linux核心input子系統解析

linux核心input子系統解析

2010-06-18 22:58 8422人閱讀 評論(16) 收藏 舉報

作者：劉洪濤,華清遠見嵌入式學院講師。

    Android、X windows、qt等眾多應用對於linux系統中鍵盤、滑鼠、觸控螢幕等輸入裝置的支援都通過、或越來越傾向於標準的input輸入子系統。

因為input子系統已經完成了字元驅動的檔案操作介面，所以編寫驅動的核心工作是完成input系統留出的介面，工作量不大。但如果你想更靈活的應用它，就需要好好的分析下input子系統了。

一、input輸入子系統架構

是input輸入子系統架構，輸入子系統由輸入子系統核心層（ Input Core ），驅動層和事件處理層（Event Handler）三部份組成。一個輸入事件，如滑鼠移動，鍵盤按鍵按下，joystick的移動等等通過 input driver -> Input core -> Event handler -> userspace 到達使用者空間傳給應用程式。

注意：keyboard.c不會在/dev/input下產生節點，而是作為ttyn終端（不包括串口終端）的輸入。

二、Input driver編寫要點

1、分配、註冊、登出input裝置

struct input_dev *input_allocate_device(void)

int input_register_device(struct input_dev *dev)

void input_unregister_device(struct input_dev *dev)

2、設定input裝置支援的事件類型、事件碼、事件值的範圍、input_id等資訊

參見usb鍵盤驅動：usbkbd.c

usb_to_input_id(dev, &input_dev->id);//設定bustype、vendo、product等

input_dev->evbit[0] = BIT(EV_KEY) | BIT(EV_LED) | BIT(EV_REP);//支援的事件類型

input_dev->ledbit[0] = BIT(LED_NUML) | BIT(LED_CAPSL) | BIT(LED_SCROLLL) | BIT(LED_COMPOSE) | BIT(LED_KANA);// EV_LED事件支援的事件碼

for (i = 0; i < 255; i++)

set_bit(usb_kbd_keycode[i], input_dev->keybit); //EV_KEY事件支援的事件碼

include/linux/input.h中定義了支援的類型（下面列出的是2.6.22核心的情況）

#define EV_SYN 0x00

#define EV_KEY 0x01

#define EV_REL 0x02

#define EV_ABS 0x03

#define EV_MSC 0x04

#define EV_SW 0x05

#define EV_LED 0x11

#define EV_SND 0x12

#define EV_REP 0x14

#define EV_FF 0x15

#define EV_PWR 0x16

#define EV_FF_STATUS 0x17

#define EV_MAX 0x1f

一個裝置可以支援一個或多個事件類型。每個事件類型下面還需要設定具體的觸發事件碼。比如：EV_KEY事件，需要定義其支援哪些按鍵事件碼。

3、如果需要，設定input裝置的開啟、關閉、寫入資料時的處理方法

參見usb鍵盤驅動：usbkbd.c

input_dev->open = usb_kbd_open;

input_dev->close = usb_kbd_close;

input_dev->event = usb_kbd_event;

4、在發生輸入事件時，向子系統報告事件

用於報告EV_KEY、EV_REL、EV_ABS等事件的函數有：

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)

如果你覺得麻煩，你也可以只記住1個函數（因為上述函數都是通過它實現的）

void input_event(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value)

三、Event Handler層解析

1、Input輸入子系統資料結構關係圖

2、input_handler結構體

以evdev.c中的evdev_handler為例：

static struct input_handler evdev_handler = {

.event = evdev_event, //向系統報告input事件，系統通過read方法讀取

.connect = evdev_connect, //和input_dev匹配後調用connect構建

.disconnect = evdev_disconnect,

.fops = &evdev_fops, //event裝置檔案的操作方法

.minor = EVDEV_MINOR_BASE, //次裝置號基準值

.name = "evdev",

.id_table = evdev_ids, //匹配規則

};

3、input字元裝置註冊過程

drivers/input/input.c中：

static int __init input_init(void)

{

int err;

err = class_register(&input_class);

……

err = register_chrdev(INPUT_MAJOR, "input", &input_fops);

……

}

input_fops定義：

static const struct file_operations input_fops = {

.owner = THIS_MODULE,

.open = input_open_file,

};

Input_dev和input_handler匹配後調用input_handler的connect。以evdev_handler為例：

static int evdev_connect(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev,

const struct input_device_id *id)

{

struct evdev *evdev;

struct class_device *cdev;

dev_t devt;

int minor;

int error;

for (minor = 0; minor < EVDEV_MINORS && evdev_table[minor]; minor++);

if (minor == EVDEV_MINORS) {

printk(KERN_ERR "evdev: no more free evdev devices/n");

return -ENFILE;

}

evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);//為每個匹配evdev_handler的裝置建立一個evdev。

if (!evdev)

return -ENOMEM;

INIT_LIST_HEAD(&evdev->client_list);

init_waitqueue_head(&evdev->wait);

evdev->exist = 1;

evdev->minor = minor;

evdev->handle.dev = dev;

evdev->handle.name = evdev->name;

evdev->handle.handler = handler;

evdev->handle.private = evdev;

sprintf(evdev->name, "event%d", minor);

evdev_table[minor] = evdev;//記錄evdev的位置，字元裝置/dev/input/evnetx訪問時根據次裝置號及EVDEV_MINOR_BASE最終在evdev_open中找到對應的evdev

devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor),

cdev = class_device_create(&input_class, &dev->cdev, devt,

dev->cdev.dev, evdev->name);//建立了event字元裝置節點

……

}

4、input字元裝置的開啟過程

static int input_open_file(struct inode *inode, struct file *file)

{

struct input_handler *handler = input_table[iminor(inode) >> 5];

//得到對應的input_handler

const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;

int err;

if (!handler || !(new_fops = fops_get(handler->fops)))

//取出對應input_handler的file_operations

return -ENODEV;

if (!new_fops->open) {

fops_put(new_fops);

return -ENODEV;

}

old_fops = file->f_op;

file->f_op = new_fops;//重定位開啟的裝置檔案的操作方法

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;

}

5、input字元裝置的其它操作

由於在open階段已經把裝置檔案的操作操作方法重定位了到了具體的input_handler，所以其它介面操作（read、write、ioctl等），由各個input_handler的fops方法決定。如evdev.c中的：evdev_fops