input子系统详解

转自：http://dev.firnow.com/course/6_system/linux/linuxjq/20100313/198690.html#comment

Linux2.6 设备模型之 input子系统详解

 

一：前言

在键盘驱动代码分析的笔记中，接触到了 input子系统 .键盘驱动，键盘驱动将检测到的所有按键都上报给了 input子系统。 Input子系统是所有 I/O设备驱动的中间层，为上层提供了一个统一的界面。例如，在终端系统中，我们不需要去管有多少个键盘，多少个鼠标。它只要从 input子系统中去取对应的事件 (按键，鼠标移位等 )就可以了。今天就对 input子系统做一个详尽的分析 .
下面的代码是基于 linux kernel 2.6.25.分析的代码主要位于 kernel2.6.25/drivers/input下面 .

 

主要数据结构

 

数据结构	用途	定义位置	具体数据结构的分配和初始化
Struct input_dev	驱动层物理 Input 设备的基本数据结构	Input.h	通常在具体的设备驱动中分配和填充具体的设备结构
Struct Evdev Struct Mousedev Struct Keybdev…	Event Handler 层逻辑 Input 设备的数据结构	Evdev.c Mousedev.c Keybdev.c	Evdev.c/Mouedev.c … 中分配
Struct Input_handler	Event Handler 的结构	Input.h	Event Handler 层，定义一个具体的 Event Handler 。
Struct Input_handle	用来创建驱动层 Dev 和 Handler 链表的链表项结构	Input.h	Event Handler 层中分配，包含在 Evdev/Mousedev… 中。

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input subsystem 用来统一处理数据输入设备，例如键盘，鼠标，游戏杆，触摸屏等等。

这里引用 Linux Journal 上的一个图来说明 input subsystem 的架构：

（ http://www.linuxjournal.com/article/6396 ）

  

我们可以看到， input core 用来协调硬件的 input事件和 用户层应用之间的通讯。

这里再引用 ELDD 上的一个图片，来详细说明其内部的结构： 

 

 

在内核中， input_dev 表示一个 input设备； input_handler 来表示 input设备的 interface。

 所有的 input_dev 用双向链表 input_dev_list 连起来，如图所示：

 

在调用 int input_register_device(struct input_dev *dev) 的时候，会将新的 input_dev 加入到这个链表中。

 所有的 input_handler 用双向链表 input_handler_list 连起来，如图所示

                                                                     
在调用 int input_register_handler(struct input_handler *handler) 的时候，会将新的 input_handler 加入到这个链表中。

每个 input_dev 和 input_handler 是要关联上才能工作的，在注册 input_dev 或者 input_handler的时候，就遍历上面的列表，找到相匹配的，然后调用 input_handler 的 connect函数来将它们联系到一起。
通常在 input_handler 的 connect函数中，就会创建 input_handle， input_handle就是负责将 input_dev 和 input_handler 联系在一起的，如图所示：

                                                                             
 这里需要额外说明一下的是： input_dev 中的 h_node 是 input_handle 链表的 list节点，也就是说，一个 input_dev，可以对应多个 input_handle.

当设备产生 input event 的时候，例如按下了一个键，驱动就会调用 input_handler 中的 event 函数，同时，如果 input_dev 支持的话，也会调用 input_dev 的 event 函数。

这样，设备产生的事件就会被驱动记录下来。

当用户层的程序需要获知这些事件的时候，会调用 input_handler中的 struct file_operations *fops 中的相应函数，例如 read 等等。

可以看出，整个 input 框架的构思还是比较简洁方便的。

 

 

二：使用 input子系统的例子

在内核自带的文档 Documentation/input/input-programming.txt中。有一个使用 input子系统的例子，并附带相应的说明。以此为例分析如下：
#include
#include
#include
 
#include
#include
 
static void button_interrupt(int irq, void *dummy, struct pt_regs *fp)
{
        input_report_key(&button_dev, BTN_1, inb(BUTTON_PORT) & 1);
        input_sync(&button_dev);
}
 
static int __init button_init(void)
{
        if (request_irq(BUTTON_IRQ, button_interrupt, 0, "button", NULL)) {
                printk(KERN_ERR "button.c: Can't allocate irq %d/n", button_irq);
                return -EBUSY;
        }
 
        button_dev.evbit[0] = BIT(EV_KEY);
        button_dev.keybit[LONG(BTN_0)] = BIT(BTN_0);
 
        input_register_device(&button_dev);
}
 
static void __exit button_exit(void)
{
        input_unregister_device(&button_dev);
        free_irq(BUTTON_IRQ, button_interrupt);
}
module_init(button_init);
module_exit(button_exit);
 
这个示例 module代码还是比较简单，在初始化函数里注册了一个中断处理例程。然后注册了一个 input device.在中断处理程序里，将接收到的按键上报给 input子系统。
文档的作者在之后的分析里又对这个 module作了优化。主要是在注册中断处理的时序上。在修改过后的代码里，为 input device定义了 open函数，在 open的时候再去注册中断处理例程。具体的信息请自行参考这篇文档。在资料缺乏的情况下， kernel自带的文档就是剖析 kernel相关知识的最好资料 .
文档的作者还分析了几个 api函数。列举如下：
 
1):set_bit(EV_KEY, button_dev.evbit);
   set_bit(BTN_0, button_dev.keybit);
分别用来设置设备所产生的事件以及上报的按键值。 Struct iput_dev中有两个成员，一个是 evbit.一个是 keybit.分别用表示设备所支持的动作和按键类型。
2): input_register_device(&button_dev);
用来注册一个 input device.
3): input_report_key()
用于给上层上报一个按键动作
4): input_sync()
用来告诉上层，本次的事件已经完成了 .
5): NBITS(x) - returns the length of a bitfield array in longs for x bits
    LONG(x)  - returns the index in the array in longs for bit x
BIT(x)   - returns the index in a long for bit x     
这几个宏在 input子系统中经常用到。上面的英文解释已经很清楚了。

三： input设备注册分析

Input设备注册的接口为： input_register_device()。代码如下：
int input_register_device(struct input_dev *dev)
{
         static atomic_t input_no = ATOMIC_INIT(0);
         struct input_handler *handler;
         const char *path;
         int error;
 
         __set_bit(EV_SYN, dev->evbit);
 
         /*
          * 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.
          */
 
         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;
         }
在前面的分析中曾分析过。 Input_device的 evbit表示该设备所支持的事件。在这里将其 EV_SYN置位，即所有设备都支持这个事件 .如果 dev->rep[REP_DELAY]和 dev->rep[REP_PERIOD]没有设值，则将其赋默认值。这主要是处理重复按键的 .
 
         if (!dev->getkeycode)
                   dev->getkeycode = input_default_getkeycode;
 
         if (!dev->setkeycode)
                   dev->setkeycode = input_default_setkeycode;
 
         snprintf(dev->dev.bus_id, sizeof(dev->dev.bus_id),
                    "input%ld", (unsigned long) atomic_inc_return(&input_no) - 1);
 
         error = device_add(&dev->dev);
         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);
 
         error = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);
         if (error) {
                   device_del(&dev->dev);
                   return error;
         }
如果 input device没有定义 getkeycode和 setkeycode.则将其赋默认值。还记得在键盘驱动中的分析吗 ?这两个操作函数就可以用来取键的扫描码和设置键的扫描码。然后调用 device_add()将 input_dev中封装的 device注册到 sysfs
 
         list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list);
 
         list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)
                   input_attach_handler(dev, handler);
 
         input_wakeup_procfs_readers();
 
         mutex_unlock(&input_mutex);
 
         return 0;
}
这里就是重点了。将 input device 挂到 input_dev_list链表上 .然后，对每一个挂在 input_handler_list的 handler调用 input_attach_handler().在这里的情况有好比设备模型中的 device和 driver的匹配。所有的 input device都挂在 input_dev_list链上。所有的 handle都挂在 input_handler_list上。
看一下这个匹配的详细过程。匹配是在 input_attach_handler()中完成的。代码如下：
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;
 
         id = input_match_device(handler->id_table, dev);
         if (!id)
                   return -ENODEV;
 
         error = handler->connect(handler, dev, id);
         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);
 
         return error;
}
如果 handle的 blacklist被赋值。要先匹配 blacklist中的数据跟 dev->id的数据是否匹配。匹配成功过后再来匹配 handle->id和 dev->id中的数据。如果匹配成功，则调用 handler->connect().
来看一下具体的数据匹配过程，这是在 input_match_device()中完成的。代码如下：
static const struct input_device_id *input_match_device(const struct input_device_id *id,
                                                                 struct input_dev *dev)
{
         int i;
 
         for (; id->flags || id->driver_info; id++) {
 
                   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;
 
                   MATCH_BIT(evbit,  EV_MAX);
                   MATCH_BIT(,, 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);
 
                   return id;
         }
 
         return NULL;
}
MATCH_BIT宏的定义如下：
#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;
 
由此看到。在 id->flags中定义了要匹配的项。定义 INPUT_DEVICE_ID_MATCH_BUS。则是要比较 input device和 input handler的总线类型。 INPUT_DEVICE_ID_MATCH_VENDOR， INPUT_DEVICE_ID_MATCH_PRODUCT， INPUT_DEVICE_ID_MATCH_VERSION 分别要求设备厂商 ,设备号和设备版本 .
如果 id->flags定义的类型匹配成功。或者是 id->flags没有定义，就会进入到 MATCH_BIT的匹配项了 .从 MATCH_BIT宏的定义可以看出。只有当 iput device和 input handler的 id成员在 evbit, keybit,… swbit项相同才会匹配成功。而且匹配的顺序是从 evbit, keybit到 swbit.只要有一项不同，就会循环到 id中的下一项进行比较 .
简而言之 ,注册 input device的过程就是为 input device设置默认值，并将其挂以 input_dev_list.与挂载在 input_handler_list中的 handler相匹配。如果匹配成功，就会调用 handler的 connect函数 .

四 :handler注册分析

Handler注册的接口如下所示 :
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;
         }
 
         list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);
 
         list_for_each_entry(dev, &input_dev_list, node)
                   input_attach_handler(dev, handler);
 
         input_wakeup_procfs_readers();
 
 out:
         mutex_unlock(&input_mutex);
         return retval;
}
handler->minor表示对应 input设备节点的次设备号 .以 handler->minor右移五位做为索引值插入到 input_table[ ]中 ..之后再来分析 input_talbe[ ]的作用 .
然后将 handler挂到 input_handler_list中 .然后将其与挂在 input_dev_list中的 input device匹配 .这个过程和 input device的注册有相似的地方 .都是注册到各自的链表 ,.然后与另外一条链表的对象相匹配 .

五 :handle的注册

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);
         mutex_unlock(&dev->mutex);
         synchronize_rcu();
 
         /*
          * Since we are supposed to be called from ->connect()
          * which is mutually exclusive with ->disconnect()
          * we can't be racing with input_unregister_handle()
          * and so separate lock is not needed here.
          */
         list_add_tail(&handle->h_node, &handler->h_list);
 
         if (handler->start)
                   handler->start(handle);
 
         return 0;
}
在这个函数里所做的处理其实很简单 .将 handle挂到所对应 input device的 h_list链表上 .还将 handle挂到对应的 handler的 hlist链表上 .如果 handler定义了 start函数 ,将调用之 .
到这里 ,我们已经看到了 input device, handler和 handle是怎么关联起来的了 .以图的方式总结如下：
 
 

 

六 :event事件的处理

我们在开篇的时候曾以 linux kernel文档中自带的代码作分析 .提出了几个事件上报的 API.这些 API其实都是 input_event()的封装 .代码如下 :
void input_event(struct input_dev *dev,
                    unsigned int type, unsigned int code, int value)
{
         unsigned long flags;
 
         //判断设备是否支持这类事件
         if (is_event_supported(type, dev->evbit, EV_MAX)) {
 
                   spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
                   //利用键盘输入来调整随机数产生器
                   add_input_randomness(type, code, value);
                   input_handle_event(dev, type, code, value);
                   spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
         }
}
首先 ,先判断设备产生的这个事件是否合法 .如果合法 ,流程转入到 input_handle_event()中 .
代码如下 :
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_SYN:
                   switch (code) {
                   case SYN_CONFIG:
                            disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
                            break;
 
                   case SYN_REPORT:
                            if (!dev->sync) {
                                     dev->sync = 1;
                                     disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
                            }
                            break;
                   }
                   break;
 
         case EV_KEY:
                   //判断按键值是否被支持
                   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);
                            }
 
                            disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
                   }
                   break;
 
         case EV_SW:
                   if (is_event_supported(code, dev->swbit, SW_MAX) &&
                       !!test_bit(code, dev->sw) != value) {
 
                            __change_bit(code, dev->sw);
                            disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
                   }
                   break;
 
         case EV_ABS:
                   if (is_event_supported(code, dev->absbit, ABS_MAX)) {
 
                            value = input_defuzz_abs_event(value,
       &nb,sp;                                       dev->abs[code], dev->absfuzz[code]);
 
&n,bsp;                           if (dev->abs[code] != value) {
                                     dev->abs[code] = value;
                                     disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
                            }
                   }
                   break;
 
         case EV_REL:
                   if (is_event_supported(code, dev->relbit, REL_MAX) && value)
                            disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
 
                   break;
 
         case EV_MSC:
                   if (is_event_supported(code, dev->mscbit, MSC_MAX))
                            disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
 
                   break;
 
         case EV_LED:
                   if (is_event_supported(code, dev->ledbit, LED_MAX) &&
                       !!test_bit(code, dev->led) != value) {
 
                            __change_bit(code, dev->led);
                            disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
                   }
                   break;
 
         case EV_SND:
                   if (is_event_supported(code, dev->sndbit, SND_MAX)) {
 
                            if (!!test_bit(code, dev->snd) != !!value)
                                     __change_bit(code, dev->snd);
                            disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
                   }
                   break;
 
         case EV_REP:
                   if (code <= REP_MAX && value >= 0 && dev->rep[code] != value) {
                            dev->rep[code] = value;
                            disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
                   }
                   break;
 
         case EV_FF:
                   if (value >= 0)
                            disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
                   break;
 
         case EV_PWR:
                   disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;

;           break;
         }
 
         if (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);
}
在这里 ,我们忽略掉具体事件的处理 .到最后 ,如果该事件需要 input device来完成的 ,就会将 disposition设置成 INPUT_PASS_TO_DEVICE.如果需要 handler来完成的 ,就将 dispostion设为 INPUT_PASS_TO_HANDLERS .如果需要两者都参与 ,将 disposition设置为 INPUT_PASS_TO_ALL.
需要输入设备参与的 ,回调设备的 event函数 .如果需要 handler参与的 .调用 input_pass_event().代码如下 :
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();
}
如果 input device被强制指定了 handler,则调用该 handler的 event函数 .
结合 handle注册的分析 .我们知道 .会将 handle挂到 input device的 h_list链表上 .
如果没有为 input device强制指定 handler.就会遍历 input device->h_list上的 handle成员 .如果该 handle被打开 ,则调用与输入设备对应的 handler的 event()函数 .注意 ,只有在 handle被打开的情况下才会接收到事件 .
另外 ,输入设备的 handler强制设置一般是用带 EVIOCGRAB标志的 ioctl来完成的 .如下是发图的方示总结 evnet的处理过程：
 
 

 
我们已经分析了 input device,handler和 handle的注册过程以及事件的上报和处理 .下面以 evdev为实例做分析 .来贯穿理解一下整个过程 .

 

七 :evdev概述

 Evdev对应的设备节点一般位于 /dev/input/event0 ~ /dev/input/event4.理论上可以对应 32个设备节点 .分别代表被 handler匹配的 32个 input device.
可以用 cat /dev/input/event0.然后移动鼠标或者键盘按键就会有数据输出 (两者之间只能选一 .因为一个设备文件只能关能一个输入设备 ).还可以往这个文件里写数据 ,使其产生特定的事件 .这个过程我们之后再详细分析 .
为了分析这一过程 ,必须从 input子系统的初始化说起 .

八 :input子系统的初始化

Input子系统的初始化函数为 input_init().代码如下 :
static int __init input_init(void)
{
         int err;
 
         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;
}
在这个初始化函数里 ,先注册了一个名为” input”的类 .所有 input device都属于这个类 .在 sysfs中表现就是．所有 input device所代表的目录都位于 /dev/class/input下面 .
然后调用 input_proc_init()在 /proc下面建立相关的交互文件 .
再后调用 register_chrdev()注册了主设备号为 INPUT_MAJOR(13).次设备号为 0~255的字符设备 .它的操作指针为 input_fops.
在这里 ,我们看到 .所有主设备号 13的字符设备的操作最终都会转入到 input_fops中 .在前面分析的 /dev/input/event0~/dev/input/event4的主设备号为 13.操作也不例外的落在了 input_fops中 .
Input_fops定义如下 :
static const struct file_operations input_fops = {
         .owner = THIS_MODULE,
         .open = input_open_file,
};
打开文件所对应的操作函数为 input_open_file.代码如下示 :
static int input_open_file(struct inode *inode, struct file *file)
{
         struct input_handler *handler = input_table[iminor(inode) >> 5];
         const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;
         int err;
 
         /* No load-on-demand here? */
         if (!handler || !(new_fops = fops_get(handler->fops)))
                   return -ENODEV;
 
iminor(inode)为打开文件所对应的次设备号 .input_table是一个 struct input_handler全局数组 .在这里 .它先设备结点的次设备号右移 5位做为索引值到 input_table中取对应项 .从这里我们也可以看到 .一个 handle代表 1<<5个设备节点 (因为在 input_table中取值是以次备号右移 5位为索引的 .即低 5位相同的次备号对应的是同一个索引 ).在这里 ,终于看到了 input_talbe大显身手的地方了 .input_talbe[ ]中取值和 input_talbe[ ]的赋值 ,这两个过程是相对应的 .
 
在 input_table中找到对应的 handler之后 ,就会检验这个 handle是否存 ,是否带有 fops文件操作集 .如果没有 .则返回一个设备不存在的错误 .
         /*
          * That's _really_ odd. Usually NULL ->open means "nothing special",
          * not "no device". Oh, well...
          */
         if (!new_fops->open) {
                   fops_put(new_fops);
                   return -ENODEV;
         }
         old_fops = file->f_op;
         file->f_op = new_fops;
 
         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;
}
然后将 handler中的 fops替换掉当前的 fops.如果新的 fops中有 open()函数 ,则调用它 .

九 :evdev的初始化

Evdev的模块初始化函数为 evdev_init().代码如下 :
static int __init evdev_init(void)
{
         return input_register_handler(&evdev_handler);
}
它调用了 input_register_handler注册了一个 handler.
注意到 ,在这里 evdev_handler中定义的 minor为 EVDEV_MINOR_BASE(64).也就是说 evdev_handler所表示的设备文件范围为 (13,64)à(13,64+32).
从之前的分析我们知道 .匹配成功的关键在于 handler中的 blacklist和 id_talbe. Evdev_handler的 id_table定义如下 :
static const struct input_device_id evdev_ids[] = {
         { .driver_info = 1 },     /* Matches all devices */
         { },                       /* Terminating zero entry */
};
它没有定义 flags.也没有定义匹配属性值 .这个 handler是匹配所有 input device的 .从前面的分析我们知道 .匹配成功之后会调用 handler->connect函数 .
在 Evdev_handler中 ,该成员函数如下所示 :
 
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;
 
         for (minor = 0; minor < EVDEV_MINORS; minor++)
                   if (!evdev_table[minor])
                            break;
 
         if (minor == EVDEV_MINORS) {
                   printk(KERN_ERR "evdev: no more free evdev devices/n");
                   return -ENFILE;
         }
EVDEV_MINORS定义为 32.表示 evdev_handler所表示的 32个设备文件 .evdev_talbe是一个 struct evdev类型的数组 .struct evdev是模块使用的封装结构 .在接下来的代码中我们可以看到这个结构的使用 .
这一段代码的在 evdev_talbe找到为空的那一项 .minor就是数组中第一项为空的序号 .
 
         evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);
         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);
 
         snprintf(evdev->name, sizeof(evdev->name), "event%d", minor);
         evdev->exist = 1;
         evdev->minor = minor;
 
         evdev->handle.dev = input_get_device(dev);
         evdev->handle.name = evdev->name;
         evdev->handle.handler = handler;
         evdev->handle.private = evdev;
接下来 ,分配了一个 evdev结构 ,并对这个结构进行初始化 .在这里我们可以看到 ,这个结构封装了一个 handle结构 ,这结构与我们之前所讨论的 handler是不相同的 .注意有一个字母的差别哦 .我们可以把 handle看成是 handler和 input device的信息集合体 .在这个结构里集合了匹配成功的 handler和 input device
 
         strlcpy(evdev->dev.bus_id, evdev->name, sizeof(evdev->dev.bus_id));
         evdev->dev.devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor);
         evdev->dev.class = &input_class;
         evdev->dev.parent = &dev->dev;
         evdev->dev.release = evdev_free;
         device_initialize(&evdev->dev);
在这段代码里主要完成 evdev封装的 device的初始化 .注意在这里 ,使它所属的类指向 input_class.这样在 /sysfs中创建的设备目录就会在 /sys/class/input/下面显示 .
 
         error = input_register_handle(&evdev->handle);
         if (error)
                   goto err_free_evdev;
         error = evdev_install_chrdev(evdev);
         if (error)
                   goto err_unregister_handle;
 
         error = device_add(&evdev->dev);
         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;
}
注册 handle,如果是成功的 ,那么调用 evdev_install_chrdev将 evdev_table的 minor项指向 evdev. 然后将 evdev->device注册到 sysfs.如果失败 ,将进行相关的错误处理 .
万事俱备了 ,但是要接收事件 ,还得要等”东风” .这个”东风”就是要打开相应的 handle.这个打开过程是在文件的 open()中完成的 .

十 :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;
         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;
}
iminor(inode) - EVDEV_MINOR_BASE就得到了在 evdev_table[ ]中的序号 .然后将数组中对应的 evdev取出 .递增 devdev中 device的引用计数 .
分配并初始化一个 client.并将它和 evdev关联起来 : client->evdev指向它所表示的 evdev. 将 client挂到 evdev->client_list上 . 将 client赋为 file的私有区 .
对应 handle的打开是在此 evdev_open_device()中完成的 .代码如下 :
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;
}
如果 evdev是第一次打开 ,就会调用 input_open_device()打开 evdev对应的 handle.跟踪一下这个函数 :
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) {
                            /*
                             * Make sure we are not delivering any more events
                             * through this handle
                             */
                            synchronize_rcu();
                   }
         }
 
 out:
         mutex_unlock(&dev->mutex);
         return retval;
}
在这个函数中 ,我们看到 .递增 handle的打开计数 .如果是第一次打开 .则调用 input device的 open()函数 .

十一 :evdev的事件处理

经过上面的分析 .每当 input device上报一个事件时 ,会将其交给和它匹配的 handler的 event函数处理 .在 evdev中 .这个 event函数对应的代码为 :
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);
}
首先构造一个 struct input_event结构 .并设备它的 type.code,value为处理事件的相关属性 .如果该设备被强制设置了 handle.则调用如之对应的 client.
我们在 open的时候分析到 .会初始化 clinet并将其链入到 evdev->client_list. 这样 ,就可以通过 evdev->client_list找到这个 client了 .
对于找到的第一个 client都会调用 evdev_pass_event( ).代码如下 :
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;
         client->head &= EVDEV_BUFFER_SIZE - 1;
         spin_unlock(&client->buffer_lock);
 
         kill_fasync(&client->fasync, SIGIO, POLL_IN);
}
这里的操作很简单 .就是将 event保存到 client->buffer中 .而 client->head就是当前的数据位置 .注意这里是一个环形缓存区 .写数据是从 client->head写 .而读数据则是从 client->tail中读 .

十二 :设备节点的 read处理

对于 evdev设备节点的 read操作都会由 evdev_read()完成 .它的代码如下 :
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 < evdev_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 + evdev_event_size() <= count &&
                evdev_fetch_next_event(client, &event)) {
 
                   if (evdev_event_to_user(buffer + retval, &event))
                            return -EFAULT;
 
                   retval += evdev_event_size();
         }
 
         return retval;
}
首先 ,它判断缓存区大小是否足够 .在读取数据的情况下 ,可能当前缓存区内没有数据可读 .在这里先睡眠等待缓存区中有数据 .如果在睡眠的时候 ,.条件满足 .是不会进行睡眠状态而直接返回的 .
然后根据 read()提够的缓存区大小 .将 client中的数据写入到用户空间的缓存区中 .

十三 :设备节点的写操作

同样 .对设备节点的写操作是由 evdev_write()完成的 .代码如下 :
 
static ssize_t evdev_write(struct file *file, const 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;
 
         retval = mutex_lock_interruptible(&evdev->mutex);
         if (retval)
                   return retval;
 
         if (!evdev->exist) {
                   retval = -ENODEV;
                   goto out;
         }
 
         while (retval < count) {
 
                   if (evdev_event_from_user(buffer + retval, &event)) {
                            retval = -EFAULT;
                            got,o out;
                   }
 
                   input_inject_event(&evdev->handle,
    &nb,sp;                                   event.type, event.code, event.value);
                   retval += evdev_event_size();
         }
 
 out:
         mutex_unlock(&evdev->mutex);
         return retval;
}
首先取得操作设备文件所对应的 evdev.
实际上 ,这里写入设备文件的是一个 event结构的数组 .我们在之前分析过 ,这个结构里包含了事件的 type.code和 event.
将写入设备的 event数组取出 .然后对每一项调用 event_inject_event().
这个函数的操作和 input_event()差不多 .就是将第一个参数 handle转换为输入设备结构 .然后这个设备再产生一个事件 .
代码如下 :
void input_inject_event(struct input_handle *handle,
                            unsigned int type, unsigned int code, int value)
{
         struct input_dev *dev = handle->dev;
         struct input_handle *grab;
         unsigned long flags;
 
         if (is_event_supported(type, dev->evbit, EV_MAX)) {
                   spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);

 

;                rcu_read_lock();
                   grab = rcu_dereference(dev->grab);
                   if (!grab || grab == handle)
                            input_handle_event(dev, type, code, value);
                   rcu_read_unlock();
 
                   spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
         }
}
我们在这里也可以跟 input_event()对比一下 ,这里设备可以产生任意事件 ,而不需要和设备所支持的事件类型相匹配 .
由此可见 .对于写操作而言 .就是让与设备文件相关的输入设备产生一个特定的事件 .
将上述设备文件的操作过程以图的方式表示如下：
 
 

十四 :小结

在这一节点 ,分析了整个 input子系统的架构 ,各个环节的流程 .最后还以 evdev为例 .将各个流程贯穿在一起 .以加深对 input子系统的理解 .由此也可以看出 .linux设备驱动采用了分层的模式 .从最下层的设备模型到设备 ,驱动 ,总线再到 input子系统最后到 input device.这样的分层结构使得最上层的驱动不必关心下层是怎么实现的 .而下层驱动又为多种型号同样功能的驱动提供了一个统一的接口 .