Android Input System分析（二）--内核部分

由Android Input System分析（一）--基本架构已经基本了解了一轮内核部分的工作原理，这里基本架构不再累述，直接从源码开始。介绍源码的流程如下：

这里以触摸屏为例，国内很多手机品牌使用的都是汇鼎、墩泰的tp，下面以ctp_it7250.c为例，TP IC部分的驱动源码这里不做分析，因为不具有太多的逻辑性，基本实现的都是和硬件的通信，不过他们使用的API都是linux标准的接口，提供接口的正是我们在Android Input System分析（一）--基本架构提到的核心层提供的，因此我们从核心层开始分析。

其实核心层文件不多，最核心的就是input.c,他放在系统源码的 driver/input/目录下，不要小看这么一个文件，他起到了输入系统的承上启下的作用。其实话说回来，linux系统内核源码本来就很简洁，够用就行，其他需要扩展封装，下面是主要的API解析。

1.分配、注册、注销input设备

struct input_dev *input_allocate_device(void)e_devic

* 新的输入设备分配内存

*返回input_dev类型的数据结构，如果失败会返回null。

*注意：如果设备还没注册，要使用input_free_device()是否内存；如果设备以及注册，要使用input_unregister_device() 进行注销

int input_register_device(struct input_dev *dev)

* 把输入设备注册到核心层
* 参数是要注册的设备的数据信息结构体指针
*这个函数在使用之前必须先确保已经调用了input_allocate_device()
*如果注册失败，设备必须通过input_free_device()释放。
*一旦设备已成功注册，使用input_unregister_device()注销；而不需要调用input_free_device()

void input_unregister_device(struct input_dev *dev)

* 注销设备，通过参数dev来指定要注销的设备

* 一旦设备被注销，已经释放的数据不可以继续访问

void input_free_device(struct input_dev *dev)   
 * 释放指定设备内存
 * 只有在input_register_device未被调用或者调用失败的情况下才可以使用该函数；一旦设备已经注册成功，只需要使用input_unregister_device即可。
 * 适用于已经 被input_allocate_device()分配过内存的情况.
 * 注意: 如果有其他的引用指向正在释放设备，需要等等到引用释放之后，内存才可以释放。

2.设置事件类型、事件码、事件值的范围等信息

EV_SYN 同步事件
EV_KEY 键盘事件
EV_REL 相对坐标事件，用于鼠标
EV_ABS 绝对坐标事件，用于摇杆
EV_MSC 其他事件
EV_LED LED灯事件


EV_SND 声音事件
EV_REP 重复按键事件
EV_FF 受力事件
EV_PWR 电源事件


EV_FF_STATUS 受力状态事件

__set_bit(EV_ABS, Ctp_it7250->input_dev->evbit);
 __set_bit(ABS_X, Ctp_it7250->input_dev->absbit);
 __set_bit(ABS_Y, Ctp_it7250->input_dev->absbit);
 __set_bit(EV_SYN, Ctp_it7250->input_dev->evbit);
 __set_bit(EV_KEY, Ctp_it7250->input_dev->evbit);
 __set_bit(BTN_TOUCH, Ctp_it7250->input_dev->keybit);

3.设置input设备的打开、关闭的处理方法

Ctp_it7250->input_dev->open = Ctp_it7250_touch_open;
Ctp_it7250->input_dev->close = Ctp_it7250_touch_close;
4. 在发生输入事件时，向子系统报告事件

input_report_key(Ctp_it7250->input_dev,ABS_MT_TRACKING_ID,0);
input_report_abs(Ctp_it7250->input_dev, ABS_MT_POSITION_X, gpdwSampleX[0]);
input_report_abs(Ctp_it7250->input_dev, ABS_MT_POSITION_Y, gpdwSampleY[0]);
input_report_abs(Ctp_it7250->input_dev, ABS_MT_TOUCH_MAJOR, 1);
input_mt_sync(Ctp_it7250->input_dev);
input_sync(Ctp_it7250->input_dev);


而上述函数其实都是通过下面这个函数实现的
void input_event(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value)

而此函数最终会调用handle->handler->event，也就是evdev_event函数
static void evdev_event(struct input_handle *handle, unsigned int type, unsigned int code, int value)

接下来，我们看看Event Handler层解析，具体分为：

1.Input_handler结构体
以evdev.c中的evdev_handler为例：
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


};

2. Input字符设备注册过程
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定义：
static const struct file_operations input_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = input_open_file,
};

===================================================================================

input_dev和input_handler匹配后调用input_handler的connect。以evdev_handler为例：
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++) //找到字符设备event对应的次设备号
        if (!evdev_table[minor])
            break;
    if (minor == EVDEV_MINORS) {
        printk(KERN_ERR "evdev: no more free evdev devices\n");
        return -ENFILE;
    }

=====================================================================================

evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL); //为每个匹配evdev_handler的设备创建一个evdev
    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);
    dev_set_name(&evdev->dev, "event%d", minor);
    evdev->exist = 1;
    evdev->minor = minor;
    evdev->handle.dev = input_get_device(dev);
    evdev->handle.name = dev_name(&evdev->dev);
    evdev->handle.handler = handler;
    evdev->handle.private = evdev;
evdev->dev.devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor); //创建event字符设备节点
3.Input字符设备的打开过程
static int input_open_file(struct inode *inode, struct file *file)
{
    struct input_handler *handler;
    const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;
    int err;
    lock_kernel();
   /* No load-on-demand here? */
    handler = input_table[iminor(inode) >> 5]; //得到对应的input_handler
    if (!handler || !(new_fops = fops_get(handler->fops))) { //取出对应input_handler的file_operations
        err = -ENODEV;
        goto out;
    }

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/* That's _really_ odd. Usually NULL ->open means "nothing special",
     * not "no device". Oh, well...*/
    if (!new_fops->open) {
        fops_put(new_fops);
        err = -ENODEV;
        goto out;
    }
    old_fops = file->f_op;
    file->f_op = new_fops; //重定位打开的设备文件的操作方法
    err = new_fops->open(inode, file);
    if (err) {
        fops_put(file->f_op);
        file->f_op = fops_get(old_fops);
    }
    fops_put(old_fops);
out:
    unlock_kernel();
    return err;
}

4. Input字符设备的事件处理
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; //构造一个input_event结构体
    struct timespec ts;
    ktime_get_ts(&ts);
    event.time.tv_sec = ts.tv_sec; //设置事件的相关属性
    event.time.tv_usec = ts.tv_nsec / NSEC_PER_USEC;
    event.type = type;
    event.code = code;
    event.value = value;
    rcu_read_lock();
    client = rcu_dereference(evdev->grab);
    if (client)
        evdev_pass_event(client, &event); //把事件加入到client链表中
    else
        list_for_each_entry_rcu(client, &evdev->client_list, node)
            evdev_pass_event(client, &event);
    rcu_read_unlock();
    wake_up_interruptible(&evdev->wait); //解锁中断唤醒
}

5.Input字符设备的读操作

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; //构造一个input_event结构体
    struct timespec ts;
    ktime_get_ts(&ts);
    event.time.tv_sec = ts.tv_sec; //设置事件的相关属性
    event.time.tv_usec = ts.tv_nsec / NSEC_PER_USEC;
    event.type = type;
    event.code = code;
    event.value = value;
    rcu_read_lock();
    client = rcu_dereference(evdev->grab);
    if (client)
        evdev_pass_event(client, &event); //把事件加入到client链表中
    else
        list_for_each_entry_rcu(client, &evdev->client_list, node)
            evdev_pass_event(client, &event);
    rcu_read_unlock();
    wake_up_interruptible(&evdev->wait); //解锁中断唤醒
}

至此，内核层的源码就解析到这里了，出了内核层往上走，就进入了用户空间了，内核空间和用户空间的纽带是驱动的设备节点，下一个章节将做具体的介绍。