input子系统分析(二)

2019-02-01 11:28:11
燚智能王工

一、input子系统概述

在linux下，按键、触摸屏、鼠标等都可以利用input接口函数来实现设备驱动。

1,linux输入子系统主要分三层：驱动，输入CORE，事件处理层。

驱动根据CORE提供的接口，向上报告发生的按键动作。然后CORE根据驱动的类型，分派这个报告给对应的事件处理层进行处事。

事件处理层把数据变化反应到设备模型的文件中（事件缓冲区）。并通知在这些设备模型文件上等待的进程。

2,输入子系统在KERNEL初始化时被初始化。会创建所有类型输入输出设备的逻辑设备（及sysfs结点）。当硬件注册时，就会调用所有类型的input handler的connect函数，根据硬件注册的结构来判断是否与自己相关，然后再创建一个具体的设备结点。

3,驱动只负责的把输入设备注册到输入子系统中，然后输入子系统来创建对应的具体设备结点。而事件处理层，在初始化时，需要注册所一类设备的输入事件处理函数及相关接口

4,一类input handler可以和多个硬件设备相关联，创建多个设备节点。而一个设备也可能与多个input handler相关联，创建多个设备节点。

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

struct input_dev {

const char *name;

const char *phys;

const char *uniq;

struct input_id id;//与input_handler匹配用的id，包括

/*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

}; */

#define EV_SYN 0x00 //同步事件

#define EV_KEY 0x01 //绝对二进制值，如键盘或按钮

#define EV_REL 0x02 //绝对结果，如鼠标设备

#define EV_ABS 0x03 //绝对整数值，如操纵杆或书写板

#define EV_MSC 0x04 //其它类

#define EV_SW 0x05 //开关事件

#define EV_LED 0x11 //LED或其它指示设备

#define EV_SND 0x12 //声音输出，如蜂鸣器

#define EV_REP 0x14 //允许按键自重复

#define EV_FF 0x15 //力反馈

#define EV_PWR 0x16 //电源管理事件

unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)]; //设备支持的事件类型如上

unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)]; //按键事件支持的子事件类型

unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)]; //相对坐标事件支持的子事件类型

unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)]; //绝对坐标事件支持的子事件类型

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)];

unsigned int keycodemax;

unsigned int keycodesize;

void *keycode;

int (*setkeycode)(struct input_dev *dev, int scancode, int keycode);

int (*getkeycode)(struct input_dev *dev, int scancode, int *keycode);

struct ff_device *ff;

unsigned int repeat_key; //最近一次的按键值

struct timer_list timer;

int sync;

int abs[ABS_MAX + 1];

int rep[REP_MAX + 1];

unsigned long key[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];//反应设备当前的按键状态

unsigned long led[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];//反应设备当前的led状态

unsigned long snd[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];//反应设备当前的声音输入状态

unsigned long sw[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)]; //反应设备当前的开关状态

int absmax[ABS_MAX + 1];//来自绝对坐标事件的最大键值

int absmin[ABS_MAX + 1];//来自绝对坐标事件的最小键值

int absfuzz[ABS_MAX + 1];

int absflat[ABS_MAX + 1];

int (*open)(struct input_dev *dev); //第一次打开设备时调用，初始化设备用

void (*close)(struct input_dev *dev);//最后一个应用程序释放设备时用，关闭设备

int (*flush)(struct input_dev *dev, struct file *file);

/*用于处理传递给设备的事件，如LED事件和声音事件*/

int (*event)(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value);

struct input_handle *grab;//当前占有该设备的input_handle

spinlock_t event_lock;

struct mutex mutex;

unsigned int users;//打开该设备的用户数量(input handlers)

int going_away;

struct device dev;

struct list_head h_list;//该链表头用于链接此设备所关联的input_handle

struct list_head node; //用于将此设备链接到input_dev_list

}

2. input_handler 这是事件处理器的数据结构，代表一个事件处理器

struct input_handler {

void *private;

/*event用于处理事件*/

void (*event)(struct input_handle *handle, unsigned int type, unsigned int code, int value);

/*connect用于建立handler和device的联系*/

int (*connect)(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev, const struct input_device_id *id);

/*disconnect用于解除handler和device的联系*/

void (*disconnect)(struct input_handle *handle);

void (*start)(struct input_handle *handle);

const struct file_operations *fops;//handler的一些处理函数

int minor;//次设备号

const char *name;

const struct input_device_id *id_table;//用于和device匹配 ,这个是事件处理器所支持的input设备

const struct input_device_id *blacklist;//匹配黑名单,这个是事件处理器应该忽略的input设备

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

};

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_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。

我们可以看到，input_device和input_handler中都有一个h_list,而input_handle拥有指向input_dev和input_handler的指针，也就是说input_handle是用来关联input_dev和input_handler的。

那么为什么一个input_device和input_handler中拥有的是h_list而不是一个handle呢？因为一个device可能对应多个handler,而一个handler也不能只处理一个device,比如说一个鼠标，它可以对应even handler，也可以对应mouse handler,因此当其注册时与系统中的handler进行匹配，就有可能产生两个实例，一个是evdev,另一个是mousedev,而任何一个实例中都只有一个handle。至于以何种方式来传递事件，就由用户程序打开哪个实例来决定。后面一个情况很容易理解，一个事件驱动不能只为一个甚至一种设备服务，系统中可能有多种设备都能使用这类handler,比如event handler就可以匹配所有的设备。在input子系统中，有8种事件驱动，每种事件驱动最多可以对应32个设备，因此dev实例总数最多可以达到256个。

三、输入子系统驱动层分析（以tps6507x为例）

1.platform device的注册

2.platform driver注册

static struct platform_driver tps6507x_ts_driver = {

.driver = {

.name = "tps6507x-ts",

.owner = THIS_MODULE,

.probe = tps6507x_ts_probe,

.remove = __devexit_p(tps6507x_ts_remove),

};

//tps6507x触摸屏封装的设备结构

struct tps6507x_ts {

struct input_dev *input_dev;

struct device *dev;

char phys[32];

struct delayed_work work;

unsigned polling; /* polling is active */

struct ts_event tc;

struct tps6507x_dev *mfd;

u16 model;

unsigned pendown;

int irq;

void (*clear_penirq)(void);

unsigned long poll_period; /* ms */

u16 min_pressure;

int vref; /* non-zero to leave vref on */

};

static int __init tps6507x_ts_init(void)

{

return platform_driver_register(&tps6507x_ts_driver);

}

//与platform device匹配成功后会调用tps6507x_ts_probe

static int tps6507x_ts_probe(struct platform_device *pdev)

{

int error;

struct tps6507x_ts *tsc;

struct tps6507x_dev *tps6507x_dev = dev_get_drvdata(pdev->dev.parent);

struct touchscreen_init_data *init_data;

struct input_dev *input_dev;

struct tps6507x_board *tps_board;

int schd;

//找到tps6507x platform data

tps_board = (struct tps6507x_board *)tps6507x_dev->dev->platform_data;

if (!tps_board) {

dev_err(tps6507x_dev->dev,"Could not find tps6507x platform datan");

return -EIO;

}

//得到触摸屏的一些初始化信息,如厂商信息等

init_data = tps_board->tps6507x_ts_init_data;

//分配tps6507x_ts结构体

tsc = kzalloc(sizeof(struct tps6507x_ts), GFP_KERNEL);

if (!tsc) {

dev_err(tps6507x_dev->dev, "failed to allocate driver datan");

error = -ENOMEM;

goto err0;

}

tps6507x_dev->ts = tsc;

tsc->mfd = tps6507x_dev;

tsc->dev = tps6507x_dev->dev;

//分配一个input_dev接口，并初始化一些基本的成员

input_dev = input_allocate_device();

if (!input_dev) {

dev_err(tsc->dev, "Failed to allocate input device.n");

error = -ENOMEM;

goto err1;

}

input_dev->evbit[0] = BIT_MASK(EV_KEY) | BIT_MASK(EV_ABS);//设备支持的事件类型为按键事件和绝对坐标事件

input_dev->keybit[BIT_WORD(BTN_TOUCH)] = BIT_MASK(BTN_TOUCH);//按键事件支持的子事件类型

//MAX_10BIT=0x3FF,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

input_set_abs_params(input_dev, ABS_X, 0, MAX_10BIT, 0, 0);//这个是设置ad转换的x坐标

input_set_abs_params(input_dev, ABS_Y, 0, MAX_10BIT, 0, 0);//这个是设置ad转换的y坐标

input_set_abs_params(input_dev, ABS_PRESSURE, 0, MAX_10BIT, 0, 0);//这个是设置触摸屏是否按下的标志

input_dev->name = "TPS6507x Touchscreen";

input_dev->id.bustype = BUS_I2C;//总线类型是I2C

input_dev->dev.parent = tsc->dev;//父设备

snprintf(tsc->phys, sizeof(tsc->phys),"%s/input0", dev_name(tsc->dev));

input_dev->phys = tsc->phys;

dev_dbg(tsc->dev, "device: %sn", input_dev->phys);

input_set_drvdata(input_dev, tsc);//保存tsc结构到input_dev中

tsc->input_dev = input_dev;//tsc结构指向初始化过的input_dev设备

INIT_DELAYED_WORK(&tsc->work, tps6507x_ts_handler);

tsc->wq = create_workqueue("TPS6507x Touchscreen");

if (init_data) {

tsc->poll_period = init_data->poll_period;//触摸屏采样时间30ms

tsc->vref = init_data->vref;//turn off vref when not using A/D

tsc->min_pressure = init_data->min_pressure;//触摸屏最小压力0x30

input_dev->id.vendor = init_data->vendor;//0

input_dev->id.product = init_data->product;//65070

input_dev->id.version = init_data->version;//0x100

} else {

tsc->poll_period = TSC_DEFAULT_POLL_PERIOD;

tsc->min_pressure = TPS_DEFAULT_MIN_PRESSURE;

}

//设置设备standby状态

error = tps6507x_adc_standby(tsc);

if (error)

goto err2;

//注册一个input设备

error = input_register_device(input_dev);

if (error)

goto err2;

schd = queue_delayed_work(tsc->wq, &tsc->work,msecs_to_jiffies(tsc->poll_period));

if (schd)

tsc->polling = 1;

else {

tsc->polling = 0;

dev_err(tsc->dev, "schedule failed");

goto err2;

}

platform_set_drvdata(pdev, tps6507x_dev);

return 0;

err2:

cancel_delayed_work_sync(&tsc->work);

destroy_workqueue(tsc->wq);

input_free_device(input_dev);

err1:

kfree(tsc);

tps6507x_dev->ts = NULL;

err0:

return error;

}

int input_register_device(struct input_dev *dev)

{

//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

static atomic_t input_no = ATOMIC_INIT(0);

struct input_handler *handler;

const char *path;

int error;

//EN_SYN这个是设备都要支持的事件类型，所以要设置

__set_bit(EV_SYN, dev->evbit);

/* KEY_RESERVED is not supposed to be transmitted to userspace. */

__clear_bit(KEY_RESERVED, dev->keybit);

/* Make sure that bitmasks not mentioned in dev->evbit are clean. */

input_cleanse_bitmasks(dev);

//这个内核定时器是为了重复按键而设置的

//rep主要是处理重复按键，如果没有定义dev->rep[REP_DELAY]和dev->rep[REP_PERIOD],

//则将其赋值为默认值。dev->rep[REP_DELAY]是指第一次按下多久算一次，这里是250ms，

//dev->rep[REP_PERIOD]指如果按键没有被抬起，每33ms算一次。

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

}

/*如果dev没有定义getkeycode和setkeycode，则赋默认值。他们的作用一个是获得键的扫描码，一个是设置键的扫描码*/

if (!dev->getkeycode && !dev->getkeycode_new)

dev->getkeycode_new = input_default_getkeycode;

if (!dev->setkeycode && !dev->setkeycode_new)

dev->setkeycode_new = input_default_setkeycode;

//设置input_dev中device的名字，这个名字会在/class/input中出现

dev_set_name(&dev->dev, "input%ld",(unsigned long) atomic_inc_return(&input_no) - 1);

error = device_add(&dev->dev);//添加input设备，注册到linux设备模型中，生成一系列的sys相关文件，udev会根据dev文件生成设备节点

if (error)

return error;

path = kobject_get_path(&dev->dev.kobj, GFP_KERNEL);

printk(KERN_INFO "input: %s as %sn",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;

}

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)//遍历input_handler_list链表，配对input_dev和input_handler

input_attach_handler(dev, handler);

input_wakeup_procfs_readers();//与proc文件系统有关

mutex_unlock(&input_mutex);

return 0;

}

四、输入子系统核心分析

static const struct file_operations input_fops = {

.owner = THIS_MODULE,

.open = input_open_file,

.llseek = noop_llseek,

};

struct class input_class = {

.name = "input",

.devnode = input_devnode,

};

static int __init input_init(void)

{

int err;

//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

err = class_register(&input_class);

if (err) {

printk(KERN_ERR "input: unable to register input_dev classn");

return err;

}

//和proc文件系统有关，暂时不管

err = input_proc_init();

if (err)

goto fail1;

//注册字符设备，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

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;

}

五. 事件处理层分析（以evdev事件处理器为例）

1.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）input_event结构

struct input_event {

struct timeval time; //事件发生的时间

__u16 type; //事件类型

__u16 code; //子事件

__s32 value; //事件的value

};

2.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 const struct file_operations evdev_fops = {

.owner = THIS_MODULE,

.read = evdev_read,

.write = evdev_write,

.poll = evdev_poll,

.open = evdev_open,

.release = evdev_release,

.unlocked_ioctl = evdev_ioctl,

#ifdef CONFIG_COMPAT

.compat_ioctl = evdev_ioctl_compat,

#endif

.fasync = evdev_fasync,

.flush = evdev_flush,

.llseek = no_llseek,

};

static const struct input_device_id evdev_ids[] = {

{ .driver_info = 1 }, //适合所有的类型的设备

{ }, /* Terminating zero entry */

};

static struct input_handler evdev_handler = {

.event = evdev_event, //向系统报告input事件，系统通过read方法读取

.connect = evdev_connect,//和input_dev匹配后调用connect构建

.disconnect = evdev_disconnect,

.fops = &evdev_fops,//event设备文件的操作方法

.minor = EVDEV_MINOR_BASE,//次设备号基准值

.name = "evdev",

.id_table = evdev_ids,//匹配规则

};

static int __init evdev_init(void)

{

//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。

return input_register_handler(&evdev_handler);

}

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;//添加到全局数组中

//input_table，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

}

//连接到input_handler_list链表中

list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);

list_for_each_entry(dev, &input_dev_list, node)//配对，遍历input_dev_list链表中的input_dev设备，与对应的input_handler结构配对，和注册input_dev过程一样的

input_attach_handler(dev, handler);

input_wakeup_procfs_readers();//与proc文件系统有关

out:

mutex_unlock(&input_mutex);

return retval;

}

static int input_attach_handler(struct input_dev *dev, struct input_handler *handler)

{

const struct input_device_id *id;

int error;

id = input_match_device(handler, dev);//这个是主要的配对函数，主要比较id中的各项

if (!id)

return -ENODEV;

//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，

error = handler->connect(handler, dev, id);//调用evdev_connect

if (error && error != -ENODEV)

printk(KERN_ERR"input: failed to attach handler %s to device %s, ""error: %dn",handler->name, kobject_name(&dev->dev.kobj), error);

return error;

}

static const struct input_device_id *input_match_device(struct input_handler *handler,struct input_dev *dev)

{

const struct input_device_id *id;

int i;

for (id = handler->id_table; id->flags || id->driver_info; id++) {//id->driver_info=1,表示可以配对所有

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;

//配对成功，进入下面的宏

MATCH_BIT(evbit, EV_MAX);

MATCH_BIT(keybit, 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);

//没有match函数

if (!handler->match || handler->match(handler, dev))

return id;

}

return NULL;

}

//如果匹配上了就会创建一个evdev，它里边封装了一个handle，会把input_dev和input_handler关联到一起。关系如下：

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;

//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

for (minor = 0; minor < EVDEV_MINORS; minor++)

if (!evdev_table[minor])

break;

if (minor == EVDEV_MINORS) {//这个说明32个位置全都被占用了，连接失败

printk(KERN_ERR "evdev: no more free evdev devicesn");

return -ENFILE;

}

//分配一个evdev结构体，这个结构体是evdev事件处理器特有的

evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);

if (!evdev)

return -ENOMEM;

//初始化结构体的一些成员

INIT_LIST_HEAD(&evdev->client_list);

spin_lock_init(&evdev->client_lock);

mutex_init(&evdev->mutex);

init_waitqueue_head(&evdev->wait);

//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

dev_set_name(&evdev->dev, "event%d", minor);

evdev->exist = true;

evdev->minor = minor;

//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->handle.dev = input_get_device(dev);

evdev->handle.name = dev_name(&evdev->dev);

evdev->handle.handler = handler;

evdev->handle.private = evdev;

//注意：这个minor不是真正的次设备号，还要加上EVDEV_MINOR_BASE

evdev->dev.devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor);

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);//做一些初始化device结构

error = input_register_handle(&evdev->handle);// 注册一个input_handle结构体

if (error)

goto err_free_evdev;

//这个函数只做了一件事，就是把evdev结构保存到evdev_table中，这个数组也minor为索引，evdev_table[evdev->minor] = evdev;

error = evdev_install_chrdev(evdev);

if (error)

goto err_unregister_handle;

error = device_add(&evdev->dev);//注册到linux设备模型中，生成一系列的sys相关文件，udev会根据dev文件生成设备节点

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;

}

//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。

int input_register_handle(struct input_handle *handle)

{

struct input_handler *handler = handle->handler;

struct input_dev *dev = handle->dev;

int error;

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)//字段为空

handler->start(handle);

return 0;

}

3.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;//就得到了在evdev_table[ ]中的序号

unsigned int bufsize;

int error;

if (i >= EVDEV_MINORS)

return -ENODEV;

error = mutex_lock_interruptible(&evdev_table_mutex);

if (error)

return error;

evdev = evdev_table[i];//将数组中对应的evdev取出.

if (evdev)

get_device(&evdev->dev);//递增devdev中device的引用计数.

mutex_unlock(&evdev_table_mutex);

if (!evdev)

return -ENODEV;

//evdev_client的buffer大小

bufsize = evdev_compute_buffer_size(evdev->handle.dev);

//打开的时候创建一个evdev_client

client = kzalloc(sizeof(struct evdev_client) +bufsize * sizeof(struct input_event),GFP_KERNEL);

if (!client) {

error = -ENOMEM;

goto err_put_evdev;

}

client->bufsize = bufsize;//buffer size

spin_lock_init(&client->buffer_lock);

client->evdev = evdev;//指向evdev结构，将evdev和client绑定到一起

evdev_attach_client(evdev, client);

error = evdev_open_device(evdev);//调用打开真正的底层设备函数

if (error)

goto err_free_client;

file->private_data = client;//将file->private_data指向刚刚建的client，后边会用到的

nonseekable_open(inode, file);

return 0;

err_free_client:

evdev_detach_client(evdev, client);

kfree(client);

err_put_evdev:

put_device(&evdev->dev);

return error;

}

static int evdev_open_device(struct evdev *evdev)

{

int retval;

retval = mutex_lock_interruptible(&evdev->mutex);

if (retval)

return retval;

if (!evdev->exist)/*如果设备不存在，返回错误*/

retval = -ENODEV;

else if (!evdev->open++) {//递增打开计数

retval = input_open_device(&evdev->handle);//如果是被第一次打开，则调用input_open_device

if (retval)

evdev->open--;

}

mutex_unlock(&evdev->mutex);

return retval;

}

int input_open_device(struct input_handle *handle)

{

struct input_dev *dev = handle->dev;//根据input_handle找到对应的input_dev设备

int retval;

retval = mutex_lock_interruptible(&dev->mutex);

if (retval)

return retval;

if (dev->going_away) {

retval = -ENODEV;

goto out;

}

handle->open++;//递增handle的打开计数

if (!dev->users++ && dev->open)//如果是第一次打开.则调用input device的open()函数

retval = dev->open(dev);

if (retval) {

dev->users--;

if (!--handle->open) {

synchronize_rcu();

}

out:

mutex_unlock(&dev->mutex);

return retval;

}

4.用户进程读取event的底层实现

static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer,size_t count, loff_t *ppos)

{

struct evdev_client *client = file->private_data;//就是刚才在open函数中保存的evdev_client

struct evdev *evdev = client->evdev;

struct input_event event;

int retval;

if (count < input_event_size())//count小于input_event结构的size，则返回

return -EINVAL;

//如果client的环形缓冲区中没有数据并且是非阻塞的，那么返回-EAGAIN，也就是try again

if (client->head == client->tail && evdev->exist &&(file->f_flags & O_NONBLOCK))

return -EAGAIN;

//如果没有数据，并且是阻塞的，则在等待队列上等待吧

retval = wait_event_interruptible(evdev->wait,client->head != client->tail || !evdev->exist);

if (retval)

return retval;

if (!evdev->exist)

return -ENODEV;

//如果获得了数据则取出来，调用evdev_fetch_next_event

while (retval + input_event_size() <= count && evdev_fetch_next_event(client, &event)) {

if (input_event_to_user(buffer + retval, &event))//input_event_to_user调用copy_to_user传入用户程序中，这样读取完成

return -EFAULT;

retval += input_event_size();

}

return retval;

}

static int evdev_fetch_next_event(struct evdev_client *client, struct input_event *event)

{

int have_event;

spin_lock_irq(&client->buffer_lock);

/*先判断一下是否有数据*/

have_event = client->head != client->tail;

/*如果有就从环形缓冲区的取出来，记得是从head存储，tail取出*/

if (have_event) {

*event = client->buffer[client->tail++];

client->tail &= EVDEV_BUFFER_SIZE - 1;

}

spin_unlock_irq(&client->buffer_lock);

return have_event;

}

int input_event_to_user(char __user *buffer, const struct input_event *event)

{

/*如果设置了标志INPUT_COMPAT_TEST就将事件event包装成结构体compat_event*/

if (INPUT_COMPAT_TEST) {

struct input_event_compat compat_event;

compat_event.time.tv_sec = event->time.tv_sec;

compat_event.time.tv_usec = event->time.tv_usec;

compat_event.type = event->type;

compat_event.code = event->code;

compat_event.value = event->value;

/*将包装成的compat_event拷贝到用户空间*/

if (copy_to_user(buffer, &compat_event, sizeof(struct input_event_compat)))

return -EFAULT;

} else {

/*否则，将event拷贝到用户空间*/

if (copy_to_user(buffer, event, sizeof(struct input_event)))

return -EFAULT;

}

return 0;

}

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

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; //默认的操作：忽略

switch (type) {

......

case EV_KEY:

////检查按键是否为驱动所支持，只有之前注册过的按键才会继续传递;检查报告的按键状态是否和上次相同,如果连续多次报告按键按下，则只处理第一次

if (is_event_supported(code, dev->keybit, KEY_MAX) && !!test_bit(code, dev->key) != value) {

if (value != 2) {//如果不是连击事件

__change_bit(code, dev->key);//翻转按键的当前状态(按下和释放)

if (value)//如果是按下，则开始连击计时

input_start_autorepeat(dev, code);

else

input_stop_autorepeat(dev);

}

disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;//标记消息传递方向

}

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();

//获取独占设备的handle的指针。如果有独占设备的handle，则仅仅将事件传给独占的handle对应的handler

handle = rcu_dereference(dev->grab);

if (handle)

//这里直接调用了handler事件驱动对应的XX_event函数，这个XX_event函数把事件数据包传递给了handler，当应用程序使用XX_read时就可以读取到这些数据包

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,即evdev_event

rcu_read_unlock();

}

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;

//将传过来的事件，赋值给input_event结构

do_gettimeofday(&event.time);//获取事件时间

event.type = type;

event.code = code;

event.value = value;

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

}

static void evdev_pass_event(struct evdev_client *client, struct input_event *event)

{

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);

}

总结一下事件的传递过程：首先在驱动层中，调用inport_report_abs，然后他调用了input core层的input_event，input_event调用了input_handle_event对事件进行分派，调用input_pass_event，在这里他会把事件传递给具体的handler层，然后在相应handler的event处理函数中，封装一个event，然后把它投入evdev的那个client_list上的client的事件buffer中，等待用户空间来读取。

input子系统分析(二)

简介