一、input输入子系统总体框架

Linux输入子系统将输入驱动抽象为三层：设备驱动层、核心层、事件处理层。

设备驱动层:将底层的硬件输入事件转化为统一事件形式，向输入核心(Input Core)汇报。

核心层:承上启下。为驱动提供设备和驱动注册等操作的函数接口。

事件处理层:和用户层交互，提供设备的read和write等函数。

二、输入子系统的分层分析

2.1 设备驱动层(用户编写)

从输入子系统的结构框图，我们可以看出设备驱动层和硬件联系得很紧密。因为硬件的多样性，导致设备驱动层要适应这种多样性，因此设备驱动层是易于变化的部分。编写输入子系统驱动的主要工作就在设备驱动层。input子系统的设备驱动层为了向上屏蔽硬件设备的差异，将硬件产生的事件统一用struct input_event来表示。

struct input_event{

struct timeval time;//事件发生的时间

unsigned short type;//事件的类型

unsigned short code;//事件的代码

unsigned int value; //事件的值

}

设备驱动程序的数据结构

struct input_dev {

const char *name;//设备名

const char *phys;

const char *uniq;

struct input_id id;//用于匹配事件处理层handler

unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)];//用于记录支持的事件类型的位图

unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];//记录支持的按键值的位图

unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)];//记录支持的相对坐标的位图

unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)];//记录支持的绝对坐标的位图

unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)];

unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];

unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];

unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)];

unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];

unsigned int keycodemax;//支持的按键值的个数

unsigned int keycodesize;//每个键值的字节数

void *keycode;//存储按键值的数组首地址

int (*setkeycode)(struct input_dev *dev, int scancode, int keycode);

int (*getkeycode)(struct input_dev *dev, int scancode, int *keycode);

struct ff_device *ff;

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 sync;//最后一次同步后没有新的事件置1

int abs[ABS_MAX + 1];

int rep[REP_MAX + 1];

unsigned long key[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];//反映当前按键状态的位图

unsigned long led[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];//反映当前led状态的位图

unsigned long snd[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];//反映当前beep状态的位图

unsigned long sw[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];

int absmax[ABS_MAX + 1];

int absmin[ABS_MAX + 1];

int absfuzz[ABS_MAX + 1];

int absflat[ABS_MAX + 1];

int (*open)(struct input_dev *dev);//打开函数

void (*close)(struct input_dev *dev);//关闭函数

int (*flush)(struct input_dev *dev, struct file *file);//断开连接时冲洗数据

int (*event)(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value);//回调函数，可选

struct input_handle *grab;

spinlock_t event_lock;

struct mutex mutex;

unsigned int users;

int going_away;

struct device dev;

struct list_headh_list;//handle链表，通过它能够访问到和该设备相匹配的input_handler设备处理方法

struct list_headnode;//input_dev链表，通过它能够访问 系统中所有注册的input_dev设备

};

struct input_id {(将在2.3中讲到)

__u16 bustype;/*总线类型*/

__u16 vendor; /*生产商编号*/

__u16 product; /*产品编号*/

__u16 version;/* 版本号 */

};

设备驱动层编写主要内容:

1.为硬件设备分配一个input_dev结构体(使用函数input_allocate_device)

2.设置 input_dev结构体支持的事件

set_bit(EV_KEY, input_dev->evbit)

set_bit(KEY_ENTER, buttons_dev->keybit)(支持按键类型下的KEY_ENTER事件)

3.注册input_dev结构体

调用input_register_device(input_dev)

4.上报事件(一般在中断函数内)

input_event(input_dev ,type, code, value)

input_sync(input_dev)(上报事件结束);

2.2 核心层(内核自带)

核心层它主要的就是起过渡作用，这主要体现在input_open_file中；我们的应用程序使用open函数打开input设备文件，首先调用的就是核心层input.c中的input_open_file函数。通过该设备的次设备号找到与该设备相关联的操作函数。

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

{

struct input_handler *handler;

handler = input_table[iminor(inode) >> 5];//根据设备的次设备号，获取该设备的input_handler

if (!handler || !(new_fops = fops_get(handler->fops))) { //提取handler里面的file_operations

err = -ENODEV;

goto out; }

file->f_op = new_fops; //将设备的fops赋值给它的文件描述符的f_op

err = new_fops->open(inode, file); //调用handler->fops->open实现文件的打开

}

2.3 事件处理层(内核自带)

事件处理层主要是为底层的设备提供读写操作的函数，用于和用户空间进行交互。input子系统使用struct input_handler代表设备的处理方法。

struct input_handler {

void *private;

void (*event)(struct input_handle *handle, unsigned int type, unsigned int code, int value);//当设备驱动层有事件          上报的时将导致该函数被调用

int (*connect)(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev, const struct input_device_id *id);//当调      用input_register_device和input_register_handler的时候将导致该函数被调用

void (*disconnect)(struct input_handle *handle);

void (*start)(struct input_handle *handle);

const struct file_operations *fops;//handler提供的读写等操作函数

int minor;//输入设备的次设备号

const char *name;

const struct input_device_id *id_table;//能和该input_handler匹配的input_dev的设备id

const struct input_device_id *blacklist;//禁止和该input_handler匹配的input_dev的设备id

struct list_head h_list ;//input_handle链表，能够通过它访问到和该input_handler相匹配的input_dev设备

struct list_head node;//input_handler链表，能够访问到系统所有的input_handler

};

当input_device或input_handler注册的时候，如果设备驱动层的input_device和事件处理层的input_handler有相匹配的话，input子系统就新建一个input_handle连联系它们。

structinput_handle {

void *private;

int open;

const char *name;

struct input_dev *dev; //指向input_dev设备

struct input_handler *handler; //指向input_handler设备处理方法

struct list_head d_node; //将该input_handle加入到它关联的input_dev的h_list链表中

struct list_head h_node; //将该input_handle加入到它关联的input_handler的h_list链表中

};

2.4  input子系统工作大致流程

input子系统会维护两个全局链表:   struct input_dev设备链表,struct input_handler设备处理方法链表

input子系统会维护一个全局数组:static struct input_handler *input_table[8];//按次设备号存储设备处理方法

1.设备驱动层

设备驱动层注册时调用input_register_device(),该函数完成如下工作:

首先将该struct input_dev设备加入到input子系统的全局设备链表中去，然后再分别取出struct input_handler链表中的每个设备处理方法，调用input_match_device(handler->id_table, dev)进行设备和设备处理方法的匹配，如果匹配成功那么将新建一个struct input_handle来连接struct input_dev和struct input_handler。

事件处理层:

2.事件处理层

内核其实都自带很多的input_handler设备处理方法，evdev.c，keybroad.c等，它们调用input_register_handler()注册，该函数完成的工作如下:

首先会根据注册的input_handler的次设备号将它放到一个input_table数组中去，当应用程序打开某个input设备节点时，就可以根据它的次设备号在input_table数组中找到它的处理方法。然后将该struct input_handler加入到input子系统的全局设备处理方法链表中去，最后再分别取出struct input_dev链表中的每个设备，调用input_match_device(handler->id_table, dev)进行设备和设备处理方法的匹配，如果匹配成功那么将新建一个struct input_handle来连接struct input_dev和struct input_handler。

3. 应用程序的open操作

当应用程序打开一个input设备节点的时候，会根据设备的次设备号在input_table数组里面选择它对应的input_handler，然后将该input_handler的文件操作函数赋给struct file *file。

4.底层的事件发生时

当硬件状态发生变化时，一般会引起一个中断，在这个中断中通过input_event(dev,type, code, value)向输入核心层上报事件，这将导致事件处理层input_handler的event(handle,type, code, value)将被调用。那么用户层就可以通过调用read/write进行设备读写了。