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();
-
- 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: 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,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;
- int minor;
- struct input_handle handle;
- wait_queue_head_t wait;
- struct evdev_client *grab;
- struct list_head client_list;
- spinlock_t client_lock;
- struct mutex mutex;
- struct device dev;
- };
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];
-
- int head;
- int tail;
- spinlock_t buffer_lock;
- struct fasync_struct *fasync;
- struct evdev *evdev;
- struct list_head node;
- };
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];
-
- 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;
- }
(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;
-
- else if (!evdev->open++) {
- retval = input_open_device(&evdev->handle);
- if (retval)
- evdev->open--;
- }
-
- 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++;
-
- 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;
- }
(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;
- struct evdev *evdev = client->evdev;
- struct input_event event;
- int retval;
-
-
- if (count < input_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 + input_event_size() <= count &&
- evdev_fetch_next_event(client, &event)) {
-
- if (input_event_to_user(buffer + retval, &event))
-
- return -EFAULT;
-
-
- retval += input_event_size();
- }
-
- return retval;
- }
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)) {
-
- spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
- add_input_randomness(type, code, value);
-
- input_handle_event(dev, type, code, value);
-
- 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);
- 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();
- }
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;
-
- 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);
- }
下面分析 evdev_pass_event 函数
- 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);
- }
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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