Input子系統剖析
時間：2018-09-29 來源：未知
1.input子系統框架圖
input子系統解決什么問題？
解決不同input硬件在應用層與驅動層之間的信息的傳輸；
（1）用戶層
各層之間通信的基本單位就是事件，任何一個輸入設備的動作都可以抽象成一個事件。事件有三種屬性：類型（type），編碼（code），值（value）。
（2）事件處理層
事件處理層負責與用戶程序打交道，將硬件驅動層傳來的事件報告給用戶程序。
（3）核心層
核心層是鏈接設備驅動層與事件處理層之間的紐帶與橋梁，向下提供驅動層的接口，向上提供事件處理層的接口。
（4）設備驅動層
硬件驅動層負責操作具體的硬件設備，這層的代碼是針對具體的驅動程序的，需要驅動程序的作者來編寫。
2.input各層的相關數據結構
Input子系統的主設備號：13
[1]事件結構體
input類設備，在驅動層與應用層進行標準類輸入事件的傳送驅動層封裝具體的事件結構體，從驅動層返回到應用層，再在應用層進行該結構體
struct input_event {
struct timeval time;//具體的時間點
__u16 type;//輸入事件的類型：鼠標，鍵盤，觸摸屏
__u16 code;//事件編碼值：鍵盤那個鍵的編碼，鼠標左右鍵，移動
__s32 value;//操作值：按下，抬起，移動多少
};
事件處理器
struct input_handler {
void *private;//私有數據域
void (*event)(struct input_handle *handle, unsigned int type, unsigned int code, int value);//事件處理
void (*events)(struct input_handle *handle,//事件順序處理
const struct input_value *vals, unsigned int count);
bool (*filter)(struct input_handle *handle, unsigned int type, unsigned int code, int value);//過濾正常事件
bool (*match)(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev);//匹配dev與 //handler
int (*connect)(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev, const struct input_device_id *id);//dev與handler匹配上執行connect函數
void (*disconnect)(struct input_handle *handle);//分離handler
void (*start)(struct input_handle *handle);
bool legacy_minors;
int minor;//能支持的設備的次設備號
const char *name;//名稱
const struct input_device_id *id_table;//驅動能夠處理的設備表
struct input_device_id {
kernel_ulong_t flags;
__u16 bustype;
__u16 vendor;
__u16 product;
__u16 version;
kernel_ulong_t evbit[INPUT_DEVICE_ID_EV_MAX / BITS_PER_LONG + 1];
kernel_ulong_t keybit[INPUT_DEVICE_ID_KEY_MAX / BITS_PER_LONG + 1];
kernel_ulong_t relbit[INPUT_DEVICE_ID_REL_MAX / BITS_PER_LONG + 1];
kernel_ulong_t absbit[INPUT_DEVICE_ID_ABS_MAX / BITS_PER_LONG + 1];
kernel_ulong_t mscbit[INPUT_DEVICE_ID_MSC_MAX / BITS_PER_LONG + 1];
kernel_ulong_t ledbit[INPUT_DEVICE_ID_LED_MAX / BITS_PER_LONG + 1];
kernel_ulong_t sndbit[INPUT_DEVICE_ID_SND_MAX / BITS_PER_LONG + 1];
kernel_ulong_t ffbit[INPUT_DEVICE_ID_FF_MAX / BITS_PER_LONG + 1];
kernel_ulong_t swbit[INPUT_DEVICE_ID_SW_MAX / BITS_PER_LONG + 1];
kernel_ulong_t driver_info;
};
struct list_head h_list;//添加至input_handle的鏈表
struct list_head node;//添加至input_handler_list
};
[2]核心層相關
struct input_handle {
void *private; //每個配對的事件處理器都會分配一個對應的設備結構，如evdev事件處理器的evdev結構，注意這個結構與設備驅動層的input_dev不同，初始化handle時，保存到這里。
int open; //打開標志，每個input_handle 打開后才能操作，這個一般通過事件處理器的open方法間接設置
const char *name;
struct input_dev *dev; //關聯的input_dev結構
struct input_handler *handler; //關聯的input_handler結構
struct list_head d_node; //input_handle通過d_node連接到了input_dev上的h_list鏈表上
struct list_head h_node; //input_handle通過h_node連接到了input_handler的h_list鏈表上
};
[3]input設備結構體
struct input_dev {
const char *name;//設備名
const char *phys;//設備的物理路徑所屬的系統層次
const char *uniq;//設備的唯一標識代碼
struct input_id id;//設備ID
struct input_id {//標識設備驅動特征
__u16 bustype;
__u16 vendor;
__u16 product;
__u16 version;
};
unsigned long propbit[BITS_TO_LONGS(INPUT_PROP_CNT)];//設備的位圖的特殊
unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)];//表示能產生的事件類型
#define EV_SYN 0x00//同步類事件
#define EV_KEY 0x01//按鍵事件
#define EV_REL 0x02//相對位移事件
#define EV_ABS 0x03//絕對位移事件
#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
#define EV_CNT (EV_MAX+1)
unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];//表示能產生哪些按鍵
unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)];//表示能產生哪些相對位移
unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)];//表示能產生哪些絕對位移
unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)];//表示能產生哪些按鍵
unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];//表示能產生哪些按鍵
unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];//表示能產生哪些按鍵
unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)];//表示能產生哪些按鍵
unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];//表示能產生哪些按鍵
unsigned int hint_events_per_packet;//每個包產生的平均事件數量
unsigned int keycodemax;//鍵碼表的大小
unsigned int keycodesize;//鍵碼表成員的大小
void *keycode;//設備鍵碼
int (*setkeycode)(struct input_dev *dev,//設置鍵碼
const struct input_keymap_entry *ke,
unsigned int *old_keycode);
int (*getkeycode)(struct input_dev *dev,//獲取鍵碼
struct input_keymap_entry *ke);
struct ff_device *ff;//作用力反饋
unsigned int repeat_key;//重復按鍵
struct timer_list timer;//重復按鍵的時間點
int rep[REP_CNT];//重復按鍵的參數
struct input_mt *mt;//多點觸控狀態
struct input_absinfo *absinfo;/軸線分辨率
//設備當前狀態的反饋
unsigned long key[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];
unsigned long led[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];
unsigned long snd[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];
unsigned long sw[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];
//開，關，刷新，事件處理
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);
//事件處理層結構體
struct input_handle __rcu *grab;
spinlock_t event_lock;
struct mutex mutex;
unsigned int users;
bool going_away;
struct device dev;
struct list_head h_list;//連接input_handle
struct list_head node;//將input_dev連接成鏈表
unsigned int num_vals;
unsigned int max_vals;
struct input_value *vals;
bool devres_managed;
};
3.Input子系統的各個函數接口
（1）事件處理層相關
int input_register_handler(struct input_handler *handler)；
功能：注冊input_handler
參數:struct input_handler的結構體指針
返回值：成功 ：0 失敗：錯誤碼的絕對值
void input_unregister_handler(struct input_handler *handler);
功能：注銷input_handler
參數:struct input_handler的結構體指針
返回值：無
（2）核心層相關
int input_register_handle(struct input_handle *handle);
功能：注冊input_handle
參數:struct input_handle的結構體指針
返回值：成功 ：0 失敗：錯誤碼的絕對值
void input_unregister_handle(struct input_handle *handle)
功能：注銷input_handle
參數:struct input_handle的結構體指針
返回值：無
（3）設備驅動層相關
struct input_dev *input_allocate_device(void)
功能：申請input_device
參數: struct input_device結構體指針
返回值：成功：struct input_dev結構體指針
失�。篘ULL
void input_free_device(struct input_dev *dev)
功能：釋放input_device
參數: struct input_device結構體指針
返回值：無
int input_register_device(struct input_dev *dev);
功能：注冊input_device
參數:struct input_device的結構體指針
返回值：成功 ：0 失�。哄e誤碼的絕對值
void input_unregister_device(struct input_dev *dev)
功能：注銷input_device
參數:struct input_device的結構體指針
返回值：無
void input_event(struct input_dev *dev,unsigned int type, unsigned int code, int value)
功能：上報事件
參數:struct input_dev *dev：input設備結構體指針
Type：事件類型
Code：事件代碼
Value：事件值
返回值：無
static inline void input_sync(struct input_dev *dev)
功能：同步事件
參數:struct input_dev *dev：input設備結構體指針
返回值：無
static inline void set_bit(int nr, volatile unsigned long *addr)
功能：設置事件類型或者具體事件
參數:int nr：具體的事件類型或者具體事件
volatile unsigned long *addr：事件類型或具體事件
返回值：無
4.input子系統的源碼分析
參考：driver/input/evdev.c
evdev_init
input_register_handler
INIT_LIST_HEAD(&handler->h_list);//初始化input_handler中的h_list鏈表
list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);//將input_handler加入 //input_handler_list
list_for_each_entry(dev, &input_dev_list, node)//從input_dev_list鏈表中查找
//input_dev
input_attach_handler(dev, handler);//若input_dev與input_handler相匹配，則執行 //該函數
id = input_match_device(handler, dev);//比較struct input_handler中struct //input_device_id中的flags進行設備屬性 //信息判斷
根據id->flag檢查id是否匹配。id->flag記錄需要匹配哪些域。
“if((id->bit[i]&dev->bit[i])!=id->bit[i])”，這句話意味著id支持的事件種類是dev支持的事件的子集就算匹配了。如果某個handler的id除了id->driver_info之外的域都為0，那么此handler可以和任意dev匹配。實際上<內核>/driver/input/evdev.c中就是這么初始化id的�，F在總結一下input_dev注冊的過程：一個input_dev注冊的過程主要是在將自己加入input_dev_list，然后在input_handler_list中找到id和事件種類相匹配的handler并與之建立連接的過程。 input_dev產生的事件會分發給所有建立連接的handler。下面繼續分析事件的傳遞
error = handler->connect(handler, dev, id);//當匹配完成之后自動執行 //input_handler中的connect函數進行 //匹配連接
//查找具體的connect的函數實現
static int evdev_connect(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev,const struct input_device_id *id)
init_waitqueue_head(&evdev->wait);//初始化等待隊列頭
error = input_register_handle(&evdev->handle);//注冊input_handle
//將input_handle的d_node成員掛接到input_dev->h_list
list_add_tail_rcu(&handle->d_node,&dev->h_list);
//將input_handle的h_node成員掛接到input_handler->h_list
list_add_tail_rcu(&handle->h_node, &handler->h_list);
cdev_init(&evdev->cdev, &evdev_fops);//由此可知，在connect中主要
實現了字符設備及相關操作方法集合的綁定；
該input子系統相關的操作方法如下：
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,
.llseek= no_llseek,
};
分析input子系統事件上報的函數調用：
evdev_read
static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer,size_t count, loff_t *ppos)
error = wait_event_interruptible(evdev->wait,client->packet_head != client->tail ||
!evdev->exist || client->revoked);//阻塞時，將不滿 //足條件的事件添加至等待隊列，全局搜索evdev->wait
wake_up_interruptible(&evdev->wait);//喚醒等待隊列，在evdev_pass_values中被調
evdev_events();//evdev_pass_values被evdev_events調用
evdev_event();//evdev_events被evdev_event調用
綜上得：事件終由input_handler中的event上報。
具體的evdev_events()；的上報事件的實現：
evdev_events
evdev_pass_values
__pass_event(client, &event);
client->buffer[client->head++] = *event;//將input_event存放至client的 //input_event數組中；
//如果事件類型是同步且上報，則觸發異步通知
if (event->type == EV_SYN && event->code == SYN_REPORT) {
client->packet_head = client->head;
kill_fasync(&client->fasync, SIGIO, POLL_IN);//觸發異步通知
}
此時查找evdev_handler->evdev_connect經查看得知，connect主要實現了struct event的結構體填充和一個字符設備驅動的程序編寫；
cdev_init(&evdev->cdev, &evdev_fops);//跳入evdev_fops
evdev_fops：
----->evdev_fasync
返回fasync_helper(fd, file, on, &client->fasync);
----->evdev_read
evdev_fetch_next_event(client, &event)
have_event = client->packet_head != client->tail;
//將client中的input_event賦值給event
*event = client->buffer[client->tail++];
input_event_to_user(buffer + read, &event);//給用戶層上報事件
if (copy_to_user(buffer, &compat_event,sizeof(struct input_event_compat)))；
綜上所述：事件通過input_event來進行傳遞；
Input_event上報流程分析：
input_event
input_pass_values(dev, dev->vals, dev->num_vals);
input_to_handler(handle, vals, count);
handler->event(handle, v->type, v->code, v->value);
5.Input子系統的歸納總結
