Input子系統(tong)剖析
時間：2018-09-29 ; 來源：未知(zhi)
1.input子(zi)系統框架圖(tu)
input子系統解(jie)決什么(me)問題？
解決不同input硬件在應用層(ceng)與(yu)驅動層(ceng)之(zhi)間的信息(xi)的傳(chuan)輸；
（1）用戶層(ceng)
各層之間通(tong)信的基(ji)本單位就(jiu)是(shi)事件(jian)，任(ren)何一個(ge)輸入設備的動作都可以(yi)抽象成一個(ge)事件(jian)。事件(jian)有三種屬性：類型（type），編碼（code），值（value）。
（2）事件處理層
事件(jian)處理層負(fu)責(ze)與用戶程序打交道，將(jiang)硬(ying)件(jian)驅動層傳來(lai)的事件(jian)報告(gao)給用戶程序。
（3）核心層
核心層是鏈接(jie)設(she)備驅動層與(yu)事件處理層之間的(de)紐帶與(yu)橋梁(liang)，向(xiang)下提供驅動層的(de)接(jie)口，向(xiang)上提供事件處理層的(de)接(jie)口。
（4）設備驅(qu)動層
硬(ying)(ying)件(jian)驅(qu)動(dong)(dong)層(ceng)負責操(cao)作(zuo)具體(ti)的(de)硬(ying)(ying)件(jian)設備，這層(ceng)的(de)代碼是針(zhen)對具體(ti)的(de)驅(qu)動(dong)(dong)程序的(de)，需要驅(qu)動(dong)(dong)程序的(de)作(zuo)者來(lai)編寫。
2.input各層(ceng)的相關數據結構
Input子系統的主(zhu)設備號：13
[1]事件(jian)結構體(ti)
input類設備，在驅(qu)動層(ceng)與應(ying)用(yong)層(ceng)進行標準(zhun)類輸入事件(jian)的(de)傳送驅(qu)動層(ceng)封裝具體(ti)(ti)的(de)事件(jian)結構(gou)體(ti)(ti)，從驅(qu)動層(ceng)返回到(dao)應(ying)用(yong)層(ceng)，再(zai)在應(ying)用(yong)層(ceng)進行該結構(gou)體(ti)(ti)
struct input_event {
struct timeval time;//具(ju)體的時間點
__u16 type;//輸入事件(jian)的類(lei)型：鼠(shu)標，鍵盤，觸摸屏(ping)
__u16 code;//事(shi)件編碼(ma)值(zhi)：鍵(jian)盤(pan)那(nei)個鍵(jian)的(de)編碼(ma)，鼠標左右(you)鍵(jian)，移動(dong)
__s32 value;//操作值(zhi)：按(an)下，抬起，移動多少
};
事件處理器
struct input_handler {
void *private;//私有數據(ju)域
void (*event)(struct input_handle *handle, unsigned int type, unsigned int code, int value);//事件處理
void (*events)(struct input_handle *handle,//事件順序處理(li)
const struct input_value *vals, unsigned int count);
bool (*filter)(struct input_handle *handle, unsigned int type, unsigned int code, int value);//過濾正常事件
bool (*match)(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev);//匹配dev與 //handler
int (*connect)(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev, const struct input_device_id *id);//dev與handler匹配(pei)上執行connect函數
void (*disconnect)(struct input_handle *handle);//分離handler
void (*start)(struct input_handle *handle);
bool legacy_minors;
int minor;//能支持的設備的次設備號(hao)
const char *name;//名稱
const struct input_device_id *id_table;//驅(qu)動能夠處理的設備表(biao)
struct input_device_id {
kernel_ulong_t flags;
__u16 bustype;
__u16 vendor;
__u16 product;
__u16 version;
kernel_ulong_t evbit[INPUT_DEVICE_ID_EV_MAX / BITS_PER_LONG + 1];
kernel_ulong_t keybit[INPUT_DEVICE_ID_KEY_MAX / BITS_PER_LONG + 1];
kernel_ulong_t relbit[INPUT_DEVICE_ID_REL_MAX / BITS_PER_LONG + 1];
kernel_ulong_t absbit[INPUT_DEVICE_ID_ABS_MAX / BITS_PER_LONG + 1];
kernel_ulong_t mscbit[INPUT_DEVICE_ID_MSC_MAX / BITS_PER_LONG + 1];
kernel_ulong_t ledbit[INPUT_DEVICE_ID_LED_MAX / BITS_PER_LONG + 1];
kernel_ulong_t sndbit[INPUT_DEVICE_ID_SND_MAX / BITS_PER_LONG + 1];
kernel_ulong_t ffbit[INPUT_DEVICE_ID_FF_MAX / BITS_PER_LONG + 1];
kernel_ulong_t swbit[INPUT_DEVICE_ID_SW_MAX / BITS_PER_LONG + 1];
kernel_ulong_t driver_info;
};
struct list_head h_list;//添(tian)加至input_handle的鏈表
struct list_head node;//添加至input_handler_list
};
[2]核心層相關
struct input_handle {
void *private; //每(mei)個配對的事(shi)件(jian)處理(li)器都會(hui)分配一個對應的設備結(jie)構，如evdev事(shi)件(jian)處理(li)器的evdev結(jie)構，注意這個結(jie)構與設備驅動層的input_dev不(bu)同(tong)，初始化handle時，保存到這里。
int open; //打開(kai)標(biao)志，每個input_handle 打開(kai)后才能操作，這(zhe)個一般通過事件處理器的(de)open方法間接設(she)置
const char *name;
struct input_dev *dev; //關聯的input_dev結構(gou)
struct input_handler *handler; //關聯的input_handler結(jie)構
struct list_head d_node; //input_handle通(tong)過(guo)d_node連接(jie)到了input_dev上的(de)h_list鏈表上
struct list_head h_node; //input_handle通過h_node連接到了(le)input_handler的h_list鏈表上
};
[3]input設備結構體
struct input_dev {
const char *name;//設(she)備名
const char *phys;//設備的(de)物理(li)路徑所屬的(de)系統層次(ci)
const char *uniq;//設備的(de)唯一標識代碼
struct input_id id;//設備(bei)ID
struct input_id {//標識設備驅動特征
__u16 bustype;
__u16 vendor;
__u16 product;
__u16 version;
};
unsigned long propbit[BITS_TO_LONGS(INPUT_PROP_CNT)];//設備的位圖的特(te)殊
unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)];//表(biao)示(shi)能產生的事件類型
#define EV_SYN 0x00//同步類事件
#define EV_KEY 0x01//按鍵事件(jian)
#define EV_REL 0x02//相對(dui)位移事件
#define EV_ABS 0x03//絕對位移事件
#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
#define EV_CNT (EV_MAX+1)
unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];//表示能產生哪些按鍵
unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)];//表示(shi)能產(chan)生哪些相對位移(yi)
unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)];//表(biao)示能產生哪(na)些絕對位移
unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)];//表(biao)示能產生哪些按鍵
unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];//表示能產生哪些按鍵
unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];//表(biao)示能(neng)產生哪(na)些(xie)按鍵
unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)];//表示能(neng)產生哪些(xie)按鍵
unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];//表示能產生哪些按鍵(jian)
unsigned int hint_events_per_packet;//每個包產(chan)生的平均事(shi)件數量(liang)
unsigned int keycodemax;//鍵碼表的大小(xiao)
unsigned int keycodesize;//鍵碼表成員(yuan)的大小
void *keycode;//設備鍵碼(ma)
int (*setkeycode)(struct input_dev *dev,//設(she)置(zhi)鍵碼
const struct input_keymap_entry *ke,
unsigned int *old_keycode);
int (*getkeycode)(struct input_dev *dev,//獲取(qu)鍵碼
struct input_keymap_entry *ke);
struct ff_device *ff;//作用力(li)反饋
unsigned int repeat_key;//重復(fu)按鍵
struct timer_list timer;//重復(fu)按鍵(jian)的時間點
int rep[REP_CNT];//重(zhong)復按(an)鍵的參(can)數
struct input_mt *mt;//多點觸控狀態
struct input_absinfo *absinfo;/軸線分辨率
//設備當前狀態的(de)反饋(kui)
unsigned long key[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];
unsigned long led[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];
unsigned long snd[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];
unsigned long sw[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];
//開，關，刷(shua)新，事件處(chu)理
int (*open)(struct input_dev *dev);
void (*close)(struct input_dev *dev);
int (*flush)(struct input_dev *dev, struct file *file);
int (*event)(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value);
//事件處理層結構體
struct input_handle __rcu *grab;
spinlock_t event_lock;
struct mutex mutex;
unsigned int users;
bool going_away;
struct device dev;
struct list_head h_list;//連接input_handle
struct list_head node;//將input_dev連接(jie)成鏈表
unsigned int num_vals;
unsigned int max_vals;
struct input_value *vals;
bool devres_managed;
};
3.Input子系(xi)統的各個(ge)函數接口
（1）事(shi)件處理層相關
int input_register_handler(struct input_handler *handler)；
功能：注冊(ce)input_handler
參數(shu):struct input_handler的結構體指(zhi)針(zhen)
返回值：成(cheng)功 ：0 失敗：錯誤碼的絕對值
void input_unregister_handler(struct input_handler *handler);
功能：注銷input_handler
參數:struct input_handler的結(jie)構體指針
返回值：無
（2）核心層相關
int input_register_handle(struct input_handle *handle);
功能：注冊input_handle
參數(shu):struct input_handle的結構體(ti)指針
返回值：成功 ：0 失敗：錯誤碼(ma)的絕對(dui)值
void input_unregister_handle(struct input_handle *handle)
功能：注銷input_handle
參數(shu):struct input_handle的結構體指(zhi)針
返回值：無
（3）設(she)備驅動層相關
struct input_dev *input_allocate_device(void)
功能：申請input_device
參數: struct input_device結構體指針
返回值：成功(gong)：struct input_dev結構體(ti)指針
失(shi)敗：NULL
void input_free_device(struct input_dev *dev)
功能：釋(shi)放(fang)input_device
參數: struct input_device結構(gou)體指(zhi)針
返回值：無
int input_register_device(struct input_dev *dev);
功能：注冊input_device
參數(shu):struct input_device的結構體指針
返回值：成功 ：0 失敗：錯誤碼的絕對值
void input_unregister_device(struct input_dev *dev)
功能：注銷input_device
參數:struct input_device的結(jie)構(gou)體指針
返回值：無
void input_event(struct input_dev *dev,unsigned int type, unsigned int code, int value)
功能：上報(bao)事件
參數:struct input_dev *dev：input設備(bei)結構(gou)體指針(zhen)
Type：事件(jian)類型(xing)
Code：事件代碼
Value：事件值(zhi)
返回值：無
static inline void input_sync(struct input_dev *dev)
功能：同(tong)步事件(jian)
參(can)數:struct input_dev *dev：input設備結構體指針
返回值：無
static inline void set_bit(int nr, volatile unsigned long *addr)
功能：設(she)置(zhi)事(shi)件類型或者具體事(shi)件
參(can)數:int nr：具體的事(shi)件類型或者具體事(shi)件
volatile unsigned long *addr：事件(jian)類型(xing)或(huo)具體(ti)事件(jian)
返回值：無
4.input子系統的源碼(ma)分析(xi)
參考：driver/input/evdev.c
evdev_init
input_register_handler
INIT_LIST_HEAD(&handler->h_list);//初始(shi)化input_handler中的(de)h_list鏈表(biao)
list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);//將input_handler加入 //input_handler_list
list_for_each_entry(dev, &input_dev_list, node)//從input_dev_list鏈表中查找
//input_dev
input_attach_handler(dev, handler);//若input_dev與input_handler相匹配，則執行 //該函數
id = input_match_device(handler, dev);//比較struct input_handler中struct //input_device_id中的flags進行設備屬性 //信息判斷
根據id->flag檢查id是否匹配。id->flag記錄需要匹配哪(na)些(xie)域。
“if((id->bit[i]&dev->bit[i])!=id->bit[i])”，這句話(hua)意(yi)味著id支持(chi)的(de)(de)事(shi)(shi)件(jian)種(zhong)類是dev支持(chi)的(de)(de)事(shi)(shi)件(jian)的(de)(de)子集就(jiu)算匹配了。如果某個(ge)handler的(de)(de)id除了id->driver_info之(zhi)外的(de)(de)域都為0，那么此(ci)handler可(ke)以和(he)任意(yi)dev匹配。實(shi)際上(shang)<內核>/driver/input/evdev.c中就(jiu)是這么初(chu)始化id的(de)(de)。現在總結一下input_dev注(zhu)冊(ce)的(de)(de)過(guo)程：一個(ge)input_dev注(zhu)冊(ce)的(de)(de)過(guo)程主要是在將(jiang)自己加(jia)入input_dev_list，然后(hou)在input_handler_list中找到(dao)id和(he)事(shi)(shi)件(jian)種(zhong)類相(xiang)匹配的(de)(de)handler并與(yu)之(zhi)建(jian)(jian)立連接的(de)(de)過(guo)程。 input_dev產生的(de)(de)事(shi)(shi)件(jian)會分(fen)發給所有建(jian)(jian)立連接的(de)(de)handler。下面繼續分(fen)析事(shi)(shi)件(jian)的(de)(de)傳遞
error = handler->connect(handler, dev, id);//當匹配完成之后自動執行 //input_handler中的connect函數進行 //匹配連接(jie)
//查找具體(ti)的(de)connect的(de)函(han)數(shu)實現
static int evdev_connect(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev,const struct input_device_id *id)
init_waitqueue_head(&evdev->wait);//初始化等待(dai)隊列(lie)頭
error = input_register_handle(&evdev->handle);//注冊(ce)input_handle
//將input_handle的d_node成(cheng)員(yuan)掛接到(dao)input_dev->h_list
list_add_tail_rcu(&handle->d_node,&dev->h_list);
//將input_handle的h_node成員掛(gua)接(jie)到input_handler->h_list
list_add_tail_rcu(&handle->h_node, &handler->h_list);
cdev_init(&evdev->cdev, &evdev_fops);//由(you)此(ci)可(ke)知，在(zai)connect中主要
實現了字符設(she)備及相(xiang)關操作方法集合(he)的綁(bang)定；
該input子系(xi)統相關的操(cao)作方法如下：
static const struct file_operations evdev_fops = {
.owner= THIS_MODULE,
.read= evdev_read,
.write= evdev_write,
.poll = evdev_poll,
.open= evdev_open,
.release = evdev_release,
.unlocked_ioctl = evdev_ioctl,
#ifdef CONFIG_COMPAT
.compat_ioctl = evdev_ioctl_compat,
#endif
.fasync= evdev_fasync,
.flush= evdev_flush,
.llseek= no_llseek,
};
分析input子系統事件(jian)上報的函數調用：
evdev_read
static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer,size_t count, loff_t *ppos)
error = wait_event_interruptible(evdev->wait,client->packet_head != client->tail ||
!evdev->exist || client->revoked);//阻塞時，將不滿 //足條件(jian)的事件(jian)添(tian)加至等待隊列(lie)，全局搜索evdev->wait
wake_up_interruptible(&evdev->wait);//喚醒等(deng)待隊(dui)列，在(zai)evdev_pass_values中(zhong)被調
evdev_events();//evdev_pass_values被evdev_events調用
evdev_event();//evdev_events被(bei)evdev_event調用
綜上得：事件終(zhong)由input_handler中的event上報。
具體(ti)的evdev_events()；的上報事件的實現：
evdev_events
evdev_pass_values
__pass_event(client, &event);
client->buffer[client->head++] = *event;//將input_event存放至client的 //input_event數組中；
//如果事(shi)件類型是同步且上報，則觸發異步通知
if (event->type == EV_SYN &;& event->code == SYN_REPORT) {
client->packet_head = client->head;
kill_fasync(&client->fasync, SIGIO, POLL_IN);//觸發(fa)異步通知
}
此時查找evdev_handler->evdev_connect經查看得知，connect主要實現了struct event的(de)結構(gou)體填充和(he)一個字符設備驅動的(de)程序(xu)編寫；
cdev_init(&evdev->cdev, &evdev_fops);//跳入evdev_fops
evdev_fops：
----->evdev_fasync
返回fasync_helper(fd, file, on, &client->fasync);
----->evdev_read
evdev_fetch_next_event(client, &event)
have_event = client->packet_head != client->tail;
//將client中的input_event賦值給event
*event = client->buffer[client->tail++];
input_event_to_user(buffer + read, &event);//給用(yong)戶層上(shang)報事件
if (copy_to_user(buffer, &compat_event,sizeof(struct input_event_compat)))；
綜上(shang)所(suo)述(shu)：事件(jian)通過input_event來進行傳遞；
Input_event上(shang)報流(liu)程分析：
input_event
input_pass_values(dev, dev->vals, dev->num_vals);
input_to_handler(handle, vals, count);
handler->event(handle, v->type, v->code, v->value);
5.Input子(zi)系(xi)統的歸納總結
