linux内核input子系统解析

最新推荐文章于 2024-01-23 16:55:05 发布

whut_fn

最新推荐文章于 2024-01-23 16:55:05 发布

阅读量748

点赞数

本文详细解析了Linux系统中的input输入子系统，包括输入子系统的框架、Inputdriver的关键要点、EventHandler层的工作原理以及输入事件如何从设备传递到应用程序的过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

Android、X windows、qt等众多应用对于linux系统中键盘、鼠标、触摸屏等输入设备的支持越来越倾向于标准的input输入子系统。包括我们要分析的条形码和二维码扫描枪，它们只是模拟了键盘输入，走了Input输入子系统的流程。

一、input输入子系统框架（截图来源于网络）

下图是input输入子系统框架，输入子系统由输入子系统核心层（ Input Core ），驱动层和事件处理层（Event Handler）三部份组成。

一个输入事件，如鼠标移动，键盘按键按下，扫描枪录入等等通过 input driver -> Input core -> Event handler -> userspace 到达用户空间传给应用程序。

二、Input driver要点

1、分配、注册、注销input设备

struct input_dev *input_allocate_device(void)

int input_register_device(struct input_dev *dev)
void input_unregister_device(struct input_dev *dev)

2、设置input设备支持的事件类型、事件码、事件值的范围、input_id等信息

参见usb键盘驱动：driver/hid/usbhid/usbkbd.c

usb_to_input_id(dev, &input_dev->id);//设置bustype、vendo、product等

input_dev->dev.parent = &iface->dev;

input_set_drvdata(input_dev, kbd);

input_dev->evbit[0] = BIT_MASK(EV_KEY) | BIT_MASK(EV_LED) | BIT_MASK(EV_REP);//支持的事件类型

input_dev->ledbit[0] = BIT_MASK(LED_NUML) | BIT_MASK(LED_CAPSL) | BIT_MASK(LED_SCROLLL) | BIT_MASK(LED_COMPOSE) | BIT_MASK(LED_KANA);// EV_LED事件支持的事件码

for (i = 0; i < 255; i++)

set_bit(usb_kbd_keycode[i], input_dev->keybit);//EV_KEY事件支持的事件码

include/linux/input.h中定义了支持的类型

* Event types

#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

#define EV_CNT (EV_MAX+1)

一个设备可以支持一个或多个事件类型。每个事件类型下面还需要设置具体的触发事件码。比如：EV_KEY事件，需要定义其支持哪些按键事件码。

3、设置input设备的打开、关闭、按键处理时的处理方法。参见usb键盘驱动：usbkbd.c

static int usb_kbd_open(struct input_dev *dev)
static int usb_kid_close(struct input_dev *dev)
static void usb_kbd_irq(struct urb *urb)

4、在发生输入事件时，向子系统报告事件

用于报告EV_KEY、EV_REL、EV_ABS等事件的函数有：
void input_report_key(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value) //usb_kbd_irq(...)会调用该函数
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)

如果你觉得麻烦，你也可以只记住1个函数（因为上述函数都是通过它实现的）

void input_event(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value)

三、Event Handler层解析

1、Input输入子系统数据结构关系图（来源于网络）

2、input_handler结构体

以evdev.c中的evdev_handler为例：

static struct input_handler evdev_handler = {
.event = evdev_event, //向系统报告input事件，系统通过read方法读取
.connect = evdev_connect, //和input_dev匹配后调用connect构建
.disconnect = evdev_disconnect,
.fops = &evdev_fops, //event设备文件的操作方法
.minor = EVDEV_MINOR_BASE, //次设备号基准值
.name = "evdev",
.id_table = evdev_ids, //匹配规则
};

3、input字符设备注册过程

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定义：

static const struct file_operations input_fops = {
.owner = THIS_MODULE,

.open = input_open_file,

.llseek = noop_llseek,

};

Input_dev和input_handler匹配后调用input_handler的connect。以evdev_handler为例：

* Create new evdev device. Note that input core serializes calls

* to connect and disconnect so we don't need to lock evdev_table here.

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) {

pr_err("no more free evdev devices\n");

return -ENFILE;

}

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);

dev_set_name(&evdev->dev, "event%d", minor);

evdev->exist = true;

evdev->minor = minor;

evdev->handle.dev = input_get_device(dev);

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

evdev->handle.handler = handler;

evdev->handle.private = evdev;

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);

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;

}

4、input字符设备的打开过程

static int input_open_file(struct inode *inode, struct file *file)

{

struct input_handler *handler;

const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;

int err;

err = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);

if (err)

return err;

/* No load-on-demand here? */

handler = input_table[iminor(inode) >> 5];

if (handler)

new_fops = fops_get(handler->fops);

mutex_unlock(&input_mutex);

* That's _really_ odd. Usually NULL ->open means "nothing special",

* not "no device". Oh, well...

if (!new_fops || !new_fops->open) {

fops_put(new_fops);

err = -ENODEV;

goto out;

}

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);

out:

return err;

}

5、input字符设备的其它操作

由于在open阶段已经把设备文件的操作操作方法重定位了到了具体的input_handler，所以其它接口操作（read、write、ioctl等），由各个input_handler的fops方法决定。如evdev.c中的：evdev_fops。

四、应用层处理

对于上层的处理，可以参考下面的博客

http://blog.youkuaiyun.com/tankai19880619/article/details/17019085