linux输入子系统(设备驱动与事件驱动)

内核的输入子系统是为了对分散的、多种不同类别的输入设备（如键盘、鼠标、轨迹球、操纵杆、辊轮、触摸屏、加速计和手写板）进行统一处理的驱动。输入子系统带来了如下好处：

• 统一了物理形态各异的相似的输入设备的处理功能。例如，各种鼠标，不论PS/2、USB，还是蓝牙，都被同样处理。

• 提供了用于分发输入报告给用户应用程序的简单的事件（event）接口。你的驱动不必创建、管理/dev 节点以及相关的访问方法。因此它能很方便的调用输入API 以发送鼠标移动、键盘按键，或触摸事件给用户空间。X Windows 这样的应用程序能够无缝地运行于输入子系统提供的 event 接口之上。

• 抽取出了输入驱动的通用部分，简化了驱动，并提供了一致性。例如，输入子系统提供了一个底层驱动（成为 serio）的集合，支持对串口和键盘控制器等硬件输入设备的问。

输入子系统包括一前一后运行的两类驱动：事件驱动和设备驱动。事件驱动负责和应用程序的接口，而设备驱动负责和底层输入设备的通信。鼠标事件产生者 mousedev，是前者的实例；而 PS/2 鼠标驱动是后者的实例。事件驱动和设备驱动都可以利用输入子系统的高效、可重用的核心提供的服务。

事件驱动是标准的，对所有的输入类都是可用的，所以你更可能的是实现设备驱动而不是事件驱动。你的设备驱动可以利用一个已经存在的、合适的事件驱动通过输入核心和事件驱动是标准的，对所有的输入类都是可用的，所以你更可能的是实现设备驱动而不是事件驱动。你的设备驱动可以利用一个已经存在的、合适的事件驱动通过输入核心和用户应用程序接口（/dev/input/eventX）。

下面使用网上摘抄的两篇文章说明input_dev、input_handle、input_handler这三者是怎么联系起来的，以触摸屏驱动为例。

首先看下这三个结构体是如何联系的，原文地址http://bbs.ustc.edu.cn/cgi/bbstcon?board=Kernel&file=M.1179398612.A

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。

现在看用户获取触摸屏输入的一个流程(以tsdev为例/drivers/input/tsdev.c)：

static struct file_operations tsdev_fops = {

.owner = THIS_MODULE,

.open = tsdev_open,

.release = tsdev_release,

.read = tsdev_read,

.poll = tsdev_poll,

.fasync = tsdev_fasync,

.ioctl = tsdev_ioctl,

};

假设所有初始化早已完成，用户open该设备后，使用read系统调用进入内核，系统

转移控制到tsdev_read，使用wait_event_interruptible等待事件。

此时驱动层得到用户输入，于是调用input_report_abs，input_report_abs只是

input_event的简单包装：

static inline void input_report_abs(struct input_dev *dev,

unsigned int code, int value)

{

input_event(dev, EV_ABS, code, value);

}

void input_event(struct input_dev *dev, unsigned int type,

unsigned int code, int value)

{

...

switch (type) {

...

case EV_ABS:

...

break;

...

}

...

if (dev->grab)

dev->grab->handler->event(dev->grab, type, code, value);

else

list_for_each_entry(handle, &dev->h_list, d_node)

if (handle->open)

handle->handler->event(handle, type, code, value);

}

前面的处理关系具体设备，见最后对handler函数的调用，就是从input_dev的h_list链

上的input_handle获得每一个相关input_handler，并调用其中的event函数，对tsdev

来说：

static struct input_handler tsdev_handler = {

.event = tsdev_event,

.connect = tsdev_connect,

.disconnect = tsdev_disconnect,

.fops = &tsdev_fops,

.minor = TSDEV_MINOR_BASE,

.name = "tsdev",

.id_table = tsdev_ids,

};

即调用tsdev_event函数，接着看：

static void tsdev_event(struct input_handle *handle, unsigned int type,

unsigned int code, int value)

{

...

switch (type) {

case EV_ABS:

break;

...

list_for_each_entry(list, &tsdev->list, node) {

int x, y, tmp;

do_gettimeofday(&time);

list->event[list->head].millisecs = time.tv_usec / 100;

list->event[list->head].pressure = tsdev->pressure;

x = tsdev->x;

y = tsdev->y;

/* Calibration */

if (!list->raw) {

x = ((x * tsdev->cal.xscale) >> 8) + tsdev->cal.xtrans;

y = ((y * tsdev->cal.yscale) >> 8) + tsdev->cal.ytrans;

if (tsdev->cal.xyswap) {

tmp = x; x = y; y = tmp;

}

}

list->event[list->head].x = x;

list->event[list->head].y = y;

list->head = (list->head + 1) & (TSDEV_BUFFER_SIZE - 1);

kill_fasync(&list->fasync, SIGIO, POLL_IN);

}

wake_up_interruptible(&tsdev->wait);

}

它填充数据，并唤醒等待着的请求。于是前面等待着的read请求就可继续了，

回到tsdev_read中，copy_to_user拷贝数据，最后返回用户层。

一个简单流程就结束了。

下面是第二篇文章，主要介绍了调用input_register_device函数完成这三者的关联过程，原文地址：http://www.cnitblog.com/luofuchong/archive/2007/08/24/32382.html

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。

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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。

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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);

MATCH_BIT(keybit, KEY_MAX);

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的选项，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 loaded

kbd

input_match_device

mousedev

input_match_device

mousedev_connect

joydev

input_match_device

evdev

input_match_device

evdev_connect

tsdev

input_match_device

tsdev_connect

evbug

input_match_device

evbug_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^_^)

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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^_^