linux input子系统驱动（三）

linux input子系统分析--子系统核心.事件处理层.事件传递过程一.  输入子系统核心分析。    1.输入子系统核心对应与/drivers/input/input.c文件,这个也是作为一个模块注册到内核的。所以首先分析模块初始化函数。[cpp] view plaincopystatic int __init input_init(void)  {      int err;      input_init_abs_bypass();          //这个暂时没有发现是做什么的      err = class_register(&input_class);          //向内核注册一个类，用于linux设备模型。注册后会在/sys/class下面出现input目录      if (err) {          printk(KERN_ERR "input: unable to register input_dev class\n");          return err;      }      err = input_proc_init();          //和proc文件系统有关，暂时不管      if (err)          goto fail1;      err = register_chrdev(INPUT_MAJOR, "input", &input_fops);          //注册字符设备，接口是2.4内核的。以主设备号INPUT_MAJOR,次设备号0-255,注册266个设备，说明input设备最大只能有255个      if (err) {          printk(KERN_ERR "input: unable to register char major %d", INPUT_MAJOR);          goto fail2;      }      return 0;   fail2: input_proc_exit();   fail1: class_unregister(&input_class);      return err;  }        这个函数主要是注册了字符设备，这里和杂项设备的原理是一样，所以input设备也是一类字符设备，只不过操作方法交给了输入子系统。从这里可以看出无论linux设备驱动这块有多复杂，他们都是由一些基本的组件构成的，都是ldd3所讲的基本驱动程序模型。     2. 输入子系统的核心其他部分都是提供的接口，向上连接事件处理层，向下连接驱动层。    向下对驱动层的接口主要有：    input_allocate_device    这个函数主要是分配一个input_dev接口，并初始化一些基本的成员，这就是我们不能简单用kmalloc分配input_dev结构的原因，因为缺少了一些初始化。    input_unregister_device  注册一个input设备    input_event              这个函数很重要，是驱动层向input子系统核心报告事件的函数，在事件传递过程中再分析。    input_allocate_device    分配并初始化一个input_dev结构    向上对事件处理层接口主要有：    input_register_handler   注册一个事件处理器    input_register_handle    注册一个input_handle结构二.  事件处理层分析（以evdev事件处理器为例）    1.事件处理层与用户程序和输入子系统核心打交道，是他们两层的桥梁。一般内核有好几个事件处理器，像evdev mousedev jotdev。evdev事件处理器可以处理所有的事件，触摸屏驱动就是用的这个，所以下面分析这个事件处理器的实现。它也是作为模块注册到内核中的，首先分析它的模块初始化函数。[cpp] view plaincopystatic int __init evdev_init(void)  {      return input_register_handler(&evdev_handler);  }     模块初始化函数就调用一个注册handler函数，将evdev_handler注册到系统中。    2.主要数据结构    （1） evdev设备结构[cpp] view plaincopystruct evdev {      int exist;      int open;           //打开标志      int minor;          //次设备号      struct input_handle handle;  //关联的input_handle      wait_queue_head_t wait;      //等待队列，当进程读取设备，而没有事件产生的时候，进程就会睡在其上面      struct evdev_client *grab;   //强制绑定的evdev_client结构，这个结构后面再分析      struct list_head client_list;  //evdev_client 链表，这说明一个evdev设备可以处理多个evdev_client，可以有多个进程访问evdev设备      spinlock_t client_lock; /* protects client_list */      struct mutex mutex;      struct device dev;       //device结构，说明这是一个设备结构  };      evdev结构体在配对成功的时候生成，由handler->connect生成，对应设备文件为/class/input/event(n)，如触摸屏驱动的event0，这个设备是用户空间要访问的设备，可以理解它是一个虚拟设备，因为没有对应的硬件，但是通过handle->dev 就可以找到input_dev结构，而它对应着触摸屏，设备文件为/class/input/input0。这个设备结构生成之后保存在evdev_table中，    索引值是minor   （2） evdev用户端结构[cpp] view plaincopystruct evdev_client {      struct input_event buffer[EVDEV_BUFFER_SIZE];            //这个是一个input_event数据结构的数组，input_event代表一个事件，基本成员：类型（type），编码（code），值（value）      int head;              //针对buffer数组的索引      int tail;              //针对buffer数组的索引，当head与tail相等的时候，说明没有事件      spinlock_t buffer_lock; /* protects access to buffer, head and tail */      struct fasync_struct *fasync;  //异步通知函数      struct evdev *evdev;           //evdev设备      struct list_head node;         // evdev_client 链表项  };     这个结构在进程打开event0设备的时候调用evdev的open方法，在open中创建这个结构，并初始化。在关闭设备文件的时候释放这个结构。   3.主要函数   （1）evdev设备打开函数[cpp] view plaincopystatic int evdev_open(struct inode *inode, struct file *file)  {      struct evdev *evdev;      struct evdev_client *client;      int i = iminor(inode) - EVDEV_MINOR_BASE;      int error;      if (i >= EVDEV_MINORS)          return -ENODEV;      error = mutex_lock_interruptible(&evdev_table_mutex);      if (error)          return error;      evdev = evdev_table[i];          //得到evdev设备结构,每次调用evdev_connect配对成功后都会把分配的evdev结构以minor为索引，保存在evdev_table数组中      if (evdev)          get_device(&evdev->dev);  //增加device引用计数      mutex_unlock(&evdev_table_mutex);      if (!evdev)          return -ENODEV;      client = kzalloc(sizeof(struct evdev_client), GFP_KERNEL);  //分配用户端结构      if (!client) {          error = -ENOMEM;          goto err_put_evdev;      }      spin_lock_init(&client->buffer_lock);      client->evdev = evdev;    //使用户端与evdev设备结构联系起来      evdev_attach_client(evdev, client);          //这个函数所做的就是把client连接到evdev的client链表中      error = evdev_open_device(evdev);          //这个函数打开设备，有很多层调用，后面详细分析      if (error)          goto err_free_client;      file->private_data = client;      return 0;   err_free_client:      evdev_detach_client(evdev, client);      kfree(client);   err_put_evdev:      put_device(&evdev->dev);      return error;  }      （2）evdev设备打开函数evdev_open_device，由evdev_open调用。[cpp] view plaincopystatic int evdev_open_device(struct evdev *evdev)  {      int retval;      retval = mutex_lock_interruptible(&evdev->mutex);      if (retval)          return retval;      if (!evdev->exist)          retval = -ENODEV;          //判断设备结构是否存在，在evdev_connect中初始话此成员为1      else if (!evdev->open++) {          retval = input_open_device(&evdev->handle);          if (retval)              evdev->open--;      }          //evdev->open分配结构的时候没有初始化，默认为0，也就是没有打开，每次打开都会加1      mutex_unlock(&evdev->mutex);      return retval;  }      此函数在判断结构存在与否后，主要调用了input_open_device，这个函数是子系统核心函数，定义在input.c中，下面分析这个函数：[cpp] view plaincopyint input_open_device(struct input_handle *handle)  {      struct input_dev *dev = handle->dev;      int retval;      retval = mutex_lock_interruptible(&dev->mutex);      if (retval)          return retval;      if (dev->going_away) {          retval = -ENODEV;          goto out;      }      handle->open++;          //将handle的打开计数加1，注意和evdev的open的区别      if (!dev->users++ && dev->open)          retval = dev->open(dev);          //如果此input_dev没有进程在引用，并且定义了open方法，就调用open方法      if (retval) {    //retval = 1 说明没有打开成功          dev->users--;            if (!--handle->open) {  //说明有其他的进程已经打开了这个handle              /*              * Make sure we are not delivering any more events              * through this handle              */              synchronize_rcu();          }      }   out:      mutex_unlock(&dev->mutex);      return retval;  }     （3）读操作函数 evdev_read[cpp] view plaincopystatic ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer,                size_t count, loff_t *ppos)  {      struct evdev_client *client = file->private_data;    //这个客户端结构在打开的时候分配并保存在file->private_data中      struct evdev *evdev = client->evdev;      struct input_event event;      int retval;      if (count < input_event_size())          return -EINVAL;          //这条语句提示，用户进程每次读取设备的字节数，不要少于input_event结构的大小      if (client->head == client->tail && evdev->exist &&          (file->f_flags & O_NONBLOCK))          return -EAGAIN;          //head等于tail说明目前还没有事件传回来，如果设置了非阻塞操作，则会立刻返回      retval = wait_event_interruptible(evdev->wait,          client->head != client->tail || !evdev->exist);          //没有事件就会睡在evdev的等待队列上了，等待条件是有事件到来或者设备不存在了（设备关闭的时候，清这个标志）      if (retval)          return retval;          //如果能执行上面这条语句说明有事件传来或者，设备被关闭了，或者内核发过来终止信号      if (!evdev->exist)          return -ENODEV;      while (retval + input_event_size() <= count &&             evdev_fetch_next_event(client, &event)) {          // evdev_fetch_next_event这个函数遍历client里面的input_event buffer数组          if (input_event_to_user(buffer + retval, &event))          //将事件复制到用户空间              return -EFAULT;          retval += input_event_size();      }      return retval;   //返回复制的数据字节数  }  三. 事件传递过程（以s3c2410_ts为例）   1. 事件产生    当按下触摸屏时，进入触摸屏按下中断，开始ad转换，ad转换完成进入ad完成中断，在这个终端中将事件发送出去，调用    input_report_abs(dev, ABS_X, xp);    input_report_abs(dev, ABS_Y, yp); 这两个函数调用了 input_event(dev, EV_ABS, code, value)    所有的事件报告函数都调用这个函数。   2. 事件报告   （1） input_event 函数分析，这个函数定义在input.c中[cpp] view plaincopyvoid input_event(struct input_dev *dev,           unsigned int type, unsigned int code, int value)  {      unsigned long flags;      if (is_event_supported(type, dev->evbit, EV_MAX)) {          //判断是否支持此种事件类型和事件类型中的编码类型          spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);          add_input_randomness(type, code, value);          //对系统随机熵池有贡献，因为这个也是一个随机过程          input_handle_event(dev, type, code, value);          //这个函数是事件处理的关键函数，下面详细分析          spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);      }  }      （2） input_handle_event 函数分析，这个函数定义在input.c中[cpp] view plaincopystatic void input_handle_event(struct input_dev *dev,                     unsigned int type, unsigned int code, int value)  {      int disposition = INPUT_IGNORE_EVENT;      switch (type) {          ......      case EV_KEY:          if (is_event_supported(code, dev->keybit, KEY_MAX) &&              !!test_bit(code, dev->key) != value) {              if (value != 2) {                  __change_bit(code, dev->key);                  if (value)                      input_start_autorepeat(dev, code);                  else                      input_stop_autorepeat(dev);              }              disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;          }          break;          ......      if (disposition != INPUT_IGNORE_EVENT && type != EV_SYN)          dev->sync = 0;      if ((disposition & INPUT_PASS_TO_DEVICE) && dev->event)          dev->event(dev, type, code, value);      if (disposition & INPUT_PASS_TO_HANDLERS)          input_pass_event(dev, type, code, value);  }     这个函数主要是根据事件类型的不同，做相应的处理。这里之关心EV_KEY类型，其他函数和事件传递关系不大，只要关心，disposition这个是事件处理的方式，默认的是INPUT_IGNORE_EVENT，忽略这个事件，如果是INPUT_PASS_TO_HANDLERS则是传递给事件处理器，如果是INPUT_PASS_TO_DEVICE，则是传递给设备处理，触摸屏驱动没有定义这个。下面分析input_pass_event函数。[cpp] view plaincopystatic void input_pass_event(struct input_dev *dev,                   unsigned int type, unsigned int code, int value)  {      struct input_handle *handle;      rcu_read_lock();      handle = rcu_dereference(dev->grab);  //如果是绑定的handle，则调用绑定的handler->event函数      if (handle)          handle->handler->event(handle, type, code, value);      else          //如果没有绑定，则遍历dev的h_list链表，寻找handle，如果handle已经打开，说明有进程读取设备关联的evdev。          list_for_each_entry_rcu(handle, &dev->h_list, d_node)              if (handle->open)                  handle->handler->event(handle,                              type, code, value);          // 调用相关的事件处理器的event函数，进行事件的处理      rcu_read_unlock();  }  下面分析 evdev事件处理器的event函数[cpp] view plaincopystatic void evdev_event(struct input_handle *handle,              unsigned int type, unsigned int code, int value)  {      struct evdev *evdev = handle->private;      struct evdev_client *client;      struct input_event event;      do_gettimeofday(&event.time);      event.type = type;      event.code = code;      event.value = value;          //将传过来的事件，赋值给input_event结构      rcu_read_lock();      client = rcu_dereference(evdev->grab);          //如果evdev绑定了client那么，处理这个客户端，触摸屏驱动没有绑定      if (client)          evdev_pass_event(client, &event);      else          //遍历client链表，调用evdev_pass_event函数          list_for_each_entry_rcu(client, &evdev->client_list, node)              evdev_pass_event(client, &event);      rcu_read_unlock();      wake_up_interruptible(&evdev->wait); //唤醒等待的进程  }  下面分析 evdev_pass_event 函数[cpp] view plaincopystatic void evdev_pass_event(struct evdev_client *client,                   struct input_event *event)  {      /*      * Interrupts are disabled, just acquire the lock      */      spin_lock(&client->buffer_lock);      client->buffer[client->head++] = *event;   //将事件赋值给客户端的input_event 数组      client->head &= EVDEV_BUFFER_SIZE - 1;      spin_unlock(&client->buffer_lock);      kill_fasync(&client->fasync, SIGIO, POLL_IN);  }  可以看出， evdev_pass_event函数最终将事件传递给了用户端的client结构中的input_event数组中，只需将这个input_event数组复制给用户空间，进程就能收到触摸屏按下的信息了。具体处理由具体的应用程序来完成。