Linux设备模型之input子系统详解.docx

1、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linux kernel 2.6.25.分析的代码主要位于kernel2.6.25/drivers/input下面。 二：使用i

2、nput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）； s

3、tatic int _init button_init（void） if （request_irq（BUTTON_IRQ, button_interrupt, 0, button, NULL） printk（KERN_ERR button.c: Cant allocate irq %dn, button_irq）； return -EBUSY; button_dev.evbit0 = BIT（EV_KEY）； button_dev.keybitLONG（BTN_0） = BIT（BTN_0）； input_register_device（&button_dev）； static void _e

4、xit 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 de

5、vice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（&but

6、ton_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

7、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 th

8、e driver, then autorepeating * is handled by the driver itself and we dont do it in input.c. */ init_timer（&dev-timer）； if （！dev-repREP_DELAY & !dev-repREP_PERIOD） dev-timer.data = （long） dev; dev-timer.function = input_repeat_key; dev-repREP_DELAY = 250; dev-repREP_PERIOD = 33; 在前面的分析中曾分析过。Input_de

9、vice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-repREP_DELAY和dev-repREP_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, （u

10、nsigned 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 %sn, dev-name ? dev-name : Unspecified device, path ? path : N/A）； kfree（path）； error = mutex_lock_interruptible（&

11、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_

12、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。

13、 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_

14、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: %dn, 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

15、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_DEVIC

16、E_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 !=

17、 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

18、宏的定义如下： #define MATCH_BIT（bit, max） for （i = 0; i biti & dev-biti） != id-biti） 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

19、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

20、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）

21、 if （input_tablehandler-minor 5） retval = -EBUSY; goto out; input_tablehandler-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）； ret

22、urn 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） s

23、truct 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_unl

24、ock（&dev-mutex）； synchronize_rcu（）； /* * Since we are supposed to be called from -connect（） * which is mutually exclusive with -disconnect（） * we cant 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-st

25、art） 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： v

26、oid 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

27、, 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 （c

28、ode） 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（

29、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

30、_supported（code, dev-absbit, ABS_MAX） value = input_defuzz_abs_event（value, dev-abscode, dev-absfuzzcode）； if （dev-abscode != value） dev-abscode = 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（co