Linux input子系统分析

Linux input子系统分析

概述与数据结构

[日期：2011-09-18]

来源：Linux社区  作者：YAOZHENGUO2006

Input子系统处理输入事务，任何输入设备的驱动程序都可以通过Input输入子系统提供的接口注册到内核，利用子系统提供的功能来与用户空间交互。输入设备一般包括键盘，鼠标，触摸屏等，在内核中都是以输入设备出现的。下面分析input输入子系统的结构，以及功能实现。

一. Input子系统结构与功能实现

  1. Input子系统是分层结构的，总共分为三层： 硬件驱动层，子系统核心层，事件处理层。 
    （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。

  2. 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              

  3. 硬件驱动层的主要工作                                                                                                                                                                                                   （1）在模块加载函数中告知input子系统它可以报告的事件，即

通过set_bit(EV_KEY,button_dev,evbit);告诉子系统它所支持的事件。

    （2）在模块加载函数中注册输入设备。

注册输入设备的函数为：    int input_register_device(struct input_dev *dev)               

    （3）在键被按下等，即有事件产生时，通过input_report_xxx()函数报告发生的事件以及对应的键值/坐标等。

 用于报告事件类型（EV_KEY, EV_ABS, EV_REL等）的事件函数为：

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)；

 void input_sync(struct input_dev *dev)；用于事件同步

    （4）在模块卸载函数中注销输入设备

 注销输入设备的函数为：void input_unregister_device(struct input_dev *);

  3. 以触摸屏为例说明输入子系统的工作流程:
     注：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的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.主要input通用数据结构

  1.input_dev 这是input设备基本的设备结构，每个input驱动程序中都必须分配初始化这样一个结构，成员比较多 
    （1）有以下几个数组：

unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)];   //事件支持的类型
        // 下面是每种类型支持的编码
    unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];   //按键
    unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)];
    unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)];   //绝对坐标，其中触摸屏驱动使用的就是这个
    unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)];
    unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];
    unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];
    unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)];
    unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];

    evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)]; 这个数组以位掩码的形式，代表了这个设备支持的事件的类型。设置方式如：
    dev->evbit[0] = BIT(EV_SYN) | BIT(EV_KEY) | BIT(EV_ABS)
    absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)]; 这个数组也是以位掩码的形式，代表这个类型的事件支持的编码
    触摸屏驱动支持EV_ABS,所以要设置这个数组， 有一个专门设置这个数组的函数input_set_abs_params，代码如下:

static inline void input_set_abs_params(struct input_dev *dev, int axis, int min, int max, int fuzz, int flat)
{
    dev->absmin[axis] = min;
    dev->absmax[axis] = max;
    dev->absfuzz[axis] = fuzz;
    dev->absflat[axis] = flat;

    dev->absbit[BIT_WORD(axis)] |= BIT_MASK(axis);  //填充了absbit这个数组
}

   触摸屏驱动中是这样调用的
    input_set_abs_params(dev, ABS_X, 0, 0x3FF, 0, 0)；   //这个是设置ad转换的x坐标
    input_set_abs_params(dev, ABS_Y, 0, 0x3FF, 0, 0);   //这个是设置ad转换的y坐标
    input_set_abs_params(dev, ABS_PRESSURE, 0, 1, 0, 0); //这个是设置触摸屏是否按下的标志
    设置ABS_X编码值范围为0-0x3ff，因为mini2440的AD转换出的数据最大为10位，所以不会超过0x3ff。

  （2） struct input_id id 成员
     这个是标识设备驱动特征的

struct input_id {
    __u16 bustype;   //总线类型
    __u16 vendor;    //生产厂商
    __u16 product;   //产品类型
    __u16 version;   //版本
 };

   如果需要特定的事件处理器来处理这个设备的话，这几个就非常重要，因为子系统核心是通过他们，将设备驱动与事件处理层联系起来的。但是因为触摸屏驱动所用的事件处理器为evdev，匹配所有，所有这个初始化
    也无关紧要。
  （3） 还有其他一些成员，也比较重要，但是驱动程序可以不用管，都是由子系统核心来处理的。

  （4） 可以看出input_dev 结构所属层为硬件驱动层，以后就用input_dev来表示输入设备。

  （5） input_dev 同样有两个链表，和input_handler同. (golf)
    struct list_head   h_list;  //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
    struct list_head   node;    //链接到input_dev_list，这个链表链接了所有注册到内核的 input_dev.

  2. input_handler 这是事件处理器的数据结构，代表一个事件处理器
   （1）几个操作函数
    void (*event)(struct input_handle *handle, unsigned int type, unsigned int code, int value);
    int (*connect)(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev, const struct input_device_id *id);
    void (*disconnect)(struct input_handle *handle);
    void (*start)(struct input_handle *handle);
    event 函数是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，非常重要，在事件传递过程中会详细分析。
    connect 函数是当一个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，也就是将input_dev和input_handler配对的函数。
    disconnect 函数实现connect相反的功能。
    start 暂时没有发现有什么作用。
  （2） 两个id
    const struct input_device_id *id_table; //这个是事件处理器所支持的input设备
    const struct input_device_id *blacklist; //这个是事件处理器应该忽略的input设备
     这两个数组都会用在connect函数中，input_device_id结构与input_id结构类似，但是input_device_id有一个flag，用来让程序选择比较哪项，如：busytype,vendor还是其他。
   （3） 两个链表
    struct list_head   h_list;  //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
    struct list_head   node;    //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

   （4） 其他的成员一看代码就知道是什么意思，这里就不说明了。

  3.  input_handle 结构体代表一个成功配对的input_dev和input_handler

struct input_handle {
    void *private;   //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驱动层的input_dev不同，初始化handle时，保存到这里。
    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
    const char *name;
    struct input_dev *dev;  //关联的input_dev结构
    struct input_handler *handler; //关联的input_handler结构
    struct list_head    d_node;  //input_handle通过d_node连接到了input_dev上的h_list链表上
    struct list_head    h_node;  //input_handle通过h_node连接到了input_handler的h_list链表上
};

  4. 三个数据结构之间的关系
     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 个人认为属于核心层，代表一个配对的input设备与input事件处理器  input_handle 个人认为属于核心层，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（事件处理器一般内核自带，一般不需要我们来写） 。
     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（input_register_device）和事件处理器注册(input_register_handler)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
  

一. 各种注册函数

    因为分析一所讲的每种数据结构都代表一类对象，所以每种数据结构都会对应一个注册函数，他们都定义在子系统核心的input.c文件中。主要有三个注册函数
     input_register_device    向内核注册一个input设备
     input_register_handle    向内核注册一个handle结构
     input_register_handler   注册一个事件处理器

  1. input_register_device 注册一个input输入设备，这个注册函数在三个注册函数中是驱动程序唯一调用的。下面分析这个函数：

int input_register_device(struct input_dev *dev)
{
    static atomic_t input_no = ATOMIC_INIT(0);
        //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
    struct input_handler *handler;
    const char *path;
    int error;

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

    /*
     * If delay and period are pre-set by the driver, then autorepeating
     * is handled by the driver itself and we don't do it in input.c.
     */
        // 这个内核定时器是为了重复按键而设置的
    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;
        //如果没有定义有关重复按键的相关值，就用内核默认的
    }

    if (!dev->getkeycode)
        dev->getkeycode = input_default_getkeycode;
    if (!dev->setkeycode)
        dev->setkeycode = input_default_setkeycode;
        //以上设置的默认函数由input核心提供
    dev_set_name(&dev->dev, "input%ld",
             (unsigned long) atomic_inc_return(&input_no) - 1);
        //设置input_dev中device的名字，这个名字会在/class/input中出现
    error = device_add(&dev->dev);
        //将device加入到linux设备模型中去
    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);
        //这个得到路径名称，并打印出来
    error = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);
    if (error) {
        device_del(&dev->dev);
        return error;
    }

    list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list);
        // 将新分配的input设备连接到input_dev_list链表上
    list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)
        input_attach_handler(dev, handler);
        //遍历input_handler_list链表，配对 input_dev 和 input_handler
        //input_attach_handler 这个函数是配对的关键，下面将详细分析
    input_wakeup_procfs_readers();
        // 和proc文件系统有关，暂时不考虑
    mutex_unlock(&input_mutex);

    return 0;
   }

   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。下面分析input_attach_handler函数：

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;
        //blacklist是handler因该忽略的input设备类型，如果应该忽略的input设备也配对上了，那就出错了
    id = input_match_device(handler->id_table, dev);
        //这个是主要的配对函数，主要比较id中的各项，下面详细分析
    if (!id)
        return -ENODEV;

    error = handler->connect(handler, dev, id);
        //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，并初始化，还生成一个事件处理器相关的设备结构，后面详细分析
    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);
        //出错处理
    return error;
 }

    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。
   下面分析input_match_device函数：

static const struct input_device_id *input_match_device(const struct input_device_id *id,
                            struct input_dev *dev)
{
    int i;
        //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
    for (; id->flags || id->driver_info; id++) {
        if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_BUS)
            if (id->bustype != dev->id.bustype)
                continue;
                ......
                //针对handler->id->flag，比较不同的类型
                //如果比较成功进入下面的宏，否则进入下一个id
                MATCH_BIT(evbit,  EV_MAX);
            ......
        MATCH_BIT(swbit,  SW_MAX);


        return id;
    }
 }

    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(触摸屏设备的id没有设置标志位，并且id->driver_info ==1)，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。

#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;

    这个宏对于每种事件类型，以及每种事件类型支持的编码所有的位都比较一次，看handler的id是否支持，如果有一个不支持就不会比较成功，进入下一个id进行比较。
    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

static int evdev_connect(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev,
             const struct input_device_id *id)
{
        //此函数传入三个参数，分别是：handler，dev,  id
    struct evdev *evdev;
    int minor;
    int error;


    for (minor = 0; minor < EVDEV_MINORS; minor++)
        if (!evdev_table[minor])
            break;
        //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（非次设备号，但是有一个换算关系）存放evdev结构体，后面要详细分析这个结构体
    if (minor == EVDEV_MINORS) {
        printk(KERN_ERR "evdev: no more free evdev devices\n");
        return -ENFILE;
    }
        //这个说明32个位置全都被占用了，连接失败
    evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);
        //分配一个evdev结构体，这个结构体是evdev事件处理器特有的，后面会详细分析
    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);
        //初始化结构体的一些成员
    dev_set_name(&evdev->dev, "event%d", minor);
        //这个是设置evdev中device的名字，他将出现在/class/input中。
        //前面也有一个device是input_dev的，名字是input（n），注意与他的不同
        //这个结构是配对后的虚拟设备结构，没有对应的硬件，但是通过它可以找到相关的硬件
    evdev->exist = 1;
    evdev->minor = minor;


    evdev->handle.dev = input_get_device(dev);
    evdev->handle.name = dev_name(&evdev->dev);
    evdev->handle.handler = handler;
    evdev->handle.private = evdev;
        //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
    evdev->dev.devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor); //注意：这个minor不是真正的次设备号，还要加上EVDEV_MINOR_BASE
    evdev->dev.class = &input_class;
    evdev->dev.parent = &dev->dev;
        //配对生成的device，父设备是与他相关连的input_dev
    evdev->dev.release = evdev_free;
    device_initialize(&evdev->dev);


    error = input_register_handle(&evdev->handle);
        //注册handle结构体,这个函数后面详细分析
    if (error)
        goto err_free_evdev;


    error = evdev_install_chrdev(evdev);
        //这个函数只做了一件事，就是把evdev结构保存到evdev_table（全局数组static struct evdev *evdev_table[EVDEV_MINORS];）中，这个数组也minor为索引
    if (error)
        goto err_unregister_handle;


    error = device_add(&evdev->dev);
        //注册到linux设备模型中
    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;
}

    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，初始化并注册之。

 2. input_register_handle 注册一个input_handle结构体，比较简单

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);
        //将handle的d_node，链接到其相关的input_dev的h_list链表中
    mutex_unlock(&dev->mutex);


    list_add_tail(&handle->h_node, &handler->h_list);
        //将handle的h_node，链接到其相关的input_handler的h_list链表中
    if (handler->start)
        handler->start(handle);


    return 0;
}

    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 注册一个input_handler结构体

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;
    }
        //input_table，static struct input_handler *input_table[8];
         //每个注册的handler都会将自己保存到这里，索引值为handler->minor右移5为，也就是除以32
        //为什么会这样呢，因为每个handler都会处理最大32个input_dev，所以要以minor的32为倍数对齐,这个minor是传进来的handler的MINOR_BASE
        //每一个handler都有一个这一个MINOR_BASE，以evdev为例,EVDEV_MINOR_BASE = 64,可以看出系统总共可以注册8个handler
    list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);
        //连接到input_handler_list链表中 （全局链表）
        //  static LIST_HEAD(input_dev_list);        //  static LIST_HEAD(input_handler_list);
    list_for_each_entry(dev, &input_dev_list, node)
        input_attach_handler(dev, handler);
        //又是配对，不过这次遍历input_dev，和注册input_dev过程一样的
    input_wakeup_procfs_readers();


 out:
    mutex_unlock(&input_mutex);
    return retval;
}

    这个函数其实和input_register_device大同小异，都是注册，都要配对

一.  输入子系统核心分析。

    1.输入子系统核心对应与/drivers/input/input.c文件,这个也是作为一个模块注册到内核的。所以首先分析模块初始化函数。

static int __init input_init(void)
{
    int err;

    input_init_abs_bypass();
        //这个暂时没有发现是做什么的
    err = class_register(&input_class);
        //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
    if (err) {
        printk(KERN_ERR "input: unable to register input_dev class\n");
        return err;
    }

    err = input_proc_init();
        //和proc文件系统有关，暂时不管
    if (err)
        goto fail1;


    err = register_chrdev(INPUT_MAJOR, "input", &input_fops);
        //注册字符设备，接口是2.4内核的。以主设备号INPUT_MAJOR,次设备号0-255,注册266个设备，说明input设备最大只能有255个
    if (err) {
        printk(KERN_ERR "input: unable to register char major %d", INPUT_MAJOR);
        goto fail2;
    }

    return 0;

 fail2: input_proc_exit();
 fail1: class_unregister(&input_class);
    return err;
}

    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，都是ldd3所讲的基本驱动程序模型。 

    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，这就是我们不能简单用kmalloc分配input_dev结构的原因，因为缺少了一些初始化。
    input_unregister_device  注消一个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，在事件传递过程中再分析。
    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

二.  事件处理层分析（以evdev事件处理器为例）

    1.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，所以下面分析这个事件处理器的实现。它也是作为模块注册到内核中的，首先分析它的模块初始化函数。

static int __init evdev_init(void)
{
    return input_register_handler(&evdev_handler);
}

   模块初始化函数就调用一个注册handler函数，将evdev_handler注册到系统中。

    2.主要数据结构
    （1） evdev设备结构

struct evdev {
    int exist;
    int open;           //打开标志
    int minor;          //次设备号
    struct input_handle handle;  //关联的input_handle
    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
    struct evdev_client *grab;   //强制绑定的evdev_client结构，这个结构后面再分析
    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
    spinlock_t client_lock; /* protects client_list */
    struct mutex mutex;
    struct device dev;       //device结构，说明这是一个设备结构
};

    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

struct evdev_client {
    struct input_event buffer[EVDEV_BUFFER_SIZE];
        //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）
    int head;              //针对buffer数组的索引
    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
    spinlock_t buffer_lock; /* protects access to buffer, head and tail */
    struct fasync_struct *fasync;  //异步通知函数
    struct evdev *evdev;           //evdev设备
    struct list_head node;         // evdev_client 链表项
};

   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.主要函数
   （1）evdev设备打开函数

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];
        //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
    if (evdev)
        get_device(&evdev->dev);  //增加device引用计数
    mutex_unlock(&evdev_table_mutex);


    if (!evdev)
        return -ENODEV;


    client = kzalloc(sizeof(struct evdev_client), GFP_KERNEL);  //分配用户端结构
    if (!client) {
        error = -ENOMEM;
        goto err_put_evdev;
    }


    spin_lock_init(&client->buffer_lock);
    client->evdev = evdev;    //使用户端与evdev设备结构联系起来
    evdev_attach_client(evdev, client);
        //这个函数所做的就是把client连接到evdev的client链表中
    error = evdev_open_device(evdev);
        //这个函数打开设备，有很多层调用，后面详细分析
    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;
}

   （2）evdev设备打开函数evdev_open_device，由evdev_open调用。

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;
        //判断设备结构是否存在，在evdev_connect中初始话此成员为1
    else if (!evdev->open++) {
        retval = input_open_device(&evdev->handle);
        if (retval)
            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
    mutex_unlock(&evdev->mutex);
    return retval;
}

    此函数在判断结构存在与否后，主要调用了input_open_device，这个函数是子系统核心函数，定义在input.c中，下面分析这个函数：

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++;
        //将handle的打开计数加1，注意和evdev的open的区别
    if (!dev->users++ && dev->open)
        retval = dev->open(dev);
        //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
    if (retval) {    //retval = 1 说明没有打开成功
        dev->users--;
        if (!--handle->open) {  //说明有其他的进程已经打开了这个handle
            /*
             * Make sure we are not delivering any more events
             * through this handle
             */
            synchronize_rcu();
        }
    }


 out:
    mutex_unlock(&dev->mutex);
    return retval;
}

   （3）读操作函数 evdev_read

static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer,
              size_t count, loff_t *ppos)
{
    struct evdev_client *client = file->private_data;    //这个客户端结构在打开的时候分配并保存在file->private_data中
    struct evdev *evdev = client->evdev;
    struct input_event event;
    int retval;


    if (count < input_event_size())
        return -EINVAL;
        //这条语句提示，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
    if (client->head == client->tail && evdev->exist &&
        (file->f_flags & O_NONBLOCK))
        return -EAGAIN;
        //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
    retval = wait_event_interruptible(evdev->wait,
        client->head != client->tail || !evdev->exist);
        //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（设备关闭的时候，清这个标志）
    if (retval)
        return retval;
        //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
    if (!evdev->exist)
        return -ENODEV;


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


        retval += input_event_size();
    }

    return retval;   //返回复制的数据字节数
}

 

三. 事件传递过程（以s3c2410_ts为例）

   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，在这个终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 函数分析，这个函数定义在input.c中

void input_event(struct input_dev *dev,
         unsigned int type, unsigned int code, int value)
{
    unsigned long flags;


    if (is_event_supported(type, dev->evbit, EV_MAX)) {
        //判断是否支持此种事件类型和事件类型中的编码类型
        spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
        add_input_randomness(type, code, value);
        //对系统随机熵池有贡献，因为这个也是一个随机过程
        input_handle_event(dev, type, code, value);
        //这个函数是事件处理的关键函数，下面详细分析
        spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
    }
}

   （2） input_handle_event 函数分析，这个函数定义在input.c中

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_KEY:
        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);
                else
                    input_stop_autorepeat(dev);
            }
            disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
        }
        break;
        ......
    if (disposition != INPUT_IGNORE_EVENT && 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);
}

   这个函数主要是根据事件类型的不同，做相应的处理。这里之关心EV_KEY类型，其他函数和事件传递关系不大，只要关心，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，触摸屏驱动没有定义这个。下面分析input_pass_event函数。

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);  //如果是绑定的handle，则调用绑定的handler->event函数
    if (handle)
        handle->handler->event(handle, type, code, value);
    else
        //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。
        list_for_each_entry_rcu(handle, &dev->h_list, d_node)
            if (handle->open)
                handle->handler->event(handle,
                            type, code, value);
        // 调用相关的事件处理器的event函数，进行事件的处理
    rcu_read_unlock();
}

下面分析 evdev事件处理器的event函数

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;
        //将传过来的事件，赋值给input_event结构
    rcu_read_lock();


    client = rcu_dereference(evdev->grab);
        //如果evdev绑定了client那么，处理这个客户端，触摸屏驱动没有绑定
    if (client)
        evdev_pass_event(client, &event);
    else
        //遍历client链表，调用evdev_pass_event函数
        list_for_each_entry_rcu(client, &evdev->client_list, node)
            evdev_pass_event(client, &event);


    rcu_read_unlock();


    wake_up_interruptible(&evdev->wait); //唤醒等待的进程
}

下面分析 evdev_pass_event 函数

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


    kill_fasync(&client->fasync, SIGIO, POLL_IN);
}

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l

===================================================================================================================

==========  其他  

===================================================================================================================

其他：l

@1

如何知道 input 子系统的事件对应哪个物理设备，

当然笨的办法可以使用cat /dev/input/eventx，然后操作硬件看终端输出来确定，也可以

进入目录目标板 /sys/devices/virtual/input/inputx  

cat name 文件，里面有你驱动里面给设备取的名字， 即input->name = "name"。