输入子系统架构分析

内 核的输入子系统是对分散的，多种不同类别的输入设备(如键盘，鼠标，跟踪球，操纵杆，触摸屏，加速计和手写板)等字符设备进行统一处理的一层抽象，就是在 字符设备驱动上抽象出的一层。输入子系统包括两类驱动程序：事件驱动程序和设备驱动程序。事件驱动程序负责和应用程序的接口，而设备驱动程序负责和底层输 入设备的通信。鼠标事件生成文件mousedev属于事件驱动程序，而PS/2鼠标驱动程序是设备驱动程序。事件驱动程序是标准的，对所有的输入类都是可 用的，所以要实现的是设备驱动程序而不是事件驱动程序。设备驱动程序可以利用一个已经存在的，合适的事件驱动程序通过输入核心和用户应用程序接口。
输入子系统带来了如下好处：
1.统一了物理形态各异的相似的输入设备的处理功能
2.提供了用于分发输入报告给用户应用程序的简单的事件接口
3.抽取出了输入驱动程序的通用部分，简化了驱动，并引入了一致性

       现在 Android、X windows、qt等众多应用对于linux系统中键盘、鼠标、触摸屏等输入设备的支持都通过、或越来越倾向于标准的input输入子系统。因为 input子系统已经完成了字符驱动的文件操作接口，所以编写驱动的核心工作是完成input系统留出的接口，工作量不大。但如果你想更灵活的应用它，就 需要好好的分析下input子系统了。

 

先来看一下输入子系统体系架构图：


再对照下图（input输入子系统框架）， 很清楚的知道输入子系统是由输入子系统核心层（ Input Core ），驱动层和事件处理层（Event Handler）三部份组成。一个输入事件，如鼠标移动，键盘按键按下，joystick的移动等等通过 input driver -> Input core -> Event handler -> userspace 到达用户空间传给应用程序。

注意：keyboard.c不会在/dev/input下产生节点，而是作为ttyn终端（不包括串口终端）的输入。

设备描述

       在linux内核中，input设备用input_dev结构体描述，使用input子系统实现输入设备驱动的时候，驱动的核心工作是向系统报告按键、 触摸屏、键盘、鼠标等输入事件（event,通过input_event结构体描述），一再需要关心文件操作接口，因为input子系统已经完成了文件操 作接口。驱动报告的事件经过InputCore和EventHandler最终到达用户空间。
现在了解了input子系统的基本思想，下面来看一下input子系统的3个基本的数据结构：

struct input_dev {
    const char *name;     //名称
    const char *phys;  //设备在系统中的物理路径
    const char *uniq;  //设备唯一识别符
    struct input_id id; //设备ID，包含总线ID（PCI、USB）、厂商ID，与input_handler匹配的时会用到

    unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)];     //支持的所有事件类型
    unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];   //支持的键盘事件
    unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)];   //支持的鼠标相对值事件
    unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)];   //支持的鼠标绝对值事件
    unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)];   //支持的其它事件类型
    unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];   //支持的LED灯事件
    unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];   //支持的声效事件
    unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)];     //支持的力反馈事件
    unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];     //支持的开关事件

    unsigned int keycodemax;  //keycode表的大小
    unsigned int keycodesize;  //keycode表中元素个数
    void *keycode;  //设备的键盘表
    int (*setkeycode)(struct input_dev *dev, int scancode, int keycode);//配置keycode表
    int (*getkeycode)(struct input_dev *dev, int scancode, int *keycode);//获取keycode表

    struct ff_device *ff;

    unsigned int repeat_key;//保存上一个键值
    struct timer_list timer;

    int sync;

    int abs[ABS_MAX + 1];             //绝对坐标上报的当前值
    int rep[REP_MAX + 1];             //这个参数主要是处理重复按键，后面遇到再讲
    unsigned long key[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)]; //按键有两种状态，按下和抬起，这个字段就是记录这两个状态。
    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 absmax[ABS_MAX + 1];           //绝对坐标的最大值
    int absmin[ABS_MAX + 1];       //绝对坐标的最小值
    int absfuzz[ABS_MAX + 1];
    int absflat[ABS_MAX + 1];
    //操作接口
    int (*open)(struct input_dev *dev);
    void (*close)(struct input_dev *dev);
    int (*flush)(struct input_dev *dev, struct file *file);
    int (*event)(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value);

    struct input_handle *grab;         //当前使用的handle

    spinlock_t event_lock;
    struct mutex mutex;

    unsigned int users;
    int going_away;

    struct device dev;

    struct list_head    h_list;    //h_list是一个链表头，用来把handle挂载在这个上
    struct list_head    node;      //这个node是用来连到input_dev_list上的
};
 // input_dev->evbit表示设备支持的事件类型，可以是下列值的组合       #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include/linux/input.h中定义了支持的类型
struct input_handler {

    void *private;

    void (*event)(struct input_handle *handle, unsigned int type, unsigned int code, int value);
    int (*connect)(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev, const struct input_device_id *id);
    void (*disconnect)(struct input_handle *handle);
    void (*start)(struct input_handle *handle);

    const struct file_operations *fops;
    int minor;                               //次设备号
    const char *name;

    const struct input_device_id *id_table;
    const struct input_device_id *blacklist;

    struct list_head    h_list;    //h_list是一个链表头，用来把handle挂载在这个上
    struct list_head    node;      //这个node是用来连到input_handler_list上的
};

struct input_handle {

    void *private;

    int open;
    const char *name;

    struct input_dev *dev;              //指向input_dev
    struct input_handler *handler;      //指向input_handler

    struct list_head    d_node;     //连到input_dev的h_list上
    struct list_head    h_node;     //连到input_handler的h_list上
};

如 下图代表了input_dev，input_handler，input_handle，3者之间的关系。一类handler可以和多个硬件设备相关联， 一个硬件设备可以和多个handler相关联。例如：一个触摸屏设备可以作为一个event设备，作为一个鼠标设备，也可以作为一个触摸设备，所以一个设 备需要与多个平台驱动进行连接。而一个平台驱动也不只为一个设备服务，一个触摸平台驱动可能要为A,B,C3个触摸设备提供上层驱动，所以需要这样一对多 的连接。

下面来看看input字符设备注册过程：

static int __init input_init(void)
{
    int err;

    input_init_abs_bypass();
    /*创建一个类input_class*/
    err = class_register(&input_class);
    if (err) {
        printk(KERN_ERR "input: unable to register input_dev class/n");
        return err;
    }
    /*在/proc下创建入口项*/
    err = input_proc_init();
    if (err)
        goto fail1;
    /*注册设备号INPUT_MAJOR的设备，记住input子系统的设备的主设备号都是13，即INPUT_MAJOR为13，并与input_fops相关联*/
    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;
}
subsys_initcall(input_init);

下面来看input子系统的file_operations，这里只有一个打开函数input_open_file，这个在事件传递部分讲解。

static const struct file_operations input_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = input_open_file,
};

下边来看input_dev设备的注册：

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);
    /*
     *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。
     */
    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 = input_default_getkeycode;

    if (!dev->setkeycode)
        dev->setkeycode = input_default_setkeycode;

    dev_set_name(&dev->dev, "input%ld",
             (unsigned long) atomic_inc_return(&input_no) - 1);
    /*将input_dev封装的dev注册到sysfs*/
    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;
    }
    /*将input_dev挂在input_dev_list上*/
    list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list);
    /*匹配所有的input_handler，这个就是刚才那幅图里的一个设备对应多个handler的由来*/
    list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)
        input_attach_handler(dev, handler);

    input_wakeup_procfs_readers();

    mutex_unlock(&input_mutex);

    return 0;
}

跟踪程序，来看看input_attach_handler的实现：

static int input_attach_handler(struct input_dev *dev, struct input_handler *handler)
{
    const struct input_device_id *id;
    int error;
    /*handler有一个黑名单，如果存在黑名单，并且这个id匹配就退出*/
    if (handler->blacklist && input_match_device(handler->blacklist, dev))
        return -ENODEV;
    /*匹配id，实现在下边可以看到*/
    id = input_match_device(handler->id_table, dev);
    if (!id)
        return -ENODEV;
    /*如果匹配，则调用具体的handler的connect函数*/
    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;
}

下边来看看这个匹配函数：如果id->flags存在，并且相应的标志为被设定则进行比较。

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(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);

        return id;
    }

    return NULL;
}

#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;

Input_dev和input_handler匹配后调用input_handler的connect。以evdev_handler为例： 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。

/*
 * Create new evdev device. Note that input core serializes calls
 * to connect and disconnect so we don't need to lock evdev_table here.
 */
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;
    /*
     *首先补充几个知识点：
     *static struct input_handler *input_table[8];
     *#define INPUT_DEVICES 256
     *一共有8个input_handler，对应256个设备，所以一个handler对应32个设备。
     *这个问题在我参加的一次linux驱动的面试中被问到，当时真是汗啊！！！
     *static struct evdev *evdev_table[EVDEV_MINORS];
     *#define EVDEV_MINORS  32
     *evdev理论上可对应32个设备，其对应的设备节点一般位于/dev/input/event0~/dev/input/event4
     *下边的for循环，在evdev_table数组中找一个未使用的地方
     */
    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;
    }
    /*下边的代码是为每一个匹配的设备分配一个evdev结构体，并对成员进行初始化*/
    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;

    dev_set_name(&evdev->dev, evdev->name);
    evdev->dev.devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor);
    evdev->dev.class = &input_class; /*调用函数创建字符设备节点*/
    evdev->dev.parent = &dev->dev;
    evdev->dev.release = evdev_free;
    /**/
    device_initialize(&evdev->dev);
    /*
         *input_register_handle完成的主要功能是:
         *list_add_tail_rcu(&handle->d_node, &dev->h_list);
     *list_add_tail(&handle->h_node, &handler->h_list);
     */
    error = input_register_handle(&evdev->handle);
    if (error)
        goto err_free_evdev;
    /*evdev_install_chrdev完成的功能是evdev_table[evdev->minor]=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;
    。。。。。。。。。。
}

input子系统最重要的部分就是向上层report了。这里还是先介绍几个数据结构：

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
};

struct evdev_client {
    struct input_event buffer[EVDEV_BUFFER_SIZE];        //可以同时管理EVDEV_BUFFER_SIZE(64)个事件
    int head;                                            //存储事件从head开始
    int tail;                                            //取出事件从tail开始
    spinlock_t buffer_lock; /* protects access to buffer, head and tail */
    struct fasync_struct *fasync;                        //异步通知事件发生
    struct evdev *evdev;                                 //指向本evdev_client归属的evdev
    struct list_head node;                               //用于挂载到evdev的链表头client_list上
};

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
};

这里的次设备号是EVDEV_MINOR_BASE(64)，也就是说evdev_handler所表示的设备文件范围(13,64)~(13,64+32)。
如下一个结构体:evdev_handler匹配所有设备。

static const struct input_device_id evdev_ids[] = {
    { .driver_info = 1 },   /* Matches all devices */
    { },            /* Terminating zero entry */
};

看一下这张图会对上边的结构有清楚的认知了：

这个是evdev_handler是fops，下面的讲解中会用到其中的open,read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
};

在驱动程序中我们会调用input_report_abs等函数：

设备驱动通过宏set_bit()告诉input子系统它支持哪些事件，如下所示

set_bit(EV_KEY, input_dev->keybit); //EV_KEY事件支持的事件码
struct input_dev中有两个成员，一个是 unsigned  long  evbit ，一个是 unsigned  long  keybit ，分别用来表示设备所支持的事件类型和按键类型。  

用于报告EV_KEY、EV_REL、EV_ABS、EV_FF、EV_SW等事件的函数有：

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

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

如果你觉得麻烦，你也可以只记住1个函数（因为上述函数都是通过它实现的）

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

相关参数介绍：
code：

事 件的代码。如果事件的类型是EV_KEY,该代码code为设备键盘代码。代码值0-127为键盘上的按键代码，0x110-0x116为鼠标上按键代 码，其中0x110(BTN_LEFT)为鼠标左键，0x111(BTN_RIGHT)为鼠标右键，0x112(BTN_MIDDLE)为鼠标中键。其它 代码含义请参看include/linux/input.h文件。

 

value：

事件的值。如果事件的类型是EV_KEY，当按键按下时值为1,松开时值为0.

 

事件报告完毕后，设备驱动需要使用input_sync函数告诉输入子系统一个完整的报告已经发送。
void input_sync(struct input_dev *dev)
{
      input_event(dev,EV_SYN,SYN_REPORT,0);
}
这一点在鼠标移动处理中很重要，因为鼠标坐标的X分量和Y分量是分开传送的，需要利用 input_sync函数来同步。
跟踪input_event如下：

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)) {

        spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
        /*利用输入值调正随机数产生器*/
        add_input_randomness(type, code, value);
        input_handle_event(dev, type, code, value);
        spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
    }
}

跟踪input_handle_event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) {
    。。。。。。。。。。。。。。。。
    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);
}

如 果该事件需要input device来完成，就会将disposition设置成INPUT_PASS_TO_DEVICE，如果需要input handler来完成，就会将disposition设置成INPUT_PASS_TO_DEVICE，如果需要两者都参与，则将disposition 设置成INPUT_PASS_TO_ALL。
跟踪input_pass_event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)
        /*如果input_dev的grab指向了一个handle，就用这个handle关联的handler的event，否则遍历整个挂在input_dev的h_list上的handle关联的handler*/
        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();
}

比如下边的evdev_handler的evdev_event：

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)
    /*如果evdev->grab指向一个当前使用的client就将event放到这个client的buffer中，否则放到整个client_list上的client的链表中*/
        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);
}

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);
    /*将event装入client的buffer中，buffer是一个环形缓存区*/
    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。

当 用户空间打开设备节点/dev/input/event0~/dev/input/event4的时候，会使用input_fops中的 input_open_file()函数，input_open_file()->evdev_open()(如果handler是evdev的 话)->evdev_open_device()->input_open_device()->dev->open()。也就 是struct file_operations input_fops提供了通用接口，最终会调用具体input_dev的open函数。下边看一下用户程序打开文件时的过程，首先调用了input_open_file:

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? */
    /*因为32个input_dev公共一个handler所以低5位应该是相同的*/
    handler = input_table[iminor(inode) >> 5];
    if (!handler || !(new_fops = fops_get(handler->fops))) {
        err = -ENODEV;
        goto out;
    }

    /*
     * 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;
    }
    /*保存以前的fops，使用相应的handler的fops*/
    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);
out:
    unlock_kernel();
    return err;
}

这里还是假设handler是evdev_handler。

static int evdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    struct evdev *evdev;
    struct evdev_client *client;
    /*因为次设备号是从EVDEV_MINOR_BASE开始的*/
    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_table一共可容纳32个成员，找到次设备号对应的那个*/
    evdev = evdev_table[i];
    if (evdev)
        get_device(&evdev->dev);
    mutex_unlock(&evdev_table_mutex);

    if (!evdev)
        return -ENODEV;
    /*打开的时候创建一个client*/
    client = kzalloc(sizeof(struct evdev_client), GFP_KERNEL);
    if (!client) {
        error = -ENOMEM;
        goto err_put_evdev;
    }

    spin_lock_init(&client->buffer_lock);
    /*下边两句的作用就是将evdev和client绑定到一起*/
    client->evdev = evdev;
    evdev_attach_client(evdev, client);

    error = evdev_open_device(evdev);
    if (error)
        goto err_free_client;
    /*将file->private_data指向刚刚建的client，后边会用到的*/
    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;
}

static int evdev_open_device(struct evdev *evdev)
{
    int retval;

    retval = mutex_lock_interruptible(&evdev->mutex);
    if (retval)
        return retval;
    /*如果设备不存在，返回错误*/
    if (!evdev->exist)
        retval = -ENODEV;
    /*如果是被第一次打开，则调用input_open_device*/
    else if (!evdev->open++) {
        retval = input_open_device(&evdev->handle);
        if (retval)
            evdev->open--;
    }

    mutex_unlock(&evdev->mutex);
    return retval;
}

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;
}

下面是用户进程读取event的底层实现：

static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer,
              size_t count, loff_t *ppos)
{
    /*这个就是刚才在open函数中*/
    struct evdev_client *client = file->private_data;
    struct evdev *evdev = client->evdev;
    struct input_event event;
    int retval;

    if (count < input_event_size())
        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)) {
        /*input_event_to_user调用copy_to_user传入用户程序中，这样读取完成*/
        if (input_event_to_user(buffer + retval, &event))
            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;
}

这 里总结一下：如果两个进程打开同一个文件，每个进程在打开时都会生成一个evdev_client，evdev_client被挂在evdev的 client_list，在handle收到一个事件的时候，会把事件copy到挂在client_list上的所有evdev_client的 buffer中。这样所有打开同一个设备的进程都会收到这个消息而唤醒。

转：http://blog.chinaunix.net/uid-20672257-id-3149668.html