Linux设备模型之input子系统详解.docx
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Linux设备模型之input子系统详解
Linux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linuxkernel2.6.25.分析的代码主要位于kernel2.6.25/drivers/input下面。
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
staticvoidbutton_interrupt（intirq,void*dummy,structpt_regs*fp）
{
input_report_key（&button_dev,BTN_1,inb（BUTTON_PORT）&1）；
input_sync（&button_dev）；
}
staticint__initbutton_init（void）
{
if（request_irq（BUTTON_IRQ,button_interrupt,0,"button",NULL））{
printk（KERN_ERR"button.c:
Can'tallocateirq%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）；
}
staticvoid__exitbutton_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inputdevice.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inputdevice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。
Structiput_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inputdevice.
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）-returnsthelengthofabitfieldarrayinlongsforxbits
LONG（x）-returnstheindexinthearrayinlongsforbitx
BIT（x）-returnstheindexinalongforbitx
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：
intinput_register_device（structinput_dev*dev）
{
staticatomic_tinput_no=ATOMIC_INIT（0）；
structinput_handler*handler;
constchar*path;
interror;
__set_bit（EV_SYN,dev->evbit）；
/*
*Ifdelayandperiodarepre-setbythedriver,thenautorepeating
*ishandledbythedriveritselfandwedon'tdoitininput.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",（unsignedlong）atomic_inc_return（&input_no）-1）；
error=device_add（&dev->dev）；
if（error）
returnerror;
path=kobject_get_path（&dev->dev.kobj,GFP_KERNEL）；
printk（KERN_INFO"input:
%sas%s\n",
dev->name?
dev->name:
"Unspecifieddevice",path?
path:
"N/A"）；
kfree（path）；
error=mutex_lock_interruptible（&input_mutex）；
if（error）{
device_del（&dev->dev）；
returnerror;
}
如果inputdevice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）；
return0;
}
这里就是重点了。
将inputdevice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inputdevice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：
staticintinput_attach_handler（structinput_dev*dev,structinput_handler*handler）
{
conststructinput_device_id*id;
interror;
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:
failedtoattachhandler%stodevice%s,"
"error:
%d\n",
handler->name,kobject_name（&dev->dev.kobj），error）；
returnerror;
}
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：
staticconststructinput_device_id*input_match_device（conststructinput_device_id*id,
structinput_dev*dev）
{
inti;
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）；
returnid;
}
returnNULL;
}
MATCH_BIT宏的定义如下：
#defineMATCH_BIT（bit,max）
for（i=0;iif（（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inputdevice和inputhandler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iputdevice和inputhandler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inputdevice的过程就是为inputdevice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：
intinput_register_handler（structinput_handler*handler）
{
structinput_dev*dev;
intretval;
retval=mutex_lock_interruptible（&input_mutex）；
if（retval）
returnretval;
INIT_LIST_HEAD（&handler->h_list）；
if（handler->fops!
=NULL）{
if（input_table[handler->minor》5]）{
retval=-EBUSY;
gotoout;
}
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）；
returnretval;
}
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inputdevice匹配。
这个过程和inputdevice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
intinput_register_handle（structinput_handle*handle）
{
structinput_handler*handler=handle->handler;
structinput_dev*dev=handle->dev;
interror;
/*
*Wetakedev->mutexheretopreventracewith
*input_release_device（）。
*/
error=mutex_lock_interruptible（&dev->mutex）；
if（error）
returnerror;
list_add_tail_rcu（&handle->d_node,&dev->h_list）；
mutex_unlock（&dev->mutex）；
synchronize_rcu（）；
/*
*Sincewearesupposedtobecalledfrom->connect（）
*whichismutuallyexclusivewith->disconnect（）
*wecan'tberacingwithinput_unregister_handle（）
*andsoseparatelockisnotneededhere.
*/
list_add_tail（&handle->h_node,&handler->h_list）；
if（handler->start）
handler->start（handle）；
return0;
}
在这个函数里所做的处理其实很简单。
将handle挂到所对应inputdevice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inputdevice,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linuxkernel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：
voidinput_event（structinput_dev*dev,
unsignedinttype,unsignedintcode,intvalue）
{
unsignedlongflags;
//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：
staticvoidinput_handle_event（structinput_dev*dev,
unsignedinttype,unsignedintcode,intvalue）
{
intdisposition=INPUT_IGNORE_EVENT;
switch（type）{
caseEV_SYN:
switch（code）{
caseSYN_CONFIG:
disposition=INPUT_PASS_TO_ALL;
break;
caseSYN_REPORT:
if（！
dev->sync）{
dev->sync=1;
disposition=INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
}
break;
}
break;
caseEV_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;
caseEV_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;
caseEV_ABS:
if（is_event_supported（code,dev->absbit,ABS_MAX））{
value=input_defuzz_abs_event（value,
dev->abs[code],dev->absfuzz[code]）；
if（dev->abs[code]!
=value）{
dev->abs[code]=value;
disposition=INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
}
}
break;
caseEV_REL:
if（is_event_supported（code,dev->relbit,REL_MAX）&&value）
disposition=INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
break;
caseEV_MSC:
if（is_event_supported（co
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