linux-2.6.38 input子系统(用输入子系统实现按键操作)

一、设备驱动程序

　　在上一篇随笔中已经分析，linux输入子系统分为设备驱动层、核心层和事件层。要利用linux内核中自带的输入子系统实现一个某个设备的操作，我们一般只需要完成驱动层的程序即可，核心层和事件层内核已经帮我们做好了。因此这篇随笔主要介绍按键操作设备驱动层的代码。

1.1设备驱动入口函数

　　在设备驱动入口函数中我们需要做的事：（1）分配一个input_dev 结构体

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（2）设置这个input_dev 结构体

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3）调用input_register_device注册这个input_dev

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（4）完成硬件相关操作：如注册中断处理函数，添加定时器等

static int button_init(void)
{int i;int err;/* 1. 分配一个 input_dev 结构体*/button_dev = input_allocate_device();/* 2. 设置 *//* 2.1 能产生哪类事件 */set_bit(EV_KEY, button_dev->evbit);/* 2.2 能产生这类事件下的哪些操作: L S  ENTER LEFTSHIT*/set_bit(KEY_L, button_dev->keybit);set_bit(KEY_S, button_dev->keybit);set_bit(KEY_ENTER, button_dev->keybit);set_bit(KEY_LEFTSHIFT, button_dev->keybit);/* 3. 注册 */input_register_device(button_dev);/* 4. 硬件相关操作*/gpkcon = ioremap(GPKCON_PA, 4);  //io口映射gpkdat = ioremap(GPKDAT_PA, 4);gpndat = ioremap(GPNDAT_PA, 4);init_timer(&button_timer);              // 初始化定时器button_timer.function = button_timer_function;// 指定定时器的处理函数add_timer(&button_timer);            // 添加定时器for (i=0; i<4; i++){err = request_irq(button_irqs[i].irq, buttons_interrupt, button_irqs[i].flags,button_irqs[i].name,(void *)&button_irqs[i]);if (err)break;}    return 0;
}

1.1.1在初始化iinput_dev结构体过程

　　主要对其中的如下数组做了初始化，从而来确定该设备支持哪些事件，支持哪些操作。

　　　　　　

　　初始化时首先要确定设备能够产生哪一类事件

　　　　　　事件的类型如下：　

　　　　　　

　　　　　　事件类型的设置主要对evbit[]数组中的相应位做设置： set_bit(EV_KEY, button_dev->evbit);

 　　然后再确定设备支持该类事件下的哪些操作

　　　　　　例如：在相对坐标事件下可以支持如下操作

　　　　　　

　　　　　　在本次按键驱动程序中按键设备产生的事件自然是按键事件，按键事件支持KEY_L、KEY_S、KEY_ENTER、KEY_LEFTSHIFT  4个操作，分别对应 L ，S， enter，shift 

　　　　　　set_bit(KEY_L, button_dev->keybit);

　　　　　　set_bit(KEY_S, button_dev->keybit);

　　　　　　set_bit(KEY_ENTER, button_dev->keybit；

　　　　　　set_bit(KEY_LEFTSHIFT, button_dev->keybit);

1.1.2 注册输入设备input_register_device()

　　这个函数在上一篇博客中已经做了简要分析，这里在提一下input_register_device()中做了哪些事

　　　　（1） 设置同步事件、清除KEY_RESERVED、清除bitmasks中没有提到的位

　　　　（2） 初始化定时器，确定定时器的处理函数。这里定时器与重复上报事件有关，注意在事件类型中有EV_REP事件，设置这个事件在ev_bit中的相应位，就可以重复上报事件。

　　　　（3） 设置getkeycode 和 setkeycode 函数

　　　　（4） device_add， input_dev包含的device结构注册到Linux设备模型中，在sysfs文件系统中可以看到增加了设备input1

　　　　　　　　

　　　　（5）list_add_tail  在上一篇博客中已经介绍了

　　　　（6）遍历iinput_handler_list 中的事件处理器 input_handler， 与input_handler 进行匹配 连接操作。 具体的连接操作在下边分析。

1.1.3 硬件相关操作

　　定时器、IO映射、注册中断

2. 中断处理函数

static void button_timer_function(unsigned long data)
{int num;int tmp;struct button_irq_desc* pindesc = irq_pdesc;if (! pindesc)return;num = pindesc->number;    tmp = *gpndat;input_event(button_dev, EV_KEY,button_irqs[num].key_val , !(tmp &(1<<num)));input_sync(button_dev);return;
}
static irqreturn_t buttons_interrupt(int irq, void *dev_id)
{/* 10 ms 则 hz/100  100 ms 则 hz/10*/irq_pdesc = (struct button_irq_desc *)dev_id;mod_timer(&button_timer, jiffies+HZ/100);return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}

　中断处理函数包括两部分：定时中断用于消除按键抖动

　　　　　　　　　　　　　按键中断处理函数主要用来调

整定时器事件

　当有按键中断发生时，我们需要上报事件：

　　input_event(button_dev, EV_KEY,button_irqs[num].key_val , !(tmp &(1<<num)));
　　input_sync(button_dev);

　2.1.1 input_event 上报事件函数

void input_event(struct input_dev *dev,unsigned int type, unsigned int code, int value)
{unsigned long flags;// 判断是否支持这种事件if (is_event_supported(type, dev->evbit, EV_MAX)) {spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);add_input_randomness(type, code, value);// 执行事件处理函数
        input_handle_event(dev, type, code, value);spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);}
}

static void input_handle_event(struct input_dev *dev,unsigned int type, unsigned int code, int value)
{int disposition = INPUT_IGNORE_EVENT;.....switch (type) {case EV_KEY:if (is_event_supported(code, dev->keybit, KEY_MAX) &&!!test_bit(code, dev->key) != value) {if (value != 2) {__change_bit(code, dev->key);if (value)input_start_autorepeat(dev, code);elseinput_stop_autorepeat(dev);}disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;}break;if (disposition != INPUT_IGNORE_EVENT && type != EV_SYN)dev->sync = false;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);
}

　　大概可以分析出事件处理函数要么执行input_dev下的event， 要么执行input_handler下的event函数，至于执行哪一个和disposition这个变量有关。

　　需要注意的是如果执行的是input_dev下边的event，那么应该只会执行一个event函数，如果要是执行的是input_handler下的event函数，那么会执行input_pass_event 函数。这个函数中通过input_dev->h_list链表上挂的input_handler结构体，找到与之匹配的input_handler。然后执行input_handler下的event函数。      如果input_dev与多个input_handler事件处理器匹配了，那么当设备驱动上报事件时，并且要执行input_handler中的event函数，那么会依次执行这些匹配好的input_handler的event函数。在接下的实验中可以看到这一点。

二、程序执行部分过程分析：

　　2.1 input_dev与 input_handler 的连接

　　因为我们的程序中已经注册了evdev_handler事件处理器（在上一篇博客中已经分析过了input_register_handler）和 kbd_handler 事件处理器（在keyboard.c 文件中 kbd_init-->input_register_handler(&kbd_handler)) ，当在驱动程序中input_register_device后，设备驱动和这两个事件处理器进行匹配和连接操作。

　　2.1.1 button_dev 和 evdev_handler 连接

　　匹配完成之后会执行连接操作，连接操作执行的是evdev_handler->connet 函数，这个函数已经在前一篇博客中分析了，这里只简述函数执行过程和效果。

　　（1） 分配evdev 结构体

　　（2） 设置evdev 结构体下边的 handle 和 dev 

 　   （3） 注册evdev 下边的handle ，在上一篇博客中已经分析了这个handle是连接input_dev 和 input_handler 的桥梁

　　 （4） 添加设备device_add（&evdev->dev）

　　　　　执行完这个函数应该可以看到在/dev/input/下出现even0 设个设备

　　　　　　

　　　　　可以看到主设备号为13， 次设备号为64， 这里次设备号=64+minor， 因为evdev_handler 还没有和任何设备建立连接，所以在input_table[] 数组中还没存放任何evdev结构体，因此minor的值为0， 故此设备号为64+0=64。

　　2.1.2 button_dev 和 kbd_handler 的匹配过程

static int kbd_connect(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev,const struct input_device_id *id)
{struct input_handle *handle;int error;handle = kzalloc(sizeof(struct input_handle), GFP_KERNEL);if (!handle)return -ENOMEM;handle->dev = dev;handle->handler = handler;handle->name = "kbd";error = input_register_handle(handle);if (error)goto err_free_handle;error = input_open_device(handle);if (error)goto err_unregister_handle;return 0;err_unregister_handle:input_unregister_handle(handle);err_free_handle:kfree(handle);return error;
}

　　这里的连接过程比较简单，没有上一个连接过程那么复杂，但是可以看到主要的数据结构input_handle并没有少，因为这个结构体是input_dev和input_handler的联系桥梁，复杂的数据结构之间的关系可以使input_dev 可以访问到input_handle从而访问到input_handler。（在事件上报函数中分析过怎样从input_dev找到input_handler）

2.2  事件上报函数分析

　　前文已经提到了button_dev 与 evdev_handler 和 kbd_handler 匹配连接成功，那么在事件上报的时候，就会分别执行这两个事件处理器中的event函数。

　　2.2.1 evdev->event 函数

　　这个函数已经在上一篇博客中提前分析过了。

　　2.2.2 kbd->event 函数

static void kbd_event(struct input_handle *handle, unsigned int event_type,unsigned int event_code, int value)
{/* We are called with interrupts disabled, just take the lock */spin_lock(&kbd_event_lock);if (event_type == EV_MSC && event_code == MSC_RAW && HW_RAW(handle->dev))kbd_rawcode(value);if (event_type == EV_KEY)kbd_keycode(event_code, value, HW_RAW(handle->dev));spin_unlock(&kbd_event_lock);tasklet_schedule(&keyboard_tasklet);do_poke_blanked_console = 1;schedule_console_callback();
}

三、实验效果

　　3.1 执行hexdump /dev/input/event0

　　　　 依次按下 l   s   enter 对应的按键：l 对应0x26  s 对应0x1f  enter对应0x1c  

　　　　　　

　　3.2  执行cat /dev/tty1 

　　　　 并且将标准输入重定向到/dev/tty1  依次按下 l   s   enter 对应的按键

　　　　　　

　　　　 可以看到依次按下l s enter 后执行了ls 命令

　　　　 同时需要强调的是：上边的两个命令的执行在不同的shell 下，但是只按下了一次l s enter后分别在两个shell中打印了不同的结果。这就证明了之前所说的一个button_dev 与 evdev_handler 和 kbd_handler 建立了连接，上报一次事件，会分别调用这两个事件处理器的event 函数。