Android Input子系统 -- Linux

前言

上一节有展示Android Input子系统的架构图，这里我们关心Linux kernel层

可以看到kernel层分为三层：

输入子系统设备驱动：处理与硬件相关的信息，调用input API注册输入设备，并把数据往上报

输入子系统核心层：为事件处理层和设备驱动层提供API接口调用

输入子系统事件处理：通过核心层的API获取输入事件上报的数据，定义input API与应用层交互

数据结构

数据结构	代码位置	描述
struct input_dev	input.h	input设备驱动中的实例
struct evdev struct mousedev struct keybdev	evdev.c mousedev.c keybdev.c	Event Handler层逻辑input设备的数据结构
struct input_handler	input.h	Event Handler的结构，handler层实例化对象
struct input_handle	input.h	用于创建驱动层input_dev和handler链表

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//kernel/include/linux/input.h /* 描述输入设备 */ struct input_dev { //代表一个输入设备 const char *name; //设备名字，sys文件名 //... struct input_id id; //与handler匹配：总线类型、厂商、版本等 /* 输入设备支持时间的位图bitmap */ unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)]; //所有事件 unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)]; //按键事件 unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)]; //相对位移事件 //... unsigned int keycodemax; //支持按键值个数 int (*setkeycode)(); //修改当前keymap int (*getkeycode)(); //检索keymap unsigned int repeat_key; //记录最近一次按键值 struct timer_list timer; int rep[REP_CNT]; struct input_mt *mt; struct input_absinfo *absinfo; unsigned long key[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)]; //当前按键值状态 unsigned long led[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)]; unsigned long snd[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)]; unsigned long sw[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)]; int (*open)(struct input_dev *dev); void (*close)(struct input_dev *dev); int (*flush)(struct input_dev *dev, struct file *file); //处理传递给设备的事件 int (*event)(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value); struct input_handle __rcu *grab; //当前占用该设备的input_handle //... struct list_head h_list; //handle链表，链接此input_dev struct list_head node; //链入input_dev_list //... }; /*事件处理*/ struct input_handler { void *private; void (*event)(); //处理设备驱动报告的事件 void (*events)(); bool (*filter)(); bool (*match)(); int (*connect)(); //连接handler和input_dev void (*disconnect)(); //断开连接 void (*start)(); //启动指定handle的handler函数 bool legacy_minors; int minor; const char *name; //handler名 const struct input_device_id *id_table; //输入设备id列表，匹配input_dev设备信息 struct list_head h_list; //链入handle链表 struct list_head node; //链入input_handler_list }; /* * 连接 input_dev 和 handler 的桥梁 * 一个 input_dev 可以对应多个 handler ， 一个 handler 也可以对应多个dev */ struct input_handle { int open; // 设备打开次数（上层访问次数） const char *name; struct input_dev *dev; // 所属 input_dev struct input_handler *handler; // 所属 handler struct list_head d_node; // 链入对应 input_dev 的 h_list struct list_head h_node; // 链入对应 handler 的 h_list }; /* 事件载体，输入子系统的事件包装为 input_event 上传到 Framework*/ struct input_event { struct timeval time; // 时间戳 __u16 type; // 事件类型 __u16 code; // 事件代码 __s32 value; // 事件值，如坐标的偏移值 };

对于handler和device，分别用链表input_handler_list和input_device_list进行维护，这两条是全局链表

input_handle结构体代表一个成功配对的input_dev和input_handler。input_handle没有一个全局的链表，它注册的时候将自己分别挂在input_device_list和input_handler_list的h_list上；同时，input_handle的成员.dev，关联到input_dev结构，.handler关联到input_handler结构。

输入子系统流程

• 子系统入口函数：subsys_initcall(input_init);

  • ​ class_register(&input_class)：在/sys/class下创建input类
  • ​ input_proc_init()：在/proc下建立相关文件
  • ​ register_chrdev_region(MKDEV(INPUT_MAJOR, 0), INPUT_MAX_CHAR_DEVICES, "input")：申请字符设备主设备号为13

• 注册input设备

  • ​ 添加设备
  • ​ 把输入设备挂到输入设备链表input_dev_list中
  • ​ 遍历input_handler_list链表，查找并匹配输入设备对应的时间处理层，如果匹配上，就调用handler的connect函数进行连接。

• 事件处理入口函数：module_init(evdev_init); -> input_register_handler

  • 把设备处理器挂到全局的input子系统设备链表input_handler_list上
  • 遍历input_dev_list，与每一个input_dev进行匹配：input_attach_handler
  • input_attach_handler
    • ​ input_match_device
    • ​ handler->connect
    • 申请此设备号：input_get_new_monor
    • 设置设备节点名称/dev/eventX
    • 设置应用层使用的设备号
    • input_dev设备驱动和handler事件处理层的关联：input_register_handler
    • 将设备加入到Linux设备模型：device_add

• 上报事件

  • input_report_xx()
    • input_event()
  • input_sync
    • input_event()

• 举例一个简单的input设备驱动：

  https://landlock.io/linux-doc/landlock-v7/input/input-programming.html

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