linux input 子系统分析 二

一. 各种注册函数

    因为分析一所讲的每种数据结构都代表一类对象，所以每种数据结构都会对应一个注册函数，他们都定义在子系统核心的input.c文件中。主要有三个注册函数
     input_register_device    向内核注册一个input设备
     input_register_handle    向内核注册一个handle结构
     input_register_handler   注册一个事件处理器
  1. input_register_device 注册一个input输入设备，这个注册函数在三个注册函数中是驱动程序唯一调用的。下面分析这个函数：

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1. int input_register_device(struct input_dev *dev)  
2. {  
3.     static atomic_t input_no = ATOMIC_INIT(0);    
4.         //这个原子变量，代表总共注册的input设备，每注册一个加1，因为是静态变量，所以每次调用都不会清零的  
5.     struct input_handler *handler;  
6.     const char *path;  
7.     int error;  
8.   
9.     __set_bit(EV_SYN, dev->evbit);  //EN_SYN 这个是设备都要支持的事件类型，所以要设置  
10.   
11.     /* 
12.      * If delay and period are pre-set by the driver, then autorepeating 
13.      * is handled by the driver itself and we don't do it in input.c. 
14.      */  
15.         // 这个内核定时器是为了重复按键而设置的  
16.     init_timer(&dev->timer);  
17.     if (!dev->rep[REP_DELAY] && !dev->rep[REP_PERIOD]) {  
18.         dev->timer.data = (long) dev;  
19.         dev->timer.function = input_repeat_key;  
20.         dev->rep[REP_DELAY] = 250;  
21.         dev->rep[REP_PERIOD] = 33;  
22.         //如果没有定义有关重复按键的相关值，就用内核默认的  
23.     }  
24.   
25.     if (!dev->getkeycode)  
26.         dev->getkeycode = input_default_getkeycode;  
27.     if (!dev->setkeycode)  
28.         dev->setkeycode = input_default_setkeycode;  
29.         //以上设置的默认函数由input核心提供  
30.     dev_set_name(&dev->dev, "input%ld",  
31.              (unsigned long) atomic_inc_return(&input_no) - 1);  
32.         //设置input_dev中device的名字，这个名字会在/class/input中出现  
33.     error = device_add(&dev->dev);  
34.         //将device加入到linux设备模型中去  
35.     if (error)  
36.         return error;  
37.   
38.     path = kobject_get_path(&dev->dev.kobj, GFP_KERNEL);  
39.     printk(KERN_INFO "input: %s as %s\n",  
40.         dev->name ? dev->name : "Unspecified device", path ? path : "N/A");  
41.     kfree(path);  
42.         //这个得到路径名称，并打印出来  
43.     error = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);  
44.     if (error) {  
45.         device_del(&dev->dev);  
46.         return error;  
47.     }  
48.   
49.     list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list);  
50.         // 将新分配的input设备连接到input_dev_list链表上  
51.     list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)  
52.         input_attach_handler(dev, handler);  
53.         //遍历input_handler_list链表，配对 input_dev 和 input_handler  
54.         //input_attach_handler 这个函数是配对的关键，下面将详细分析  
55.     input_wakeup_procfs_readers();  
56.         // 和proc文件系统有关，暂时不考虑  
57.     mutex_unlock(&input_mutex);  
58.   
59.     return 0;  
60.    }  

   input_register_device完成的主要功能就是：初始化一些默认的值，将自己的device结构添加到linux设备模型当中，将input_dev添加到input_dev_list链表中，然后寻找合适的handler与input_handler配对,配对的核心函数是input_attach_handler。下面分析input_attach_handler函数：

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1. static int input_attach_handler(struct input_dev *dev, struct input_handler *handler)  
2. {  
3.     const struct input_device_id *id;  
4.     int error;  
5.   
6.     if (handler->blacklist && input_match_device(handler->blacklist, dev))  
7.         return -ENODEV;  
8.         //blacklist是handler因该忽略的input设备类型，如果应该忽略的input设备也配对上了，那就出错了  
9.     id = input_match_device(handler->id_table, dev);  
10.         //这个是主要的配对函数，主要比较id中的各项，下面详细分析  
11.     if (!id)  
12.         return -ENODEV;  
13.   
14.     error = handler->connect(handler, dev, id);  
15.         //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，后面详细分析  
16.     if (error && error != -ENODEV)  
17.         printk(KERN_ERR  
18.             "input: failed to attach handler %s to device %s, "  
19.             "error: %d\n",  
20.             handler->name, kobject_name(&dev->dev.kobj), error);  
21.         //出错处理  
22.     return error;  
23.  }  

    input_attach_handler的主要功能就是调用了两个函数，一个input_match_device进行配对，一个connect处理配对成功后续工作。
   下面分析input_match_device函数：

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1. static const struct input_device_id *input_match_device(const struct input_device_id *id,  
2.                             struct input_dev *dev)  
3. {  
4.     int i;  
5.         //函数传入的参数是所要配对handler的id_table，下面遍历这个id_table寻找合适的id进行配对  
6.     for (; id->flags || id->driver_info; id++) {  
7.         if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_BUS)  
8.             if (id->bustype != dev->id.bustype)  
9.                 continue;  
10.                 ......  
11.                 //针对handler->id->flag，比较不同的类型  
12.                 //如果比较成功进入下面的宏，否则进入下一个id  
13.                 MATCH_BIT(evbit,  EV_MAX);  
14.             ......    
15.         MATCH_BIT(swbit,  SW_MAX);  
16.   
17.   
18.         return id;  
19.     }  
20.  }  

    此函数主要是比较input_dev中的id和handler支持的id,这个存放在handler的id_table中。首先看id->driver_info有没有设置，如果设置了说明它匹配所有的id，evdev就是这个样的handler
    然后依据id->flag来比较内容，如果都比较成功进入MATCH_BIT，这个宏是用来按位进行比较的，功能是比较所支持事件的类型，只有所有的位都匹配才成功返回，否则进行下一个id的比较。

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1. #define MATCH_BIT(bit, max) \  
2. for (i = 0; i < BITS_TO_LONGS(max); i++) \  
3.     if ((id->bit[i] & dev->bit[i]) != id->bit[i]) \  
4.         break; \  
5. if (i != BITS_TO_LONGS(max)) \  
6.     continue;  

    这个宏对于每种事件类型，以及每种事件类型支持的编码所有的位都比较一次，看handler的id是否支持，如果有一个不支持就不会比较成功，进入下一个id进行比较。
    对于connect函数，每种事件处理器的实现都有差异，但原理都相同，因为触摸屏用的事件处理器为evdev，下面分析evdev的connect函数evdev_connect

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1. static int evdev_connect(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev,  
2.              const struct input_device_id *id)  
3. {  
4.         //此函数传入三个参数，分别是：handler，dev,id  
5.     struct evdev *evdev;  
6.     int minor;  
7.     int error;  
8.   
9.   
10.     for (minor = 0; minor < EVDEV_MINORS; minor++)  
11.         if (!evdev_table[minor])  
12.             break;  
13.         //EVDEV_MINORS为32，说明evdev这个handler可以同时有32个输入设备和他配对，evdev_table中以minor（非次设备号，但是有一个换算关系）存放evdev结构体，后面要详细分析这个结构体  
14.     if (minor == EVDEV_MINORS) {  
15.         printk(KERN_ERR "evdev: no more free evdev devices\n");  
16.         return -ENFILE;  
17.     }  
18.         //这个说明32个位置全都被占用了，连接失败  
19.     evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);  
20.         //分配一个evdev结构体，这个结构体是evdev事件处理器特有的，后面会详细分析  
21.     if (!evdev)  
22.         return -ENOMEM;  
23.   
24.   
25.     INIT_LIST_HEAD(&evdev->client_list);  
26.     spin_lock_init(&evdev->client_lock);  
27.     mutex_init(&evdev->mutex);  
28.     init_waitqueue_head(&evdev->wait);  
29.         //初始化结构体的一些成员  
30.     dev_set_name(&evdev->dev, "event%d", minor);  
31.         //这个是设置evdev中device的名字，他将出现在/class/input中。  
32.         //前面也有一个device是input_dev的，名字是input（n），注意与他的不同  
33.         //这个结构是配对后的虚拟设备结构，没有对应的硬件，但是通过它可以找到相关的硬件  
34.     evdev->exist = 1;  
35.     evdev->minor = minor;  
36.   
37.   
38.     evdev->handle.dev = input_get_device(dev);  
39.     evdev->handle.name = dev_name(&evdev->dev);  
40.     evdev->handle.handler = handler;  
41.     evdev->handle.private = evdev;  
42.         //因为evdev中包含handle了，所以初始化它就可以了，这样就连接了input_handler与input_dev  
43.     evdev->dev.devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor); //注意：这个minor不是真正的次设备号，还要加上EVDEV_MINOR_BASE  
44.     evdev->dev.class = &input_class;  
45.     evdev->dev.parent = &dev->dev;  
46.         //配对生成的device，父设备是与他相关连的input_dev  
47.     evdev->dev.release = evdev_free;  
48.     device_initialize(&evdev->dev);  
49.   
50.   
51.     error = input_register_handle(&evdev->handle);  
52.         //注册handle结构体,这个函数后面详细分析  
53.     if (error)  
54.         goto err_free_evdev;  
55.   
56.   
57.     error = evdev_install_chrdev(evdev);  
58.         //这个函数只做了一件事，就是把evdev结构保存到evdev_table中，这个数组也minor为索引  
59.     if (error)  
60.         goto err_unregister_handle;  
61.   
62.   
63.     error = device_add(&evdev->dev);  
64.         //注册到linux设备模型中  
65.     if (error)  
66.         goto err_cleanup_evdev;  
67.   
68.   
69.     return 0;  
70.   
71.   
72.   err_cleanup_evdev:  
73.     evdev_cleanup(evdev);  
74.   err_unregister_handle:  
75.     input_unregister_handle(&evdev->handle);  
76.   err_free_evdev:  
77.     put_device(&evdev->dev);  
78.     return error;  
79. }  

    evdev_connect函数做配对后的善后工作，分配一个evdev结构体，并初始化相关成员，evdev结构体中有input_handle结构，初始化并注册之。
 2. input_register_handle 注册一个input_handle结构体，比较简单

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1. int input_register_handle(struct input_handle *handle)  
2. {  
3.     struct input_handler *handler = handle->handler;  
4.     struct input_dev *dev = handle->dev;  
5.     int error;  
6.   
7.   
8.     /* 
9.      * We take dev->mutex here to prevent race with 
10.      * input_release_device(). 
11.      */  
12.     error = mutex_lock_interruptible(&dev->mutex);  
13.     if (error)  
14.         return error;  
15.     list_add_tail_rcu(&handle->d_node, &dev->h_list);  
16.         //将handle的d_node，链接到其相关的input_dev的h_list链表中  
17.     mutex_unlock(&dev->mutex);  
18.   
19.   
20.     list_add_tail(&handle->h_node, &handler->h_list);  
21.         //将handle的h_node，链接到其相关的input_handler的h_list链表中  
22.     if (handler->start)  
23.         handler->start(handle);  
24.   
25.   
26.     return 0;  
27. }  

    这个函数基本没做什么事，就是把一个handle结构体通过d_node链表项，分别链接到input_dev的h_list,input_handler的h_list上。以后通过这个h_list就可以遍历相关的input_handle了。
 3. input_register_handler 注册一个input_handler结构体

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1. int input_register_handler(struct input_handler *handler)  
2.  {  
3.     struct input_dev *dev;  
4.     int retval;  
5.   
6.   
7.     retval = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);  
8.     if (retval)  
9.         return retval;  
10.   
11.   
12.     INIT_LIST_HEAD(&handler->h_list);  
13.   
14.   
15.     if (handler->fops != NULL) {  
16.         if (input_table[handler->minor >> 5]) {  
17.             retval = -EBUSY;  
18.             goto out;  
19.         }  
20.         input_table[handler->minor >> 5] = handler;  
21.     }  
22.         //input_table，每个注册的handler都会将自己保存到这里，索引值为handler->minor右移5为，也就是除以32  
23.         //为什么会这样呢，因为每个handler都会处理最大32个input_dev，所以要以minor的32为倍数对齐,这个minor是传进来的handler的MINOR_BASE  
24.         //每一个handler都有一个这一个MINOR_BASE，以evdev为例,EVDEV_MINOR_BASE = 64,可以看出系统总共可以注册8个handler  
25.     list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);  
26.         //连接到input_handler_list链表中  
27.     list_for_each_entry(dev, &input_dev_list, node)  
28.         input_attach_handler(dev, handler);  
29.         //又是配对，不过这次遍历input_dev，和注册input_dev过程一样的  
30.     input_wakeup_procfs_readers();  
31.   
32.   
33.  out:  
34.     mutex_unlock(&input_mutex);  
35.     return retval;  
36. }  

    这个函数其实和input_register_device大同小异，都是注册，都要配对。