【RFB】Linux uinput 分析，虚拟鼠标，键盘
基于输入子系统 实现的 uinput 可以方便的在用户空间模拟鼠标和键盘事件。
当然，也可以自己造轮子， 做一个字符设备接收用户输入，根据输入，投递 input 事件。
还有一种方式就是直接 往 evnent 里写入数据， 都可以达到控制鼠标键盘的功能。
本篇文章就是演示直接写入 event 的方法。
linux/input.h中有定义，这个文件还定义了标准按键的编码等
struct input_event {
struct timeval time; //按键时间
__u16 type; //类型，在下面有定义
__u16 code; //要模拟成什么按键
__s32 value;//是按下还是释放
};
code：
事件的代码.如果事件的类型代码是EV_KEY,该代码code为设备键盘代码.代码植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. 如果事件的类型代码是EV_REL,code值表示轨迹的类型.如指示鼠标的X轴方向 REL_X (代码为0x00),指示鼠标的Y轴方向REL_Y(代码为0x01),指示鼠标中轮子方向REL_WHEEL(代码为0x08).
type:
EV_KEY,键盘
EV_REL,相对坐标
EV_ABS,绝对坐标
value：
事件的值.如果事件的类型代码是EV_KEY,当按键按下时值为1,松开时值为0;如果事件的类型代码是EV_ REL,value的正数值和负数值分别代表两个不同方向的值.
/*
* Event types
*/
#define EV_SYN 0x00
#define EV_KEY 0x01 //按键
#define EV_REL 0x02 //相对坐标(轨迹球)
#define EV_ABS 0x03 //绝对坐标
#define EV_MSC 0x04 //其他
#define EV_SW 0x05
#define EV_LED 0x11 //LED
#define EV_SND 0x12//声音
#define EV_REP 0x14//repeat
#define EV_FF 0x15
#define EV_PWR 0x16
#define EV_FF_STATUS 0x17
#define EV_MAX 0x1f
#define EV_CNT (EV_MAX+1)
下面是一个模拟鼠标和键盘输入的例子：
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/uinput.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
void simulate_key(int fd,int kval)
{
struct input_event event;
event.type = EV_KEY;
event.value = 1;
event.code = kval;
gettimeofday(&event.time,0);
write(fd,&event,sizeof(event)) ;
event.type = EV_SYN;
event.code = SYN_REPORT;
event.value = 0;
write(fd, &event, sizeof(event));
memset(&event, 0, sizeof(event));
gettimeofday(&event.time, NULL);
event.type = EV_KEY;
event.code = kval;
event.value = 0;
write(fd, &event, sizeof(event));
event.type = EV_SYN;
event.code = SYN_REPORT;
event.value = 0;
write(fd, &event, sizeof(event));
}
void simulate_mouse(int fd)
{
struct input_event event;
memset(&event, 0, sizeof(event));
gettimeofday(&event.time, NULL);
event.type = EV_REL;
event.code = REL_X;
event.value = 10;
write(fd, &event, sizeof(event));
event.type = EV_REL;
event.code = REL_Y;
event.value = 10;
write(fd, &event, sizeof(event));
event.type = EV_SYN;
event.code = SYN_REPORT;
event.value = 0;
write(fd, &event, sizeof(event));
}
int main()
{
int fd_kbd;
int fd_mouse;
fd_kbd = open("/dev/input/event1",O_RDWR);
if(fd_kbd<=0){
printf("error open keyboard:/n");
return -1;
}
fd_mouse = open("/dev/input/event2",O_RDWR);
if(fd_mouse<=0){
printf("error open mouse/n");
return -2;
}
int i = 0;
for(i=0; i< 10; i++)
{
simulate_key(fd_kbd, KEY_A + i);
simulate_mouse(fd_mouse);
sleep(1);
}
close(fd_kbd);
}
模拟了鼠标和键盘的输入事件。
关于这里 open 哪个 event ， 可以通过 cat /proc/bus/input/devices
I: Bus=0017 Vendor=0001 Product=0001 Version=0100
N: Name="Macintosh mouse button emulation"
P: Phys=
S: Sysfs=/class/input/input0
U: Uniq=
H: Handlers=mouse0 event0
B: EV=7
B: KEY=70000 0 0 0 0 0 0 0 0
B: REL=3
I: Bus=0011 Vendor=0001 Product=0001 Version=ab41
N: Name="AT Translated Set 2 keyboard"
P: Phys=isa0060/serio0/input0
S: Sysfs=/class/input/input1
U: Uniq=
H: Handlers=kbd event1
B: EV=120013
B: KEY=4 2000000 3803078 f800d001 feffffdf ffefffff ffffffff fffffffe
B: MSC=10
B: LED=7
I: Bus=0019 Vendor=0000 Product=0002 Version=0000
N: Name="Power Button (FF)"
P: Phys=LNXPWRBN/button/input0
S: Sysfs=/class/input/input3
U: Uniq=
H: Handlers=kbd event3
B: EV=3
B: KEY=100000 0 0 0
I: Bus=0019 Vendor=0000 Product=0001 Version=0000
N: Name="Power Button (CM)"
P: Phys=PNP0C0C/button/input0
S: Sysfs=/class/input/input4
U: Uniq=
H: Handlers=kbd event4
B: EV=3
B: KEY=100000 0 0 0
I: Bus=0003 Vendor=046d Product=c018 Version=0111
N: Name="Logitech USB Optical Mouse"
P: Phys=usb-0000:00:1d.1-2/input0
S: Sysfs=/class/input/input24
U: Uniq=
H: Handlers=mouse1 event2
B: EV=7
B: KEY=70000 0 0 0 0 0 0 0 0
B: REL=103
我的鼠标是 罗技 的 Logitech USB Optical Mouse， 所以 鼠标是 event2
下面是一个读取 鼠标和键盘事件的例子：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <linux/input.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
static void show_event(struct input_event* event)
{
printf("%d %d %d/n", event->type, event->code, event->value);
return;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
struct input_event event = {{0}, 0};
const char* file_name = argc == 2 ? argv[1] : "/dev/input/event2";
int fd = open(file_name, O_RDWR);
if(fd > 0)
{
while(1)
{
int ret = read(fd, &event, sizeof(event));
if(ret == sizeof(event))
{
show_event(&event);
}
else
{
break;
}
}
close(fd);
}
return 0;
}
很多人对于 如何模拟 CTRL + SPACE 感兴趣， 下面也给个例子，呵呵。
void simulate_ctrl_space(int fd)
{
struct input_event event;
//先发送一个 CTRL 按下去的事件。
event.type = EV_KEY;
event.value = 1;
event.code = KEY_LEFTCTRL;
gettimeofday(&event.time,0);
write(fd,&event,sizeof(event)) ;
event.type = EV_SYN;
event.code = SYN_REPORT;
event.value = 0;
write(fd, &event, sizeof(event));
//先发送一个 SPACE 按下去的事件。
event.type = EV_KEY;
event.value = 1;
event.code = KEY_SPACE;
gettimeofday(&event.time,0);
write(fd,&event,sizeof(event)) ;
//发送一个 释放 SPACE 的事件
memset(&event, 0, sizeof(event));
gettimeofday(&event.time, NULL);
event.type = EV_KEY;
event.code = KEY_SPACE;
event.value = 0;
write(fd, &event, sizeof(event));
event.type = EV_SYN;
event.code = SYN_REPORT;
event.value = 0;
write(fd, &event, sizeof(event));
//发送一个 释放 CTRL 的事件
memset(&event, 0, sizeof(event));
gettimeofday(&event.time, NULL);
event.type = EV_KEY;
event.code = KEY_LEFTCTRL;
event.value = 0;
write(fd, &event, sizeof(event));
event.type = EV_SYN;
event.code = SYN_REPORT;
event.value = 0;
write(fd, &event, sizeof(event));
}
接下来分析一下 uinput 和 linux 的 input 子系统。
linux uinput
本文以 2.6.22.7 的kernel 为基础。
首先 uinput 是一个字符设备， 其次它还是一个 input 设备。另外它可以是一个鼠标或者键盘设备。
从 init 部分说起吧。
static const struct file_operations uinput_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = uinput_open,
.release = uinput_release,
.read = uinput_read,
.write = uinput_write,
.poll = uinput_poll,
.unlocked_ioctl = uinput_ioctl,
};
static struct miscdevice uinput_misc = {
.fops = &uinput_fops,
.minor = UINPUT_MINOR,
.name = UINPUT_NAME,
};
static int __init uinput_init(void)
{
return misc_register(&uinput_misc);
}
首先说说 miscdevice, 很方便的东西，对 device 做了简单的包装，
当 misc_register 的时候就完成了 设备的 注册安装一类的东东， 不用自己再操心了。真是懒人的设计阿。
所有的 misc 设备公用同一个主设备号，在 misc_init 中，
static int __init misc_init(void)
{
#ifdef CONFIG_PROC_FS
struct proc_dir_entry *ent;
ent = create_proc_entry("misc", 0, NULL);
if (ent)
ent->proc_fops = &misc_proc_fops;
#endif
misc_class = class_create(THIS_MODULE, "misc");
if (IS_ERR(misc_class))
return PTR_ERR(misc_class);
if (register_chrdev(MISC_MAJOR,"misc",&misc_fops)) {
printk("unable to get major %d for misc devices/n",
MISC_MAJOR);
class_destroy(misc_class);
return -EIO;
}
return 0;
}
register_chrdev 接口真 BT ,
__register_chrdev_region(major, 0, 256, name);
直接占用了 0 到 255 的次设备号，注册 misc 类型设备的时候，直接从里面取就是了。
而在 misc_open 通过设备节点把 file_operations 指向对应的设备驱动上去， 很良好的设计， 呵呵。
有点类似其他总线的设计， 但是只有 device_list, 没有 driver_list, 当然也不需要。
不在 misc 上浪费时间了。 接下来再到 uinput 中去。
从uinput_open 说起吧， uinput_open 其实啥事情都没干。。做了一些简单的初始化工作。
要创建一个 input 设备，我们在调用input_register_device 前需要设置 好input_dev的各种属性。
而设置input_dev的属性在 uinput_setup_device 接口中， 但驱动怎么知道你想模拟什么设备呢？
又需要通过 uinput_ioctl 设置先。 很糟糕的设计。 用户若是不知道这些流程，如何能使用这个模拟驱动？
下面是一个使用 uinput 的用户态程序：
int setup_uinput_device(char *device)
{
// Temporary variable
int i=0;
// Open the input device
//uinp_fd = open("/dev/input/uinput", O_WRONLY | O_NDELAY);
uinp_fd = open(device, O_WRONLY | O_NDELAY);
if (uinp_fd == 0)
{
printf("Unable to open /dev/input/uinput/n");
return -1;
}
memset(&uinp,0,sizeof(uinp)); // Intialize the uInput device to NULL
strncpy(uinp.name, "HID Keyboard Device", strlen("HID Keyboard Device"));
uinp.id.version = 4;
uinp.id.bustype = BUS_USB;
uinp.id.product = 1;
uinp.id.vendor = 1;
// Setup the uinput device
ioctl(uinp_fd, UI_SET_EVBIT, EV_KEY);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_EVBIT, EV_REL);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_RELBIT, REL_X);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_RELBIT, REL_Y);
for (i=0; i < 256; i++) {
ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, i);
}
ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_MOUSE);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_TOUCH);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_MOUSE);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_LEFT);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_MIDDLE);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_RIGHT);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_FORWARD);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_BACK);
write(uinp_fd, &uinp, sizeof(uinp));
if (ioctl(uinp_fd, UI_DEV_CREATE))
{
printf("Unable to create UINPUT device.");
return -1;
}
return 1;
}
很变态的流程， 先用 ioctl 设置参数（模拟鼠标，键盘）， 再 write, 在第一次 write 的时候创建 inputdev,
然后 ioctl 调用 UI_DEV_CREATE 向系统注册 . BT............
今天先写到这里拉。。
浅析linux下键盘设备工作和注册流程
【浅析linux下鼠标驱动的实现】
input_init( ) = >
= >
class_register( & input_class) ; 注册input类
input_proc_init( ) ; 创建proc下的目录和文件
register_chrdev( INPUT_MAJOR, "input" , & input_fops) ; 注册驱动程序到cdev_map上, 以待驱动设备.
drivers/input/keyboard/pxa3xx_keypad. c为我们的keyboard设备,
pxa3xx_keypad_probe= >
request_irq( IRQ_ENHROT, & enhanced_rotary_interrupt,
IRQF_DISABLED, "Enhanced Rotary" , ( void * ) keypad) ; 注册快捷键中断
request_irq( IRQ_KEYPAD, pxa3xx_keypad_interrupt, IRQF_DISABLED, pdev- > name, keypad) ; 注册中断
static irqreturn_t pxa3xx_keypad_interrupt( int irq, void * dev_id)
{
struct pxa3xx_keypad * keypad = dev_id;
uint32_t kpc = keypad_readl( KPC) ;
if ( kpc & KPC_MI)
pxa3xx_keypad_scan_matrix( keypad) ;
if ( kpc & KPC_DI)
pxa3xx_keypad_scan_direct( keypad) ;
return IRQ_HANDLED;
}
在irq中如果读到了key, 那么会直接调用
input_report_key( keypad- > input_dev, lookup_matrix_keycode( keypad, row, col) ,
new_state[ col] & ( 1 < < row) ) ;
static inline unsigned int lookup_matrix_keycode(
struct pxa3xx_keypad * keypad, int row, int col)
{
return keypad- > matrix_keycodes[ ( row < < 3) + col] ;
}
input_report_key( struct input_dev * dev, unsigned int code, int value)
dev为input_dev设备, 我们的4* 4键盘
code为标准PC键盘码值
value为按键动作, 为1表示键盘按下, 为0表示按键抬起
static inline void input_report_key( struct input_dev * dev, unsigned int code, int value)
{
input_event( dev, EV_KEY, code, ! ! value) ;
}
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) ;
add_input_randomness( type, code, value) ; //因为按键的存在随机性,所以按键是给系统提供墒随机数的好来源.
input_handle_event( dev, type, code, value) ;
spin_unlock_irqrestore( & dev- > event_lock, flags) ;
}
}
static void input_handle_event( struct input_dev * dev,
unsigned int type, unsigned int code, int value)
{
. . .
case EV_KEY:
if ( is_event_supported( code, dev- > keybit, KEY_MAX) & &
! ! test_bit( code, dev- > key) ! = value) { //这次来的是否为新的键值
if ( value ! = 2) {
__change_bit( code, dev- > key) ; //通过异或^操作,反转code对应的bitmap,如果value等于2,那么将忽略该按键
if ( value)
input_start_autorepeat( dev, code) ; //键盘按下,那么开启定时检测,这样可以出现连续输入的效果
}
disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
}
break ;
. . .
}
static void input_start_autorepeat( struct input_dev * dev, int code)
{
if ( test_bit( EV_REP, dev- > evbit) & &
dev- > rep[ REP_PERIOD] & & dev- > rep[ REP_DELAY] & &
dev- > timer. data) {
dev- > repeat_key = code;
mod_timer( & dev- > timer, //重新启动定时器input_repeat_key,时间间隔msecs_to_jiffies(dev->rep[REP_DELAY])
jiffies + msecs_to_jiffies( dev- > rep[ REP_DELAY] ) ) ;
}
}
static void input_repeat_key( unsigned long data)
{
struct input_dev * dev = ( void * ) data;
unsigned long flags;
spin_lock_irqsave( & dev- > event_lock, flags) ;
if ( test_bit( dev- > repeat_key, dev- > key) & &
is_event_supported( dev- > repeat_key, dev- > keybit, KEY_MAX) ) {
input_pass_event( dev, EV_KEY, dev- > repeat_key, 2) ; //交给处理按键函数
if ( dev- > sync) {
/*
* Only send SYN_REPORT if we are not in a middle
* of driver parsing a new hardware packet.
* Otherwise assume that the driver will send
* SYN_REPORT once it's done.
*/
input_pass_event( dev, EV_SYN, SYN_REPORT, 1) ;
}
if ( dev- > rep[ REP_PERIOD] )
mod_timer( & dev- > timer, jiffies +
msecs_to_jiffies( dev- > rep[ REP_PERIOD] ) ) ;
}
spin_unlock_irqrestore( & dev- > event_lock, flags) ;
}
input_pass_event= >
handle- > handler- > event( handle, type, code, value) ;
就是kbd_handler的kbd_event= > kbd_keycode= >
atomic_notifier_call_chain( & keyboard_notifier_list, KBD_UNICODE, & param)
通知挂在keyboard链上所有等待键盘输入的应用程序,
通过register_keyboard_notifier( ) 函数可以注册到键盘链上【gliethttp. Leith】,
input_dev = input_allocate_device( ) ; 申请一个input设备空间
input_dev- > open = pxa3xx_keypad_open; 给这个空间填充方法
input_dev- > close = pxa3xx_keypad_close;
input_dev- > private = keypad;
set_bit( EV_KEY, input_dev- > evbit) ; //键按下
set_bit( EV_REL, input_dev- > evbit) ; //键释放
pxa3xx_keypad_build_keycode( keypad) ; //设备键盘映射码
该函数将根据pxa3xx_device_keypad设备下的matrix_key_map进行键控设置,
pxa_set_keypad_info( & jades_keypad_info) = > 将jades_keypad_info登记为pdata;
# define MAX_MATRIX_KEY_NUM ( 8 * 8)
matrix_keycodes[ MAX_MATRIX_KEY_NUM] ; 表示为8* 8键盘
keypad- > matrix_keycodes[ ( row < < 3) + col] = code; 表示第row行的第col列处按键, 代表code编码值, 这个为我们内部使用.
set_bit( code, input_dev- > keybit) ; //设置code为我们的键盘对操作系统可用的键盘值
if ( pdata- > direct_key_num) {
for ( i = 0; i < pdata- > direct_key_num; i+ + ) {
set_bit( pdata- > direct_key_map[ i] , input_dev- > keybit) ; //快捷键单元
}
}
set_bit( KEY_POWER, input_dev- > keybit) ; //登记电源按键为系统可见按键
input_register_device( input_dev) ; = > //注册设该备devices_subsys总线上
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; //消抖处理函数,采用延时消抖
dev- > rep[ REP_DELAY] = 500; //250;
dev- > rep[ REP_PERIOD] = 66; //33;
}
if ( ! dev- > getkeycode)
dev- > getkeycode = input_default_getkeycode;
if ( ! dev- > setkeycode)
dev- > setkeycode = input_default_setkeycode;
//在/sys/class/input下创建以input0,input1为目录名的input类型设备
snprintf( dev- > dev. bus_id, sizeof ( dev- > dev. bus_id) ,
"input%ld" , ( unsigned long ) atomic_inc_return( & input_no) - 1) ;
if ( dev- > cdev. dev)
dev- > dev. parent = dev- > cdev. dev;
error = device_add( & dev- > dev) ; //将设备登记到设备总线上,之后将以目录和文件的形式呈现
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 ;
}
list_add_tail( & dev- > node, & input_dev_list) ;
//将设备放到input的链表上,该链表上存放着所有input类型的dev设备对象【gliethttp.Leith】
list_for_each_entry( handler, & input_handler_list, node)
input_attach_handler( dev, handler) ;
//从input_handler_list驱动链表上尝试匹配,是否有驱动该dev设备的driver驱动,如果有,那么将匹配的驱动绑定给dev设备,来驱动这个dev.
input_wakeup_procfs_readers( ) ;
mutex_unlock( & input_mutex) ;
return 0;
}
drivers/char / keyboard. c
kbd_init( ) = >
input_register_handler( & kbd_handler) ; 注册键盘驱动到input_handler_list链表上
static int input_attach_handler( struct input_dev * dev, struct input_handler * handler)
{
const struct input_device_id * id;
int error ;
//看看这个咚咚,是不是在黑名单里,如果在,那么就byebye了 【gliethttp.Leith】
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) ; //ok,找到驱动该dev的driver,那么尝试连接
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 ;
}
kbd_connect= > input_register_handle= > input_open_device= > pxa3xx_keypad_open配置键盘io口
以下内容转自： http://ericxiao.cublog.cn/
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;
goto out;
}
input_inject_event(&evdev->handle,
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.
浅析linux下鼠标驱动的实现
【浅析linux下键盘设备工作和注册流程】
对于鼠标驱动和前面分析过的键盘驱动都是共用input模型, 所以, 对于事件上报和处理的方式都没有区别, 只是mouse鼠标驱动当上报完dx, dy, left , middle, right之后, 需要调用input_sync( ) , 将前面上报的仅仅填充在缓冲区中的数据, 通过mousedev_notify_readers( ) 发送给open了的挂接在mousedev- > client_list链表上等待获取鼠标信息的client门, 鼠标设备和键盘设备类似都是在/ dev/ input/ 目录下创建了一个char类型的设备节点, 由应用程序使用read或者poll来阻塞调用, 对于键盘设备为/ dev/ input/ event0, . . . ,/ dev/ input/ eventx, 对于鼠标设备为/ dev/ input/ mouse0, . . . , / dev/ input/ mousex, 可以使用sudo cat / dev/ input/ event0来从终端上截获显示按键的信息, 使用sudo cat / dev/ input/ mouse0来捕捉鼠标的信息.
让我们来看看驱动源码【gliethttp. Leith】：
= = = = = = = = = = = = drivers/input/mouse/amimouse. c= = = = = = = = = = = =
input_report_rel( amimouse_dev, REL_X, dx) ;
input_report_rel( amimouse_dev, REL_Y, dy) ;
input_report_key( amimouse_dev, BTN_LEFT, ciaa. pra & 0x40) ;
input_report_key( amimouse_dev, BTN_MIDDLE, potgor & 0x0100) ;
input_report_key( amimouse_dev, BTN_RIGHT, potgor & 0x0400) ;
input_sync( amimouse_dev) ; // 拷贝到open了的每个client的client->packets[16]环形缓冲区,每个应用程序在调用open时, mousedev_open都会调用kzalloc来申请一个独立的mousedev_client结构体,然后将该client挂接到mousedev ->client_list链表,最后由mousedev_notify_readers向mousedev->client_list链表 上挂接的每个client拷贝鼠标信息,最后wake_up唤醒read或poll.
= = = = = = = = = = = = drivers/input/mousedev. c= = = = = = = = = = = =
mousedev_read= > mousedev_packet= > 如果dx, dy, dz同时都为0, 说明鼠标停止了, 那么client- > ready= 0;
mousedev_event( dev, EV_SYN, SYN_REPORT, 0) = > mousedev_notify_readers= > 如果dx, dy, dz有一个发生了移动或者鼠标按键上一次的按键不同, 那么client- > ready = 1; 拷贝数据到mousedev- > client_list链表上挂接的每个client的环形缓冲区, 最后调用wake_up_interruptible( & mousedev- > wait) ; 唤醒因为read或者poll操作而被pending住的应用程序, 比如xWindows系统或者MiniGUI系统.
mousedev_write= > mousedev_generate_response= > 向client- > ps2[ 6] 缓冲区填充数据, 有效数据的个数为client- > bufsiz, 之后执行如下赋值client- > buffer = client- > bufsiz; 让client- > buffer等于client- > ps2[ 6] 数据缓冲区中有效数据的个数.
static ssize_t mousedev_read( struct file * file , char __user * buffer,
size_t count , loff_t * ppos)
{
struct mousedev_client * client = file - > private_data;
struct mousedev * mousedev = client- > mousedev;
signed char data[ sizeof ( client- > ps2) ] ;
int retval = 0;
if ( ! client- > ready & & ! client- > buffer & & mousedev- > exist & &
( file - > f_flags & O_NONBLOCK) )
return - EAGAIN;
retval = wait_event_interruptible( mousedev- > wait,
! mousedev- > exist | | client- > ready | | client- > buffer) ;
//等待条件满足或者信号发生,client->ready和client->buffer都可以在调用wake_up_interruptible(&mousedev->wait)之后,因为为真,而继续往下执行.
if ( retval)
return retval;
if ( ! mousedev- > exist)
return - ENODEV;
spin_lock_irq( & client- > packet_lock) ; //禁止中断
if ( ! client- > buffer & & client- > ready) {
mousedev_packet( client, client- > ps2) ;
client- > buffer = client- > bufsiz;
}
if ( count > client- > buffer)
count = client- > buffer;
memcpy ( data, client- > ps2 + client- > bufsiz - client- > buffer, count ) ;
//所以从这里可以看出,client->bufsiz为ps2[]数组有效数据索引的上限值,
//client->buffer为ps2[]数组索引的下限值
client- > buffer - = count ; //这样之后,再次执行read时,将会接续该buffer偏移位置继续读取.
spin_unlock_irq( & client- > packet_lock) ; //打开中断
if ( copy_to_user( buffer, data, count ) ) //拷贝到用户空间
return - EFAULT;
return count ;
}
对于mouse和keyboard来说poll方法是同时处理多项输入的相当高效的信息处理方法, 应用程序可以使用select或者poll甚至epoll来等待多个事件的发生, 比如同时等待mouse和key的发生, 然后来统一处理【gliethttp.Leith】.
static unsigned int mousedev_poll( struct file * file , poll_table * wait)
{
struct mousedev_client * client = file - > private_data;
struct mousedev * mousedev = client- > mousedev;
poll_wait( file , & mousedev- > wait, wait) ;
return ( ( client- > ready | | client- > buffer) ? ( POLLIN | POLLRDNORM) : 0) |
( mousedev- > exist ? 0 : ( POLLHUP | POLLERR) ) ;
}
以上鼠标input事件和键盘的input时间基本一致, 最后都是调用input_report_rel( ) 、input_report_key( )等, 不同的是mousedev_event只有当调用input_sync才会发生向client的数据拷贝动作, 而键盘的evdev_event的事件处理函数不管是什么信息都会执行如下遍历:
list_for_each_entry_rcu( client, & evdev- > client_list, node)
evdev_pass_event( client, & event) ;
来完成向每个client数据buffer拷贝数据【gliethttp. Leith】.