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分类: LINUX

2014-08-09 10:38:52

原文地址:input输入设备驱动 作者:haoran9175

一、简介
input输入子系统是对分散的,多种不同类别的输入设备(鼠标、键盘)等字符设备进行统一的处理的一层抽象,
就是在字符设备驱动上抽象出的一层。

输入子系统由输入子系统核心层(input core)、硬件驱动层(input driver)、事件处理层(input handler)三部分组成。
(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

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include/input/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

事件驱动程序是标准的,对所有的输入类都是可用的。设备驱动可以利用一个已经存在的,合适的事件驱动程序,
通过输入核心和用户应用程序接口。

输入子系统的好处:
1)统一了物理形态各异的相似的输入设备的处理功能
2)提供了用于分发输入报告给用户应用程序的简单的事件接口
3)抽取出了输入驱动程序的通用部分,简化了驱动,并引入了一致性

输入子系统的工作流程: 
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驱动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到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,驱动层通过输入子系统核心将事件(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、LINUX中对input输入子系统中的数据结构描述
在linux内核中,input设备用input_dev结构体描述,使用input子系统实现输入设备驱动的时候,驱动的核心工作
是向系统报告按键、触摸屏、键盘、鼠标等输入事件(event,通过input_event结构体描述),不再需要关心文件
操作接口,因为input子系统已经完成了文件操作接口。驱动报告的事件经过InputCore和EventHandler最终到达用
户空间。

1、input_dev结构体
linux内核中使用input_dev结构描述一个输入设备,每个input驱动程序都必须分配并初始化这个结构体,
定义在include/linux/input.h中

点击(此处)折叠或打开

  1. struct input_dev {
  2.     const char *name;//设备名称
  3.     const char *phys;//设备在系统中的物理路径
  4.     const char *uniq;//设备唯一识别符
  5.     struct input_id id;//设备ID,包含总线ID(PCI、USB)、厂商ID,与input_handler匹配的时会用到

  6.     unsigned long propbit[BITS_TO_LONGS(INPUT_PROP_CNT)];//位图的设备属性

  7.     unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)];//支持的所有事件类型
  8.     //下面是每种类型支持的编码
  9.     unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];//支持的键盘事件
  10.     unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)];//支持的鼠标相对值事件
  11.     unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)];//支持的鼠标绝对值事件
  12.     unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)];//支持的其它事件类型
  13.     unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];//支持的LED灯事件
  14.     unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];//支持的声效事件
  15.     unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)];//支持的力反馈事件
  16.     unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];//支持的开关事件

  17.     unsigned int hint_events_per_packet;//事件生成的平均数量

  18.     unsigned int keycodemax;//keycode表的大小
  19.     unsigned int keycodesize;//keycode表中元素个数
  20.     void *keycode;//设备的键盘表

  21.     int (*setkeycode)(struct input_dev *dev,const struct input_keymap_entry *ke,
  22.                 unsigned int *old_keycode);//配置keycode表
  23.     int (*getkeycode)(struct input_dev *dev,
  24.              struct input_keymap_entry *ke);//获取keycode表

  25.     struct ff_device *ff;//力反馈设备结构

  26.     unsigned int repeat_key;//保存上一个键值
  27.     struct timer_list timer;//软件计时器

  28.     int rep[REP_CNT];//autorepeat参数当前值

  29.     struct input_mt_slot *mt;
  30.     int mtsize;
  31.     int slot;
  32.     int trkid;

  33.     struct input_absinfo *absinfo;//绝对坐标轴的信息

  34.     unsigned long key[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];//按键有两种状态,按下和抬起,这个字段就是记录这两个状态。
  35.     unsigned long led[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];
  36.     unsigned long snd[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];
  37.     unsigned long sw[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];
  38.     //操作接口
  39.     int (*open)(struct input_dev *dev);
  40.     void (*close)(struct input_dev *dev);
  41.     int (*flush)(struct input_dev *dev, struct file *file);
  42.     int (*event)(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value);

  43.     struct input_handle __rcu *grab;//当前使用的handle

  44.     spinlock_t event_lock;
  45.     struct mutex mutex;

  46.     unsigned int users;
  47.     bool going_away;

  48.     bool sync;

  49.     struct device dev;//这个设备的驱动程序模型的视图

  50.     struct list_head    h_list;//h_list是一个链表头,用来把handle挂载在这个上
  51.     struct list_head    node;//这个node是用来连到input_dev_list上的
  52. };
2、input_handler结构
linux内核中使用input_handler结构描述一个事件处理器,定义在include/linux/input.h中

点击(此处)折叠或打开

  1. struct input_handler {
  2.     void *private;//驱动特有的数据
  3.     //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
  4.     void (*event)(struct input_handle *handle, unsigned int type, unsigned int code, int value);
  5.     bool (*filter)(struct input_handle *handle, unsigned int type, unsigned int code, int value);//事件过滤
  6.     bool (*match)(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev);
  7.     //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,
  8.     //也就是将input_dev和input_handler配对的函数
  9.     int (*connect)(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev, const struct input_device_id *id);
  10.     void (*disconnect)(struct input_handle *handle);//实现connect相反的功能
  11.     void (*start)(struct input_handle *handle);

  12.     const struct file_operations *fops;//文件操作函数集合
  13.     int minor;//次设备号
  14.     const char *name;

  15.     const struct input_device_id *id_table;//事件处理器所支持的input设备
  16.     //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
  17.     struct list_head    h_list;
  18.     //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
  19.     struct list_head    node;
  20. };
3、input_handle结构
用input_handle结构体代表一个成功配对的input_dev和input_handler
定义在include/linux/input.h中

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  1. struct input_handle {
  2.     //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
  3.     //驱动层的input_dev不同,初始化handle时,保存到这里。
  4.     void *private;

  5.     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
  6.     const char *name;

  7.     struct input_dev *dev;//关联的input_dev结构
  8.     struct input_handler *handler;//关联的input_handler结构

  9.     struct list_head    d_node;//input_handle通过d_node连接到了input_dev上的h_list链表上
  10.     struct list_head    h_node;//input_handle通过h_node连接到了input_handler的h_list链表上
  11. };
4、input_dev,input_handler,input_handle,3者之间的关系
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.
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

三、input输入子系统中对各层的注册过程
input_dev,input_handler,input_handle都代表一类对象,内核对各数据结构都提供了对应的注册方法,
定义在driver/input/input.c中

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  1. int input_register_device(struct input_dev *dev)//注册input_dev的方法
  2. int input_register_handler(struct input_handler *handler)//注册input_handler的方法
  3. int input_register_handle(struct input_handle *handle)//注册input_handle的方法
1、input_register_device()注册一个输入设备

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  1. int input_register_device(struct input_dev *dev)
  2. {
  3.     //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
  4.     static atomic_t input_no = ATOMIC_INIT(0);
  5.     struct input_handler *handler;
  6.     const char *path;
  7.     int error;

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

  10.     /* KEY_RESERVED is not supposed to be transmitted to userspace. */
  11.     __clear_bit(KEY_RESERVED, dev->keybit);

  12.     /* Make sure that bitmasks not mentioned in dev->evbit are clean. */
  13.     input_cleanse_bitmasks(dev);

  14.     if (!dev->hint_events_per_packet)
  15.         dev->hint_events_per_packet =
  16.                 input_estimate_events_per_packet(dev);

  17.     //这个内核定时器是为了重复按键而设置的
  18.     init_timer(&dev->timer);
  19.     //如果没有定义有关重复按键的相关值,就用内核默认的
  20.     if (!dev->rep[REP_DELAY] && !dev->rep[REP_PERIOD]) {
  21.         dev->timer.data = (long) dev;
  22.         dev->timer.function = input_repeat_key;
  23.         dev->rep[REP_DELAY] = 250;
  24.         dev->rep[REP_PERIOD] = 33;
  25.     }
  26.     //默认函数由input核心提供
  27.     if (!dev->getkeycode)
  28.         dev->getkeycode = input_default_getkeycode;

  29.     if (!dev->setkeycode)
  30.         dev->setkeycode = input_default_setkeycode;
  31.     //设置input_dev中device的名字,这个名字会在/class/input中出现
  32.     dev_set_name(&dev->dev, "input%ld",
  33.          (unsigned long) atomic_inc_return(&input_no) - 1);
  34.     //将device加入到linux设备模型中去
  35.     error = device_add(&dev->dev);
  36.     if (error)
  37.         return error;
  38.     //得到路径名称,并打印出来
  39.     path = kobject_get_path(&dev->dev.kobj, GFP_KERNEL);
  40.     pr_info("%s as %s\n",
  41.         dev->name ? dev->name : "Unspecified device",
  42.         path ? path : "N/A");
  43.     kfree(path);

  44.     error = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);
  45.     if (error) {
  46.         device_del(&dev->dev);
  47.         return error;
  48.     }
  49.     //将新分配的input设备连接到input_dev_list链表上
  50.     list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list);
  51.     //遍历input_handler_list链表,配对input_dev和input_handler
  52.     list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)
  53.         input_attach_handler(dev, handler);

  54.     input_wakeup_procfs_readers();

  55.     mutex_unlock(&input_mutex);

  56.     return 0;
  57. }
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

input_attach_handler()函数

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  1. static int input_attach_handler(struct input_dev *dev, struct input_handler *handler)
  2. {
  3.     const struct input_device_id *id;
  4.     int error;
  5.     //配对,比较id中的各项
  6.     id = input_match_device(handler, dev);
  7.     if (!id)
  8.         return -ENODEV;
  9.     //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,
  10.     //并初始化,还生成一个事件处理器相关的设备结构
  11.     error = handler->connect(handler, dev, id);
  12.     if (error && error != -ENODEV)
  13.         pr_err("failed to attach handler %s to device %s, error: %d\n",
  14.          handler->name, kobject_name(&dev->dev.kobj), error);

  15.     return error;
  16. }
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

input_match_device()函数

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  1. static const struct input_device_id *input_match_device(struct input_handler *handler,
  2.                             struct input_dev *dev)
  3. {
  4.     const struct input_device_id *id;
  5.     int i;
  6.     //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
  7.     for (id = handler->id_table; id->flags || id->driver_info; id++) {
  8.         //针对handler->id->flag,比较不同的类型
  9.         if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_BUS)
  10.             if (id->bustype != dev->id.bustype)
  11.                 continue;

  12.         if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_VENDOR)
  13.             if (id->vendor != dev->id.vendor)
  14.                 continue;

  15.         if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_PRODUCT)
  16.             if (id->product != dev->id.product)
  17.                 continue;

  18.         if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_VERSION)
  19.             if (id->version != dev->id.version)
  20.                 continue;
  21.         //如果比较成功进入下面的宏,否则进入下一个id
  22.         MATCH_BIT(evbit, EV_MAX);
  23.         MATCH_BIT(keybit, KEY_MAX);
  24.         MATCH_BIT(relbit, REL_MAX);
  25.         MATCH_BIT(absbit, ABS_MAX);
  26.         MATCH_BIT(mscbit, MSC_MAX);
  27.         MATCH_BIT(ledbit, LED_MAX);
  28.         MATCH_BIT(sndbit, SND_MAX);
  29.         MATCH_BIT(ffbit, FF_MAX);
  30.         MATCH_BIT(swbit, SW_MAX);

  31.         if (!handler->match || handler->match(handler, dev))
  32.             return id;
  33.     }

  34.     return NULL;
  35. }
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

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

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  1. static int evdev_connect(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev,
  2.              const struct input_device_id *id)
  3. {
  4.     struct evdev *evdev;
  5.     int minor;
  6.     int error;
  7.     //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
  8.     //备号,但是有一个换算关系)存放evdev结构体
  9.     for (minor = 0; minor < EVDEV_MINORS; minor++)
  10.         if (!evdev_table[minor])
  11.             break;
  12.     //32个位置全都被占用了,连接失败
  13.     if (minor == EVDEV_MINORS) {
  14.         pr_err("no more free evdev devices\n");
  15.         return -ENFILE;
  16.     }
  17.     //分配一个evdev结构体,这个结构体是evdev事件处理器特有的
  18.     evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);
  19.     if (!evdev)
  20.         return -ENOMEM;
  21.     //初始化结构体的一些成员
  22.     INIT_LIST_HEAD(&evdev->client_list);
  23.     spin_lock_init(&evdev->client_lock);
  24.     mutex_init(&evdev->mutex);
  25.     init_waitqueue_head(&evdev->wait);
  26.     //设置evdev中device的名字,将出现在/class/input中
  27.     dev_set_name(&evdev->dev, "event%d", minor);
  28.     evdev->exist = true;
  29.     evdev->minor = minor;
  30.     //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
  31.     evdev->handle.dev = input_get_device(dev);
  32.     evdev->handle.name = dev_name(&evdev->dev);
  33.     evdev->handle.handler = handler;
  34.     evdev->handle.private = evdev;
  35.     //minor不是真正的次设备号,还要加上EVDEV_MINOR_BASE
  36.     evdev->dev.devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor);
  37.     evdev->dev.class = &input_class;
  38.     //配对生成的device,父设备是与他相关连的input_dev
  39.     evdev->dev.parent = &dev->dev;
  40.     evdev->dev.release = evdev_free;
  41.     device_initialize(&evdev->dev);
  42.     //注册handle结构体
  43.     error = input_register_handle(&evdev->handle);
  44.     if (error)
  45.         goto err_free_evdev;
  46.     //把evdev结构保存到evdev_table中,这个数组以minor为索引
  47.     error = evdev_install_chrdev(evdev);
  48.     if (error)
  49.         goto err_unregister_handle;
  50.     //注册到linux设备模型中
  51.     error = device_add(&evdev->dev);
  52.     if (error)
  53.         goto err_cleanup_evdev;

  54.     return 0;

  55.  err_cleanup_evdev:
  56.     evdev_cleanup(evdev);
  57.  err_unregister_handle:
  58.     input_unregister_handle(&evdev->handle);
  59.  err_free_evdev:
  60.     put_device(&evdev->dev);
  61.     return error;
  62. }
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

2、input_register_handle()函数注册一个input_handle

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  1. int input_register_handle(struct input_handle *handle)
  2. {
  3.     struct input_handler *handler = handle->handler;
  4.     struct input_dev *dev = handle->dev;
  5.     int error;

  6.     /*
  7.      * We take dev->mutex here to prevent race with
  8.      * input_release_device().
  9.      */
  10.     error = mutex_lock_interruptible(&dev->mutex);
  11.     if (error)
  12.         return error;

  13.     /*
  14.      * Filters go to the head of the list, normal handlers
  15.      * to the tail.
  16.      */
  17.     if (handler->filter)
  18.         //将handle的d_node,链接到其相关的input_dev的h_list链表中
  19.         list_add_rcu(&handle->d_node, &dev->h_list);
  20.     else
  21.         list_add_tail_rcu(&handle->d_node, &dev->h_list);

  22.     mutex_unlock(&dev->mutex);

  23.     /*
  24.      * Since we are supposed to be called from ->connect()
  25.      * which is mutually exclusive with ->disconnect()
  26.      * we can't be racing with input_unregister_handle()
  27.      * and so separate lock is not needed here.
  28.      */
  29.      //将handle的d_node,链接到其相关的input_handler的h_list链表中
  30.     list_add_tail_rcu(&handle->h_node, &handler->h_list);

  31.     if (handler->start)
  32.         handler->start(handle);

  33.     return 0;
  34. }
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()函数注册一个input_handler

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  1. int input_register_handler(struct input_handler *handler)
  2. {
  3.     struct input_dev *dev;
  4.     int retval;

  5.     retval = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);
  6.     if (retval)
  7.         return retval;

  8.     INIT_LIST_HEAD(&handler->h_list);

  9.     if (handler->fops != NULL) {
  10.         if (input_table[handler->minor >> 5]) {
  11.             retval = -EBUSY;
  12.             goto out;
  13.         }
  14.         input_table[handler->minor >> 5] = handler;
  15.     }
  16.     //连接到input_handler_list链表中
  17.     list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);
  18.     //配对,遍历input_dev,和注册input_dev过程一样的
  19.     list_for_each_entry(dev, &input_dev_list, node)
  20.         input_attach_handler(dev, handler);

  21.     input_wakeup_procfs_readers();

  22.  out:
  23.     mutex_unlock(&input_mutex);
  24.     return retval;
  25. }
这个函数其实和input_register_device类似,都是要注册、配对

四、input输入子系统核心层
1、input输入子系统初始化定义在driver/input/input.c中,如下

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  1. static int __init input_init(void)
  2. {
  3.     int err;
  4.     //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
  5.     err = class_register(&input_class);
  6.     if (err) {
  7.         pr_err("unable to register input_dev class\n");
  8.         return err;
  9.     }
  10.     ///proc下创建入口项
  11.     err = input_proc_init();
  12.     if (err)
  13.         goto fail1;
  14.     //注册字符设备,设备号INPUT_MAJOR为13,设备名为input
  15.     err = register_chrdev(INPUT_MAJOR, "input", &input_fops);
  16.     if (err) {
  17.         pr_err("unable to register char major %d", INPUT_MAJOR);
  18.         goto fail2;
  19.     }

  20.     return 0;

  21.  fail2:    input_proc_exit();
  22.  fail1:    class_unregister(&input_class);
  23.     return err;
  24. }
  25. //子系统初始化时调用
  26. subsys_initcall(input_init);
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

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
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。
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

五、事件处理层
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。

1、evdev_init()事件处理层初始化

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  1. static int __init evdev_init(void)
  2. {
  3.     return input_register_handler(&evdev_handler);
  4. }
调用一个注册handler函数,将evdev_handler注册到系统中

2、主要的数据结构
1)evdev设备结构

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  1. struct evdev {
  2.     int open;//打开标志
  3.     int minor;//次设备号
  4.     struct input_handle handle;//关联的input_handle
  5.     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
  6.     struct evdev_client __rcu *grab;//强制绑定的evdev_client结构
  7.     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
  8.     spinlock_t client_lock; /* protects client_list */
  9.     struct mutex mutex;
  10.     struct device dev;//device结构,说明这是一个设备结构
  11.     bool exist;
  12. };
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

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  1. struct evdev_client {
  2.     unsigned int head;//针对buffer数组的索引
  3.     unsigned 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
  4.     unsigned int packet_head; /* [future] position of the first element of next packet */
  5.     spinlock_t buffer_lock; /* protects access to buffer, head and tail */
  6.     struct fasync_struct *fasync;//异步通知函数
  7.     struct evdev *evdev;//evdev设备
  8.     struct list_head node;//evdev_client链表项
  9.     unsigned int bufsize;
  10.     struct input_event buffer[];//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)
  11. };
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、主要的函数
1)evdev设备打开函数

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  1. static int evdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
  2. {
  3.     struct evdev *evdev;
  4.     struct evdev_client *client;
  5.     int i = iminor(inode) - EVDEV_MINOR_BASE;
  6.     unsigned int bufsize;
  7.     int error;

  8.     if (i >= EVDEV_MINORS)
  9.         return -ENODEV;

  10.     error = mutex_lock_interruptible(&evdev_table_mutex);
  11.     if (error)
  12.         return error;
  13.     //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
  14.     evdev = evdev_table[i];
  15.     if (evdev)
  16.         get_device(&evdev->dev);//增加device引用计数
  17.     mutex_unlock(&evdev_table_mutex);

  18.     if (!evdev)
  19.         return -ENODEV;

  20.     bufsize = evdev_compute_buffer_size(evdev->handle.dev);
  21. //分配用户端结构
  22.     client = kzalloc(sizeof(struct evdev_client) +
  23.                 bufsize * sizeof(struct input_event),
  24.              GFP_KERNEL);
  25.     if (!client) {
  26.         error = -ENOMEM;
  27.         goto err_put_evdev;
  28.     }

  29.     client->bufsize = bufsize;
  30.     spin_lock_init(&client->buffer_lock);
  31.     client->evdev = evdev;//使用户端与evdev设备结构联系起来
  32.     evdev_attach_client(evdev, client);//把client连接到evdev的client链表中
  33.     //打开设备
  34.     error = evdev_open_device(evdev);
  35.     if (error)
  36.         goto err_free_client;

  37.     file->private_data = client;
  38.     nonseekable_open(inode, file);

  39.     return 0;

  40.  err_free_client:
  41.     evdev_detach_client(evdev, client);
  42.     kfree(client);
  43.  err_put_evdev:
  44.     put_device(&evdev->dev);
  45.     return error;
  46. }
2)evdev_open_device()函数

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  1. static int evdev_open_device(struct evdev *evdev)
  2. {
  3.     int retval;

  4.     retval = mutex_lock_interruptible(&evdev->mutex);
  5.     if (retval)
  6.         return retval;
  7.     //判断设备结构是否存在,在evdev_connect中初始话此成员为1
  8.     if (!evdev->exist)
  9.         retval = -ENODEV;
  10.     else if (!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
  11.         retval = input_open_device(&evdev->handle);
  12.         if (retval)
  13.             evdev->open--;
  14.     }

  15.     mutex_unlock(&evdev->mutex);
  16.     return retval;
  17. }
3)input_open_device()函数

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  1. int input_open_device(struct input_handle *handle)
  2. {
  3.     struct input_dev *dev = handle->dev;
  4.     int retval;

  5.     retval = mutex_lock_interruptible(&dev->mutex);
  6.     if (retval)
  7.         return retval;

  8.     if (dev->going_away) {
  9.         retval = -ENODEV;
  10.         goto out;
  11.     }
  12.     //将handle的打开计数加1,注意和evdev的open的区别
  13.     handle->open++;
  14.     //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
  15.     if (!dev->users++ && dev->open)
  16.         retval = dev->open(dev);

  17.     if (retval) {//retval=1说明没有打开成功
  18.         dev->users--;
  19.         if (!--handle->open) {//说明有其他的进程已经打开了这个handle
  20.             /*
  21.              * Make sure we are not delivering any more events
  22.              * through this handle
  23.              */
  24.             synchronize_rcu();
  25.         }
  26.     }

  27.  out:
  28.     mutex_unlock(&dev->mutex);
  29.     return retval;
  30. }
4)evdev_read()函数

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  1. static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer,
  2.              size_t count, loff_t *ppos)
  3. {
  4.     //这个客户端结构在打开的时候分配并保存在file->private_data中
  5.     struct evdev_client *client = file->private_data;
  6.     struct evdev *evdev = client->evdev;
  7.     struct input_event event;
  8.     int retval;
  9.     //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
  10.     if (count < input_event_size())
  11.         return -EINVAL;
  12.     //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
  13.     if (client->packet_head == client->tail && evdev->exist &&
  14.      (file->f_flags & O_NONBLOCK))
  15.         return -EAGAIN;
  16.     //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
  17.     retval = wait_event_interruptible(evdev->wait,
  18.         client->packet_head != client->tail || !evdev->exist);

  19.     if (retval)
  20.         //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
  21.         return retval;

  22.     if (!evdev->exist)
  23.         return -ENODEV;

  24.     while (retval + input_event_size() <= count &&
  25.      evdev_fetch_next_event(client, &event)) {
  26. //evdev_fetch_next_event这个函数遍历client里面的input_eventbuffer数组
  27.         if (input_event_to_user(buffer + retval, &event))//将事件复制到用户空间
  28.             return -EFAULT;

  29.         retval += input_event_size();
  30.     }

  31.     return retval;
  32. }
六、事件传递过程
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,在这个中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

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  1. void input_event(struct input_dev *dev,
  2.          unsigned int type, unsigned int code, int value)
  3. {
  4.     unsigned long flags;
  5. //判断是否支持此种事件类型和事件类型中的编码类型
  6.     if (is_event_supported(type, dev->evbit, EV_MAX)) {

  7.         spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
  8.         //对系统随机熵池有贡献,因为这个也是一个随机过程
  9.         add_input_randomness(type, code, value);
  10.         //事件处理函数
  11.         input_handle_event(dev, type, code, value);
  12.         spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
  13.     }
  14. }
2)input_handle_event()函数

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  1. static void input_handle_event(struct input_dev *dev,
  2.              unsigned int type, unsigned int code, int value)
  3. {
  4.     int disposition = INPUT_IGNORE_EVENT;

  5.     switch (type) {

  6.     case EV_SYN:
  7.         switch (code) {
  8.         case SYN_CONFIG:
  9.             disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
  10.             break;

  11.         case SYN_REPORT:
  12.             if (!dev->sync) {
  13.                 dev->sync = true;
  14.                 disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
  15.             }
  16.             break;
  17.         case SYN_MT_REPORT:
  18.             dev->sync = false;
  19.             disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
  20.             break;
  21.         }
  22.         break;

  23.     case EV_KEY:
  24.         if (is_event_supported(code, dev->keybit, KEY_MAX) &&
  25.          !!test_bit(code, dev->key) != value) {

  26.             if (value != 2) {
  27.                 __change_bit(code, dev->key);
  28.                 if (value)
  29.                     input_start_autorepeat(dev, code);
  30.                 else
  31.                     input_stop_autorepeat(dev);
  32.             }

  33.             disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
  34.         }
  35.         break;

  36.     case EV_SW:
  37.         if (is_event_supported(code, dev->swbit, SW_MAX) &&
  38.          !!test_bit(code, dev->sw) != value) {

  39.             __change_bit(code, dev->sw);
  40.             disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
  41.         }
  42.         break;

  43.     case EV_ABS:
  44.         if (is_event_supported(code, dev->absbit, ABS_MAX))
  45.             disposition = input_handle_abs_event(dev, code, &value);

  46.         break;

  47.     case EV_REL:
  48.         if (is_event_supported(code, dev->relbit, REL_MAX) && value)
  49.             disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;

  50.         break;

  51.     case EV_MSC:
  52.         if (is_event_supported(code, dev->mscbit, MSC_MAX))
  53.             disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;

  54.         break;

  55.     case EV_LED:
  56.         if (is_event_supported(code, dev->ledbit, LED_MAX) &&
  57.          !!test_bit(code, dev->led) != value) {

  58.             __change_bit(code, dev->led);
  59.             disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
  60.         }
  61.         break;

  62.     case EV_SND:
  63.         if (is_event_supported(code, dev->sndbit, SND_MAX)) {

  64.             if (!!test_bit(code, dev->snd) != !!value)
  65.                 __change_bit(code, dev->snd);
  66.             disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
  67.         }
  68.         break;

  69.     case EV_REP:
  70.         if (code <= REP_MAX && value >= 0 && dev->rep[code] != value) {
  71.             dev->rep[code] = value;
  72.             disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
  73.         }
  74.         break;

  75.     case EV_FF:
  76.         if (value >= 0)
  77.             disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
  78.         break;

  79.     case EV_PWR:
  80.         disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
  81.         break;
  82.     }

  83.     if (disposition != INPUT_IGNORE_EVENT && type != EV_SYN)
  84.         dev->sync = false;

  85.     if ((disposition & INPUT_PASS_TO_DEVICE) && dev->event)
  86.         dev->event(dev, type, code, value);

  87.     if (disposition & INPUT_PASS_TO_HANDLERS)
  88.         input_pass_event(dev, type, code, value);
  89. }
这个函数主要是根据事件类型的不同,做相应的处理。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。

3)input_pass_event()函数

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  1. static void input_pass_event(struct input_dev *dev,
  2.              unsigned int type, unsigned int code, int value)
  3. {
  4.     struct input_handler *handler;
  5.     struct input_handle *handle;

  6.     rcu_read_lock();
  7. //如果是绑定的handle,则调用绑定的handler->event函数
  8.     handle = rcu_dereference(dev->grab);
  9.     if (handle)
  10.         handle->handler->event(handle, type, code, value);
  11.     else {
  12.         bool filtered = false;
  13. //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
  14.         list_for_each_entry_rcu(handle, &dev->h_list, d_node) {
  15.             if (!handle->open)
  16.                 continue;

  17.             handler = handle->handler;
  18.             if (!handler->filter) {
  19.                 if (filtered)
  20.                     break;
  21. //调用相关的事件处理器的event函数,进行事件的处理
  22.                 handler->event(handle, type, code, value);

  23.             } else if (handler->filter(handle, type, code, value))
  24.                 filtered = true;
  25.         }
  26.     }

  27.     rcu_read_unlock();
  28. }
4)evdev_event()函数

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  1. static void evdev_event(struct input_handle *handle,
  2.             unsigned int type, unsigned int code, int value)
  3. {
  4.     struct evdev *evdev = handle->private;
  5.     struct evdev_client *client;
  6.     struct input_event event;
  7. //将传过来的事件,赋值给input_event结构
  8.     do_gettimeofday(&event.time);
  9.     event.type = type;
  10.     event.code = code;
  11.     event.value = value;

  12.     rcu_read_lock();
  13.     //如果evdev绑定了client那么,处理这个客户端
  14.     client = rcu_dereference(evdev->grab);
  15.     if (client)
  16.         evdev_pass_event(client, &event);
  17.     else
  18.         //遍历client链表,调用evdev_pass_event函数
  19.         list_for_each_entry_rcu(client, &evdev->client_list, node)
  20.             evdev_pass_event(client, &event);

  21.     rcu_read_unlock();
  22.     if (type == EV_SYN && code == SYN_REPORT)
  23.     {//唤醒等待的进程
  24.         wake_up_interruptible(&evdev->wait);    
  25.     }
  26. }
5)evdev_pass_event()函数

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  1. static void evdev_pass_event(struct evdev_client *client,
  2.              struct input_event *event)
  3. {
  4.     /* Interrupts are disabled, just acquire the lock. */
  5.     spin_lock(&client->buffer_lock);
  6. //将事件赋值给客户端的input_event数组
  7.     client->buffer[client->head++] = *event;
  8.     client->head &= client->bufsize - 1;

  9.     if (unlikely(client->head == client->tail)) {
  10.         /*
  11.          * This effectively "drops" all unconsumed events, leaving
  12.          * EV_SYN/SYN_DROPPED plus the newest event in the queue.
  13.          */
  14.         client->tail = (client->head - 2) & (client->bufsize - 1);

  15.         client->buffer[client->tail].time = event->time;
  16.         client->buffer[client->tail].type = EV_SYN;
  17.         client->buffer[client->tail].code = SYN_DROPPED;
  18.         client->buffer[client->tail].value = 0;

  19.         client->packet_head = client->tail;
  20.     }

  21.     if (event->type == EV_SYN && event->code == SYN_REPORT) {
  22.         client->packet_head = client->head;
  23.         kill_fasync(&client->fasync, SIGIO, POLL_IN);
  24.     }

  25.     spin_unlock(&client->buffer_lock);
  26. }
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。






















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