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一、为什么引入输入子系统

之前我们学习了一些简单的字符设备驱动，我们在写按键驱动时，都采用字符设备、混杂设备处理的，使我们的驱动程序只能我们自己使用，别人很难使用。如果所有的输入设备都这样处理的话，那么大量的输入设备驱动将会非常的混乱分散。大神为了将不同类别的，分散的输入设备进行统一的驱动，出现了输入子系统。

二、输入子系统分层

输入子系统分为三层：驱动层（Input Driver）、核心层(Input Core)和 事件处理层（Event Handler）。

内核通过核心层 将 驱动层 和 事件处理层连接在一起，向上为应用层提供接口，向下为输入设备提供接口，这样在原本分散的，不同类别的输入设备的驱动在应用层就有了统一的接口。

从图中可以看出当我们写输入设备驱动时，只需要关注驱动层的事情，然后让核心层将驱动层和事件处理层连接起来。

三、输入子系统代码分析

现在我们根据源代码分析整个输入子系统的框架，输入子系统的核心层在driver/input/input.c中，

首先看它的初始化代码（为了减少文章长度，下面会将一些不重要的代码省略掉）：

static int __init input_init(void){
       int err;    err = class_register(&input_class);//注册一个类            ......    err = register_chrdev(INPUT_MAJOR, "input", &input_fops);//注册一个字符设备            ......}

可见在核心层的初始化函数中，注册了一个类，并没有注册节点。

还注册了一个字符设备，主设备号是INPUT_MAJOR。 再来看看它的file_operations结构：

static const struct file_operations input_fops = {
       .owner = THIS_MODULE,    .open = input_open_file,};

在它的file_operations结构中只提供了一个结构体，当我们打开这个设备是，就回调用这个open函数：

static int input_open_file(struct inode *inode, struct file *file){
       struct input_handler *handler = input_table[iminor(inode) >> 5];//以次设备号从input_table中找到一个input_handler结构    const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;    int err;    if (!handler || !(new_fops = fops_get(handler->fops))) //从这个input_handler结构得到一个新的file_operations结构        return -ENODEV;    old_fops = file->f_op;    file->f_op = new_fops;//使新的fops代替旧的fops    err = new_fops->open(inode, file);//调用新的fops        ......}

从上面知道open函数会从input_table数组中以次设备号得到一个结构，用它的fops替代打开文件的fops。

那么这个数组由谁来设置呢？通过查找会发现，它是在input_register_handler函数中被设置的。

int input_register_handler(struct input_handler *handler){
       struct input_dev *dev;    INIT_LIST_HEAD(&handler->h_list);    if (handler->fops != NULL) {
           if (input_table[handler->minor >> 5])            return -EBUSY;        input_table[handler->minor >> 5] = handler;    }    list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);//把handler添加到input_handler_list量表中    list_for_each_entry(dev, &input_dev_list, node)        input_attach_handler(dev, handler);//遍历input_dev_list中的每一项，让dev和handler建立联系。    input_wakeup_procfs_readers();    return 0;}

从函数中可以看到，它将一个input_handler结构的地址以次设备号放入数组中，并遍历input_dev_list中的每一项，让dev和handler建立联系。

从这个函数的名字我们可以猜测它是注册一个handler，它是被事件处理层调用的，并在input_dev_list链表中查找匹配的dev和它建立联系。那这个链表谁来设置的呢？它是由input_register_device函数设置的。

int input_register_device(struct input_dev *dev){
           ......    list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list);//将一个input_dev结构加到input_dev_list链表        ......    list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)        input_attach_handler(dev, handler);//遍历input_handler_list中的每一项，让dev和handler建立联系。    input_wakeup_procfs_readers();    return 0;}

这个函数是被驱动层调用的，他注册一个input_dev结构，并遍历input_handler_list链表使这个input_dev结构和匹配的handler建立联系。

从中可以看出，不管是事件处理层先注册还是驱动层想注册，都将使它们之间建立联系。我们赢在驱动层注册一个input_dev结构，这样就能和事件处理层建立相应的联系了。

当建立联系后，我们在应用层调用read，write等函数时，将调用相应的事件处理层的read，write等函数。那这些read，write等函数函数是怎么做的呢？我们以evdev.c中的为例看一下：

static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer, size_t count, loff_t *ppos){
           ......    if (client->head == client->tail && evdev->exist && (file->f_flags & O_NONBLOCK))        return -EAGAIN;    retval = wait_event_interruptible(evdev->wait,        client->head != client->tail || !evdev->exist);//当client环形缓冲区为空，并且是非阻塞方式打开时，休眠    ......}

在read中，当client环形缓冲区为空，并且是非阻塞方式打开时，程序休眠。那么谁来唤醒它呢？

是在input_handler结构中的event函数中。当驱动程序有数据时上报一个事件，并发送一个事件信号。一般在中断服务函数中完成。

下面我们来总结一下输入子系统驱动的框架：

1、分配一个input_dev结构 2、设置input_dev结构 3、注册input_dev结构 4、硬件相关的操作，初始化硬件，注册中断…… 5、在中断服务函数中上报事件，并发送事件信号

四、输入子系统的重要数据结构

1. input_handler结构，由事件处理层注册，提供相应的read，write等函数，并提供连接函数。

struct input_handler {
       void *private;    void (*event)(struct input_handle *handle, unsigned int type, unsigned int code, int value);//事件处理函数    int (*connect)(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev, const struct input_device_id *id);//连接函数    void (*disconnect)(struct input_handle *handle);    void (*start)(struct input_handle *handle);    const struct file_operations *fops;//提供file_operations结构    int minor;//次设备号    const char *name;    const struct input_device_id *id_table;//用于匹配input_dev结构    const struct input_device_id *blacklist;    struct list_head    h_list;    struct list_head    node;};

2. input_dev结构，由驱动层分配，描述一些设备信息，设备类型等

struct input_dev {
       void *private;    const char *name;			//设备名    const char *phys;    const char *uniq;    struct input_id id;			//用于匹配事件处理层的input_handler结构    unsigned long evbit[NBITS(EV_MAX)];		//用于记录支持的事件类型    unsigned long keybit[NBITS(KEY_MAX)];	//记录支持的按键值    unsigned long relbit[NBITS(REL_MAX)];	//记录支持的相对坐标    unsigned long absbit[NBITS(ABS_MAX)];	//记录支持的绝对坐标    unsigned long mscbit[NBITS(MSC_MAX)];    unsigned long ledbit[NBITS(LED_MAX)];    unsigned long sndbit[NBITS(SND_MAX)];    unsigned long ffbit[NBITS(FF_MAX)];    unsigned long swbit[NBITS(SW_MAX)];    unsigned int keycodemax;				//支持的按键值的个数    unsigned int keycodesize;				//每个键值的字节数    void *keycode;							//存储按键值的数组首地址    int (*setkeycode)(struct input_dev *dev, int scancode, int keycode);		//修改键值的函数，可选    int (*getkeycode)(struct input_dev *dev, int scancode, int *keycode);		//获取扫描码的键值，可选     struct ff_device *ff;    unsigned int repeat_key;		//最近一次按键值，用于连击    struct timer_list timer;		//自动连击计时器    int state;    int sync;					//最后一次同步后没有新的事件置1    int abs[ABS_MAX + 1];		//当前各个坐标的值    int rep[REP_MAX + 1];		//自动连击的参数    unsigned long key[NBITS(KEY_MAX)];    unsigned long led[NBITS(LED_MAX)];    unsigned long snd[NBITS(SND_MAX)];    unsigned long sw[NBITS(SW_MAX)];    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;    struct mutex mutex; 		/* serializes open and close operations */    unsigned int users;    struct class_device cdev;    union {
            /* temporarily so while we switching to struct device */        struct device *parent;    } dev;    struct list_head    h_list;    struct list_head    node;};

五、输入子系统驱动层的编写

以下是一个简单的驱动的例子：

/* 参考drivers\input\keyboard\gpio_keys.c */#include 
   
    #include 
    
     #include 
     
      #include 
      
       #include 
       
        #include 
        
         #include 
         
          #include 
          
           #include 
           
            #include 
            
             #include 
             
              #include 
              
               #include 
               
                #include 
                
                 #include 
                 
                  #include 
                  
                   struct buttons_desc{ int irq; char *name; unsigned int pin; unsigned int key_val;};static struct buttons_desc pins_desc[] = { { IRQ_EINT0, "S1", S3C2410_GPF0, KEY_L}, { IRQ_EINT2, "S2", S3C2410_GPF2, KEY_S}, { IRQ_EINT11, "S3", S3C2410_GPG3, KEY_ENTER}, { IRQ_EINT19, "S4", S3C2410_GPG11, KEY_LEFTSHIFT},};static struct input_dev *buttons_dev = NULL;static struct buttons_desc *irq_pd = NULL;static struct timer_list buttons_timer;static void buttons_timer_function(unsigned long data){ unsigned int pin_val; if(irq_pd == NULL){ return; } pin_val = s3c2410_gpio_getpin(irq_pd->pin); if(pin_val){ /*松开：输出参数：0*/ input_event(buttons_dev,EV_KEY,irq_pd->key_val,0); input_sync(buttons_dev); } else{ /*按下：输出参数：0*/ input_event(buttons_dev,EV_KEY,irq_pd->key_val,1); input_sync(buttons_dev); }}static irqreturn_t buttons_irq(int irq,void *dev_id){ irq_pd = (struct buttons_desc *)dev_id; mod_timer(&buttons_timer, jiffies + HZ/100); return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);}static int __init buttons_init(void){ int i,err; /*1、分配一个input_dev结构体*/ buttons_dev = input_allocate_device(); if(!buttons_dev){ return -ENOMEM; } /*2、设置*/ /*2.1、能产生哪类事件*/ set_bit(EV_KEY,buttons_dev->evbit); set_bit(EV_REP,buttons_dev->evbit); /*2.2、能产生这类操作里的哪些事件：L,S,ENTER,LEFTSHIFT*/ set_bit(KEY_L,buttons_dev->keybit); set_bit(KEY_S,buttons_dev->keybit); set_bit(KEY_ENTER,buttons_dev->keybit); set_bit(KEY_LEFTSHIFT,buttons_dev->keybit); /*3、注册*/ err = input_register_device(buttons_dev); if(err){ printk(KERN_ERR "buttons: unable to register buttons input device\n"); goto fail1; } /*4、硬件相关的操作*/ init_timer(&buttons_timer); buttons_timer.function = buttons_timer_function; add_timer(&buttons_timer); for(i = 0;i < 4;i += 1){ err = request_irq(pins_desc[i].irq,buttons_irq,IRQT_BOTHEDGE,pins_desc[i].name,&pins_desc[i]); if(err){ printk(KERN_ERR "buttons: unable to request irq\n"); goto fail2; } } return 0;fail2: for(i -= 1; i >= 0; i -= 1){ free_irq(pins_desc[i].irq, &pins_desc[i]); } del_timer(&buttons_timer);fail1: input_free_device(buttons_dev); return err;}static void __exit buttons_exit(void){ int i; for(i = 0;i < 4; i += 1){ free_irq(pins_desc[i].irq, &pins_desc[i]); } del_timer(&buttons_timer); input_free_device(buttons_dev);}module_init(buttons_init);module_exit(buttons_exit);MODULE_LICENSE("GPL");
                  
                 
                
               
              
             
            
           
          
         
        
       
      
     
    
   

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