统提供的接口注册到内核,利用子系统提供的功能来与用户空间交互。输入设备一般包括键盘,鼠标,触摸屏等,在内核中都是以输入设备出现的。下面分析input输入子系统的结构,以及功能实现。

一. Input子系统结构与功能实现

1. Input子系统是分层结构的,总共分为三层: 硬件驱动层,子系统核心层,事件处理层。

(1)其中硬件驱动层负责操作具体的硬件设备,这层的代码是针对具体的驱动程序的,需要驱动程序的作者来编写。

(2)子系统核心层是链接其他两个层之间的纽带与桥梁,向下提供驱动层的接口,向上提供事件处理层的接口。

(3)事件处理层负责与用户程序打交道,将硬件驱动层传来的事件报告给用户程序。

2. 各层之间通信的基本单位就是事件,任何一个输入设备的动作都可以抽象成一种事件,如键盘的按下,触摸屏的按下,鼠标的移动等。事件有三种属性:类型(type),编码(code),值(value),Input子系统支持的所有事件都定义在input.h中,包括所有支持的类型,所属类型支持的编码等。事件传送的方向是 硬件驱动层-->子系统核心-->事件处理层-->用户空间

3. 以触摸屏为例说明输入子系统的工作流程:

注:mini2440的触摸屏驱动所用驱动层对应的模块文件为:s3c2410_ts.c,事件处理层对应的模块文件为 evdev.c

(1)s3c2410_ts模块初始化函数中将触摸屏注册到了输入子系统中,于此同时,注册函数在事件处理层链表中寻找事件处理器,这里找到的是evdev,并且将驱动与事件处理器挂载。并且在/dev/input中生成设备文件event0,以后我们访问这个文件就会找的我们的触摸屏驱动程序。

(2)应用程序打开设备文件/dev/input/event0,读取设备文件,调用evdev模块中read,如果没有事件进程就会睡眠。

(3)当触摸屏按下,驱动层通过子系统核心将事件(就是X,Y坐标),传给事件处理层也就是evdev,evdev唤醒睡眠的进程,将事件传给进程处理。

二.主要input通用数据结构

1.input_dev 这是input设备基本的设备结构,每个input驱动程序中都必须分配初始化这样一个结构,成员比较多

(1)有以下几个数组:

unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)];   //事件支持的类型

// 下面是每种类型支持的编码

unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];   //按键

unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)];

unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)];   //绝对坐标,其中触摸屏驱动使用的就是这个

unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)];

unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];

unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];

unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)];

unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];

evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)]; 这个数组以位掩码的形式,代表了这个设备支持的事件的类型。设置方式如:

dev->evbit[0] = BIT(EV_SYN) | BIT(EV_KEY) | BIT(EV_ABS)

absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)]; 这个数组也是以位掩码的形式,代表这个类型的事件支持的编码

触摸屏驱动支持EV_ABS,所以要设置这个数组, 有一个专门设置这个数组的函数input_set_abs_params,代码如下: static inline void input_set_abs_params(struct input_dev *dev, int axis, int min, int max, int fuzz, int flat)

{

dev->absmin[axis] = min;

dev->absmax[axis] = max;

dev->absfuzz[axis] = fuzz;

dev->absflat[axis] = flat;

dev->absbit[BIT_WORD(axis)] |= BIT_MASK(axis);  //填充了absbit这个数组

}

触摸屏驱动中是这样调用的

input_set_abs_params(dev, ABS_X, 0, 0x3FF, 0, 0);   //这个是设置ad转换的x坐标

input_set_abs_params(dev, ABS_Y, 0, 0x3FF, 0, 0);   //这个是设置ad转换的y坐标

input_set_abs_params(dev, ABS_PRESSURE, 0, 1, 0, 0); //这个是设置触摸屏是否按下的标志

设置ABS_X编码值范围为0-0x3ff,因为mini2440的AD转换出的数据最大为10位,所以不会超过0x3ff。

(2) struct input_id id 成员

这个是标识设备驱动特征的

struct input_id {

__u16 bustype;   //总线类型

__u16 vendor;    //生产厂商

__u16 product;   //产品类型

__u16 version;   //版本

};

如果需要特定的事件处理器来处理这个设备的话,这几个就非常重要,因为子系统核心是通过他们,将设备驱动与事件处理层联系起来的。但是因为触摸屏驱动所用的事件处理器为evdev,匹配所有,所有这个初始化

也无关紧要。

(3) 还有其他一些成员,也比较重要,但是驱动程序可以不用管,都是由子系统核心来处理的。

(4) 可以看出input_dev 结构所属层为硬件驱动层,以后就用input_dev来表示输入设备。

2. input_handler 这是事件处理器的数据结构,代表一个事件处理器

(1)几个操作函数

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 函数是当事件处理器接收到了来自input设备传来的事件时调用的处理函数,负责处理事件,非常重要,在事件传递过程中会详细分析。

connect 函数是当一个input设备模块注册到内核的时候调用的,将事件处理器与输入设备联系起来的函数,也就是将input_dev和input_handler配对的函数。

disconnect 函数实现connect相反的功能。

start 暂时没有发现有什么作用。

(2) 两个id

const struct input_device_id *id_table; //这个是事件处理器所支持的input设备

const struct input_device_id *blacklist; //这个是事件处理器应该忽略的input设备

这两个数组都会用在connect函数中,input_device_id结构与input_id结构类似,但是input_device_id有一个flag,用来让程序选择比较哪项,如:busytype,vendor还是其他。

(3) 两个链表

struct list_headh_list;  //这个链表用来链接他所支持的input_handle结构,input_dev与input_handler配对之后就会生成一个input_handle结构

struct list_headnode;    //链接到input_handler_list,这个链表链接了所有注册到内核的事件处理器

(4) 其他的成员一看代码就知道是什么意思,这里就不说明了。

3.  input_handle 结构体代表一个成功配对的input_dev和input_handler struct input_handle {

void *private;   //每个配对的事件处理器都会分配一个对应的设备结构,如evdev事件处理器的evdev结构,注意这个结构与设备驱动层的input_dev不同,初始化handle时,保存到这里。

int open;        //打开标志,每个input_handle 打开后才能操作,这个一般通过事件处理器的open方法间接设置

const char *name;

struct input_dev *dev;  //关联的input_dev结构

struct input_handler *handler; //关联的input_handler结构

struct list_head    d_node;  //input_handle通过d_node连接到了input_dev上的h_list链表上

struct list_head    h_node;  //input_handle通过h_node连接到了input_handler的h_list链表上

};

4. 三个数据结构之间的关系

input_dev 是硬件驱动层,代表一个input设备

input_handler 是事件处理层,代表一个事件处理器

input_handle 个人认为属于核心层,代表一个配对的input设备与input事件处理器

input_dev 通过全局的input_dev_list链接在一起。设备注册的时候实现这个操作。

input_handler 通过全局的input_handler_list链接在一起。事件处理器注册的时候实现这个操作(事件处理器一般内核自带,一般不需要我们来写)

input_hande 没有一个全局的链表,它注册的时候将自己分别挂在了input_dev 和 input_handler 的h_list上了。通过input_dev 和input_handler就可以找到input_handle 在设备注册和事件处理器, 注册的时候都要进行配对工作,配对后就会实现链接。通过input_handle也可以找到input_dev和input_handler。

主要函数

一. 各种注册函数

因为分析一所讲的每种数据结构都代表一类对象,所以每种数据结构都会对应一个注册函数,他们都定义在子系统核心的input.c文件中。主要有三个注册函数

input_register_device    向内核注册一个input设备

input_register_handle    向内核注册一个handle结构

input_register_handler   注册一个事件处理器

1. input_register_device 注册一个input输入设备,这个注册函数在三个注册函数中是驱动程序唯一调用的。下面分析这个函数:

int input_register_device(struct input_dev *dev)

{

static atomic_t input_no = ATOMIC_INIT(0);

//这个原子变量,代表总共注册的input设备,每注册一个加1,因为是静态变量,所以每次调用都不会清零的

struct input_handler *handler;

const char *path;

int error;

__set_bit(EV_SYN, dev->evbit);  //EN_SYN 这个是设备都要支持的事件类型,所以要设置

/*

* If delay and period are pre-set by the driver, then autorepeating

* is handled by the driver itself and we don't do it in input.c.

*/

// 这个内核定时器是为了重复按键而设置的

init_timer(&dev->timer);

if (!dev->rep[REP_DELAY] && !dev->rep[REP_PERIOD]) {

dev->timer.data = (long) dev;

dev->timer.function = input_repeat_key;

dev->rep[REP_DELAY] = 250;

dev->rep[REP_PERIOD] = 33;

//如果没有定义有关重复按键的相关值,就用内核默认的

}

if (!dev->getkeycode)

dev->getkeycode = input_default_getkeycode;

if (!dev->setkeycode)

dev->setkeycode = input_default_setkeycode;

//以上设置的默认函数由input核心提供

dev_set_name(&dev->dev, "input%ld",

(unsigned long) atomic_inc_return(&input_no) - 1);

//设置input_dev中device的名字,这个名字会在/class/input中出现

error = device_add(&dev->dev);

//将device加入到linux设备模型中去

if (error)

return error;

path = kobject_get_path(&dev->dev.kobj, GFP_KERNEL);

printk(KERN_INFO "input: %s as %s\n",

dev->name ? dev->name : "Unspecified device", path ? path : "N/A");

kfree(path);

//这个得到路径名称,并打印出来

error = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);

if (error) {

device_del(&dev->dev);

return error;

}

list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list);

// 将新分配的input设备连接到input_dev_list链表上

list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)

input_attach_handler(dev, handler);

//遍历input_handler_list链表,配对 input_dev 和 input_handler

//input_attach_handler 这个函数是配对的关键,下面将详细分析

input_wakeup_procfs_readers();

// 和proc文件系统有关,暂时不考虑

mutex_unlock(&input_mutex);

return 0;

}

input_register_device完成的主要功能就是:初始化一些默认的值,将自己的device结构添加到linux设备模型当中,将input_dev添加到input_dev_list链表中,然后寻找合适的handler与input_handler配对,配对的核心函数是input_attach_handler。下面分析input_attach_handler函数:

static int input_attach_handler(struct input_dev *dev, struct input_handler *handler)

{

const struct input_device_id *id;

int error;

if (handler->blacklist && input_match_device(handler->blacklist, dev))

return -ENODEV;

//blacklist是handler因该忽略的input设备类型,如果应该忽略的input设备也配对上了,那就出错了

id = input_match_device(handler->id_table, dev);

//这个是主要的配对函数,主要比较id中的各项,下面详细分析

if (!id)

return -ENODEV;

error = handler->connect(handler, dev, id);

//配对成功调用handler的connect函数,这个函数在事件处理器中定义,主要生成一个input_handle结构,并初始化,还生成一个事件处理器相关的设备结构,后面详细分析

if (error && error != -ENODEV)

printk(KERN_ERR

"input: failed to attach handler %s to device %s, "

"error: %d\n",

handler->name, kobject_name(&dev->dev.kobj), error);

//出错处理

return error;

}

input_attach_handler的主要功能就是调用了两个函数,一个input_match_device进行配对,一个connect处理配对成功后续工作。

下面分析input_match_device函数:

static const struct input_device_id *input_match_device(const struct input_device_id *id,

struct input_dev *dev)

{

int i;

//函数传入的参数是所要配对handler的id_table,下面遍历这个id_table寻找合适的id进行配对

for (; id->flags || id->driver_info; id++) {

if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_BUS)

if (id->bustype != dev->id.bustype)

continue;

......

//针对handler->id->flag,比较不同的类型

//如果比较成功进入下面的宏,否则进入下一个id

MATCH_BIT(evbit,  EV_MAX);

......

MATCH_BIT(swbit,  SW_MAX);

return id;

}

}

此函数主要是比较input_dev中的id和handler支持的id,这个存放在handler的id_table中。首先看id->driver_info有没有设置,如果设置了说明它匹配所有的id,evdev就是这个样的handler

然后依据id->flag来比较内容,如果都比较成功进入MATCH_BIT,这个宏是用来按位进行比较的,功能是比较所支持事件的类型,只有所有的位都匹配才成功返回,否则进行下一个id的比较。

#define MATCH_BIT(bit, max) \

for (i = 0; i

if ((id->bit[i] & dev->bit[i]) != id->bit[i]) \

break; \

if (i != BITS_TO_LONGS(max)) \

continue;

这个宏对于每种事件类型,以及每种事件类型支持的编码所有的位都比较一次,看handler的id是否支持,如果有一个不支持就不会比较成功,进入下一个id进行比较。

对于connect函数,每种事件处理器的实现都有差异,但原理都相同,因为触摸屏用的事件处理器为evdev,下面分析evdev的connect函数evdev_connect

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

const struct input_device_id *id)

{

//此函数传入三个参数,分别是:handler,dev,id

struct evdev *evdev;

int minor;

int error;

for (minor = 0; minor

if (!evdev_table[minor])

break;

//EVDEV_MINORS为32,说明evdev这个handler可以同时有32个输入设备和他配对,evdev_table中以minor(非次设备号,但是有一个换算关系)存放evdev结构体,后面要详细分析这个结构体

if (minor == EVDEV_MINORS) {

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

return -ENFILE;

}

//这个说明32个位置全都被占用了,连接失败

evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);

//分配一个evdev结构体,这个结构体是evdev事件处理器特有的,后面会详细分析

if (!evdev)

return -ENOMEM;

INIT_LIST_HEAD(&evdev->client_list);

spin_lock_init(&evdev->client_lock);

mutex_init(&evdev->mutex);

init_waitqueue_head(&evdev->wait);

//初始化结构体的一些成员

dev_set_name(&evdev->dev, "event%d", minor);

//这个是设置evdev中device的名字,他将出现在/class/input中。

//前面也有一个device是input_dev的,名字是input(n),注意与他的不同

//这个结构是配对后的虚拟设备结构,没有对应的硬件,但是通过它可以找到相关的硬件

evdev->exist = 1;

evdev->minor = minor;

evdev->handle.dev = input_get_device(dev);

evdev->handle.name = dev_name(&evdev->dev);

evdev->handle.handler = handler;

evdev->handle.private = evdev;

//因为evdev中包含handle了,所以初始化它就可以了,这样就连接了input_handler与input_dev

evdev->dev.devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor); //注意:这个minor不是真正的次设备号,还要加上EVDEV_MINOR_BASE

evdev->dev.class = &input_class;

evdev->dev.parent = &dev->dev;

//配对生成的device,父设备是与他相关连的input_dev

evdev->dev.release = evdev_free;

device_initialize(&evdev->dev);

error = input_register_handle(&evdev->handle);

//注册handle结构体,这个函数后面详细分析

if (error)

goto err_free_evdev;

error = evdev_install_chrdev(evdev);

//这个函数只做了一件事,就是把evdev结构保存到evdev_table中,这个数组也minor为索引

if (error)

goto err_unregister_handle;

error = device_add(&evdev->dev);

//注册到linux设备模型中

if (error)

goto err_cleanup_evdev;

return 0;

err_cleanup_evdev:

evdev_cleanup(evdev);

err_unregister_handle:

input_unregister_handle(&evdev->handle);

err_free_evdev:

put_device(&evdev->dev);

return error;

}

evdev_connect函数做配对后的善后工作,分配一个evdev结构体,并初始化相关成员,evdev结构体中有input_handle结构,初始化并注册之。

2. input_register_handle 注册一个input_handle结构体,比较简单

int input_register_handle(struct input_handle *handle)

{

struct input_handler *handler = handle->handler;

struct input_dev *dev = handle->dev;

int error;

/*

* We take dev->mutex here to prevent race with

* input_release_device().

*/

error = mutex_lock_interruptible(&dev->mutex);

if (error)

return error;

list_add_tail_rcu(&handle->d_node, &dev->h_list);

//将handle的d_node,链接到其相关的input_dev的h_list链表中

mutex_unlock(&dev->mutex);

list_add_tail(&handle->h_node, &handler->h_list);

//将handle的h_node,链接到其相关的input_handler的h_list链表中

if (handler->start)

handler->start(handle);

return 0;

}

这个函数基本没做什么事,就是把一个handle结构体通过d_node链表项,分别链接到input_dev的h_list,input_handler的h_list上。以后通过这个h_list就可以遍历相关的input_handle了。

3. input_register_handler 注册一个input_handler结构体

int input_register_handler(struct input_handler *handler)

{

struct input_dev *dev;

int retval;

retval = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);

if (retval)

return retval;

INIT_LIST_HEAD(&handler->h_list);

if (handler->fops != NULL) {

if (input_table[handler->minor >> 5]) {

retval = -EBUSY;

goto out;

}

input_table[handler->minor >> 5] = handler;

}

//input_table,每个注册的handler都会将自己保存到这里,索引值为handler->minor右移5为,也就是除以32

//为什么会这样呢,因为每个handler都会处理最大32个input_dev,所以要以minor的32为倍数对齐,这个minor是传进来的handler的MINOR_BASE

//每一个handler都有一个这一个MINOR_BASE,以evdev为例,EVDEV_MINOR_BASE = 64,可以看出系统总共可以注册8个handler

list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);

//连接到input_handler_list链表中

list_for_each_entry(dev, &input_dev_list, node)

input_attach_handler(dev, handler);

//又是配对,不过这次遍历input_dev,和注册input_dev过程一样的

input_wakeup_procfs_readers();

out:

mutex_unlock(&input_mutex);

return retval;

}

这个函数其实和input_register_device大同小异,都是注册,都要配对。

输入子系统核心分析

一.  输入子系统核心分析。

1.输入子系统核心对应与/drivers/input/input.c文件,这个也是作为一个模块注册到内核的。所以首先分析模块初始化函数。

static int __init input_init(void)

{

int err;

input_init_abs_bypass();

//这个暂时没有发现是做什么的

err = class_register(&input_class);

//向内核注册一个类,用于linux设备模型。注册后会在/sys/class下面出现input目录

if (err) {

printk(KERN_ERR "input: unable to register input_dev class\n");

return err;

}

err = input_proc_init();

//和proc文件系统有关,暂时不管

if (err)

goto fail1;

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

//注册字符设备,接口是2.4内核的。以主设备号INPUT_MAJOR,次设备号0-255,注册266个设备,说明input设备最大只能有255个

if (err) {

printk(KERN_ERR "input: unable to register char major %d", INPUT_MAJOR);

goto fail2;

}

return 0;

fail2: input_proc_exit();

fail1: class_unregister(&input_class);

return err;

}

这个函数主要是注册了字符设备,这里和杂项设备的原理是一样,所以input设备也是一类字符设备,只不过操作方法交给了输入子系统。从这里可以看出无论linux设备驱动这块有多复杂,他们都是由一些基本的组件构成的,都是ldd3所讲的基本驱动程序模型。

2. 输入子系统的核心其他部分都是提供的接口,向上连接事件处理层,向下连接驱动层。

向下对驱动层的接口主要有:

input_allocate_device    这个函数主要是分配一个input_dev接口,并初始化一些基本的成员,这就是我们不能简单用kmalloc分配input_dev结构的原因,因为缺少了一些初始化。

input_unregister_device  注册一个input设备

input_event              这个函数很重要,是驱动层向input子系统核心报告事件的函数,在事件传递过程中再分析。

input_allocate_device    分配并初始化一个input_dev结构

向上对事件处理层接口主要有:

input_register_handler   注册一个事件处理器

input_register_handle    注册一个input_handle结构

事件处理层分析

二.  事件处理层分析(以evdev事件处理器为例)

1.事件处理层与用户程序和输入子系统核心打交道,是他们两层的桥梁。一般内核有好几个事件处理器,像evdev mousedev jotdev。evdev事件处理器可以处理所有的事件,触摸屏驱动就是用的这个,所以下面分析这个事件处理器的实现。它也是作为模块注册到内核中的,首先分析它的模块初始化函数。

static int __init evdev_init(void)

{

return input_register_handler(&evdev_handler);

}

模块初始化函数就调用一个注册handler函数,将evdev_handler注册到系统中。

2.主要数据结构

(1) evdev设备结构

struct evdev {

int exist;

int open;           //打开标志

int minor;          //次设备号

struct input_handle handle;  //关联的input_handle

wait_queue_head_t wait;      //等待队列,当进程读取设备,而没有事件产生的时候,进程就会睡在其上面

struct evdev_client *grab;   //强制绑定的evdev_client结构,这个结构后面再分析

struct list_head client_list;  //evdev_client 链表,这说明一个evdev设备可以处理多个evdev_client,可以有多个进程访问evdev设备

spinlock_t client_lock; /* protects client_list */

struct mutex mutex;

struct device dev;       //device结构,说明这是一个设备结构

};

evdev结构体在配对成功的时候生成,由handler->connect生成,对应设备文件为/class/input/event(n),如触摸屏驱动的event0,这个设备是用户空间要访问的设备,可以理解它是一个虚拟设备,因为没有对应的硬件,但是通过handle->dev 就可以找到input_dev结构,而它对应着触摸屏,设备文件为/class/input/input0。这个设备结构生成之后保存在evdev_table中,

索引值是minor

(2) evdev用户端结构

struct evdev_client {

struct input_event buffer[EVDEV_BUFFER_SIZE];

//这个是一个input_event数据结构的数组,input_event代表一个事件,基本成员:类型(type),编码(code),值(value)

int head;              //针对buffer数组的索引

int tail;              //针对buffer数组的索引,当head与tail相等的时候,说明没有事件

spinlock_t buffer_lock; /* protects access to buffer, head and tail */

struct fasync_struct *fasync;  //异步通知函数

struct evdev *evdev;           //evdev设备

struct list_head node;         // evdev_client 链表项

};

这个结构在进程打开event0设备的时候调用evdev的open方法,在open中创建这个结构,并初始化。在关闭设备文件的时候释放这个结构。

3.主要函数

(1)evdev设备打开函数

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

{

struct evdev *evdev;

struct evdev_client *client;

int i = iminor(inode) - EVDEV_MINOR_BASE;

int error;

if (i >= EVDEV_MINORS)

return -ENODEV;

error = mutex_lock_interruptible(&evdev_table_mutex);

if (error)

return error;

evdev = evdev_table[i];

//得到evdev设备结构,每次调用evdev_connect配对成功后都会把分配的evdev结构以minor为索引,保存在evdev_table数组中

if (evdev)

get_device(&evdev->dev);  //增加device引用计数

mutex_unlock(&evdev_table_mutex);

if (!evdev)

return -ENODEV;

client = kzalloc(sizeof(struct evdev_client), GFP_KERNEL);  //分配用户端结构

if (!client) {

error = -ENOMEM;

goto err_put_evdev;

}

spin_lock_init(&client->buffer_lock);

client->evdev = evdev;    //使用户端与evdev设备结构联系起来

evdev_attach_client(evdev, client);

//这个函数所做的就是把client连接到evdev的client链表中

error = evdev_open_device(evdev);

//这个函数打开设备,有很多层调用,后面详细分析

if (error)

goto err_free_client;

file->private_data = client;

return 0;

err_free_client:

evdev_detach_client(evdev, client);

kfree(client);

err_put_evdev:

put_device(&evdev->dev);

return error;

}

(2)evdev设备打开函数evdev_open_device,由evdev_open调用。

static int evdev_open_device(struct evdev *evdev)

{

int retval;

retval = mutex_lock_interruptible(&evdev->mutex);

if (retval)

return retval;

if (!evdev->exist)

retval = -ENODEV;

//判断设备结构是否存在,在evdev_connect中初始话此成员为1

else if (!evdev->open++) {

retval = input_open_device(&evdev->handle);

if (retval)

evdev->open--;

}

//evdev->open分配结构的时候没有初始化,默认为0,也就是没有打开,每次打开都会加1

mutex_unlock(&evdev->mutex);

return retval;

}

此函数在判断结构存在与否后,主要调用了input_open_device,这个函数是子系统核心函数,定义在input.c中,下面分析这个函数:

int input_open_device(struct input_handle *handle)

{

struct input_dev *dev = handle->dev;

int retval;

retval = mutex_lock_interruptible(&dev->mutex);

if (retval)

return retval;

if (dev->going_away) {

retval = -ENODEV;

goto out;

}

handle->open++;

//将handle的打开计数加1,注意和evdev的open的区别

if (!dev->users++ && dev->open)

retval = dev->open(dev);

//如果此input_dev没有进程在引用,并且定义了open方法,就调用open方法

if (retval) {    //retval = 1 说明没有打开成功

dev->users--;

if (!--handle->open) {  //说明有其他的进程已经打开了这个handle

/*

* Make sure we are not delivering any more events

* through this handle

*/

synchronize_rcu();

}

}

out:

mutex_unlock(&dev->mutex);

return retval;

}

(3)读操作函数 evdev_read

static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer,

size_t count, loff_t *ppos)

{

struct evdev_client *client = file->private_data;    //这个客户端结构在打开的时候分配并保存在file->private_data中

struct evdev *evdev = client->evdev;

struct input_event event;

int retval;

if (count

return -EINVAL;

//这条语句提示,用户进程每次读取设备的字节数,不要少于input_event结构的大小

if (client->head == client->tail && evdev->exist &&

(file->f_flags & O_NONBLOCK))

return -EAGAIN;

//head等于tail说明目前还没有事件传回来,如果设置了非阻塞操作,则会立刻返回

retval = wait_event_interruptible(evdev->wait,

client->head != client->tail || !evdev->exist);

//没有事件就会睡在evdev的等待队列上了,等待条件是有事件到来或者设备不存在了(设备关闭的时候,清这个标志)

if (retval)

return retval;

//如果能执行上面这条语句说明有事件传来或者,设备被关闭了,或者内核发过来终止信号

if (!evdev->exist)

return -ENODEV;

while (retval + input_event_size()

evdev_fetch_next_event(client, &event)) {

// evdev_fetch_next_event这个函数遍历client里面的input_event buffer数组

if (input_event_to_user(buffer + retval, &event))

//将事件复制到用户空间

return -EFAULT;

retval += input_event_size();

}

return retval;   //返回复制的数据字节数

}

事件传递过程

三. 事件传递过程(以s3c2410_ts为例)

1. 事件产生

当按下触摸屏时,进入触摸屏按下中断,开始ad转换,ad转换完成进入ad完成中断,在这个终端中将事件发送出去,调用

input_report_abs(dev, ABS_X, xp);

input_report_abs(dev, ABS_Y, yp); 这两个函数调用了 input_event(dev, EV_ABS, code, value)

所有的事件报告函数都调用这个函数。

2. 事件报告

(1) input_event 函数分析,这个函数定义在input.c中

void input_event(struct input_dev *dev,

unsigned int type, unsigned int code, int value)

{

unsigned long flags;

if (is_event_supported(type, dev->evbit, EV_MAX)) {

//判断是否支持此种事件类型和事件类型中的编码类型

spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);

add_input_randomness(type, code, value);

//对系统随机熵池有贡献,因为这个也是一个随机过程

input_handle_event(dev, type, code, value);

//这个函数是事件处理的关键函数,下面详细分析

spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);

}

}

(2) input_handle_event 函数分析,这个函数定义在input.c中

static void input_handle_event(struct input_dev *dev,

unsigned int type, unsigned int code, int value)

{

int disposition = INPUT_IGNORE_EVENT;

switch (type) {

......

case EV_KEY:

if (is_event_supported(code, dev->keybit, KEY_MAX) &&

!!test_bit(code, dev->key) != value) {

if (value != 2) {

__change_bit(code, dev->key);

if (value)

input_start_autorepeat(dev, code);

else

input_stop_autorepeat(dev);

}

disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;

}

break;

......

if (disposition != INPUT_IGNORE_EVENT && type != EV_SYN)

dev->sync = 0;

if ((disposition & INPUT_PASS_TO_DEVICE) && dev->event)

dev->event(dev, type, code, value);

if (disposition & INPUT_PASS_TO_HANDLERS)

input_pass_event(dev, type, code, value);

}

这个函数主要是根据事件类型的不同,做相应的处理。这里之关心EV_KEY类型,其他函数和事件传递关系不大,只要关心,disposition这个是事件处理的方式,默认的是INPUT_IGNORE_EVENT,忽略这个事件,如果是INPUT_PASS_TO_HANDLERS则是传递给事件处理器,如果是INPUT_PASS_TO_DEVICE,则是传递给设备处理,触摸屏驱动没有定义这个。下面分析input_pass_event函数。

static void input_pass_event(struct input_dev *dev,

unsigned int type, unsigned int code, int value)

{

struct input_handle *handle;

rcu_read_lock();

handle = rcu_dereference(dev->grab);  //如果是绑定的handle,则调用绑定的handler->event函数

if (handle)

handle->handler->event(handle, type, code, value);

else

//如果没有绑定,则遍历dev的h_list链表,寻找handle,如果handle已经打开,说明有进程读取设备关联的evdev。

list_for_each_entry_rcu(handle, &dev->h_list, d_node)

if (handle->open)

handle->handler->event(handle,

type, code, value);

// 调用相关的事件处理器的event函数,进行事件的处理

rcu_read_unlock();

}

下面分析 evdev事件处理器的event函数

static void evdev_event(struct input_handle *handle,

unsigned int type, unsigned int code, int value)

{

struct evdev *evdev = handle->private;

struct evdev_client *client;

struct input_event event;

do_gettimeofday(&event.time);

event.type = type;

event.code = code;

event.value = value;

//将传过来的事件,赋值给input_event结构

rcu_read_lock();

client = rcu_dereference(evdev->grab);

//如果evdev绑定了client那么,处理这个客户端,触摸屏驱动没有绑定

if (client)

evdev_pass_event(client, &event);

else

//遍历client链表,调用evdev_pass_event函数

list_for_each_entry_rcu(client, &evdev->client_list, node)

evdev_pass_event(client, &event);

rcu_read_unlock();

wake_up_interruptible(&evdev->wait); //唤醒等待的进程

}

下面分析 evdev_pass_event 函数

static void evdev_pass_event(struct evdev_client *client,

struct input_event *event)

{

/*

* Interrupts are disabled, just acquire the lock

*/

spin_lock(&client->buffer_lock);

client->buffer[client->head++] = *event;   //将事件赋值给客户端的input_event 数组

client->head &= EVDEV_BUFFER_SIZE - 1;

spin_unlock(&client->buffer_lock);

kill_fasync(&client->fasync, SIGIO, POLL_IN);

}

可以看出, evdev_pass_event函数最终将事件传递给了用户端的client结构中的input_event数组中,只需将这个input_event数组复制给用户空间,进程就能收到触摸屏按下的信息了。具体处理由具体的应用程序来完成。

linux内核input子系统解析

作者:刘洪涛

Android、X windows、qt等众多应用对于linux系统中键盘、鼠标、触摸屏等输入设备的支持都通过、或越来越倾向于标准的input输入子系统。

因为input子系统已经完成了字符驱动的文件操作接口,所以编写驱动的核心工作是完成input系统留出的接口,工作量不大。但如果你想更灵活的应用它,就需要好好的分析下input子系统了。

一、input输入子系统框架

下图是input输入子系统框架,输入子系统由输入子系统核心层( Input Core ),驱动层和事件处理层(Event Handler)三部份组成。一个输入事件,如鼠标移动,键盘按键按下,joystick的移动等等通过 input driver -> Input core -> Event handler -> userspace 到达用户空间传给应用程序。

注意:keyboard.c不会在/dev/input下产生节点,而是作为ttyn终端(不包括串口终端)的输入。

二、Input driver编写要点

1、分配、注册、注销input设备

struct input_dev *input_allocate_device(void)

int input_register_device(struct input_dev *dev)

void input_unregister_device(struct input_dev *dev)

2、设置input设备支持的事件类型、事件码、事件值的范围、input_id等信息

参见usb键盘驱动:usbkbd.c

usb_to_input_id(dev, &input_dev->id);//设置bustype、vendo、product等

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

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

for (i = 0; i

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

include/linux/input.h中定义了支持的类型(下面列出的是2.6.22内核的情况)

#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

一个设备可以支持一个或多个事件类型。每个事件类型下面还需要设置具体的触发事件码。比如:EV_KEY事件,需要定义其支持哪些按键事件码。

3、如果需要,设置input设备的打开、关闭、写入数据时的处理方法

参见usb键盘驱动:usbkbd.c

input_dev->open = usb_kbd_open;

input_dev->close = usb_kbd_close;

input_dev->event = usb_kbd_event;

4、在发生输入事件时,向子系统报告事件

用于报告EV_KEY、EV_REL、EV_ABS等事件的函数有:

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)

如果你觉得麻烦,你也可以只记住1个函数(因为上述函数都是通过它实现的)

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

三、Event Handler层解析

1、Input输入子系统数据结构关系图

2、input_handler结构体

以evdev.c中的evdev_handler为例:

static struct input_handler evdev_handler = {

.event =    evdev_event, //向系统报告input事件,系统通过read方法读取

.connect =  evdev_connect, //和input_dev匹配后调用connect构建

.disconnect =   evdev_disconnect,

.fops =     &evdev_fops,  //event设备文件的操作方法

.minor =    EVDEV_MINOR_BASE,  //次设备号基准值

.name =     "evdev",

.id_table = evdev_ids,  //匹配规则

};

3、input字符设备注册过程

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定义:

static const struct file_operations input_fops = {

.owner = THIS_MODULE,

.open = input_open_file,

};

Input_dev和input_handler匹配后调用input_handler的connect。以evdev_handler为例:

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

if (minor == EVDEV_MINORS) {

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

return -ENFILE;

}

evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);//为每个匹配evdev_handler的设备创建一个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;//记录evdev的位置,字符设备/dev/input/evnetx访问时根据次设备号及EVDEV_MINOR_BASE最终在evdev_open中找到对应的evdev

devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor),

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

dev->cdev.dev, evdev->name);//创建了event字符设备节点

……

}

4、input字符设备的打开过程

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

{

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

//得到对应的input_handler

const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;

int err;

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

//取出对应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;//重定位打开的设备文件的操作方法

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字符设备的其它操作

由于在open阶段已经把设备文件的操作操作方法重定位了到了具体的input_handler,所以其它接口操作(read、write、ioctl等),由各个input_handler的fops方法决定。如evdev.c中的:evdev_fops


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