input子系统分析

最近在搞G-sensor8452的驱动，其中涉及到Linux内核input子系统，他已经帮我们实现了很多的接口，这使得我们的工作量大大的减轻。我们以MMA8462为例（主要用于车载，手机等设备，测试重力加速度，产生碰撞等处理），来简单看一下写一个input设备我们需要做的工作。

首先，在驱动模块加载函数中申请一个input设备，并告知input子系统它支持哪些事件，如下所示：

mma->input_dev = input_allocate_device()；

set_bit(EV_ABS, mma->input_dev->evbit);

input_set_abs_params(input_idev, ABS_X, -4096, 4096, INPUT_FUZZ, INPUT_FLAT);

 input_set_abs_params(input_idev, ABS_Y, -4096, 4096, INPUT_FUZZ, INPUT_FLAT);
 input_set_abs_params(input_idev, ABS_Z, -4096, 4096, INPUT_FUZZ, INPUT_FLAT);

以上这些都是为让input子系统支持的某些参数而设置的，EV_ABS表示支持绝对值坐标，后面都是针对这些坐标的一些参数访问范围设置。至于为什么这样设置，我们继续往下走，到后面我们就明白了。

接着，在驱动模块函数中注册输入设备：

err = input_register_device(akm->input_dev);

然后，报告发生的一些事件以及对应的坐标。

input_report_abs(data->input_dev, ABS_RX, rbuf[0]);

input_report_abs(data->input_dev, ABS_RY, rbuf[1]);

input_report_abs(data->input_dev, ABS_RZ, rbuf[2]);

对应的三个方向的坐标值就被驱动记录下来了。

深入里面跟踪一下：

static inline void input_set_abs_params(struct input_dev *dev, int axis, int min, int max, int fuzz, int flat)

{

       dev->absmin[axis] = min;

       dev->absmax[axis] = max;

       dev->absfuzz[axis] = fuzz;

       dev->absflat[axis] = flat;

 

       dev->absbit[BIT_WORD(axis)] |= BIT_MASK(axis);

}

这个函数用来干嘛的呢？这个留到以后讲，不过你得多个心眼，后面用得到的。

 

 

添加一个input设备，我们要做的工作就这些了。接下来我们就可以通过input内核子系统提供的接口函数来处理这些坐标值，把把他们传到用户空间。

我们这些比较懒的家伙为了避免去完善那些复杂的设备接口函数集，所以干脆把它注册成一个input设备，所以你就得先申请它，注册它等一系列预备工作，做好这些之后，我们就实行鲁迅先生的拿来主义，直接使用input子系统的的接口函数”。

原理

继续我们的input设备之旅。

从前一节来看，在linux内核中添加一个input设备变得很简单了。我们再也不必须去动手写那些该死的接口函数了。可是你有没有想过，是谁让我们的工作变得这么简单了呢?答案是linux内核中的input core。她总是那么痴情，默默地不求回报地为你做许许多多的事情，在你背后默默的支持你爱着你。是的，你所想到的大多数事情，我们的input core都已经为你做好。除了感动，我们还能说什么呢？（input core对应的实体在linux内核源码目录linux-2.6.29/drivers/input/input.c文件）

在正式接触我们可爱的input core之前，有必要了解一下几个重要的结构体，这几个结构体是我们这个故事的主体。

第一个数据结构 struct input_dev。悟性高的哥们马上就会想到，它就是我们input 设备在linux内核中的模拟，即里面记录了一个input设备的所有信息。定义于linux-2.6.29/include/linux/input.h中

struct input_dev {

 const char *name;

       const char *phys;

       const char *uniq;

       struct input_id id;

       unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)];       //表示此input设备支持的事件

       unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];

       unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)];        

       unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)];         //设置相应的位以支持某一类绝对值坐标

       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;

       unsigned int keycodesize;

       void *keycode;

       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;

       struct timer_list timer;

       int sync;

       int abs[ABS_MAX + 1];

       int rep[REP_MAX + 1];

       unsigned long key[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];

       unsigned long led[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];

       unsigned long snd[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];

       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);

       void (*close)(struct input_dev *dev);

       int (*flush)(struct input_dev *dev, struct file *file);

       int (*event)(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value);

       struct input_handle *grab;

       spinlock_t event_lock;

       struct mutex mutex;

       unsigned int users;

       int going_away;

       struct device dev;

       struct list_head  h_list;          //struct list_head h_list;表示的是和该设备相关的所有input handle的结构体链表

       struct list_head  node;          //struct list_head node;所有input设备组成的链表结构（后面将会知道它对应于input_dev_list）。

};

很强大的一个结构体，因为她把所有的input设备的信息都考虑到了，真的是很无私。不过对于我们的akm驱动来说只需要关注几个小细节，结构中的加粗部分。

unsigned long evbit [BITS_TO_LONGS(EV_CNT)]  表示此input设备支持的事件，

     比如前面的第二节中的set_bit(EV_ABS, akm->input_dev->evbit)设置input_dev->evbit中的相应位让它支持绝对值坐标。

     类似的还有以下这些事件：EV_KEY -按键， EV_REL -相对坐标  EV_ABS -绝对坐标，EV_LED -  LED，EV_FF- 力反馈。

unsigned long absbit [BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)];设置相应的位以支持某一类绝对值坐标。

     比如第二节中的input_set_abs_params(akm->input_dev, ABS_RX, 0, 23040, 0, 0);它的函数体如下：

static inline void input_set_abs_params(struct input_dev *dev, int axis, int min, int max, int fuzz, int flat)

{       dev->absmin[axis] = min;

       dev->absmax[axis] = max;

       dev->absfuzz[axis] = fuzz;

       dev->absflat[axis] = flat; 

       dev->absbit[BIT_WORD(axis)] |= BIT_MASK(axis);

}

表示支持绝对值x坐标，并设置它在坐标系中的最大值和最小值，以及干扰值和平焊位置等。

 

Ok 马上进入第二个结构体struct input_handler（还是来自linux-2.6.29/include/linux/input.h）

struct input_handler { 

       void *private; 

       void (*event)(struct input_handle *handle, unsigned int type, unsigned int code, int value);

       int (*connect)(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev, const struct input_device_id *id);

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

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

       const struct file_operations *fops;

       int minor;

       const char *name;

        const struct input_device_id *id_table;

       const struct input_device_id *blacklist;

        struct list_head  h_list;

       struct list_head  node;

};

顾名思义：用来处理input设备的一个结构体。

struct list_head h_list表示的是和该设备相关的所有input handle的结构体链表和前面那个一样；

struct list_head  node所有input_handle组成的结构体连链表（后面将会知道它对应于input_handler_list）。每一个input设备在注册时，他都会遍历input_handler_list链表上的每一个input_handler，去找寻他心中的那个她，同理每一个input_handler在注册时，他也会去input_dev_list上找寻那个属于他的她。有时候事情往往不会那么尽如人意，当input_handler还没出生时，你这个input_dev就一直在那等吧，等到天荒地老，等到海枯石烂。最后来一句，我等到花儿也谢了，你丫到底还来不来啊。注意这里的input_handler和input_dev并不是一一对应的关系，有时一个input_handler对应好几个input_dev。于是乎，作为看代码的我就在想，linux内核开发者的思想怎么这么不单纯呢，这不明摆着教育我们搞一夫多妻制吗，不过管怎样，还是得记住公司的企业文化，本分点。如果你丫说你同时拥有两个马子，我将会无情的向你抛出那句话：“出来混，迟早要还的！”。

前面多次提到那个input_handle（注意区别input_handler），她到底是何方神圣。好吧，就让我们来一层一层揭开她那神秘的面纱，当你第一次看到她完完全全展现在你面前时，那时候你的满足感和兴奋度和她的害羞度是成正比的。

同样来自linux-2.6.29/include/linux/input.h

struct input_handle { 

       void *private; 

       int open;

       const char *name; 

       struct input_dev *dev;

       struct input_handler *handler; 

       struct list_head  d_node;

       struct list_head  h_node;

};

怎么啦？是不是很失望，原来就这么回事啊。嗯，没错，兄弟，就这么回事。人往往都这样，得到了某样东西，想想觉得就那么回事，没得到呢，那叫一个好奇，那叫一个盼望。好了既然看到她的庐山真面目了，就坦然面对她，作为一个负责的男人，我还是来好好研究一下。

Input_Handle其实也好理解，它就是input_dev和 input_handler粘合剂，通过Input_Handle这么一搅和，input_dev就和 input_handler发生了点关系，至于什么样的关系我们后文将会知道的一清二楚。struct input_dev *dev对应的input设备。struct input_handler *handler对应该设备的handler。struct list_head d_node和struct list_head h_node则分别关联上前面两个结构体中的struct list_head h_list。

终于告一段落了，休息，休息一下！

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2.6内核输入子系统分析

前面对s3c2410的触摸屏驱动进行了分析，现深入一层，对其所在的输入子系统进行刺探。

首先引用一个不错的帖子，对2.6内核的输入子系统进行一个大致的描述：

引：

在做触摸屏？对于输入子系统，相信你也早看了网上一些介绍文章文章了，读一下就可了解对其基本架构，剩下的只是一些源码细节阅读。输入子系统的3层间的联系是很简单的，驱动层的核心结构为struct input_dev：struct input_dev {    ...    struct list_head        h_list;    ...};在input_register_device时就会将input_dev与input_handle联系起来；所谓联系就是将有关的input_handle链入以input_dev中h_list为Hash头的链中；而事件处理层的核心结构是struct input_handler：struct input_handler {    ...    struct list_head        h_list;    ...};在input_register_handler时同样会将input_handler与input_handle联系起来，所谓联系就是将有关的input_handle链入以input_handler中h_list为Hash头的链中；由上可见input_handle即是一个用于关联驱动层input_dev和事件处理层input_handler的中间结构：struct input_handle {    ...    struct input_dev *dev;    struct input_handler *handler;    struct list_head        d_node;    struct list_head        h_node;};其中d_node用于input_dev链，h_node用于input_handler链，有了input_handle，就把相关dev与handler联系起来，相互能容易的找到。

注：
    原文请看一下网址：
http://bbs.ustc.edu.cn/cgi/bbstcon?board=Kernel&file=M.1179398612.A

看了以上的内容，相信你对2.6内核的输入子系统应该有个大概的了解了，
现在我就input_dev、input_handle、input_handler这三者建立联系的过程进行详细的分析：

触摸屏驱动中，s3c2410ts_probe函数的最后一步，调用input_register_device函数开始进入三者建立联系的过程：void input_register_device(struct input_dev *dev){struct input_handle *handle;struct input_handler *handler;struct input_device_id *id;........................................................................................INIT_LIST_HEAD(&dev->h_list);list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list);list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)if (!handler->blacklist || !input_match_device(handler->blacklist, dev))if ((id = input_match_device(handler->id_table, dev)))if ((handle = handler->connect(handler, dev, id)))input_link_handle(handle);..........................................................................................}注：我只保留重要的部分，省略号部分不是我关心的，以下同。list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)的作用在于：从input_handler_list的链表中提取input_handler的指针。##################################################################################那这个input_handler的指针又是何时存放在input_handler_list链表里面的呢？答案是像tsdev.c这些接口驱动里面调用input_register_handler  进而调用list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);把其input_handler指针加进input_handler_list里面，详细请查看源码，在此不做详细分析。###################################################################################获取了input_handler指针后通过input_match_device进行匹配选择：static struct input_device_id *input_match_device(struct input_device_id *id, struct input_dev *dev){int i;for (; id->flags || id->driver_info; id++) {................................................................MATCH_BIT(evbit,  EV_MAX);         //  id为0的选项MATCH_BIT(keybit, KEY_MAX);        //  id为1的选项 MATCH_BIT(relbit, REL_MAX);MATCH_BIT(absbit, ABS_MAX);MATCH_BIT(mscbit, MSC_MAX);MATCH_BIT(ledbit, LED_MAX);MATCH_BIT(sndbit, SND_MAX);MATCH_BIT(ffbit,  FF_MAX);MATCH_BIT(swbit,  SW_MAX);return id;}return NULL;}该函数拿刚才获得的input_handler指针所拥有的特性表handler->id_table与我们所注册的input_dev的特性表dev.id进行对照。仍以触摸屏驱动s3c2410-ts.c与触摸屏接口tsdev.c为例：s3c2410-ts.c：ts.dev.evbit[0] = BIT(EV_SYN) | BIT(EV_KEY) | BIT(EV_ABS);ts.dev.keybit[LONG(BTN_TOUCH)] = BIT(BTN_TOUCH);input_set_abs_params(&ts.dev, ABS_X, 0, 0x3FF, 0, 0);input_set_abs_params(&ts.dev, ABS_Y, 0, 0x3FF, 0, 0);input_set_abs_params(&ts.dev, ABS_PRESSURE, 0, 1, 0, 0);ts.dev.id.bustype = BUS_RS232;ts.dev.id.vendor = 0xDEAD;ts.dev.id.product = 0xBEEF;ts.dev.id.version = S3C2410TSVERSION;tsdev.c：static struct input_device_id tsdev_ids[] = {{      .flags= INPUT_DEVICE_ID_MATCH_EVBIT | INPUT_DEVICE_ID_MATCH_KEYBIT | INPUT_DEVICE_ID_MATCH_RELBIT,      .evbit= { BIT(EV_KEY) | BIT(EV_REL) },      .keybit= { [LONG(BTN_LEFT)] = BIT(BTN_LEFT) },      .relbit= { BIT(REL_X) | BIT(REL_Y) }, },/* A mouse like device, at least one button, two relative axes */{      .flags= INPUT_DEVICE_ID_MATCH_EVBIT | INPUT_DEVICE_ID_MATCH_KEYBIT | INPUT_DEVICE_ID_MATCH_ABSBIT,      .evbit= { BIT(EV_KEY) | BIT(EV_ABS) },      .keybit= { [LONG(BTN_TOUCH)] = BIT(BTN_TOUCH) },      .absbit= { BIT(ABS_X) | BIT(ABS_Y) }, },/* A tablet like device, at least touch detection, two absolute axes */{      .flags= INPUT_DEVICE_ID_MATCH_EVBIT | INPUT_DEVICE_ID_MATCH_ABSBIT,      .evbit= { BIT(EV_ABS) },      .absbit= { BIT(ABS_X) | BIT(ABS_Y) | BIT(ABS_PRESSURE) }, },/* A tablet like device with several gradations of pressure */{},/* Terminating entry */};可以看到，tsdev.c接口定义了三项特性，对应id为0、1、2，input_match_device函数依次取出其中的选项与s3c2410-ts.c里面定义的input_dev的选项进行对比。这里对比的标准是tsdev.c里面定义的选项s3c2410-ts.c里面必须满足，否则continue，继续判断下一个id号的选项。详细请看MATCH_BIT这个宏的定义：#define MATCH_BIT(bit, max) \for (i = 0; i < NBITS(max); i++) \if ((id->bit[i] & dev->bit[i]) != id->bit[i]) \break; \if (i != NBITS(max)) \continue;例如：在这里，tsdev.c定义的id为0的选项里面定义的BIT(EV_REL)这一项在s3c2410-ts.c里面定义的input_dev设备上是不具备的，所以，执行到MATCH_BIT(evbit,  EV_MAX);后直接continue，继续判断tsdev.c里面
id为1
，直到找到合适的，然后返回真，否则返回NULL。

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在list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)这个大循环里与我们所注册的input_dev所匹配的不限于一个接口，例如，以下是我的调试记录：s3c2410 TouchScreen successfully loadedkbdinput_match_devicemousedevinput_match_devicemousedev_connectjoydevinput_match_deviceevdevinput_match_deviceevdev_connecttsdevinput_match_devicetsdev_connectevbuginput_match_deviceevbug_connect可以看到，对于s3c2410-ts.c里面定义的input_dev设备，同时与其匹配的就有mousedev、evdev、tsdev、evbug等众多接口(不知道我的理解是否正确，如果理解错了，还望指正^_^)###########################################################################################

找到匹配的选项以后，就可以开始着手把input_dev、input_handle、input_handler这三者联系齐来了，具体调用handle = handler->connect(handler, dev, id)函数，主要的目的是填充input_handle结构，然后接着调用input_link_handle(handle)函数：static void input_link_handle(struct input_handle *handle){list_add_tail(&handle->d_node, &handle->dev->h_list);list_add_tail(&handle->h_node, &handle->handler->h_list);}看到吧，就是上面那位大侠提到的，把input_handle分别链入input_dev和input_handler中h_list为Hash头的链中。好了，到此，input_dev、input_handle、input_handler这三者总算是联系起来了^_^