Detailed explanation of Linux input subsystem

Part 2 : Code analysis of Linux input subsystem ( input core )

The core code of the input subsystem: drivers\input\input.c .

"one"

Entry function of the input module: As shown in Figure 1-1 , the entry function registers a character device by calling register_chrdev() . in

① INPUT_MAJOR : Major device number: 13 (as shown in Figure 1-2 , defined under include\linux\major.h ).

② &input_fops : file_operations structure (as shown in Figure 1-3 ). You will find that only the open function is registered in the structure ( input_open_file() ), which is different from the character device I wrote in my previous article. There are no read and write functions. what happened?

Picture 1-1

Figure 1-2

Figure 1-3

"two"

The file_operations structure only has the open function, so let’s see what the open function does? The entity of the input_open_file() function is shown in Figure 2-1 . in

① iminor(inode) ： 函数调用了函数 MINOR(inode->i_rdev) （其中 iminor 函数原型如图 2-2 ，通过获取子设备号左移 5 位后，获取挂载的 input 设备驱动的数组号，从而获得 input 设备驱动的 input_handler 。 input_handler 结构体，如图 2-3 所示，其中需要 关乎结构体中的成员 ： event ， connect ，和 file_operations 。

② 如果 handler 存在，说明挂载了这个设备驱动。然后获取 handler 的成员 fops 赋值给 new_fops （其中 , 在第①点中提到要关乎 input_handler 结构体成员 file_operations ）。

③ 将新的 new_fops 赋值给 file->f_op ，此时的 input 子系统的 file_operations 为新挂载的 input 设备的 file_operations 。

④ 调用新挂载的 input 设备的 open 函数。

⑤ 如果打开失败， input 子系统的 file_operations 将使用回旧的 file_operations ，所以第③点，做了保存机制，保存了旧的 file_operations 。

图 2-1

图 2-2

图 2-3

《三》

input_table[] 数组从以上的代码中都没有赋值，那么他在哪里赋值的呢？在 drivers\input\input.c 中， input_table[] 是静态全局变量，所以只需要在 input.c 中查找，可以发现在 input_register_handler() 函数中可以看到 input_table[] 有赋值，如图 3-1 。

① 判断 input_handler 驱动处理程序是否存在，不存在则将 handler 赋值给 input_table[] 中。

② 并将其添加到 input_handler_list 链表中。

③ 对每一个的 input_dev ， 调用 input_match_handler( ) ，判断 input_handler 是否有支持 input_dev 。

图 3-1

图 3-2

《四》

这里我们以 evdev.c （事件设备） 来讲解如何注册 handler ？？

在 evdev.c 中入口函数中（图 4-1 ）通过 input_register_handler() 函数，注册了一个结构体 evdev_handler （图 4-2 ） .

① fops ： 注册了 file_operations 结构体（图 4-3 ），似曾相识，跟我们之前的注册的字符设备的结构很像，文件的操作。

② minor ： 子设备号（ evdev ： 64 ），用于上面说到 input_table[] 数组中。

③ id_table ： 用来和 input_dev 匹配（图 4-4 ），从注释上可以获知，支持所有的输入设备。

④ event ： 从字面意思理解就是事件处理函数，下面将进一步讲解这个函数。

⑤ connect ： 在通过 input_register_handler() 注册 handler 时，会调用 input_match_handler() 进行匹配（图 3-1 ），如果匹配成功会调用， handler->connect(handler,dev, id)。

图 4-1

图 4-2

图 4-3

图 4-4

《五》

在上一篇文章中，有说到核心层对下提供设备驱动的编程接口，对上提供事件层的编程接口。在《三》和《四》中，我们写到事件层接口的实现，那么接下在讲解一下设备驱动的编程接口。

图 5-1

图 5-2

在 drivers\input\input.c 中，我们看到提供给 input_dev 的接口为 input_register_device() ，函数实体（图 5-3 ）。通过 input_register_device() 函数注册一个驱动设备，然后加到 input_handler_list 链表中，对每一个的 input_handler , 调用 input_match_device () ，判断 input_dev 是否有支持 input_handler 。

图 5-3

在图 3-1 中，注册 handler 的时候，对每一个的 input_dev , 调用 input_match_device() ，判断 input_handler 是否有支持 input_dev 。在图 5-3 ，对每一个的 input_handler , 调用 input_match_device () ，判断 input_dev 是否有支持 input_handler 。

显然，你会发现跟平台总线很像，字符设备通过 platform_match() 函数设备和驱动进行匹配。而 input 子系统通过调用 input_match_device () 函数将 input_dev 和 input_handler 进行匹配。

在平台总线上不管是注册设备先还是注册驱动，都可以。其实 input 子系统也一样，驱动跟 handle 的注册也是没有优先顺序的。

图 5-4

《六》

在《四》中，我们以 evdev.c （事件设备）。在图 4-4 中，我们可以看到 input_device_id 只注册了 driver_info ，所以我们前面四个 if 可以不解读。直接看看 MATCH() ， MATCH 是一个宏，结构如图 6-2 ，我们以图 6-1 中红框的 evbit 为例，可以将图 6-2 改写为图 6-3 ，如果 dev 支持某一种事件类型，则会将 dev->bit[0] 中置 1 。

图 6-1

图 6-2

图 6-3

《七》

图 7-1 所示为 evdev.c （事件设备）的 connect() 函数实体。 dev 和 handler 通过一个中间件 hande 连接起来。通过 devfs_mk_cdev() 函数创建设备文件。然后创建一个简单类。

图 7-1

《八》

最后还有一个关键的函数接口 input_event() ，它用来接收应用层产生的事件。 input_event() 函数的实体如图 8-1 。红框部分可以看出， 驱动 input_dev 和处理 input_handler 已经通过 input_handler 的 .connect 函数建立起了连接 , 那么就调用 input_handler 的 .event 事件函数 。

图 8-1

第三篇 ： Linux input子系统的驱动程序编写

1. 分配 input_dev 结构体（函数： struct input_dev *input_allocate_device(void) ）

2. 注册 input 设备（函数： int input_register_device(struct input_dev *dev) ）

3. 注销 input 设备（函数： void input_unregister_device(struct input_dev *dev) ）

4. 设置 input 设备支持的 事件类型 、 事件码 、 事件值 、 input_id 等信息。

5. 在发生输入事件时，先上报告事件。

input 设备是使用 input_dev 结构体描述，使用 input 子系统实现输入设备驱动，驱动的核心是向系统报告输入事件，不在关心文件操作接口，驱动报告的事件经过 input 核心层 ， input handler 最终到达用户空间。从这句话中，可以看出 input 子系统的驱动部分会变得简单。

input 子系统的驱动还是比较简单的，因为大部分工作，都在 input 核心层， input handler 做完了。 input 驱动代码，我是在之前文章 《 linux 中断机制》 和 input 子系统的驱动编写要点结合进行修改的。你会发现代码很简单。

The types of events that evbit can generate:

These event types correspond to key values:

Driver code explanation:

Entry function:

1. First use the function: input_allocate_device() to allocate an input_dev structure .

2. Use the function: set_bit() to set the event types and event codes supported by the device.

3. Through the function: input_register_device() , register the input device.

4. Registration interrupted.

Export function:

1. Logout interrupt.

2. Through the function: input_unregister_device() , unregister the input device.

3. Through the function: input_free_device() , release input_dev memory.

Interrupt service function:

When the key is pressed, the interrupt service routine is entered, and then the event type, event code, and event value are reported through the function: input_event() according to the key value. Send synchronization signal through function: input_sync() .

in:

Event code ( code ): time code. If the event type is EV_KEY , the code code is the device keyboard code. Code values ​​0~127 are the key codes on the keyboard, 0x110~0x116 are the key codes on the mouse, where 0x110 (BTN_LEFT) is the left mouse button, 0x111 (BTN_RIGHT) is the right mouse button , and 0x112 (BTN_ MIDDLE) is the middle mouse button. For other code meanings, please refer to the include/linux/input.h file.

Event value ( value ): The value of the event. If the event type is EV_KEY, 1 when the key is pressed and 0 when it is released .

input_sync() : used for event synchronization, which informs the receiver of the event that the driver has issued a complete report. The picture below shows the prototype of the function: input_sync . It can be seen that an event is actually reported upwards.

Test application:

#include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <sys/ioctl.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <sys/select.h> #include <sys/time.h> #include <errno.h> #include <linux/input.h>  int main(void) {   int buttons_fd;   int key_value,i=0,count;   struct input_event ev_key;    buttons_fd = open("/dev/event1", O_RDWR);    if (buttons_fd < 0) {     perror("open device buttons");     exit(1);   }   while(1) {     count = read(buttons_fd,&ev_key,sizeof(struct input_event));     for(i=0; i<(int)count/sizeof(struct input_event); i++)     if(EV_KEY==ev_key.type)       printf("type:%d,code:%d,value:%d\n", ev_key.type,ev_key.code,ev_key.value);     if(EV_SYN==ev_key.type)       printf("syn event\n\n");   }   close(buttons_fd);   return 0; }

Test Results:

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