浅析linux下键盘设备工作和注册流程

懒得写了， 转几篇过来：



原帖地址：
http://blog.chinaunix.net/u1/38994/showart_1130025.html

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.


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 <linux/input.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>

#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>

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);
}

static int __init button_init(void)
{
if (request_irq(BUTTON_IRQ, button_interrupt, 0, "button", NULL)) {
printk(KERN_ERR "button.c: Can't allocate irq %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);
}

static void __exit 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
device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(&button_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 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;
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", (unsigned 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 %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;
}
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_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。
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_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: %d/n",
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_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);

return id;
}

return NULL;
}
MATCH_BIT宏的定义如下：
#define MATCH_BIT(bit, max) /
for (i = 0; i < BITS_TO_LONGS(max); i++) /
if ((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
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) {
if (input_table[handler->minor >> 5]) {
retval = -EBUSY;
goto out;
}
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);
return 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)
{
struct 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_unlock(&dev->mutex);
synchronize_rcu();

/*
* Since we are supposed to be called from ->connect()
* which is mutually exclusive with ->disconnect()
* we can't 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->start)
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:
void 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, 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 (code) {
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(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_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;

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(code, dev->mscbit, MSC_MAX))
disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;

break;

case EV_LED:
if (is_event_supported(code, dev->ledbit, LED_MAX) &&
!!test_bit(code, dev->led) != value) {

__change_bit(code, dev->led);
disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
}
break;

case EV_SND:
if (is_event_supported(code, dev->sndbit, SND_MAX)) {

if (!!test_bit(code, dev->snd) != !!value)
__change_bit(code, dev->snd);
disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
}
break;

case EV_REP:
if (code <= REP_MAX && value >= 0 && dev->rep[code] != value) {
dev->rep[code] = value;
disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
}
break;

case EV_FF:
if (value >= 0)
disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
break;

case EV_PWR:
disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
break;
}

if (type != EV_SYN)
dev->sync = 0;

if ((disposition & INPUT_PASS_TO_DEVICE) && dev->event)
dev->event(dev, type, code, value);

if (disposition & INPUT_PASS_TO_HANDLERS)
input_pass_event (dev, type, code, value);
}
在这里,我们忽略掉具体事件的处理.到最后,如果该事件需要input
device来完成的,就会将disposition设置成INPUT_PASS_TO_DEVICE.如果需要handler来完成的,就将
dispostion设为INPUT_PASS_TO_DEVICE.如果需要两者都参与,将disposition设置为
INPUT_PASS_TO_ALL.
需要输入设备参与的,回调设备的event函数.如果需要handler参与的.调用input_pass_event().代码如下:
static void input_pass_event(struct input_dev *dev,
unsigned int type, unsigned int code, int value)
{
struct input_handle *handle;

rcu_read_lock();

handle = rcu_dereference(dev->grab);
if (handle)
handle->handler->event(handle, type, code, value);
else
list_for_each_entry_rcu(handle, &dev->h_list, d_node)
if (handle->open)
handle->handler->event(handle,
type, code, value);
rcu_read_unlock();
}
如果input device被强制指定了handler,则调用该handler的event函数.
结合handle注册的分析.我们知道.会将handle挂到input device的h_list链表上.
如果没有为input device强制指定handler.就会遍历input
device->h_list上的handle成员.如果该handle被打开,则调用与输入设备对应的handler的event()函数.注
意,只有在handle被打开的情况下才会接收到事件.
另外,输入设备的handler强制设置一般是用带EVIOCGRAB标志的ioctl来完成的.如下是发图的方示总结evnet的处理过程：






我们已经分析了input device,handler和handle的注册过程以及事件的上报和处理.下面以evdev为实例做分析.来贯穿理解一下整个过程.

七:evdev概述
Evdev对应的设备节点一般位于/dev/input/event0 ~ /dev/input/event4.理论上可以对应32个设备节点.分别代表被handler匹配的32个input device.
可以用cat /dev/input/event0.然后移动鼠标或者键盘按键就会有数据输出(两者之间只能选一.因为一个设备文件只能关能一个输入设备).还可以往这个文件里写数据,使其产生特定的事件.这个过程我们之后再详细分析.
为了分析这一过程,必须从input子系统的初始化说起.

八:input子系统的初始化
Input子系统的初始化函数为input_init().代码如下:
static int __init input_init(void)
{
int err;

err = class_register(&input_class);
if (err) {
printk(KERN_ERR "input: unable to register input_dev class/n");
return err;
}

err = input_proc_init();
if (err)
goto fail1;

err = register_chrdev(INPUT_MAJOR, "input", &input_fops);
if (err) {
printk(KERN_ERR "input: unable to register char major %d", INPUT_MAJOR);
goto fail2;
}

return 0;

fail2: input_proc_exit();
fail1: class_unregister(&input_class);
return err;
}
在这个初始化函数里,先注册了一个名为”input”的类.所有input device都属于这个类.在sysfs中表现就是．所有input device所代表的目录都位于/dev/class/input下面.
然后调用input_proc_init()在/proc下面建立相关的交互文件.
再后调用register_chrdev()注册了主设备号为INPUT_MAJOR(13).次设备号为0~255的字符设备.它的操作指针为input_fops.
在这里,我们看到.所有主设备号13的字符设备的操作最终都会转入到input_fops中.在前面分析的/dev/input/event0~/dev/input/event4的主设备号为13.操作也不例外的落在了input_fops中.
Input_fops定义如下:
static const struct file_operations input_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = input_open_file,
};
打开文件所对应的操作函数为input_open_file.代码如下示:
static int input_open_file(struct inode *inode, struct file *file)
{
struct input_handler *handler = input_table[iminor(inode) >> 5];
const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;
int err;

/* No load-on-demand here? */
if (!handler || !(new_fops = fops_get(handler->fops)))
return -ENODEV;

iminor(inode)为打开文件所对应的次设备号.input_table是一个struct
input_handler全局数组.在这里.它先设备结点的次设备号右移5位做为索引值到input_table中取对应项.从这里我们也可以看到.一
个handle代表1<<5个设备节点(因为在input_table中取值是以次备号右移5位为索引的.即低5位相同的次备号对应的是同一
个索引).在这里,终于看到了input_talbe大显身手的地方了.input_talbe[ ]中取值和input_talbe[
]的赋值,这两个过程是相对应的.

在input_table中找到对应的handler之后,就会检验这个handle是否存,是否带有fops文件操作集.如果没有.则返回一个设备不存在的错误.
/*
* That's _really_ odd. Usually NULL ->open means "nothing special",
* not "no device". Oh, well...
*/
if (!new_fops->open) {
fops_put(new_fops);
return -ENODEV;
}
old_fops = file->f_op;
file->f_op = new_fops;

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;
}
然后将handler中的fops替换掉当前的fops.如果新的fops中有open()函数,则调用它.