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 < 255; 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)
5、应用程序使用
应用程序可以通过读/dev/event文件来获得input设备的信息(与上一步提交的信息对应),例如:- int main(void)
- {
- int buttons_fd;
- int key_value,i=0,count;
- struct input_event ev_key;
- buttons_fd = open("/dev/event0", O_RDWR);
- if (buttons_fd < 0) {
- perror("open device buttons");
- exit(1);
- }
- for (;;) {
- count = read(buttons_fd,&ev_key,sizeof(struct input_event));
- // printf("count=%d\n",count);
- for(i=0; i<(int)count/sizeof(struct input_event); i++)
- if(EV_KEY==ev_key.type)
- printf("type:%d,code:%d,value:%d\n", ev_key.type,ev_key.code-1,ev_key.value);
- if(EV_SYN==ev_key.type)
- printf("syn event\n\n");
- }
- close(buttons_fd);
- return 0;
- }
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 < 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);
- //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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