输入子系统读书笔记  input

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基于内核Linux-2.6.32.3

2012年4月23日:
输入子系统:input子系统  使用别人做好的框架
        1、输入子系统框架/drivers/input.c  核心层 从入口函数开始分析
                err= register_chrdev(INPUT_MAJOR, "input", &input_fops);注册字符驱动程序驱动程序                INPUT_MAJOR为13,主设备号        
                        这个函数中在input_fops的结构中只有open函数
                        staticconst struct file_operations input_fops ={
                                .owner= THIS_MODULE,
                                .open= input_open_file,
                        };  再具体分析open函数,即input_open_file函数
                        staticint input_open_file(structinode *inode, struct file *file)
                                structinput_handler *handler;
                                handler =input_table[iminor(inode) >>5];获取该文件的次设备号,根据这个次设备在一个数组里面找到对应的handler
                                if(!handler || !(new_fops =fops_get(handler->fops))) 
                                file->f_op =new_fops;                        
给我们打开的这个文件填充新的file_operations结构,这个心的file_operations结构是我们要写的。里面的函数也是 我们要实现的
                                input.c  核心层,以上部分代码都是核心层的
                intinput_register_handler(struct input_handler*handler);         //evdev.c,tsdev.c,joydev.c,keyboard.c,mousedev.c等文件调用了input_register_handler
                intinput_register_device(struct input_dev*dev);                       //我们写的程序里面注册
                connect和 disconnect函数

       以及下面的软件层和设备层用到的   两个链表<input_dev和input_handler链表 >   都在/drivers/input.c文件里面  input_handler_list   input_dev_list
                
        2、软件层:代表软件,当系统发现有设备进来的时候,它就会比较。这些handler是否支持那些设备
             input_table这个数组由谁构造的?
           是由  int  input_register_handler(struct input_handler*handler)构造的
             ②那么input_register_handler这个函数又是被谁调用的?搜索发现比较多,选择其中一个文件来分析
             是由 drivers/input/evdev.c   drivers/input/keyboard.c   drivers/input/mousedev.c 等构造的,以drivers/input/evdev.c为例子来具体分析  :这些是对应纯软件部分
                intinput_register_handler(struct input_handler*handler)
                        list_add_tail(&handler->node,&input_handler_list);                        注意与下面的设备层对应
                        list_for_each_entry(dev,&input_dev_list, node)
                    input_attach_handler(dev,handler);                                                与下面的设备层的解释一样

                drivers/input/evdev.c里面是一个事件驱动程序
                他们向上注册input_register_handler函数 软件部分
                staticstruct input_handler evdev_handler= {
                        .event                =evdev_event,
                        .connect        =evdev_connect,
                        .disconnect        =evdev_disconnect,
                        .fops                =&evdev_fops,
                        .minor                =EVDEV_MINOR_BASE,
                        .name                ="evdev",
                        .id_table        =evdev_ids,         //表示该handler能够支持哪一些设备,如果支持的话,就会调用connect函数下面的设备层建立连接
                };
                上面的file->f_op= new_fops;将会变成file->f_op =evdev_fops;                
        3、设备层:代表硬件  以下的分析的文件也是/drivers/input.c 
                intinput_register_device(struct input_dev *dev)             //注册输入设备
                        list_add_tail(&dev->node,&input_dev_list);             //放入链表,
                        list_for_each_entry(handler,&input_handler_list, node)            //注意前面一行的链表和这一行的链表不是一个哟!
                    input_attach_handler(dev, handler);                   //对于每一个input_handler都调用input_attach_handler函数,这个函数就是根据 input_handler的id_table判断能否支持这一个input_dev输入设备
                    input_match_device(handler->id_table, dev);
                     error =handler->connect(handler, dev,id);                如果匹配的话就调用input_handler(不是input_dev)里面的connect函数
        4、框架总结
                上面的驱动程序体现了,设备层和软件层分离的概念。主要意思就是说,不管你是先加载的软件层(input_handler)还是设备层(input_dev)大家都会去对方的链表里面搜索有没有匹配自己的那一部分,如果匹配就将建立链接。
                注册input_dev或者input_handler时,会两两比较设备层的input_dev和软件层的input_handler,根据input_handler的id_table判断,input_handler能否支持这个input_dev设备,如果支持的花就调用input_handler的connect函数建立链接。
        5、怎么把input_devinput_handler建立链接  分析evdev_handler的connect函数:即evdev_connect  
           int evdev_connect(struct input_handler *handler,struct input_dev *dev, const struct input_device_id*id):该函数也在/drivers/input.c文件里面
                        structevdev *evdev;
                        evdev= kzalloc(sizeof(struct evdev),GFP_KERNEL);        分配一个input_handle结构,该结构在structevdev里面,然后在设置input_handle结构
                        evdev->handle.dev=input_get_device(dev);                指向设备层注册的输入设备input_dev                
                        evdev->handle.name= dev_name(&evdev->dev);
                        evdev->handle.handler= handler;                              指向软件层input_handler
                        evdev->handle.private= evdev;
                        error= input_register_handle(&evdev->handle);                把前面分配设置好的input_handle结构注册进入内核


                    list_add_tail_rcu(&handle->d_node, &dev->h_list);         input_handle(不是input_handler)放入到input_dev的h_list链表 h_list和 h_node都是structlist_head结构
                    list_add_tail(&handle->h_node, &handler->h_list);          input_handle(不是input_handler)放入到input_handler的h_node链表, h_node和d_node都是struct list_head结构,只是区分一下而已。


      这样的话,由于向内核注册了input_handle(不是input_handler)结构。input_dev层就可以通过自己的input_dev->h_list找到对应的input_handle(因为input_dev->h_list 和input_handle->d_node是相同的)。找到input_handle后就可以利用input_handle->h_node找到input_handler(因为input_handle->h_node和input_handler->h_list是相同的) 这样就建立起来了一个连接。
      以上的前提就是input_handle(不是input_handler)结构里面有dev(structinput_dev)和handler(struct input_handler )两个成员
                小结:
                        1、先分配一个input_handle结构
                        2、设置该结构
                        3、注册该结构
        6、怎么读按键
                app:read
                --------------------------------------------
                将会导致新的file_operations里面的read函数被调用:即evdev_read函数  是软件层的(input_hander)。
                if(client->head == client->tail && evdev->exist&&(file->f_flags & O_NONBLOCK))
                        return-EAGAIN;        无数据并且是非阻塞方式读的话,就立刻返回一个重读,否则将休眠
                这个函数会休眠;retval= wait_event_interruptible(evdev->wait,client->head!= client->tail || !evdev->exist);
               
 问1:那么谁来唤醒它呢?
                答1:猜测,应该是设备层(input_dev)来触发。wake_up_interruptible(&evdev->wait);这个函数来唤醒
               
 问2wake_up_interruptible(&evdev->wait);这个函数谁调用?
                答2:evdev_event(structinput_handle *handle,unsigned int type, unsigned int code, intvalue)这个函数来调用。这个函数就是软件层(input_handler)里面的
                        event函数。指发生了某些事件。这个函数就是将数据存入缓冲区,然后唤醒读数据函数进程
              
  问3:evdev_event这个函数又被谁调用呢?
                答3:猜测。应该是硬件相关的代码,input_dev的硬件层调用。参考/drivers/input/keyboard/gpio_key.c
                        在设备的中断服务里面,确定事件是什么,然后调用相应的input_handeler的event处理函数
            ①、要上报事件        
                   input_event(struct input_dev *dev,unsigned inttype, unsigned int code, int value)
                   input_event(structinput_dev *dev,unsigned int type, unsigned int code, intvalue)这个函数在2.6.32里面基本不用
                   input_handle_event(dev, type,code, value);这个函数和韦东山老师的视频里面讲解的调用不一样,在设备注册函数input_register_device里面会初始化一个定时器,在定时器到来的时候,定时器处理函数里面会调用input_handle_event这个函数,进而上报事件。
            eg:定时器处理函数input_repeat_key        一般情况下,中断来了后会初始化一个定时器,里面设置了一个超时处理函数。
                           input_repeat_key                     //定时器超时处理函数
                            input_pass_event(dev, EV_KEY,dev->repeat_key, 2);        //上报事件
                            handle =rcu_dereference(dev->grab);
                             if (handle)
                              handle->handler->event(handle, type, code,value);        
                              input_pass_event(dev, EV_SYN, SYN_REPORT, 1)        //   同步信号
                     、来一个同步信号:input_pass_event(dev,EV_SYN, SYN_REPORT, 1);   接上面的例子

   7、应用程序怎么操作:其实就是相当于移花接木。我们人为的把别人打开的文件给替换了。
                打开一个输入设备文件的时候,会根据设备文件的次设备号找到一个数组,这个数组成员就是一个handler(input_handler),调用handler里面的open函数,并且 把这个文件的file_operations更新为我们写的file_operations。这个数组就是被软件部分(input_handler)构造的。input_register_handler向上注册的,并且 填充那个数组。由于这个是纯软件的,要想操作硬件就必须要和设备层联系起来。而设备层也会向上面的核心层注册自己。既然软件层设备层都注册了自己。
                必须得把它们联系起来啊。这个时候就出现了input_handle结构(该结构是input_handler的connect函数建立的)。该结构就是将它们联系起来的枢纽。
                最终,read 一个文件的时候,假如应用程序被阻塞的话,那么必须要有东西来唤醒它,硬件中如果有数据产生的话,会触发一个中断,该中断会和一个设备 绑定起来,这个设备 就是input_dev(设备层)结构。在中断处理函数里面,会利用该设备(input_dev)找到input_handle结构,再利用input_handle 结构找到input_handler结构的
                event函数。该函数就是唤醒应用程序的read操作。进而完成一次读操作。



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