本文主要是介绍Linux input 子系统详解，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

1. 模块概述

1.1.相关资料和代码研究

drivers/input/
include/uapi/linux/input-event-codes.h

2. 模块功能

linux核心的输入框架

3. 模块学习

3.1.概述

Linux输入设备种类繁杂，常见的包括触摸屏、键盘、鼠标、摇杆等；这些输入设备属于字符设备，而linux将这些设备的共同特性抽象出来，Linux input 子系统就产生了。

3.2.软件架构

输入子系统是由设备驱动层（input driver)、输入核心层（input core)、输入事件处理层（input event handle)组成，具体架构如图4.1所示：

• （1）input设备驱动层：负责具体的硬件设备，将底层的硬件输入转化为统一的事件形式，向input核心层和汇报；
  *（2）input核心层：连接input设备驱动层与input事件处理层，向下提供驱动层的接口，向上提供事件处理层的接口；
  *（3）input事件处理层：为不同硬件类型提供了用户访问以及处理接口，将硬件驱动层传来的事件报告给用户程序。

在input子系统中，每个事件的发生都使用事件（type）->子事件（code）->值（value）
所有的输入设备的主设备号都是13，input-core通过次设备来将输入设备进行分类，如0-31是游戏杆，32-63是鼠标（对应Mouse Handler)、64-95是事件设备（如触摸屏，对应Event Handler)。

Linux输入子系统支持的数据类型

定义的按键值

#define KEY_RESERVED           0
#define KEY_ESC                 1
#define KEY_1                   2
#define KEY_2                   3
#define KEY_3                   4
#define KEY_4                   5
#define KEY_5                   6
#define KEY_6                   7
#define KEY_7                   8
#define KEY_8                   9
#define KEY_9                   10
#define KEY_0                   11
...

3.3.数据结构

三个数据结构input_dev，input_handle，input_handler之间的关系如图4.2、4.3所示

input_dev：是硬件驱动层，代表一个input设备。
input_handler：是事件处理层，代表一个事件处理器。
input_handle：属于核心层，代表一个配对的input设备与input事件处理器。
input_dev 通过全局的input_dev_list链接在一起，设备注册的时候完成这个操作。

input_handler 通过全局的input_handler_list链接在一起。事件处理器注册的时候实现了这个操作（事件处理器一般内核自带，不需要我们来写）

input_hande 没有一个全局的链表，它注册的时候将自己分别挂在了input_dev 和 input_handler 的h_list上了。通过input_dev 和input_handler就可以找到input_handle在设备注册和事件处理器，注册的时候都要进行配对工作，配对后就会实现链接。通过input_handle也可以找到input_dev和input_handler。

我们可以看到，input_device和input_handler中都有一个h_list,而input_handle拥有指向input_dev和input_handler的指针，也就是说input_handle是用来关联input_dev和input_handler的。

那么为什么一个input_device和input_handler中拥有的是h_list而不是一个handle呢？
因为一个device可能对应多个handler,而一个handler也不能只处理一个device,比如说一个鼠标，它可以对应even handler，也可以对应mouse handler,因此当其注册时与系统中的handler进行匹配，就有可能产生两个实例，一个是evdev,另一个是mousedev,而任何一个实例中都只有一个handle。
至于以何种方式来传递事件，就由用户程序打开哪个实例来决定。后面一个情况很容易理解，一个事件驱动不能只为一个甚至一种设备服务，系统中可能有多种设备都能使用这类handler,比如event handler就可以匹配所有的设备。在input子系统中，有8种事件驱动，每种事件驱动最多可以对应32个设备，因此dev实例总数最多可以达到256个

3.3.1. Input_dev

输入设备

/* include/linux/input.h */
struct input_dev {
	    const char *name;  /* 设备名称 */
	    const char *phys;  /* 设备在系统中的路径 */
	    const char *uniq;  /* 设备唯一id */
	    struct input_id id;  /* input设备id号 */

	    unsigned long propbit[BITS_TO_LONGS(INPUT_PROP_CNT)];

	    unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)];  /* 设备支持的事件类型，主要有EV_SYNC，EV_KEY，EV_KEY,EV_REL,EV_ABS等*/	
unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];  /* 按键所对应的位图 */
	    unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)];  /* 相对坐标对应位图 */
	    unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)];  /* 决定左边对应位图 */
	    unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)];  /* 支持其他事件 */
	    unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];  /* 支持led事件 */
	    unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];  /* 支持声音事件 */
	    unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)];  /* 支持受力事件 */
	    unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];  /* 支持开关事件 */

	    unsigned int hint_events_per_packet;  /*  平均事件数*/

	    unsigned int keycodemax;  /* 支持最大按键数 */
	    unsigned int keycodesize;  /* 每个键值字节数 */
	    void *keycode;  /* 存储按键值的数组的首地址 */

	    int (*setkeycode)(struct input_dev *dev,
			              const struct input_keymap_entry *ke, unsigned int *old_keycode);
	    int (*getkeycode)(struct input_dev *dev, struct input_keymap_entry *ke);

	    struct ff_device *ff;  /* 设备关联的反馈结构，如果设备支持 */

	    unsigned int repeat_key;  /* 最近一次按键值，用于连击 */
	    struct timer_list timer;  /* 自动连击计时器 */

	    int rep[REP_CNT];  /* 自动连击参数 */

	    struct input_mt *mt;  /* 多点触控区域 */

	    struct input_absinfo *absinfo;  /* 存放绝对值坐标的相关参数数组 */

	    unsigned long key[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];  /* 反应设备当前的案件状态 */
	    unsigned long led[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];  /* 反应设备当前的led状态 */
	    unsigned long snd[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];  /* 反应设备当前的声音状态 */
	    unsigned long sw[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];  /* 反应设备当前的开关状态 */

	    int (*open)(struct input_dev *dev);  /* 第一次打开设备时调用，初始化设备用 */
	    void (*close)(struct input_dev *dev);  /* 最后一个应用程序释放设备事件，关闭设备 */
	    int (*flush)(struct input_dev *dev, struct file *file); /* 用于处理传递设备的事件 */
int (*event)(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code,          int value);  /* 事件处理函数，主要是接收用户下发的命令，如点亮led */

	    struct input_handle __rcu *grab;  /* 当前占有设备的input_handle */

	    spinlock_t event_lock;  /* 事件锁 */
	    struct mutex mutex;  /* 互斥体 */

	    unsigned int users;  /* 打开该设备的用户数量（input_handle） */
	    bool going_away;  /* 标记正在销毁的设备 */

	    struct device dev;  /* 一般设备 */

	    struct list_head	h_list;  /* 设备所支持的input handle */
	    struct list_head	node;  /* 用于将此input_dev连接到input_dev_list */

	    unsigned int num_vals;  /* 当前帧中排队的值数 */
	    unsigned int max_vals;  /*  队列最大的帧数*/
	    struct input_value *vals;  /*  当前帧中排队的数组*/

	    bool devres_managed; /* 表示设备被devres 框架管理，不需要明确取消和释放*/
};

3.3.2. Input_handler

处理具体的输入事件的具体函数

/* include/linux/input.h */
struct input_handler {

	    void *private;  /* 存放handle数据 */

void (*event)(struct input_handle *handle, unsigned int type, unsigned  int code, int value);
	    void (*events)(struct input_handle *handle,
		           const struct input_value *vals, unsigned int count);
bool (*filter)(struct input_handle *handle, unsigned int type, unsigned int code, int value);
	    bool (*match)(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev);
int (*connect)(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev, const  struct input_device_id *id);
	    void (*disconnect)(struct input_handle *handle);
	    void (*start)(struct input_handle *handle);

	    bool legacy_minors;
	    int minor;
	    const char *name;  /* 名字 */

	    const struct input_device_id *id_table;  /* input_dev匹配用的id */

struct list_head	h_list; /* 用于链接和handler相关的handle，input_dev与input_handler配对之后就会生成一个input_handle结构 */
	    struct list_head	node;  /* 用于将该handler链入input_handler_list，链接所有注册到内核的所有注册到内核的事件处理器 */
};

3.3.3. Input_handle

连接输入设备和处理函数

/* include/linux/input.h */
struct input_handle {
	    void *private;  /* 数据指针 */

	    int open;  /* 打开标志，每个input_handle 打开后才能操作 */
	    const char *name;  /* 设备名称 */

	    struct input_dev *dev;  /* 指向所属的input_dev */
	    struct input_handler *handler;  /* 指向所属的input_handler */

	    struct list_head	d_node;  /* 用于链入所指向的input_dev的handle链表 */
	    struct list_head	h_node;  /* 用于链入所指向的input_handler的handle链表 */
};

3.3.4. Evdev

字符设备事件

/* drivers/input/evdev.c */
struct evdev {
	    int open;    /* 设备被打开的计数 */
	    struct input_handle handle;  /* 关联的input_handle */ 
	    wait_queue_head_t wait;  /* 等待队列，当前进程读取设备，没有事件产生时，
进程就会sleep */
	    struct evdev_client __rcu *grab;  /* event响应 */
struct list_head client_list;  /* evdev_client链表，说明evdev设备可以处理多个 evdev _client，可以有多个进程访问evdev设备 */
	    spinlock_t client_lock;
	    struct mutex mutex;
	    struct device dev;
	    struct cdev cdev;
	    bool exist;   /* 设备存在判断 */
};

3.3.5. evdev_client

字符设备事件响应

/* drivers/input/evdev.c */
struct evdev_client {
	    unsigned int head;  /* 动态索引，每加入一个event到buffer中，head++ */
	    unsigned int tail;  /* 动态索引，每取出一个buffer中到event，tail++ */
	    unsigned int packet_head;  /* 数据包头部 */
	    spinlock_t buffer_lock;  
	    struct fasync_struct *fasync;  /* 异步通知函数 */
	    struct evdev *evdev;  
	    struct list_head node;  /* evdev_client链表项 */
	    int clkid;
	    unsigned int bufsize;
	    struct input_event buffer[];  /* 用来存放input_dev事件缓冲区 */
};

3.3.6. Evdev_handler

evdev_handler事件处理函数

/* drivers/input/input.c */
static struct input_handler evdev_handler = {
	    .event		= evdev_event,   /* 事件处理函数， */  
	    .events	= evdev_events,  /* 事件处理函数， */
	    .connect	= evdev_connect, /* 连接函数，将事件处理和输入设备联系起来 */
	    .disconnect	= evdev_disconnect,  /* 断开该链接 */
	    .legacy_minors	= true,
	    .minor		= EVDEV_MINOR_BASE,
	    .name		= "evdev", /* handler名称 */
	    .id_table	= evdev_ids, /* 断开该链接 */
};

3.3.7. input_event

标准按键编码信息

/* drivers/input/evdev.c */
struct input_event {                                                            
    struct timeval time;   /* 事件发生的时间  */                                
    __u16 type;             /* 事件类型 */                                      
    __u16 code;             /* 事件码 */                                        
    __s32 value;            /* 事件值 */                                        
};   

3.3.8. input_id

和input输入设备相关的id信息

/* include/uapi/linux/input.h */
struct input_id {  
    __u16 bustype;  /* 总线类型 */  
    __u16 vendor;  /* 生产厂商 */  
    __u16 product;  /* 产品类型 */ 
    __u16 version;  /* 版本 */
 };

3.3.9. input_device_id

/* include/uapi/linux/input.h */
struct input_device_id {

	    kernel_ulong_t flags;

	    __u16 bustype;  /* 总线类型 */
	    __u16 vendor;  /* 生产厂商 */
	    __u16 product;  /* 产品类型 */
	    __u16 version;  /* 版本 */

	    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 propbit[INPUT_DEVICE_ID_PROP_MAX / BITS_PER_LONG + 1];

	    kernel_ulong_t driver_info;
};

3.3.10. input_even

输入事件的传递已input_event为基本单位

struct input_event {
	struct timeval time; //时间戳
	    __u16 type; //事件总类型
	    __u16 code; //事件子类型
	    __s32 value; //事件值
};

3.4. Linux input 子系统关键流程

核心层，执行的时候会注册设备号，然后在handler层注册input_handler，也就是evdev_handler会注册到核心层维护的链表中。

然后进行硬件初始化获取数据，而且需要将设备注册到链表中。注册进来就就会遍历input_handler_list链表，找到对应的handler，匹配成功后会调用connect方法。connect分配evdev，evdev就记录了input_handler和input_device之间的关系，同时创建设备节点，还会注册cdev从而可以让应用调用。

当应用程序调用open，read等接口的时候就会调用input_handler层实现的xxx_open，那么open就会分配好evdev_client，最终在input_dev层上报数据的时候会自动调用input_handler，input_handler就会调用events填充上报的数据到缓冲区client，此时如果没有唤醒队列的话应用read的时候会阻塞，而唤醒队列后最终使用copy_to_user来给应用数据。
设备驱动程序上报事件的函数有：

input_report_key //上报按键事件
input_report_rel //上报相对坐标事件
input_report_abs //上报绝对坐标事件
input_report_ff_status
input_report_switch
input_sync //上报完成后需要调用这些函数来通知系统处理完整事件 
input_mt_sync //上报完成后需要调用这些函数来通知系统处理完整事件

这些函数其实是input_event函数的封装，调用的都是input_event函数，在输入设备驱动(input_dev)中，一般通过轮询或中断方式获取输入事件的原始值（raw value)，经过处理后再使用input_event()函数上报；核心层将事件数据（type、code、value)打包、分发至事件处理器；调用关系为：input_event->input_handle_event->input_pass_values，这一函数都在input.c实现。

3.4.1. Input 设备注册流程

输入设备注册过程如图4.3所示

3.4.2. 连接设备流程

连接设备流程如图4.4所示

3.4.3. 事件上报流程

事件上报流程如图4.5所示

3.4.4. 数据读取流程

数据读取流程如图4.6所示

3.5.关键函数解析

3.5.1. input_init

input子系统使用subsys_initcall宏修饰input_init()函数在内核启动阶段被调用。input_init()函数在内核启动阶段被调用。input_init()函数的主要工作是：在sys文件系统下创建一个设备类（/sys/class/input），调用register_chrdev()函数注册input设备。

/* drivers/input/input.c */
static int __init input_init(void)
{
	    int err;

	    err = class_register(&input_class);  /* 注册类，放在sys/class下 */  
	    if (err) {
		        pr_err("unable to register input_dev class\n");
		        return err;
	    }

	    err = input_proc_init();  /* 在proc目录下建立相关目录 */
	    if (err)
		        goto fail1;

	    err = register_chrdev_region(MKDEV(INPUT_MAJOR, 0),
				    INPUT_MAX_CHAR_DEVICES, "input");  /* 注册字符设备编号，INPUT_MAJOR		 永远是13 */  
	    if (err) {
		        pr_err("unable to register char major %d", INPUT_MAJOR);
		        goto fail2;
	    }

	    return 0;

 fail2:	input_proc_exit();
 fail1:	class_unregister(&input_class);
	    return err;
}

3.5.2. Input_register_device

/* drivers/input/input.c */
int input_register_device(struct input_dev *dev)
{
    struct atomic_t  input_no = ATOMIC_INIT(0);
	    struct input_devres *devres = NULL;
	    struct input_handler *handler;
	    unsigned int packet_size;
	    const char *path;
	    int error;

	    if (dev->devres_managed) {
		        devres = devres_alloc(devm_input_device_unregister,
				              sizeof(*devres), GFP_KERNEL);
		    if (!devres)
			        return -ENOMEM;

		    devres->input = dev;
	}

	    /* 每个input_device都会产生EV_SYN/SYN_REPORT时间，所以就放在一起设置 */
	    __set_bit(EV_SYN, dev->evbit);

	    /* KEY_RESERVED is not supposed to be transmitted to userspace. */
	    __clear_bit(KEY_RESERVED, dev->keybit);

	    /* 没有设置的位，确保被清零 */
	    input_cleanse_bitmasks(dev);
	    /*  */
	    packet_size = input_estimate_events_per_packet(dev);
	    if (dev->hint_events_per_packet < packet_size)
		         dev->hint_events_per_packet = packet_size;

	    dev->max_vals = dev->hint_events_per_packet + 2;
	    dev->vals = kcalloc(dev->max_vals, sizeof(*dev->vals), GFP_KERNEL);
	    if (!dev->vals) {
		        error = -ENOMEM;
		        goto err_devres_free;
	    }

    /* 如果延时周期是程序预先设定的，那么是由驱动自动处理，主要是为了处理重复按键 */
    	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;
	     }

	    if (!dev->getkeycode)  /* 获取按键值 */
		        dev->getkeycode = input_default_getkeycode;

	    if (!dev->setkeycode)  /* 设置按键值 */
		        dev->setkeycode = input_default_setkeycode;

	    error = device_add(&dev->dev);  /* 将dev注册到sys */
	    if (error)
		        goto err_free_vals;

	    path = kobject_get_path(&dev->dev.kobj, GFP_KERNEL);
	    pr_info("%s as %s\n",
		    dev->name ? dev->name : "Unspecified device", path ? path : "N/A");
	    kfree(path);

	    error = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);
	    if (error)
		        goto err_device_del;

	    list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list);  /* 将新的dev放入链表中 */
/* 遍历input_handler_list链表中的所有input_handler，是否支持这个新input_dev ；
若两者支持，便进行连接 */
	    list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)
		    input_attach_handler(dev, handler); 

	    input_wakeup_procfs_readers();

	    mutex_unlock(&input_mutex);

	    if (dev->devres_managed) {
		    dev_dbg(dev->dev.parent, "%s: registering %s with devres.\n",
			        __func__, dev_name(&dev->dev));
		    devres_add(dev->dev.parent, devres);
	 }
	return 0;

err_device_del:
	    device_del(&dev->dev);
err_free_vals:
	    kfree(dev->vals);
	    dev->vals = NULL;
err_devres_free:
	    devres_free(devres);
	    return error;
}
EXPORT_SYMBOL(input_register_device);

input_dev_list和input_handler_list是全局的一个链表

static LIST_HEAD(input_dev_list);
static LIST_HEAD(input_handler_list);

list_for_each_entry是一个宏，展开如下
获取input_handler_list的每一项和input_dev匹配，通过for循环遍历.

for (handler = list_first_entry(input_handler_list, &handler, node);	
     &handler->node != (input_handler_list);					
     &handler = list_next_entry(&handler, node))

     input_attach_handler(dev, handler);

list_first_entry 获得第一个列表元素
list_next_entry 获得下一个列表元素

3.5.3. input_register_handle

注册一个handle，链接input_handler和input_dev的h_list

/* drivers/input/input.c */
int input_register_handle(struct input_handle *handle)
{
	    struct input_handler *handler = handle->handler;
	    struct input_dev *dev = handle->dev;
	    int error;

	    error = mutex_lock_interruptible(&dev->mutex);
	    if (error)
		       return error;
    
	    if (handler->filter)
		        list_add_rcu(&handle->d_node, &dev->h_list);
	    else
		       list_add_tail_rcu(&handle->d_node, &dev->h_list);
/* 将handle的d_node，链接到其相关的input_dev的h_list链表中  */

	    mutex_unlock(&dev->mutex);

	    list_add_tail_rcu(&handle->h_node, &handler->h_list);
/* 将handle的h_node，链接到其相关的input_handler的h_list链表中 */

	    if (handler->start)
		        handler->start(handle);

	return 0;
}
EXPORT_SYMBOL(input_register_handle);

3.5.4. input_register_handler

注册一个事件，进行匹配设备和事件的绑定

/* drivers/input/input.c */
int input_register_handler(struct input_handler *handler)
{
	    struct input_dev *dev;
	    int error;

	    error = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);
	    if (error)
		        return error;

	   INIT_LIST_HEAD(&handler->h_list);

	    list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);  /* 连接到input_handler_list链表中 */
/* 遍历input_dev_list，配对 input_dev 和 handler */
	    list_for_each_entry(dev, &input_dev_list, node)
		    input_attach_handler(dev, handler);  /* event节点加入列表 */

	    input_wakeup_procfs_readers();

	    mutex_unlock(&input_mutex);
	    return 0;
}
EXPORT_SYMBOL(input_register_handler);

3.5.5. evdev_connect

事件处理器evdev，生成一个新的evdev设备，连接input核心，回调函数。

/* drivers/input/evdev.c */
static int evdev_connect(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev,
			 const struct input_device_id *id)
{
	    struct evdev *evdev;
	    int minor;
	    int dev_no;
	    int error;
    /* 获取次设备号，从evdev_table中找到一个未使用的最小的数组项，最大值32 */
	    minor = input_get_new_minor(EVDEV_MINOR_BASE, EVDEV_MINORS, true);
	    if (minor < 0) {
		        error = minor;
		        pr_err("failed to reserve new minor: %d\n", error);
		        return error;
	    }
    /* 分配空间 */
	    evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);
	    if (!evdev) {
		        error = -ENOMEM;
		        goto err_free_minor;
	    }
/* 初始化client_list链表头，代表多少应用读写这个设备 */
	    INIT_LIST_HEAD(&evdev->client_list);    
	    spin_lock_init(&evdev->client_lock);  /* 加锁 */ 
	    mutex_init(&evdev->mutex);  /*  */
init_waitqueue_head(&evdev->wait);  /* 初始化等待队列，当evdev没有数据可读时，就 在 该队列上睡眠 */
	    evdev->exist = true;  /* 设备存在 */

	    dev_no = minor;
	
	    if (dev_no < EVDEV_MINOR_BASE + EVDEV_MINORS)
		        dev_no -= EVDEV_MINOR_BASE;
	    dev_set_name(&evdev->dev, "event%d", dev_no);  /* 设置设备名为eventX */

	    evdev->handle.dev = input_get_device(dev);  /* 获取设备 */
	    evdev->handle.name = dev_name(&evdev->dev);  /* 设备名称 */
	    evdev->handle.handler = handler;  /* handler绑定 */  
	    evdev->handle.private = evdev;  /* evdev数据指向 */

	    evdev->dev.devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, minor);  /* sysfs下的设备号 */
	    evdev->dev.class = &input_class;  /* 将input_class作为设备类 */
	    evdev->dev.parent = &dev->dev;  /* input_dev作为evdev的父设备 */
	    evdev->dev.release = evdev_free;  /* 释放函数 */
	    device_initialize(&evdev->dev);  /* 初始化设备 */
        /* 注册一个handle处理事件 */
	    error = input_register_handle(&evdev->handle);	if (error)
		        goto err_free_evdev;

	    cdev_init(&evdev->cdev, &evdev_fops);  /* 字符设备初始化 */

	    error = cdev_device_add(&evdev->cdev, &evdev->dev);  /* 添加字符设备 */
	    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);
err_free_minor:
	    input_free_minor(minor);
	    return error;
}

• （1）是在保存区驱动设备名字，比如下图（键盘驱动）event1：因为没有设置设备号，默认从小到大排序，其中event0是表示input子系统，所以键盘驱动名字就是event1。
• （2）是保存驱动设备的主次设备号，其中主设备号INPUT_MAJOR=13，次设备号=EVSEV_MINOR_BASE+驱动程序本身设备号。
• （3）会在/sys/class/input类下创建驱动设备event%d，比如键盘驱动event1
• （4）最终进入input_register_handler()函数来注册handle。

3.5.6. input_attach_handler

设备匹配具体实现

/* drivers/input/input.c */
static int input_attach_handler(struct input_dev *dev, struct input_handler *handler)  
{  
    const struct input_device_id *id;  
    int error;  

/* blacklist是handler该忽略input设备类型 */    
    if (handler->blacklist && input_match_device(handler->blacklist, dev))  
        return -ENODEV;  
        id = input_match_device(handler->id_table, dev);  
    /* 这个是主要的配对函数，匹配handler和device的ID */
    if (!id)  
        return -ENODEV;  
  
    error = handler->connect(handler, dev, id);  
    /* 配对成功调用handler的connect函数，这个函数在事件处理器中定义，主要生成一个input_handle结构，并初始化，还生成一个事件处理器相关的设备结构 */
    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);  
        /* 出错处理 */  
    return error;  
 }

3.5.7. input_match_device

比较input_dev中的id和handler支持的id，存放在handler中的id_table。

/* drivers/input/input.c */
static const struct input_device_id *input_match_device(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev)
{
	    const struct input_device_id *id;
    /* 遍历id_table的id匹配 */
	    for (id = handler->id_table; id->flags || id->driver_info; id++) {
		        if (input_match_device_id(dev, id) &&
		            (!handler->match || handler->match(handler, dev))) {
			            return id;
		        }
	     }

	    return NULL;
}

3.5.8. input_allocate_device

初始化input_dev设备

/* drivers/input/evdev.c */
struct input_dev *input_allocate_device(void)
{
	    static atomic_t input_no = ATOMIC_INIT(-1);
	    struct input_dev *dev;
/* 遍历id_table的id匹配 */
	    dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
	    if (dev) {
		        dev->dev.type = &input_dev_type;
		        dev->dev.class = &input_class;
		        device_initialize(&dev->dev);
		        mutex_init(&dev->mutex);
		        spin_lock_init(&dev->event_lock);
		        timer_setup(&dev->timer, NULL, 0);
		        INIT_LIST_HEAD(&dev->h_list);
		        INIT_LIST_HEAD(&dev->node);

		         dev_set_name(&dev->dev, "input%lu",
			     (unsigned long)atomic_inc_return(&input_no));

		__module_get(THIS_MODULE);
	}

	return dev;
}
EXPORT_SYMBOL(input_allocate_device);

3.5.9. input_event

调用input_handle_event进行事件处理
dev是上报事件的设备，type是事件总类型，code是事件子类型，value是事件值。

/* drivers/input/input.c */
void (struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value)
{
	    unsigned long flags;
    /* 判断输入事件是否支持该设备 */
	    if (is_event_supported(type, dev->evbit, EV_MAX)) {
spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);  /* 事件加锁 */
		        input_handle_event(dev, type, code, value); /* 发送事件调用input_pass_values */
		        spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
	    }
}EXPORT_SYMBOL(input_event);

3.5.10. input_handle_event

按键上报的处理函数

/* drivers/input/input.c */
static void input_handle_event(struct input_dev *dev,
			       unsigned int type, unsigned int code, int value)
{   /* 处理事件 */
	    int disposition = input_get_disposition(dev, type, code, &value);
/* 处理EV_SYN事件 */
	    if (disposition != INPUT_IGNORE_EVENT && type != EV_SYN)
		        add_input_randomness(type, code, value);
/* 一些特殊事件需要对dev也上报，比如led */
	    if ((disposition & INPUT_PASS_TO_DEVICE) && dev->event)
		        dev->event(dev, type, code, value);

	    if (!dev->vals)
		        return;
    /* 向上层handler汇报事件 */
	    if (disposition & INPUT_PASS_TO_HANDLERS) {
		        struct input_value *v;

		        if (disposition & INPUT_SLOT) {
			            v = &dev->vals[dev->num_vals++];
			            v->type = EV_ABS;
			            v->code = ABS_MT_SLOT;
			            v->value = dev->mt->slot;
		        }
/* 缓存event事件 */
		        v = &dev->vals[dev->num_vals++];
		        v->type = type;
		        v->code = code;
		        v->value = value;
	    }
    /* 向上层handler汇报事件，刷新缓冲区，上报event事件 */
	    if (disposition & INPUT_FLUSH) {
		        if (dev->num_vals >= 2)
			            input_pass_values(dev, dev->vals, dev->num_vals);
		        dev->num_vals = 0;
       /* 缓冲的时间超过上限，也进行上报处理 */
	    } else if (dev->num_vals >= dev->max_vals - 2) {
		        dev->vals[dev->num_vals++] = input_value_sync;
		        input_pass_values(dev, dev->vals, dev->num_vals);/* 上报event事件 */
		        dev->num_vals = 0;
	    }
}

3.5.11. input_get_disposition

获取input事件类型

/* drivers/input/input.c */
static int input_get_disposition(struct input_dev *dev,
			  unsigned int type, unsigned int code, int *pval)
{
	    int disposition = INPUT_IGNORE_EVENT;  /* 定义初始变量，如果没有更新，最后忽略 */
	    int value = *pval;
     /* 处理各类事件 */
	    switch (type) {
/* 同步事件 */
	        case EV_SYN:
		           switch (code) {
		           case SYN_CONFIG:
			               disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;
			               break;

		            case SYN_REPORT:
			                 disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS | INPUT_FLUSH;
			                 break;
		            case SYN_MT_REPORT:
			                 disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
			                 break;
		    }
		    break;

	    case EV_KEY:
        /* 判断是否支持该键，同时判断按键状态是否改变 */
		       if (is_event_supported(code, dev->keybit, KEY_MAX)) {
if (value == 2) {
				                disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
				                break;
			            }
/* 判断value是否改变 */
			       if (!!test_bit(code, dev->key) != !!value) {
				            __change_bit(code, dev->key);  /* 按位取反 */
				            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))
			            disposition = input_handle_abs_event(dev, code, &value);

		         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;
	    }

	    *pval = value;
	    return disposition;
}

3.5.12. input_pass_event

调用input_pass_values

/* drivers/input/input.c */
static void input_pass_event(struct input_dev *dev,
			     unsigned int type, unsigned int code, int value)
{
	    struct input_value vals[] = { { type, code, value } };

	    input_pass_values(dev, vals, ARRAY_SIZE(vals));  /* 调用input_pass_values */
}

3.5.13. input_pass_values

上报事件的处理

/* drivers/input/input.c */
static void input_pass_values(struct input_dev *dev,
			      struct input_value *vals, unsigned int count)
{
	    struct input_handle *handle;
	    struct input_value *v;

	    if (!count)
		        return;

	    rcu_read_lock();
    /* grab是强制为input device绑定的handler ，如果存在就直接调用 */
	    handle = rcu_dereference(dev->grab);
	    if (handle) {
		        count = input_to_handler(handle, vals, count);
	    } else {
    /* 如果device绑定具体的handle，则遍历这个dev上的所有handle，向应用层open过的发送信息 */  
		        list_for_each_entry_rcu(handle, &dev->h_list, d_node)
			        if (handle->open) {
				            count = input_to_handler(handle, vals, count);
				            if (!count)
					                break;
			       }
	    }

	    rcu_read_unlock();

	    /* 按键事件自动回复 */
	    if (test_bit(EV_REP, dev->evbit) && test_bit(EV_KEY, dev->evbit)) {
		        for (v = vals; v != vals + count; v++) {
			            if (v->type == EV_KEY && v->value != 2) {
				                if (v->value)
					                    input_start_autorepeat(dev, v->code);
				                else
					                    input_stop_autorepeat(dev);
			            }
		        }
	    }
}

函数最终就会调用到handler->event,对事件进行处理。

3.5.14. input_to_handler

/* drivers/input/input.c */
static unsigned int input_to_handler(struct input_handle *handle,
			struct input_value *vals, unsigned int count)
{
	    struct input_handler *handler = handle->handler;
	    struct input_value *end = vals;
	    struct input_value *v;

	    if (handler->filter) {
		        for (v = vals; v != vals + count; v++) {
			            if (handler->filter(handle, v->type, v->code, v->value))
				                continue;
			            if (end != v)
				                *end = *v;
			            end++;
	        	}
		        count = end - vals;
	    }

	    if (!count)
		        return 0;

	    if (handler->events)
		        handler->events(handle, vals, count);
	    else if (handler->event)
		        for (v = vals; v != vals + count; v++)
			            handler->event(handle, v->type, v->code, v->value);

	    return count;
}

3.5.15. evdev_events

事件处理函数

/* drivers/input/evdev.c */
static void evdev_events(struct input_handle *handle,
			     const struct input_value *vals, unsigned int count)
{
	    struct evdev *evdev = handle->private;
	    struct evdev_client *client;
	    ktime_t time_mono, time_real;
  	    /* 获取时间信息 */
	    time_meno = ktime_get();
	    time_real = ktime_sub(time_mono, ktime_get_monotonic_offset());

	    rcu_read_lock();

	    client = rcu_dereference(evdev->grab);
	/* 如果该evdev有个专用的client，那么就将事件发给它，如果发送给它，如果该evdev不存在专用的 cliect，那就把该事件发送给evdev上client_list链表上所有的client */
	    if (client)
		        evdev_pass_values(client, vals, count, ev_time);  	/* 打包数据 */
	    else
		        list_for_each_entry_rcu(client, &evdev->client_list, node)
			evdev_pass_values(client, vals, count, ev_time);

	rcu_read_unlock();
}

3.5.16. evdev_pass_values

填充event数据。

/* drivers/input/evdev.c */
static void evdev_pass_values(struct evdev_client *client,
			      const struct input_value *vals, unsigned int count, ktime_t *ev_time)
{
	    struct evdev *evdev = client->evdev; 
	    const struct input_value *v;
	    struct input_event event;
	    struct timespec64 ts;
	    bool wakeup = false;

	    if (client->revoked)
		        return;

	    ts = ktime_to_timespec64(ev_time[client->clk_type]); /* 获取时间戳 */
	    event.input_event_sec = ts.tv_sec;
	    event.input_event_usec = ts.tv_nsec / NSEC_PER_USEC;

	    /* 中断禁止, 获取锁 */
	   spin_lock(&client->buffer_lock);
    /* 多个数据 */
	    for (v = vals; v != vals + count; v++) {
		        if (__evdev_is_filtered(client, v->type, v->code))
			             continue;

		        if (v->type == EV_SYN && v->code == SYN_REPORT) {
			            /* drop empty SYN_REPORT */
			            if (client->packet_head == client->head)
				                  continue;
			            wakeup = true;
		        }
        /* 数据重新封装为event对象 */
		        event.type = v->type;
		        event.code = v->code;
		        event.value = v->value;
		        __pass_event(client, &event);// 在里面做消息传递
	    }

	    spin_unlock(&client->buffer_lock);
      /* 唤醒队列 */
	    if (wakeup)
		        wake_up_interruptible(&evdev->wait);
}

3.5.17. __pass_event

设备驱动上报事件并不是直接传递给用户空间的，在通用事件处理器(evdev)中，事件被缓冲存在缓冲区中。__pass_event函数里会将input_event放到client结构结构体的环形缓冲区里，即evdev_client结构体的buffer,用户程序通过read()函数从环形缓冲区中获取input_event事件。

/* drivers/input/evdev.c */
static void __pass_event(struct evdev_client *client,
			 const struct input_event *event)
{
	    client->buffer[client->head++] = *event; /*将事件赋值给客户端的input_event缓冲区*/
	    client->head &= client->bufsize - 1; /*对头head自增指向下一个元素空间 */

    /*当队头head与队尾tail相等时，说明缓冲区已满 */
	    if (unlikely(client->head == client->tail)) {
		        /*
		         * This effectively "drops" all unconsumed events, leaving
		         * EV_SYN/SYN_DROPPED plus the newest event in the queue.
		        */
		        client->tail = (client->head - 2) & (client->bufsize - 1);
client->buffer[client->tail].input_event_sec = event->input_event_sec;
		        client->buffer[client->tail].input_event_usec = event->input_event_usec;
		        client->buffer[client->tail].type = EV_SYN;
		        client->buffer[client->tail].code = SYN_DROPPED;
		        client->buffer[client->tail].value = 0;
client->packet_head = client->tail;
	    }
      /* 当遇到EV_SYN/ SYN_REPORT同步事件时，packet_head移动到对头head位置*/
	    if (event->type == EV_SYN && event->code == SYN_REPORT) {
		        client->packet_head = client->head;
		        kill_fasync(&client->fasync, SIGIO, POLL_IN);
static int evdev_connect(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev,
			 const struct input_device_id *id)
{
	    struct evdev *evdev;
	    int minor;
	    int dev_no;
	    int error;

	    minor = input_get_new_minor(EVDEV_MINOR_BASE, EVDEV_MINORS, true);
	    if (minor < 0) {
		        error = minor;
		        pr_err("failed to reserve new minor: %d\n", error);
		        return error;
	    }

	    evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);
	    if (!evdev) {
		        error = -ENOMEM;
		        goto err_free_minor;
	    }

	    INIT_LIST_HEAD(&evdev->client_list);
	    spin_lock_init(&evdev->client_lock);
	    mutex_init(&evdev->mutex);
	    init_waitqueue_head(&evdev->wait);
	    evdev->exist = true;

	    dev_no = minor;
	    /* Normalize device number if it falls into legacy range */
	    if (dev_no < EVDEV_MINOR_BASE + EVDEV_MINORS)
		        dev_no -= EVDEV_MINOR_BASE;

/*这里我们能看到最终生成的设备文件，例如event0、event1等待
	    dev_set_name(&evdev->dev, "event%d", dev_no); 

	    evdev->handle.dev = input_get_device(dev);
	    evdev->handle.name = dev_name(&evdev->dev);
	    evdev->handle.handler = handler;
	    evdev->handle.private = evdev;

    /*在设备驱动视图/sys/class/input/和/sys/devices/目录下产生eventx设备，最终依event机制和mdev在/dev目录生成对应的设备文件*/
	    evdev->dev.devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, minor);
	    evdev->dev.class = &input_class;
	    evdev->dev.parent = &dev->dev;
	    evdev->dev.release = evdev_free;
	    device_initialize(&evdev->dev);

	    error = input_register_handle(&evdev->handle);
	    if (error)
		        goto err_free_evdev;

	    cdev_init(&evdev->cdev, &evdev_fops);
	    evdev->cdev.kobj.parent = &evdev->dev.kobj;
	    error = cdev_add(&evdev->cdev, evdev->dev.devt, 1);
	    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);
err_free_minor:
	    input_free_minor(minor);

	    return error;
}
	    }
}

3.5.18. evdev_connect

创建一个新的evdev 设备

3.5.19. input_proc_init

创建对应的目录结构

/* drivers/input/input.c */
static int __init input_proc_init(void)
{
	    struct proc_dir_entry *entry;
/* 在/proc/bus目录下创建input */
	    proc_bus_input_dir = proc_mkdir("bus/input", NULL);
	    if (!proc_bus_input_dir)
		        return -ENOMEM;
/* 在/proc/bus/input目录下创建devices文件 */
	    entry = proc_create("devices", 0, proc_bus_input_dir, &input_devices_fileops);
	    if (!entry)
		        goto fail1;
/* 在/proc/bus/input目录下创建handlers文件 */
	    entry = proc_create("handlers", 0, proc_bus_input_dir, &input_handlers_fileops);
	    if (!entry)
		        goto fail2;

	    return 0;
fail2:	
remove_proc_entry("devices", proc_bus_input_dir);
fail1: 
remove_proc_entry("bus/input", NULL);
	    return -ENOMEM;
}

3.5.20. input_set_capability

设置输入设备可以上报哪些事件，需要注意一次只能设置一个事件，如果设备上报多个事件，需要重复调用

/* drivers/input/input.c */
void input_set_capability(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code)
{
	    switch (type) {
	        case EV_KEY:
		        __set_bit(code, dev->keybit);
		        break;

	        case EV_REL:
		        __set_bit(code, dev->relbit);
		        break;

	        case EV_ABS:
		        input_alloc_absinfo(dev);
		        if (!dev->absinfo)
			            return;

		        __set_bit(code, dev->absbit);
		        break;

	        case EV_MSC:
		        __set_bit(code, dev->mscbit);
		        break;

	       case EV_SW:
		       __set_bit(code, dev->swbit);
		       break;

	        case EV_LED:
		        __set_bit(code, dev->ledbit);
		        break;

	        case EV_SND:
		        __set_bit(code, dev->sndbit);
		        break;

	       case EV_FF:
		       __set_bit(code, dev->ffbit);
		       break;

	      case EV_PWR:
		      /* do nothing */
		      break;

	    default:
		    pr_err("%s: unknown type %u (code %u)\n", __func__, type, code);
		    dump_stack();
		    return;
	}

	    __set_bit(type, dev->evbit);
}
EXPORT_SYMBOL(input_set_capability);

3.5.21. evdev_read

读取event数据

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;
	    size_t read = 0;
	    int error;

	    if (count != 0 && count < input_event_size())
		        return -EINVAL;

	    for (;;) {
		        if (!evdev->exist || client->revoked)
			             return -ENODEV;
/* client的环形缓冲区中没有数据并且是非阻塞的，那么返回-EAGAIN，也就是try again */
		        if (client->packet_head == client->tail &&(file->f_flags & O_NONBLOCK))
			             return -EAGAIN;

		       /*
		        * count == 0 is special - no IO is done but we check
		        * for error conditions (see above).
		        */
		        if (count == 0)
			            break;
/* 如果获得了数据，就取出来 */
		        while (read + input_event_size() <= count &&
		            evdev_fetch_next_event(client, &event)) {
/* 传给用户 */
			       if (input_event_to_user(buffer + read, &event))
				           return -EFAULT;

			         read += input_event_size();
    }

		    if (read)
			        break;
/* 如果没有数据，并且是阻塞的，则在等待队列上等待 */
		    if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
			        error = wait_event_interruptible(evdev->wait,
					        client->packet_head != client->tail || !evdev->exist || client->revoked);
			    if (error)
				        return error;
		    }
	}

	return read;
}

如果read进行进入休眠状态，则会被evdev_event函数唤醒

4. 模块测试

4.1.测试概述

应用有两条路径，如下所示
/sys/class/input

console:/sys/class/input # ls
event0 event1 event2 input0 input1 input2 mice

/dev/input

console:/dev/input # ls
event0 event1 event2 mice

查看设备信息

$ cat /proc/bus/input/devices
I: Bus=0000 Vendor=0000 Product=0000 Version=0000
N: Name="lombo-ir"
P: Phys=lombo-ir/input0
S: Sysfs=/devices/platform/4014800.ir/rc/rc0/input0
U: Uniq=
H: Handlers=event0
B: PROP=0
B: EV=100013
B: KEY=1 0 0 0 0 0 0 0 1680 0 0 ffc
B: MSC=10

event节点里面存放的数据都是没有经过处理的原始数据流。cat 对应的eventX节点就可以查看输入的数据。

$ cat event0

4.2.应用测试

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <time.h>
#include <linux/input.h>


int main(void)
{
	   int ret;
	   int fd;

	   struct input-event value;

	   fd = open("/dev/input/event1", O_RDWR);
	   if (fd < 0) {
		       printf("open event1 failed %d\n", fd);
		       return 0;
	   }

	   while(1) {
		        ret = read(fd, &value, sizeof(value));
		        if (ret < 0)
			            printf("read failed\n");
		
		        printf("input type:%d code:%d value:%d\n", value.type,
			            value.code, value.value);
	    }
    return 0;
}

这篇关于Linux input 子系统详解的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！