Linux 设备模型之 input 子系统详解
一:前言
在键盘驱动代码分析的笔记中,接触到了 input 子系统.键盘驱动,键盘驱动将检测到的所有按键都上报给了 input 子系
统。Input 子系统是所有 I/O 设备驱动的中间层,为上层提供了一个统一的界面。例如,在终端系统中,我们不需要去
管有多少个键盘,多少个鼠标。它只要从 input 子系统中去取对应的事件(按键,鼠标移位等)就可以了。今天就对 input
子系统做一个详尽的分析.
下面的代码是基于 linux kernel 2.6.25.分析的代码主要位于 kernel2.6.25/drivers/input 下面.
二:使用 input 子系统的例子
在内核自带的文档 Documentation/input/input-programming.txt 中。
有一个使用 input 子系统的例子,
并附带相应的说明。
以此为例分析如下:
#include
#include
#include
#include
#include
static void button_interrupt(int irq, void *dummy, struct pt_regs *fp)
{
input_report_key(&button_dev, BTN_1, inb(BUTTON_PORT) & 1);
input_sync(&button_dev);
}
static int __init button_init(void)
{
if (request_irq(BUTTON_IRQ, button_interrupt, 0, "button", NULL)) {
printk(KERN_ERR "button.c: Can''t allocate irq %d\n", button_irq);
return -EBUSY;
}
button_dev.evbit[0] = BIT(EV_KEY);
button_dev.keybit[LONG(BTN_0)] = BIT(BTN_0);
input_register_device(&button_dev);
}
static void __exit button_exit(void)
{
input_unregister_device(&button_dev);
free_irq(BUTTON_IRQ, button_interrupt);
}
module_init(button_init);
module_exit(button_exit);
这个示例 module 代码还是比较简单,在初始化函数里注册了一个中断处理例程。然后注册了一个 input device.在中断
处理程序里,将接收到的按键上报给 input 子系统。
主要是在注册中断处理的时序上。
在修改过后的代码里, input
为
文档的作者在之后的分析里又对这个 module 作了优化。
device 定义了 open 函数,在 open 的时候再去注册中断处理例程。具体的信息请自行参考这篇文档。在资料缺乏的情况
下,kernel 自带的文档就是剖析 kernel 相关知识的最好资料.
文档的作者还分析了几个 api 函数。列举如下:
1):set_bit(EV_KEY, button_dev.evbit);
set_bit(BTN_0, button_dev.keybit);
分别用来设置设备所产生的事件以及上报的按键值。Struct iput_dev 中有两个成员,一个是 evbit.一个是 keybit.分别用
表示设备所支持的动作和按键类型。
2): input_register_device(&button_dev);
用来注册一个 input device.
3): input_report_key()
用于给上层上报一个按键动作
4): input_sync()
用来告诉上层,本次的事件已经完成了.
5): NBITS(x) - returns the length of a bitfield array in longs for x bits
LONG(x) - returns the index in the array in longs for bit x
BIT(x)
- returns the index in a long for bit x
这几个宏在 input 子系统中经常用到。上面的英文解释已经很清楚了。
三:input 设备注册分析.
Input 设备注册的接口为:input_register_device()。代码如下:
int input_register_device(struct input_dev *dev)
{
static atomic_t input_no = ATOMIC_INIT(0);
struct input_handler *handler;
const char *path;
int error;
__set_bit(EV_SYN, dev->evbit);
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;
}
在前面的分析中曾分析过。Input_device 的 evbit 表示该设备所支持的事件。在这里将其 EV_SYN 置位,即所有设备都
支持这个事件.如果 dev->rep[REP_DELAY]和 dev->rep[REP_PERIOD]没有设值,则将其赋默认值。这主要是处理重复
按键的.
if (!dev->getkeycode)
dev->getkeycode = input_default_getkeycode;
if (!dev->setkeycode)
dev->setkeycode = input_default_setkeycode;
snprintf(dev->dev.bus_id, sizeof(dev->dev.bus_id),
"input%ld", (unsigned long) atomic_inc_return(&input_no) - 1);
error = device_add(&dev->dev);
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);
error = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);
if (error) {
device_del(&dev->dev);
return error;
}
如果 input device 没有定义 getkeycode 和 setkeycode.则将其赋默认值。还记得在键盘驱动中的分析吗?这两个操作函数
就可以用来取键的扫描码和设置键的扫描码。然后调用 device_add()将 input_dev 中封装的 device 注册到 sysfs
list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list);
list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)
input_attach_handler(dev, handler);
input_wakeup_procfs_readers();
mutex_unlock(&input_mutex);
return 0;
}
这里就是重点了。将 input device 挂到 input_dev_list 链表上.然后,对每一个挂在 input_handler_list 的 handler 调用
input_attach_handler().在这里的情况有好比设备模型中的 device 和 driver 的匹配。所有的 input device 都挂在
input_dev_list 链上。所有的 handle 都挂在 input_handler_list 上。
看一下这个匹配的详细过程。匹配是在 input_attach_handler()中完成的。代码如下:
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;
id = input_match_device(handler->id_table, dev);
if (!id)
return -ENODEV;
error = handler->connect(handler, dev, id);
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);
return error;
}
如果 handle 的 blacklist 被赋值。
要先匹配 blacklist 中的数据跟 dev->id 的数据是否匹配。
匹配成功过后再来匹配 handle->id
和 dev->id 中的数据。如果匹配成功,则调用 handler->connect().
来看一下具体的数据匹配过程,这是在 input_match_device()中完成的。代码如下:
static const struct input_device_id *input_match_device(const struct input_device_id *id,
struct input_dev *dev)
{
int i;
for (; id->flags || id->driver_info; id++) {
if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_BUS)
if (id->bustype != dev->id.bustype)
continue;
if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_VENDOR)
if (id->vendor != dev->id.vendor)
continue;
if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_PRODUCT)
if (id->product != dev->id.product)
continue;
if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_VERSION)
if (id->version != dev->id.version)
continue;
MATCH_BIT(evbit, EV_MAX);
MATCH_BIT(,, KEY_MAX);
MATCH_BIT(relbit, REL_MAX);
MATCH_BIT(absbit, ABS_MAX);
MATCH_BIT(mscbit, MSC_MAX);
MATCH_BIT(ledbit, LED_MAX);
MATCH_BIT(sndbit, SND_MAX);
MATCH_BIT(ffbit, FF_MAX);
MATCH_BIT(swbit, SW_MAX);
return id;
}
return NULL;
}
MATCH_BIT 宏的定义如下:
#define MATCH_BIT(bit, max)
for (i = 0; i < BITS_TO_LONGS(max); i++)
if ((id->bit[i] & dev->bit[i]) != id->bit[i])
break;
if (i != BITS_TO_LONGS(max))
continue;
由此看到。 id->flags 中定义了要匹配的项。
在
定义 INPUT_DEVICE_ID_MATCH_BUS。
则是要比较 input device 和 input
handler 的 总 线 类 型 。 INPUT_DEVICE_ID_MATCH_VENDOR , INPUT_DEVICE_ID_MATCH_PRODUCT ,
INPUT_DEVICE_ID_MATCH_VERSION 分别要求设备厂商。设备号和设备版本.
如果 id->flags 定义的类型匹配成功。或者是 id->flags 没有定义,就会进入到 MATCH_BIT 的匹配项了.从 MATCH_BIT
宏的定义可以看出。只有当 iput device 和 input handler 的 id 成员在 evbit, keybit,... swbit 项相同才会匹配成功。而且匹
配的顺序是从 evbit, keybit 到 swbit.只要有一项不同,就会循环到 id 中的下一项进行比较.
简而言之,注册 input device 的过程就是为 input device 设置默认值,
并将其挂以 input_dev_list.与挂载在 input_handler_list
中的 handler 相匹配。如果匹配成功,就会调用 handler 的 connect 函数.
四:handler 注册分析
Handler 注册的接口如下所示:
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;
}
list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);
list_for_each_entry(dev, &input_dev_list, node)
input_attach_handler(dev, handler);
input_wakeup_procfs_readers();
out:
mutex_unlock(&input_mutex);
return retval;
}
handler->minor 表示对应 input 设备节点的次设备号.以 handler->minor 右移五位做为索引值插入到 input_table[ ]中..之后
再来分析 input_talbe[ ]的作用.
然后将 handler 挂到 input_handler_list 中.然后将其与挂在 input_dev_list 中的 input device 匹配.这个过程和 input device
的注册有相似的地方.都是注册到各自的链表,.然后与另外一条链表的对象相匹配.
五:handle 的注册
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);
mutex_unlock(&dev->mutex);
synchronize_rcu();
list_add_tail(&handle->h_node, &handler->h_list);
if (handler->start)
handler->start(handle);
return 0;
}
在这个函数里所做的处理其实很简单.将 handle 挂到所对应 input device 的 h_list 链表上.还将 handle 挂到对应的 handler
的 hlist 链表上.如果 handler 定义了 start 函数,将调用之.
到 这 里 , 我 们 已 经 看 到 了 input device, handler 和 handle 是 怎 么 关 联 起 来 的 了 . 以 图 的 方 式 总 结 如 下 :
六:event 事件的处理
我们在开篇的时候曾以 linux kernel 文档中自带的代码作分析.提出了几个事件上报的 API.这些 API 其实都是
input_event()的封装.代码如下:
void input_event(struct input_dev *dev,
unsigned int type, unsigned int code, int value)
{
unsigned long flags;
//判断设备是否支持这类事件
if (is_event_supported(type, dev->evbit, EV_MAX)) {
spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
//利用键盘输入来调整随机数产生器
add_input_randomness(type, code, value);
input_handle_event(dev, type, code, value);
spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
}
}
首先,先判断设备产生的这个事件是否合法.如果合法,流程转入到 input_handle_event()中.
代码如下:
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_SYN:
switch (code) {
case SYN_CONFIG:
disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
break;
case SYN_REPORT:
if (!dev->sync) {
dev->sync = 1;
disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
}
break;
}
break;
case EV_KEY:
//判断按键值是否被支持
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);
}
disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
}
break;
case EV_SW:
if (is_event_supported(code, dev->swbit, SW_MAX) &&
!!test_bit(code, dev->sw) != value) {
__change_bit(code, dev->sw);
disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
}
break;
case EV_ABS:
if (is_event_supported(code, dev->absbit, ABS_MAX)) {
value = input_defuzz_abs_event(value,
dev->abs[code], dev->absfuzz[code]);
if (dev->abs[code] != value) {
dev->abs[code] = value;
disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
}
}
break;
case EV_REL:
if (is_event_supported(code, dev->relbit, REL_MAX) && value)
disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
break;
case EV_MSC:
if (is_event_supported(code, dev->mscbit, MSC_MAX))
disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
break;
case EV_LED:
if (is_event_supported(code, dev->ledbit, LED_MAX) &&
!!test_bit(code, dev->led) != value) {
__change_bit(code, dev->led);
disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
}
break;
case EV_SND:
if (is_event_supported(code, dev->sndbit, SND_MAX)) {
if (!!test_bit(code, dev->snd) != !!value)
__change_bit(code, dev->snd);
disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
}
break;
case EV_REP:
if (code <= REP_MAX && value >= 0 && dev->rep[code] != value) {
dev->rep[code] = value;
disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
}
break;
case EV_FF:
if (value >= 0)
disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
break;
case EV_PWR:
disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
break;
}
if (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);
}
在这里,我们忽略掉具体事件的处理.到最后,如果该事件需要 input device 来完成的,就会将 disposition 设置成
INPUT_PASS_TO_DEVICE.如果需要 handler 来完成的,就将 dispostion 设为 INPUT_PASS_TO_DEVICE.如果需要两者都
参与,将 disposition 设置为 INPUT_PASS_TO_ALL.
需要输入设备参与的,回调设备的 event 函数.如果需要 handler 参与的.调用 input_pass_event().代码如下:
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);
if (handle)
handle->handler->event(handle, type, code, value);
else
list_for_each_entry_rcu(handle, &dev->h_list, d_node)
if (handle->open)
handle->handler->event(handle,type, code, value);
rcu_read_unlock();
}
如果 input device 被强制指定了 handler,则调用该 handler 的 event 函数.
结合 handle 注册的分析.我们知道.会将 handle 挂到 input device 的 h_list 链表上.
如果没有为 input device 强制指定 handler.就会遍历 input device->h_list 上的 handle 成员.如果该 handle 被打开,则调用与
输入设备对应的 handler 的 event()函数.注意,只有在 handle 被打开的情况下才会接收到事件.
另外,输入设备的 handler 强制设置一般是用带 EVIOCGRAB 标志的 ioctl 来完成的.如下是发图的方示总结 evnet 的处理
过程:
我们已经分析了 input device,handler 和 handle 的注册过程以及事件的上报和处理.下面以 evdev 为实例做分析.来贯穿理
解一下整个过程.
七:evdev 概述
Evdev 对应的设备节点一般位于/dev/input/event0 ~ /dev/input/event4.理论上可以对应 32 个设备节点.分别代表被 handler
匹配的 32 个 input device.
可以用 cat /dev/input/event0.然后移动鼠标或者键盘按键就会有数据输出(两者之间只能选一.因为一个设备文件只能关
能一个输入设备).还可以往这个文件里写数据,使其产生特定的事件.这个过程我们之后再详细分析.
为了分析这一过程,必须从 input 子系统的初始化说起.
八:input 子系统的初始化
Input 子系统的初始化函数为 input_init().代码如下:
static int __init input_init(void)
{
int err;
err = class_register(&input_class);
if (err) {
printk(KERN_ERR "input: unable to register input_dev class\n");
return err;
}
err = input_proc_init();
if (err)
goto fail1;
err = register_chrdev(INPUT_MAJOR, "input", &input_fops);
if (err) {
printk(KERN_ERR "input: unable to register char major %d", INPUT_MAJOR);
goto fail2;
}
return 0;
fail2:
fail1:
input_proc_exit();
class_unregister(&input_class);
return err;
}
在这个初始化函数里,先注册了一个名为”input”的类.所有 input device 都属于这个类.在 sysfs 中表现就是.所有 input
device 所代表的目录都位于/dev/class/input 下面.
然后调用 input_proc_init()在/proc 下面建立相关的交互文件.
再后调用 register_chrdev()注册了主设备号为 INPUT_MAJOR(13).次设备号为 0~255 的字符设备.它的操作指针为
input_fops.
在 这 里 , 我 们 看 到 . 所 有 主 设 备 号 13 的 字 符 设 备 的 操 作 最 终 都 会 转 入 到 input_fops 中 . 在 前 面 分 析 的
/dev/input/event0~/dev/input/event4 的主设备号为 13.操作也不例外的落在了 input_fops 中.
Input_fops 定义如下:
static const struct file_operations input_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = input_open_file,
};
打开文件所对应的操作函数为 input_open_file.代码如下示:
static int input_open_file(struct inode *inode, struct file *file)
{
struct input_handler *handler = input_table[iminor(inode) >> 5];
const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;
int err;
if (!handler || !(new_fops = fops_get(handler->fops)))
return -ENODEV;
iminor(inode)为打开文件所对应的次设备号.input_table 是一个 struct input_handler 全局数组.在这里.它先设备结点的次设
备号右移 5 位做为索引值到 input_table 中取对应项.从这里我们也可以看到.一个 handle 代表 1<<5 个设备节点(因为在
input_table 中取值是以次备号右移 5 位为索引的.即低 5 位相同的次备号对应的是同一个索引).在这里,终于看到了
input_talbe 大显身手的地方了.input_talbe[ ]中取值和 input_talbe[ ]的赋值,这两个过程是相对应的.
在 input_table 中找到对应的 handler 之后,就会检验这个 handle 是否存,是否带有 fops 文件操作集.如果没有.则返回一个
设备不存在的错误.
if (!new_fops->open) {
fops_put(new_fops);
return -ENODEV;
}
old_fops = file->f_op;
file->f_op = new_fops;
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;
}
然后将 handler 中的 fops 替换掉当前的 fops.如果新的 fops 中有 open()函数,则调用它.
九:evdev 的初始化
Evdev 的模块初始化函数为 evdev_init().代码如下:
static int __init evdev_init(void)
{
return input_register_handler(&evdev_handler);
}
它调用了 input_register_handler 注册了一个 handler.
注意到,在这里 evdev_handler 中定义的 minor 为 EVDEV_MINOR_BASE(64).也就是说 evdev_handler 所表示的设备文件
范围为(13,64)à(13,64+32).
从之前的分析我们知道.匹配成功的关键在于 handler 中的 blacklist 和 id_talbe. Evdev_handler 的 id_table 定义如下:
static const struct input_device_id evdev_ids[] = {
{ .driver_info = 1 },
{ },
};
它没有定义 flags.也没有定义匹配属性值.这个 handler 是匹配所有 input device 的.从前面的分析我们知道.匹配成功之后
会调用 handler->connect 函数.
在 Evdev_handler 中,该成员函数如下所示:
static int evdev_connect(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev,
const struct input_device_id *id)
{
struct evdev *evdev;
int minor;
int error;
for (minor = 0; minor < EVDEV_MINORS; minor++)
if (!evdev_table[minor])
break;
if (minor == EVDEV_MINORS) {
printk(KERN_ERR "evdev: no more free evdev devices\n");
return -ENFILE;
}
EVDEV_MINORS 定义为 32.表示 evdev_handler 所表示的 32 个设备文件.evdev_talbe 是一个 struct evdev 类型的数
组.struct evdev 是模块使用的封装结构.在接下来的代码中我们可以看到这个结构的使用.
这一段代码的在 evdev_talbe 找到为空的那一项.minor 就是数组中第一项为空的序号.
evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);
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);
snprintf(evdev->name, sizeof(evdev->name), "event%d", minor);
evdev->exist = 1;
evdev->minor = minor;
evdev->handle.dev = input_get_device(dev);
evdev->handle.name = evdev->name;
evdev->handle.handler = handler;
evdev->handle.private = evdev;
接下来,分配了一个 evdev 结构,并对这个结构进行初始化.在这里我们可以看到,这个结构封装了一个 handle 结构,这结构
与我们之前所讨论的 handler 是不相同的.注意有一个字母的差别哦.我们可以把 handle 看成是 handler 和 input device 的
信息集合体.在这个结构里集合了匹配成功的 handler 和 input device
strlcpy(evdev->dev.bus_id, evdev->name, sizeof(evdev->dev.bus_id));
evdev->dev.devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor);
evdev->dev.class = &input_class;
evdev->dev.parent = &dev->dev;
evdev->dev.release = evdev_free;
device_initialize(&evdev->dev);
在这段代码里主要完成 evdev 封装的 device 的初始化.注意在这里,使它所属的类指向 input_class.这样在/sysfs 中创建的
设备目录就会在/sys/class/input/下面显示.
error = input_register_handle(&evdev->handle);
if (error)
goto err_free_evdev;
error = evdev_install_chrdev(evdev);
if (error)
goto err_unregister_handle;
error = device_add(&evdev->dev);
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;
}
注册 handle,如果是成功的,那么调用 evdev_install_chrdev 将 evdev_table 的 minor 项指向 evdev. 然后将 evdev->device 注
册到 sysfs.如果失败,将进行相关的错误处理.
万事俱备了,但是要接收事件,还得要等”东风”.这个”东风”就是要打开相应的 handle.这个打开过程是在文件的 open()中
完成的.
十:evdev 设备结点的 open()操作
我们知道.对主设备号为 INPUT_MAJOR 的设备节点进行操作,会将操作集转换成 handler 的操作集.在 evdev 中,这个操作
集就是 evdev_fops.对应的 open 函数如下示:
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];
if (evdev)
get_device(&evdev->dev);
mutex_unlock(&evdev_table_mutex);
if (!evdev)
return -ENODEV;
client = kzalloc(sizeof(struct evdev_client), GFP_KERNEL);
if (!client) {
error = -ENOMEM;
goto err_put_evdev;
}
spin_lock_init(&client->buffer_lock);
client->evdev = evdev;
evdev_attach_client(evdev, client);
error = evdev_open_device(evdev);
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;
}
iminor(inode) - EVDEV_MINOR_BASE 就得到了在 evdev_table[ ]中的序号.然后将数组中对应的 evdev 取出.递增 devdev
中 device 的引用计数.
分配并初始化一个 client.并将它和 evdev 关联起来: client->evdev 指向它所表示的 evdev. 将 client 挂到 evdev->client_list
上. 将 client 赋为 file 的私有区.
对应 handle 的打开是在此 evdev_open_device()中完成的.代码如下:
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;
else if (!evdev->open++) {
retval = input_open_device(&evdev->handle);
if (retval)
evdev->open--;
}
mutex_unlock(&evdev->mutex);
return retval;
}
如果 evdev 是第一次打开,就会调用 input_open_device()打开 evdev 对应的 handle.跟踪一下这个函数:
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++;
if (!dev->users++ && dev->open)
retval = dev->open(dev);
if (retval) {
dev->users--;if (!--handle->open) {
synchronize_rcu();
}
}
out:
mutex_unlock(&dev->mutex);
return retval;
}
在这个函数中,我们看到.递增 handle 的打开计数.如果是第一次打开.则调用 input device 的 open()函数.
十一:evdev 的事件处理
经过上面的分析.每当 input device 上报一个事件时,会将其交给和它匹配的 handler 的 event 函数处理.在 evdev 中.这个
event 函数对应的代码为:
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;
rcu_read_lock();
client = rcu_dereference(evdev->grab);
if (client)
evdev_pass_event(client, &event);
else
list_for_each_entry_rcu(client, &evdev->client_list, node)
evdev_pass_event(client, &event);
rcu_read_unlock();
wake_up_interruptible(&evdev->wait);
}
首先构造一个 struct input_event 结构.并设备它的 type.code,value 为处理事件的相关属性.如果该设备被强制设置了 handle.
则调用如之对应的 client.
我们在 open 的时候分析到.会初始化 clinet 并将其链入到 evdev->client_list. 这样,就可以通过 evdev->client_list 找到这个
client 了.
对于找到的第一个 client 都会调用 evdev_pass_event( ).代码如下:
static void evdev_pass_event(struct evdev_client *client,
struct input_event *event)
{
spin_lock(&client->buffer_lock);
client->buffer[client->head++] = *event;
client->head &= EVDEV_BUFFER_SIZE - 1;
spin_unlock(&client->buffer_lock);
kill_fasync(&client->fasync, SIGIO, POLL_IN);
}
这里的操作很简单.就是将 event 保存到 client->buffer 中.而 client->head 就是当前的数据位置.注意这里是一个环形缓存
区.写数据是从 client->head 写.而读数据则是从 client->tail 中读.
十二:设备节点的 read 处理
对于 evdev 设备节点的 read 操作都会由 evdev_read()完成.它的代码如下:
static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer,
size_t count, loff_t *ppos)
{
struct evdev_client *client = file->private_data;
struct evdev *evdev = client->evdev;
struct input_event event;
int retval;
if (count < evdev_event_size())
return -EINVAL;
if (client->head == client->tail && evdev->exist &&
(file->f_flags & O_NONBLOCK))
return -EAGAIN;
retval = wait_event_interruptible(evdev->wait,
client->head != client->tail || !evdev->exist);
if (retval)
return retval;
if (!evdev->exist)
return -ENODEV;
while (retval + evdev_event_size() <= count &&
evdev_fetch_next_event(client, &event)) {
if (evdev_event_to_user(buffer + retval, &event))
return -EFAULT;
retval += evdev_event_size();
}
return retval;
}
首先,它判断缓存区大小是否足够.在读取数据的情况下,可能当前缓存区内没有数据可读.在这里先睡眠等待缓存区中有
数据.如果在睡眠的时候,.条件满足.是不会进行睡眠状态而直接返回的.
然后根据 read()提够的缓存区大小.将 client 中的数据写入到用户空间的缓存区中.
十三:设备节点的写操作
同样.对设备节点的写操作是由 evdev_write()完成的.代码如下:
static ssize_t evdev_write(struct file *file, const char __user *buffer,
size_t count, loff_t *ppos)
{
struct evdev_client *client = file->private_data;
struct evdev *evdev = client->evdev;
struct input_event event;
int retval;
retval = mutex_lock_interruptible(&evdev->mutex);
if (retval)
return retval;
if (!evdev->exist) {
retval = -ENODEV;
goto out;
}
while (retval < count) {
if (evdev_event_from_user(buffer + retval, &event)) {
retval = -EFAULT;
goto out;
}
bsp;
input_inject_event(&evdev->handle,
event.type, event.code, event.value);
retval += evdev_event_size();
}
out:
mutex_unlock(&evdev->mutex);
return retval;
}
首先取得操作设备文件所对应的 evdev.
实际上,这里写入设备文件的是一个 event 结构的数组.我们在之前分析过,这个结构里包含了事件的 type.code 和 event.
将写入设备的 event 数组取出.然后对每一项调用 event_inject_event().
这个函数的操作和 input_event()差不多.就是将第一个参数 handle 转换为输入设备结构.然后这个设备再产生一个事件.
代码如下:
void input_inject_event(struct input_handle *handle,
unsigned int type, unsigned int code, int value)
{
struct input_dev *dev = handle->dev;
struct input_handle *grab;
unsigned long flags;
if (is_event_supported(type, dev->evbit, EV_MAX)) {
spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
rcu_read_lock();
grab = rcu_dereference(dev->grab);
if (!grab || grab == handle)
input_handle_event(dev, type, code, value);
rcu_read_unlock();
spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
}
}
我们在这里也可以跟 input_event()对比一下,这里设备可以产生任意事件,而不需要和设备所支持的事件类型相匹配.
由此可见.对于写操作而言.就是让与设备文件相关的输入设备产生一个特定的事件.
将上述设备文件的操作过程以图的方式表示如下:
十四:小结
在这一节点,分析了整个 input 子系统的架构,各个环节的流程.最后还以 evdev 为例.将各个流程贯穿在一起.以加深对
input 子系统的理解.由此也可以看出.linux 设备驱动采用了分层的模式.从最下层的设备模型到设备,驱动,总线再到 input
子系统最后到 input device.这样的分层结构使得最上层的驱动不必关心下层是怎么实现的.而下层驱动又为多种型号同
样功能的驱动提供了一个统一的接口.
Linux设备模型之input子系统详解.pdf