Linux输入子系统和tty关系影述

多转自 

1、Linux输入子系统(Input Subsystem)：

   在Linux中，输入子系统是由输入子系统设备驱动层、输入子系统核心层(Input Core)和输入子系统事件处理层(Event Handler)组成。其中设备驱动层提供对硬件各寄存器的读写访问和将底层硬件对用户输入访问的响应转换为标准的输入事件，再通过核心层提交给事件处理层；而核心层对下提供了设备驱动层的编程接口，对上又提供了事件处理层的编程接口；而事件处理层就为我们用户空间的应用程序提供了统一访问设备的接口和驱动层提交来的事件处理。所以这使得我们输入设备的驱动部分不在用关心对设备文件的操作，而是要关心对各硬件寄存器的操作和提交的输入事件。下面用图形来描述一下这三者的关系吧！

另外，又找了另一幅图来说明Linux输入子系统的结构，可能更加形象容易理解。如下：

2、输入子系统设备驱动层实现原理：

   在Linux中，Input设备用input_dev结构体描述，定义在input.h中。设备的驱动只需按照如下步骤就可实现了。
①、在驱动模块加载函数中设置Input设备支持input子系统的哪些事件；
②、将Input设备注册到input子系统中；
③、在Input设备发生输入操作时(如：键盘被按下/抬起、触摸屏被触摸/抬起/移动、鼠标被移动/单击/抬起时等)，提交所发生的事件及对应的键值/坐标等状态。

Linux中输入设备的事件类型有(这里只列出了常用的一些，更多请看linux/input.h中)：

EV_SYN     0x00     同步事件
EV_KEY     0x01     按键事件
EV_REL     0x02     相对坐标(如：鼠标移动，报告的是相对最后一次位置的偏移)
EV_ABS     0x03     绝对坐标(如：触摸屏和操作杆，报告的是绝对的坐标位置)
EV_MSC     0x04     其它
EV_LED     0x11     LED
EV_SND     0x12     声音
EV_REP     0x14     Repeat
EV_FF      0x15     力反馈

用于提交较常用的事件类型给输入子系统的函数有：

void input_report_key(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value); //提交按键事件的函数
void input_report_rel(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value); //提交相对坐标事件的函数
void input_report_abs(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value); //提交绝对坐标事件的函数

注意，在提交输入设备的事件后必须用下列方法使事件同步，让它告知input系统，设备驱动已经发出了一个完整的报告：

void input_sync(struct input_dev *dev)

3. 关系

从上面第二张图，可以看出tty层与input system之间的关系，这也牵涉到两者角色界定的问题；

① 输入子系统自然只负责输入，而tty层则要负责与用户的交互，包含输入和输出；

② 输入子系统直接和硬件接触，处在底层；tty层在tty_io.c::tty_init()->vty_init()->kbd_init()中注册键盘事件监听，处在输入子系统的上层；

③ 输入子系统是相对独立的，除了可以服务于tty/console之外，也可以通过设备文件服务于X Window等窗口管理器和用户程序；

4.tty layer

refer to: ，Linux中tty、pty和pts概念及区别

/dev/tty, /dev/console等在tty_io.c::tty_init()注册，而/dev/tty[0-63]则在vty_init()中注册：

    console_driver = alloc_tty_driver(MAX_NR_CONSOLES);
    ***
    if (tty_register_driver(console_driver))

其中MAX_NR_CONSOLES = 64，即console_driver.num = 64;

而tty_register_driver()中有:

    if (!(driver->flags & TTY_DRIVER_DYNAMIC_DEV)) {
        for (i = 0; i < driver->num; i++)
            tty_register_device(driver, i, NULL);
    }

5.内核中的代码

内核中输入子系统核心的代码在drivers/input，输入设备如keyboard, mouse, touchscreen等的驱动亦居于其下；但keyboard event handler的代码在drivers/char/keyboard.c，这可能是因为keyboard event是在vt的初始化中注册的；input system核心代码文件参下图；

tty说到底是“电传打字机”，字符设备，所以其驱动放在drivers/char目录下；

另外附上刘洪涛老师linux内核input子系统解析中的图片：