Linux的输入子系统框架简析

一、Linux的输入子系统框架介绍

1. 输入子系统在内核中分为设备驱动层、输入核心层和事件处理层
2. 事件处理层，位于输入核心层的上层，接收来自输入核心层的输入事件，并根据事件的类型和属性进行对应处理，通常较为通用，实现创建设备节点、实现fops等，关键结构体是input_handler
3. 输入核心层，连接事件处理层和设备驱动层，提供统一的接口，将设备驱动层上报的事件进行解析过滤等操作，然后分发给不同的事件案处理层，关键结构体是input_handle
4. 设备驱动层，抽象硬件设备，完成设备的初始化、中断处理以及事件上报，关键结构体是input_dev

二、通用的事件处理层程序-evdev.c

1. 入口函数中使用input_register_handler注册一个input_handler结构体
2. input_register_handler函数中实现了将input_handler挂载到input_handler_list链表上，并遍历input_dev_list链表上的所有input_dev，调用input_attach_handler进行匹配
3. input_attach_handler函数中使用input_match_device进行规则的匹配，最终调用input_handler的connect函数
4. input_handler结构体成员event处理单个事件、events处理多个事件、filter过滤事件、connect连接handler和dev，disconnect断开连接
5. evdev_connect函数，传入参数input_handler指针、input_dev指针、input_device_id指针，函数中获得此设备号、获得dev的名称，构建input_handle，并使用input_register_handle注册，最后注册一个字符设备，形成节点/dev/input/eventx
6. 注册字符设备，就会有相关的fops，open函数中初始化一个evdev_client以及对应的buffer，并设置为private_data，并调用evdev_open_device打开evdev（实际操作了一个标志位、打开计数加1），ioctl函数中对很多的CMD进行了操作，poll函数中将进程挂在等待队列，并返回了mask，fasync函数调用fasync_helper，release函数和open函数实现了相反的操作，调用evdev_close_device
7. evdev的read函数从evdev_client的buffer中获得一系列的event，最后拷贝到用户空间，write函数从用户空间拷贝数据并转换为event，调用input_handle_event将event注入到设备驱动中（方向应该是到dev，而不是handler）
8. evdev_event函数，传入参数input_handler指针、input_valuezh指针以及count，调用evdev_pass_values将vals传递给所有注册的evdev_client，evdev_pass_values函数中调用__pass_event传递event到evdev_client，即操作evdev_client中的buffer

三、简单的设备驱动层代码框架

1. 通过input_allocate_device分配并简单初始化一个input_dev结构体
2. 并使用__set_bit设置输入设备支持的事件类型，evbit表示支持的事件大类，其他的xxbit表示支持的事件小类，这个是位图，每个bit都表示相应的信息
3. 使用input_register_device注册一个input_dev结构体，该函数中进行一些必要的操作，之后遍历input_handler_list链表上的所有input_handler，调用input_attach_handler进行匹配

四、input_dev和input_handler的匹配规则

1. 通用的事件处理层程序-evdev.c的匹配规则，其中的成员id_table成员只有一项，并且driver_info为1，表示匹配所有的input_dev，因此对于evdev.c的input_handler在函数input_match_device中必定返回true
2. 其他的时间处理层程序的id_table成员的flags设置匹配标志，xxbit表示匹配的bit，关键通过bitmap_subset判断id的xxbit和input_dev的xxbit的子集关系完成匹配
3. 因此只要设备和事件处理可以匹配，就会形成一个input_handle，进而形成多对多的匹配关系，因此一个设备可以向多个事件处理层发送事件

五、如何上报事件

1. 设备驱动层中调用input_event并传入参数input_dev以及type、code、value（evbit所指、xxbit所指、值）上报事件
2. 使用同步事件对不同批次的事件进行隔离
3. 上报的数据是time(16B)+type(2B)+code(2B)+value(4B)
4. input_event调用input_handle_event，input_handle_event根据不同的type确定了事件的传递方向，如果事件应该传递给应用程序，将type、code、value添加到input_dev的vals成员中，并通过input_pass_values进行传递
5. input_pass_values通过input_to_handler函数将包含事件信息的vals传递给input_handler，执行filter函数，之后执行events/event函数

六、输入核心层，input.c

1. 入口函数中初始化了input_class、初始化procfs、申请了1024个字符设备号
2. 其他的就是用作上层和下层的一系列API

七、固定一个输入设备编号

1. 对于通用的事件处理层程序-evdev.c，在connect函数中申请了次设备号，并通过dev_set_name设备了名称，在此通过比较dev的name成员，将预先分配的x号设备的名称由eventx改为你需要的名称即可