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linux內核input子系統解析

Android、X windows、qt等眾多應用對于linux系統(tong)中鍵盤、鼠標、觸(chu)摸屏等輸入設備的支持(chi)都(dou)通過、或越來越傾向于標準的input輸入子(zi)系統(tong)。

因為input子系統已經(jing)完成(cheng)了(le)字符驅動的(de)(de)文件(jian)操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)接口，所(suo)以編寫驅動的(de)(de)核(he)心工作(zuo)(zuo)(zuo)是完成(cheng)input系統留出的(de)(de)接口，工作(zuo)(zuo)(zuo)量不大(da)。但如果你想更靈活(huo)的(de)(de)應用它，就需要好好的(de)(de)分(fen)析下input子系統了(le)。

一、input輸入子系統(tong)框架

下(xia)圖是input輸(shu)(shu)入子系(xi)統(tong)框架(jia)，輸(shu)(shu)入子系(xi)統(tong)由輸(shu)(shu)入子系(xi)統(tong)核(he)心層（ Input Core ），驅動(dong)層和事件處理層（Event Handler）三部(bu)份(fen)組成。一(yi)個輸(shu)(shu)入事件，如(ru)鼠標移動(dong)，鍵(jian)盤按鍵(jian)按下(xia)，joystick的移動(dong)等(deng)等(deng)通過 input driver -> Input core -> Event handler -> userspace 到達用戶(hu)空間傳給應用程序(xu)。

注意(yi)：keyboard.c不會在/dev/input下產生節點，而(er)是作為ttyn終端（不包括串口(kou)終端）的(de)輸(shu)入。

二、Input driver編(bian)寫要點(dian)

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)

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(jian)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(shi)件支持(chi)的事(shi)件碼

include/linux/input.h中定義了支持的類(lei)型（下面列(lie)出的是2.6.22內(nei)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      &nbsp;&nbsp;  0x1f

一個(ge)設備可以支(zhi)(zhi)持(chi)一個(ge)或多個(ge)事件類型。每個(ge)事件類型下面還(huan)需(xu)(xu)要(yao)設置具體的(de)觸發(fa)事件碼。比如：EV_KEY事件，需(xu)(xu)要(yao)定義(yi)其支(zhi)(zhi)持(chi)哪些按(an)鍵(jian)事件碼。

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(gao)EV_KEY、EV_REL、EV_ABS等事(shi)件的(de)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(de)麻煩，你也可(ke)以只記(ji)住1個函數（因為上述函數都是(shi)通過(guo)它(ta)實現的）

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

三、Event Handler層解析

1、Input輸入子系統數據結構關系圖

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
      &nbsp; };

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);
                ……
     &nbsp;  }

input_fops定義：

static const struct file_operations input_fops = {
                .owner = THIS_MODULE,
                .open = input_open_file,
     &nbsp;  };

Input_dev和input_handler匹配后(hou)調(diao)用input_handler的connect。以evdev_handler為(wei)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;
   &nbsp;     ;       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;
             &nbsp;  }

        evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);//為每個匹配evdev_handler的設備創建一個evdev。
                if (!evdev)
        &nbsp;               return -ENOMEM;

        INIT_LIST_HEAD(&evdev->client_list);
      &nbsp;        &nbsp;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;
            &nbsp;   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
                ……
    &nbsp;    }

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;
   ;   &nbsp; }

5、input字符設備的其它操作

由(you)(you)于在open階段(duan)已經把設備文件的操作操作方(fang)法重定位了到了具體的input_handler，所(suo)以其它接口操作（read、write、ioctl等(deng)），由(you)(you)各個input_handler的fops方(fang)法決定。如evdev.c中的：evdev_fops。