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Linux驱动修炼之道-INPUT子系统(下)

2015-06-29 11:51 543 查看
努力成为linux kernel hacker的人李万鹏原创作品,为梦而战。转载请标明出处

http://blog.csdn.net/woshixingaaa/archive/2011/05/19/6433337.aspx

input子系统最重要的部分就是向上层report了。这里还是先介绍几个数据结构:

C-sharp代码 

struct input_event {  

    struct timeval time;  //事件发生的时间  

    __u16 type;           //事件类型  

    __u16 code;           //子事件  

    __s32 value;          //事件的value  

};  

C-sharp代码 

struct evdev_client {  

    struct input_event buffer[EVDEV_BUFFER_SIZE];        //可以同时管理EVDEV_BUFFER_SIZE(64)个事件  

    int head;                                            //存储事件从head开始  

    int tail;                                            //取出事件从tail开始  

    spinlock_t buffer_lock; /* protects access to buffer, head and tail */     

    struct fasync_struct *fasync;                        //异步通知事件发生  

    struct evdev *evdev;                                 //指向本evdev_client归属的evdev  

    struct list_head node;                               //用于挂载到evdev的链表头client_list上  

};  

C-sharp代码 

static struct input_handler evdev_handler = {  

    .event      = evdev_event,  

    .connect    = evdev_connect,  

    .disconnect = evdev_disconnect,  

    .fops       = &evdev_fops,  

    .minor      = EVDEV_MINOR_BASE,  

    .name       = "evdev",  

    .id_table   = evdev_ids,  

};  

这里的次设备号是EVDEV_MINOR_BASE(64),也就是说evdev_handler所表示的设备文件范围(13,64)~(13,64+32)。

如下一个结构体:evdev_handler匹配所有设备。

C-sharp代码 

static const struct input_device_id evdev_ids[] = {  

    { .driver_info = 1 },   /* Matches all devices */  

    { },            /* Terminating zero entry */  

};  

这个是evdev_handler是fops,下面的讲解中会用到其中的open,read函数。

C-sharp代码 

static const struct file_operations evdev_fops = {  

    .owner      = THIS_MODULE,  

    .read       = evdev_read,  

    .write      = evdev_write,  

    .poll       = evdev_poll,  

    .open       = evdev_open,  

    .release    = evdev_release,  

    .unlocked_ioctl = evdev_ioctl,  

#ifdef CONFIG_COMPAT  

    .compat_ioctl   = evdev_ioctl_compat,  

#endif  

    .fasync     = evdev_fasync,  

    .flush      = evdev_flush  

};  

在驱动程序中我们会调用input_report_abs等函数:

C-sharp代码 

static inline void input_report_abs(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value)  

{  

    input_event(dev, EV_ABS, code, value);  

}  

跟踪input_event如下:

C-sharp代码 

void 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)) {  

  

        spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);  

        /*利用输入值调正随机数产生器*/  

        add_input_randomness(type, code, value);  

        input_handle_event(dev, type, code, value);  

        spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);  

    }  

}  

跟踪input_handle_event如下:

C-sharp代码 

static void input_handle_event(struct input_dev *dev,  

                   unsigned int type, unsigned int code, int value)  

{  

    int disposition = INPUT_IGNORE_EVENT;  

  

    switch (type) {  

    。。。。。。。。。。。。。。。。  

    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);  

}  

如果该事件需要input device来完成,就会将disposition设置成INPUT_PASS_TO_DEVICE,如果需要input handler来完成,就会将disposition设置成INPUT_PASS_TO_DEVICE,如果需要两者都参与,则将disposition设置成INPUT_PASS_TO_ALL。

跟踪input_pass_event如下:

C-sharp代码 

static 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);  

    if (handle)  

        /*如果input_dev的grab指向了一个handle,就用这个handle关联的handler的event,否则遍历整个挂在input_dev的h_list上的handle关联的handler*/  

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

    else  

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

            if (handle->open)  

                handle->handler->event(handle,  

                            type, code, value);  

    rcu_read_unlock();  

}  

比如下边的evdev_handler的evdev_event:

C-sharp代码 

static 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;  

  

    rcu_read_lock();  

    client = rcu_dereference(evdev->grab);  

    if (client)  

    /*如果evdev->grab指向一个当前使用的client就将event放到这个client的buffer中,否则放到整个client_list上的client的链表中*/  

        evdev_pass_event(client, &event);  

    else  

        list_for_each_entry_rcu(client, &evdev->client_list, node)  

            evdev_pass_event(client, &event);  

  

    rcu_read_unlock();  

  

    wake_up_interruptible(&evdev->wait);  

}  

C-sharp代码 

static void evdev_pass_event(struct evdev_client *client,  

                 struct input_event *event)  

{  

    /* 

     * Interrupts are disabled, just acquire the lock 

     */  

    spin_lock(&client->buffer_lock);  

    /*将event装入client的buffer中,buffer是一个环形缓存区*/  

    client->buffer[client->head++] = *event;  

    client->head &= EVDEV_BUFFER_SIZE - 1;  

    spin_unlock(&client->buffer_lock);  

  

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

}  

这里总结一下事件的传递过程:首先在驱动层中,调用inport_report_abs,然后他调用了input core层的input_event,input_event调用了input_handle_event对事件进行分派,调用input_pass_event,在这里他会把事件传递给具体的handler层,然后在相应handler的event处理函数中,封装一个event,然后把它投入evdev的那个client_list上的client的事件buffer中,等待用户空间来读取。

下边看一下用户程序打开文件时的过程,首先调用了input_open_file:

C-sharp代码 

static int input_open_file(struct inode *inode, struct file *file)  

{  

    struct input_handler *handler;  

    const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;  

    int err;  

  

    lock_kernel();  

    /* No load-on-demand here? */  

    /*因为32个input_dev公共一个handler所以低5位应该是相同的*/  

    handler = input_table[iminor(inode) >> 5];  

    if (!handler || !(new_fops = fops_get(handler->fops))) {  

        err = -ENODEV;  

        goto out;  

    }  

  

    /* 

     * That's _really_ odd. Usually NULL ->open means "nothing special", 

     * not "no device". Oh, well... 

     */  

    if (!new_fops->open) {  

        fops_put(new_fops);  

        err = -ENODEV;  

        goto out;  

    }  

    /*保存以前的fops,使用相应的handler的fops*/  

    old_fops = file->f_op;  

    file->f_op = new_fops;  

  

    err = new_fops->open(inode, file);  

  

    if (err) {  

        fops_put(file->f_op);  

        file->f_op = fops_get(old_fops);  

    }  

    fops_put(old_fops);  

out:  

    unlock_kernel();  

    return err;  

}  

这里还是假设handler是evdev_handler。

C-sharp代码 

static int evdev_open(struct inode *inode, struct file *file)  

{  

    struct evdev *evdev;  

    struct evdev_client *client;  

    /*因为次设备号是从EVDEV_MINOR_BASE开始的*/  

    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_table一共可容纳32个成员,找到次设备号对应的那个*/  

    evdev = evdev_table[i];  

    if (evdev)  

        get_device(&evdev->dev);  

    mutex_unlock(&evdev_table_mutex);  

  

    if (!evdev)  

        return -ENODEV;  

    /*打开的时候创建一个client*/  

    client = kzalloc(sizeof(struct evdev_client), GFP_KERNEL);  

    if (!client) {  

        error = -ENOMEM;  

        goto err_put_evdev;  

    }  

  

    spin_lock_init(&client->buffer_lock);  

    /*下边两句的作用就是将evdev和client绑定到一起*/  

    client->evdev = evdev;  

    evdev_attach_client(evdev, client);  

  

    error = evdev_open_device(evdev);  

    if (error)  

        goto err_free_client;  

    /*将file->private_data指向刚刚建的client,后边会用到的*/  

    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;  

}  

C-sharp代码 

static int evdev_open_device(struct evdev *evdev)  

{  

    int retval;  

  

    retval = mutex_lock_interruptible(&evdev->mutex);  

    if (retval)  

        return retval;  

    /*如果设备不存在,返回错误*/  

    if (!evdev->exist)  

        retval = -ENODEV;  

    /*如果是被第一次打开,则调用input_open_device*/  

    else if (!evdev->open++) {  

        retval = input_open_device(&evdev->handle);  

        if (retval)  

            evdev->open--;  

    }  

  

    mutex_unlock(&evdev->mutex);  

    return retval;  

}  

C-sharp代码 

int 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++;  

  

    if (!dev->users++ && dev->open)  

        retval = dev->open(dev);  

  

    if (retval) {  

        dev->users--;  

        if (!--handle->open) {  

            /* 

             * Make sure we are not delivering any more events 

             * through this handle 

             */  

            synchronize_rcu();  

        }  

    }  

  

 out:  

    mutex_unlock(&dev->mutex);  

    return retval;  

}  

下面是用户进程读取event的底层实现:

C-sharp代码 

static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer,  

              size_t count, loff_t *ppos)  

{  

    /*这个就是刚才在open函数中*/  

    struct evdev_client *client = file->private_data;  

    struct evdev *evdev = client->evdev;  

    struct input_event event;  

    int retval;  

  

    if (count < input_event_size())  

        return -EINVAL;  

    /*如果client的环形缓冲区中没有数据并且是非阻塞的,那么返回-EAGAIN,也就是try again*/  

    if (client->head == client->tail && evdev->exist &&  

        (file->f_flags & O_NONBLOCK))  

        return -EAGAIN;  

    /*如果没有数据,并且是阻塞的,则在等待队列上等待吧*/  

    retval = wait_event_interruptible(evdev->wait,  

        client->head != client->tail || !evdev->exist);  

    if (retval)  

        return retval;  

  

    if (!evdev->exist)  

        return -ENODEV;  

    /*如果获得了数据则取出来,调用evdev_fetch_next_event*/  

    while (retval + input_event_size() <= count &&  

           evdev_fetch_next_event(client, &event)) {  

        /*input_event_to_user调用copy_to_user传入用户程序中,这样读取完成*/  

        if (input_event_to_user(buffer + retval, &event))  

            return -EFAULT;  

  

        retval += input_event_size();  

    }  

  

    return retval;  

}  

C-sharp代码 

static int evdev_fetch_next_event(struct evdev_client *client,  

                  struct input_event *event)  

{  

    int have_event;  

  

    spin_lock_irq(&client->buffer_lock);  

    /*先判断一下是否有数据*/  

    have_event = client->head != client->tail;  

    /*如果有就从环形缓冲区的取出来,记得是从head存储,tail取出*/  

    if (have_event) {  

        *event = client->buffer[client->tail++];  

        client->tail &= EVDEV_BUFFER_SIZE - 1;  

    }  

  

    spin_unlock_irq(&client->buffer_lock);  

  

    return have_event;  

}  

C-sharp代码 

int input_event_to_user(char __user *buffer,  

            const struct input_event *event)  

{  

    /*如果设置了标志INPUT_COMPAT_TEST就将事件event包装成结构体compat_event*/  

    if (INPUT_COMPAT_TEST) {  

        struct input_event_compat compat_event;  

  

        compat_event.time.tv_sec = event->time.tv_sec;  

        compat_event.time.tv_usec = event->time.tv_usec;  

        compat_event.type = event->type;  

        compat_event.code = event->code;  

        compat_event.value = event->value;  

        /*将包装成的compat_event拷贝到用户空间*/  

        if (copy_to_user(buffer, &compat_event,  

                 sizeof(struct input_event_compat)))  

            return -EFAULT;  

  

    } else {  

        /*否则,将event拷贝到用户空间*/  

        if (copy_to_user(buffer, event, sizeof(struct input_event)))  

            return -EFAULT;  

    }  

  

    return 0;  

}  

这里总结一下:如果两个进程打开同一个文件,每个进程在打开时都会生成一个evdev_client,evdev_client被挂在evdev的client_list,在handle收到一个事件的时候,会把事件copy到挂在client_list上的所有evdev_client的buffer中。这样所有打开同一个设备的进程都会收到这个消息而唤醒。
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标签:  linux驱动