输入子系统解析

   这节来了解输入子系统的架构，以前写的驱动架构，相应的应用程序不能通用，不能加到已有的应用上去，这节来了解通用的写法。
   原文：《韦东山Linux视频驱动第2期》学习总结之第13课（输入子系统） 
   内核的输入子系统是对分散的，多种不同类别的输入设备(如键盘，鼠标，跟踪球，操纵杆，触摸屏，加速计和手写板)等字符设备进行统一处理的一层抽象，就是在字符设备驱动上抽象出的一层。
   输入子系统包括两类驱动程序：事件驱动程序和设备驱动程序。事件驱动程序负责和应用程序的接口，而设备驱动程序负责和底层输入设备的通信。鼠标事件生成文件mousedev属于事件驱动程序，而PS/2鼠标驱动程序是设备驱动程序。事件驱动程序是标准的，对所有的输入类都是可用的，所以要实现的是设备驱动程序而不是事件驱动程序。设备驱动程序可以利用一个已经存在的，合适的事件驱动程序通过输入核心和用户应用程序通信。
    input子系统分三层，最上一层是event handler，中间是intput core，底层是input driver。input driver把event report到input core层。input core对event进行分发，传到event handler,相应的event handler层把event放到event buffer中，等待用户进程来取。它们的关系图：

  

注册input_dev或input_handler时，会两两比较左边的input_dev和右边的input_handler,根据input_handler的id_table判断这个input_handler能否支持这个input_dev，如果能支持，则调用input_handler的connect函数建立"连接"
怎么建立连接？
1. 分配一个input_handle结构体
2. 
input_handle.dev = input_dev;  // 指向左边的input_dev
input_handle.handler = input_handler;  // 指向右边的input_handler
3. 注册：
   input_handler->h_list = &input_handle;
   inpu_dev->h_list      = &input_handle;

它们的框架图：

    input_dev，input_handler，input_handle 是 input子系统的3个基本的数据结构。一类handler可以和多个硬件设备相关联，一个硬件设备可以和多个handler相关联。例如：一个触摸屏设备可以作为一个event设备，作为一个鼠标设备，也可以作为一个触摸设备，所以一个设备需要与多个平台驱动进行连接。而一个平台驱动也不只为一个设备服务，一个触摸平台驱动可能要为A,B,C 3个触摸设备提供上层驱动，所以需要这样一对多的连接。

  总结来说，输入子系统分上下两层。最上层是核心层input.c，里面有register_chrdev。这个注册的字符设备的fops里面只有一个open函数。该open函数根据打开的设备节点的次设备号，找到一个input_handler。把打开的文件的里面的fop指向这个handler里面的fops,并且打开这个handler里面的open函数。以后要读写的时候就调用这个handler里面的读写函数，如下代码片段1。
    input_handler通过input_register_handler向核心层注册一个input_handler结构体，并且在input_table数组第i个值指向这个注册的input_handler（“i”是根据handler里面的次设备号向右移5位算出的值）。这个input_table[i]就可在上诉open函数里根据打开的设备节点的次设备号找到相应input_handler。
    input_dev通过input_register_device向核心层注册一个input_dev结构体。
    当注册一个input_dev设备或者注册一个input_handler时，input_dev与input_handler会通过调用input_attach_handler函数搜索是否有合适的input_handler或者input_dev与之匹配。如果存在inputh_handler与注册的input_dev匹配或者存在input_dev与注册的inputh_handler匹配，则会调用input_handler里的connect函数。匹配的依据就是input_handler中的id_table与input_dev中的id里的信息是否相同。
    connect函数会建立一个input_handle结构体，这个结构体里面的handler指向匹配的input_handler，dev指向input_dev。并且这个input_handle会被放到input_handler和input_dev的h_list链表里面来。以后就可以从input_dev里面的h_list找到handle,再从handle里面的handler找到input_handler。反之亦然。   

    对于输入设备，我们知道一般需要读取其数据，那么经过上述的一些列动作后又是如何读取到数据的呢？如果没有数据可读并且是NONBLOCK的话，就立刻返回。如果是没有数据可读但是BLOCK的话，就进入睡眠。既然有睡眠，那何时被唤醒呢？在evdev_read函数中唤醒read函数。evdev_event是input_handler中的成员，当有数据可读(如触摸屏被按下，按键被按下)时，event函数会被调用。

 而event函数是怎么被调用到的？这就得看设备层了，设备层的驱动做了如下工作：

    <1>在中断函数中确定判断发生了什么事件，并且相应的值是多少；
    <2>通过input_event()函数上报事件；
    <3>通过input_sync()函数表明上报结束。
    分析input_event函数我们就可以知道input_handler中的event函数是如何被调用到的了。
    在input_event中，调用了input_handle_event函数，在input_handle_event函数中调用了input_pass_event函数。 在input_pass_event函数中，将input_handle从input_dev的h_list中一个个拿出来。如果找到一个input_handle被打开，则input_handle->input_handler即为input_dev所匹配的handler。

 输入子系统之编写驱动程序

怎么写符合输入子系统框架的驱动程序？
1. 分配一个input_dev结构体
2. 设置
3. 注册
4. 硬件相关的代码，比如在中断服务程序里上报事件
下面开始编写代码：
1. 从入口函数开始执行

struct pin_desc{int irq;char *name;unsigned int pin;unsigned int key_val;};struct pin_desc pins_desc[4] = {{IRQ_EINT0,  "S2", S3C2410_GPF0,   KEY_L},{IRQ_EINT2,  "S3", S3C2410_GPF2,   KEY_S},{IRQ_EINT11, "S4", S3C2410_GPG3,   KEY_ENTER},{IRQ_EINT19, "S5",  S3C2410_GPG11, KEY_LEFTSHIFT},};static struct input_dev *buttons_dev;static struct pin_desc *irq_pd;static struct timer_list buttons_timer;static int buttons_init(void){int i;/* 1. 分配一个input_dev结构体 */buttons_dev = input_allocate_device();;/* 2. 设置 *//* 2.1 能产生哪类事件 */set_bit(EV_KEY, buttons_dev->evbit);set_bit(EV_REP, buttons_dev->evbit);  //能产生重复类事件/* 2.2 能产生这类操作里的哪些事件: L,S,ENTER,LEFTSHIT */set_bit(KEY_L, buttons_dev->keybit);set_bit(KEY_S, buttons_dev->keybit);set_bit(KEY_ENTER, buttons_dev->keybit);set_bit(KEY_LEFTSHIFT, buttons_dev->keybit);/* 3. 注册 ，把我们的input_dev结构放入设备链表；最终会在某个数据里面找到 input_handler结构，找到它的 .fops,调用.fops的read()、write()方法。*/input_register_device(buttons_dev);/* 4. 硬件相关的操作，防抖动 */init_timer(&buttons_timer);buttons_timer.function = buttons_timer_function;add_timer(&buttons_timer);for (i = 0; i < 4; i++){request_irq(pins_desc[i].irq, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, pins_desc[i].name, &pins_desc[i]);}return 0;}module_init(buttons_init);

struct input_dev的结构中的几个成员：
struct input_dev {
unsigned long evbit[NBITS(EV_MAX)];   // 表示能产生哪类事件
unsigned long keybit[NBITS(KEY_MAX)]; // 表示能产生哪些按键
unsigned long relbit[NBITS(REL_MAX)]; // 表示能产生哪些相对位移事件, x,y,滚轮
unsigned long absbit[NBITS(ABS_MAX)]; // 表示能产生哪些绝对位移事件, x,y
};
2. 编写 定时器事件和中断处理事件

static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id){/* 10ms后启动定时器 */irq_pd = (struct pin_desc *)dev_id;mod_timer(&buttons_timer, jiffies+HZ/100);return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);}static void buttons_timer_function(unsigned long data){struct pin_desc * pindesc = irq_pd;unsigned int pinval;if (!pindesc)return;pinval = s3c2410_gpio_getpin(pindesc->pin);if (pinval){/* 松开 : 最后一个参数: 0-松开, 1-按下 */input_event(buttons_dev, EV_KEY, pindesc->key_val, 0);input_sync(buttons_dev); //上报同步事件，表示事件已上报完成}else{/* 按下 */input_event(buttons_dev, EV_KEY, pindesc->key_val, 1);input_sync(buttons_dev);}}

以前要唤醒应用程序并发信号 ，input中只要上报事件就可以了。

3. 出口函数

static void buttons_exit(void){int i;for (i = 0; i < 4; i++){free_irq(pins_desc[i].irq, &pins_desc[i]);}del_timer(&buttons_timer);input_unregister_device(buttons_dev);input_free_device(buttons_dev);}module_exit(buttons_exit)

因为视频中没有说测试程序怎么写，所以在网上找了下，下面列出来，但不是这个驱动的 只能当学习了解一下：测试程序 - 关于Linux设备驱动中input子系统的介绍

测试程序：#include<stdio.h>#include<fcntl.h>#include<errno.h>#include<stdlib.h>#include<linux/input.h>int main(void ){　　int fd;　　int key_value,i=0,count;　　struct input_event ev_key;　　fd=open("/dev/input/event0",0666);　　if(fd<0){　　perror("open device");　　exit(1);　　}　　while(1){　　count=read(fd,&ev_key,sizeof(struct input_event));　　for(i=0;i<(int)count/sizeof(struct input_event);i++)　　{　　if(EV_KEY==ev_key.type)　　{　　int num=ev_key.code%10-1;　　printf("type:%d,code:%d ,value:%d\n key%d pressed!\n",ev_key.type,ev_key.code,ev_key.value,num);　　}　　if(EV_SYN==ev_key.type)　　printf("syn event\n");}　　}　　close(fd);　　return 0;}

小知识：
 根据我们输入或删除显示字符的是 -sh 进程，执行：#ps  可以看查看到它的PID 号是770，可以通过命令：# ls  -l   /proc/770/fd   查看它打开了哪些文件。