Android、X windows、qt等眾多應用對於linux系統中鍵盤、鼠標、觸摸屏等輸入設備的支持都通過、或越來越傾向於標准的input輸入子系統。
因為input子系統已經完成了字符驅動的文件操作接口,所以編寫驅動的核心工作是完成input系統留出的接口,工作量不大。但如果你想更靈活的應用它,就需要好好的分析下input子系統了。
一、input輸入子系統框架
下圖是input輸入子系統框架,輸入子系統由輸入子系統核心層( Input Core ),驅動層和事件處理層(Event Handler)三部份組成。一個輸入事件,如鼠標移動,鍵盤按鍵按下,joystick的移動等等通過 input driver -> Input core -> Event handler -> userspace 到達用戶空間傳給應用程序。
注意:keyboard.c不會在/dev/input下產生節點,而是作為ttyn終端(不包括串口終端)的輸入。
二、Input driver編寫要點
1、分配、注冊、注銷input設備
struct input_dev *input_allocate_device(void)
int input_register_device(struct input_dev *dev)
void input_unregister_device(struct input_dev *dev)
2、設置input設備支持的事件類型、事件碼、事件值的范圍、input_id等信息
參見usb鍵盤驅動:usbkbd.c
usb_to_input_id(dev, &input_dev->id);//設置bustype、vendo、product等
input_dev->evbit[0] = BIT(EV_KEY) | BIT(EV_LED) | BIT(EV_REP);//支持的事件類型
input_dev->ledbit[0] = BIT(LED_NUML) | BIT(LED_CAPSL) | BIT(LED_SCROLLL) | BIT(LED_COMPOSE) | BIT(LED_KANA);// EV_LED事件支持的事件碼
for (i = 0; i < 255; i++)
set_bit(usb_kbd_keycode[i], input_dev->keybit); //EV_KEY事件支持的事件碼
include/linux/input.h中定義了支持的類型(下面列出的是2.6.22內核的情況)
#define EV_SYN 0x00
#define EV_KEY 0x01
#define EV_REL 0x02
#define EV_ABS 0x03
#define EV_MSC 0x04
#define EV_SW 0x05
#define EV_LED 0x11
#define EV_SND 0x12
#define EV_REP 0x14
#define EV_FF 0x15
#define EV_PWR 0x16
#define EV_FF_STATUS 0x17
#define EV_MAX 0x1f
一個設備可以支持一個或多個事件類型。每個事件類型下面還需要設置具體的觸發事件碼。比如:EV_KEY事件,需要定義其支持哪些按鍵事件碼。
3、如果需要,設置input設備的打開、關閉、寫入數據時的處理方法
參見usb鍵盤驅動:usbkbd.c
input_dev->open = usb_kbd_open;
input_dev->close = usb_kbd_close;
input_dev->event = usb_kbd_event;
4、在發生輸入事件時,向子系統報告事件
用於報告EV_KEY、EV_REL、EV_ABS等事件的函數有:
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)
如果你覺得麻煩,你也可以只記住1個函數(因為上述函數都是通過它實現的)
void input_event(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value)
三、Event Handler層解析
1、Input輸入子系統數據結構關系圖
2、input_handler結構體
以evdev.c中的evdev_handler為例:
static struct input_handler evdev_handler = {
.event = evdev_event, //向系統報告input事件,系統通過read方法讀取
.connect = evdev_connect, //和input_dev匹配後調用connect構建
.disconnect = evdev_disconnect,
.fops = &evdev_fops, //event設備文件的操作方法
.minor = EVDEV_MINOR_BASE, //次設備號基准值
.name = "evdev",
.id_table = evdev_ids, //匹配規則
};
3、input字符設備注冊過程
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定義:
static const struct file_operations input_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = input_open_file,
};
Input_dev和input_handler匹配後調用input_handler的connect。以evdev_handler為例:
static int evdev_connect(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev,const struct input_device_id *id)
{
struct evdev *evdev;
struct class_device *cdev;
dev_t devt;
int minor;
int error;
for (minor = 0; minor < EVDEV_MINORS && evdev_table[minor]; minor++);
if (minor == EVDEV_MINORS) {
printk(KERN_ERR "evdev: no more free evdev devices\n");
return -ENFILE;
}
evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);//為每個匹配evdev_handler的設備創建一個evdev。
if (!evdev)
return -ENOMEM;
INIT_LIST_HEAD(&evdev->client_list);
init_waitqueue_head(&evdev->wait);
evdev->exist = 1;
evdev->minor = minor;
evdev->handle.dev = dev;
evdev->handle.name = evdev->name;
evdev->handle.handler = handler;
evdev->handle.private = evdev;
sprintf(evdev->name, "event%d", minor);
evdev_table[minor] = evdev;//記錄evdev的位置,字符設備/dev/input/evnetx訪問時根據次設備號及EVDEV_MINOR_BASE最終在evdev_open中找到對應的evdev
devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor),
cdev = class_device_create(&input_class, &dev->cdev, devt,dev->cdev.dev, evdev->name);//創建了event字符設備節點
……
}
4、input字符設備的打開過程
static int input_open_file(struct inode *inode, struct file *file)
{
struct input_handler *handler = input_table[iminor(inode) >> 5];
//得到對應的input_handler
const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;
int err;
if (!handler || !(new_fops = fops_get(handler->fops)))
//取出對應input_handler的file_operations
return -ENODEV;
if (!new_fops->open) {
fops_put(new_fops);
return -ENODEV;
}
old_fops = file->f_op;
file->f_op = new_fops;//重定位打開的設備文件的操作方法
err = new_fops->open(inode, file);
if (err) {
fops_put(file->f_op);
file->f_op = fops_get(old_fops);
}
fops_put(old_fops);
return err;
}
5、input字符設備的其它操作
由於在open階段已經把設備文件的操作操作方法重定位了到了具體的input_handler,所以其它接口操作(read、write、ioctl等),由各個input_handler的fops方法決定。如evdev.c中的:evdev_fops。