输入子系统是为了将输入设备的功能呈现给应用程序。
它支持 鼠标、键盘、蜂鸣器、触摸屏、传感器等需要不断上报数据的设备。
简单的例子
这个例子中的设备只有一个按键key，当key按下时，将产生中断，内核检测到中断并对其进行处理。
stat
ic struct input_dev *button_dev;? ? /*输入设备结构体*/??
/*中断处理函数*/??
static irqreturn_t button_interrupt(int irq, void *dummy)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
{??
? ? /*向输入子系统报告产生按键事件*/??
? ? input_report_key(button_dev, BTN_0, inb(BUTTON_PORT) & 1);? ? ?
? ? /*通知接收者，一个报告发送完毕*/??
? ? input_sync(button_dev);? ? ? ? ? ? ?
? ? return IRQ_HAND
LED;? //?
}??
/*加载函数*/??
static int __init button_init(void)
{??
? ? int error;??
? ? /*申请中断处理函数*/ //返回0表示成功，返回-INVAL表示无效
? ? if(request_irq(BUTTON_IRQ,button_interrupt,0,"button",NULL))
? ? {??
? ? ? ? /*申请失败，则打印出错
信息*/??
? ? ? ? printk(KERN_ERR "button.c:
Can't alloca
te irq %d\n", button_irq);??
? ? ? ? return -EBUSY;??
? ? }??
? ? /*分配一个设备结构体*/?
? ? //将在 sys/class/input/input-n 下面创建设备属性文件
? ? button_dev = input_allocate_device();? ? ?
? ? if (!button_dev)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? /*判断分配是否成功*/??
? ? {??
? ? ? ? printk(KERN_ERR "button.c: Not enough mem
ory\n");??
? ? ? ? error = -ENOMEM;??
? ? ? ? goto err_free_irq;??
? ? }??
? ? button_dev->evbit[0] = BIT_MASK(EV_KEY);? ? /*设置按键信息*/??
? ? button_dev->keybit[BIT_WORD(BTN_0)] = BIT_MASK(BTN_0);??
? ? error = input_register_device(button_dev);? /*注册一个输入设备*/??
? ? if (error)??
? ? {??
? ? ? ? printk(KERN_ERR "button.c: Failed to register device\n");??
? ? ? ? goto err_free_dev;??
? ? }??
? ? return 0;??
? ? err_free_dev:? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?/*以下是错误处理*/??
? ? ? ? input_free_device(button_dev);??
? ? err_free_irq:??
? ? ? ?free_irq(BUTTON_IRQ, button_interrupt);??
? ? return error;??
}??
static void __exit button_exit(void)? ? ? ? ? ? /*卸载函数*/??
{??
? ? input_unregister_device(button_dev);? ? ? ? /*注销按键设备*/??
? ? free_irq(BUTTON_IRQ, button_interrupt);? ? ?/*释放按键占用的中断线*/??
}??
module_init(button_init);??
module_exit(button_exit);?
从这个简单的例子中可以看到。
在初始化函数 button_init（） 中注册了一个中断处理函数，然后调用 input_allocate_device（） 函数分配了一个 input_dev 结构体，并调用 input_register_device（） 对其进行注册。
在中断处理函数 button_interrupt（） 中，实例将接收到的按键信息上报给 input 子系统，从而通过 input子系统，向用户态程序提供按键输入信息。
input 子系统的关键函数
input_allocate_device（）
input_register_device（）-》input_attach_handler（）-》input_match_device（）
input_allocate_device（）
这个函数在内存中为输入设备结构体分配一个空间，并对其主要成员进行初始化。
其代码如下
?
struct input_dev *input_allocate_device(void)??
{??
? ? struct input_dev *dev;??
? ? dev = kzalloc(sizeof(struct input_dev), GFP_KERNEL);? ? ? ? ? ? ??
? ? /*分配一个input_dev结构体，并初始化为0*/??
? ? if (dev) {??
? ? ? ? dev->dev.type = &input_dev_type;? ? ? ? /*初始化设备的类型*/??
? ? ? ? dev->dev.class = &input_class;? ? ? ? ? /*设置为输入设备类*/??
? ? ? ? device_ini
tialize(&dev->dev);? ? ? ? ? ?/*初始化device结构*/??
? ? ? ? mutex_init(&dev->mutex);? ? ? ? ? ? ? ? /*初始化互斥锁*/??
? ? ? ? spin_lock_init(&dev->event_lock);? ? ? ?/*初始化事件自旋锁*/??
? ? ? ? INIT_LIST_HE
AD(&dev->h_list);? ? ? ? ? ?/*初始化链表*/??
? ? ? ? INIT_LIST_HEAD(&dev->node);? ? ? ? ? ? ?/*初始化链表*/??
? ? ? ? __module_get(THIS_MODULE);? ? ? ? ? ? ? /*模块引用技术加1*/??
? ? }??
? ? return dev;??
}?
---------------------?
其返回一个指向 input_dev 类型的指针，该结构体是一个输入设备结构体，包含了输入设备的相关信息（按键码、设备名、支持的事件）。
input_register_device（）
这个函数是输入子系统核心（input core）提供的函数。它将input_dev 结构体注册到输入子系统核心中（input_dev 结构体必须由 input_allocate_device（）函数来分配的）。
如果函数注册失败，必须调用 input_free_device（） 函数来释放分配的空间。
如果函数注册成功，在卸载函数中应该调用 input_unregister_device（） 函数来注销输入设备结构体。
我们看一下函数原型：
?
int input_register_device(struct input_dev *dev)??
{?
? ? //定义一些函数中将用到的局部变量
? ? static atomic_t input_no = ATOMIC_INIT(0);??
? ? struct input_handler *handler;
? ? const char *path;
? ? int error;
? ? //设置 input_dev 所支持的事件类型，由 evbit 成员来表示。具体类型在后面归纳。
? ? __set_bit(EV_SYN, dev->evbit);??
? ? //初始化 timer
定时器，用来处理重复点击按键。(去抖)
? ? init_timer(&dev->timer);??
? ? //如果 rep[REP_DELAY] 和 [REP_PERIOD] 没有设值，则赋默认值。为了去抖。
? ? if (!dev->rep[REP_DELAY] && !dev->rep[REP_PERIOD]) {??
? ? ? ? dev->timer.data = (long) dev;??
? ? ? ? dev->timer.function = input_repeat_key;??
? ? ? ? dev->rep[REP_DELAY] = 250;??
? ? ? ? dev->rep[REP_PERIOD] = 33;??
? ? }??
? ? //检查下列两个函数是否被定义，没有被定义则赋默认值。
? ? if (!dev->getkeycode)??
? ? ? ? dev->getkeycode = input_default_getkeycode;? //得到指定位置键值
? ? if (!dev->setkeycode)??
? ? ? ? dev->setkeycode = input_default_setkeycode;? //设置指定位置键值
? ? //设置 input_dev 中 device 的名字为 inputN
? ? //将如 input0 input1 input2 出现在 sysfs 文件系统中
? ? dev_set_name(&dev->dev, "input%ld",(unsigned long) atomic_inc_return(&input_no) - 1);??
? ? //将 input->dev 包含的 device 结构注册到
Linux 设备模型中。
? ? //并在文件系统中表现出来
? ? error = device_add(&dev->dev);??
? ? if (error)??
? ? ? ? return error;??
? ? //打印设备的路径并输出调试信息
? ? path = kobject_get_path(&dev->dev.kobj, GFP_KERNEL);??
? ? printk(KERN_INFO "input: %s as %s\n",??
? ? ? ? dev->name ? dev->name :?
? ? ? ? ? ? "Unspecified device" , path ? : "N/A");??
? ? kfree(path);??
? ? error = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);??
? ? if (error) {??
? ? ? ?device_del(&dev->dev);??
? ? ? ?return error;??
? ? }??
? ? //将 input_dev 加入 input_dev_list 链表中（这个链表中包含有所有 input 设备）
? ? list_add_t
ail(&dev->node, &input_dev_list);??
? ? list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node);
? ? //调用 input_attatch_handler()函数匹配 handler 和 input_dev。
? ? //这个函数很重要，在后面单独分析。
? ? input_attach_handler(dev, handler);??
? ? input_wakeup_procfs_reade
rs();??
? ? mutex_unlock(&input_mutex);??
? ? return 0;??
}?
?
给 evbit 设置的，input_dev所支持的事件类型：
#define EV_SYN? ? ? ? ? 0x00? ? /*表示设备支持所有的事件*/??
#define EV_KEY? ? ? ? ? 0x01? ? /*键盘或者按键，表示一个键码*/??
#define EV_REL? ? ? ? ? 0x02? ? /*鼠标设备，表示一个相对的光标位置结果*/??
#define EV_ABS? ? ? ? ? 0x03? ? /*手写板产生的值，其是一个绝对整数值*/??
#define EV_MSC? ? ? ? ? 0x04? ? /*其他类型*/??
#define EV_LED? ? ? ? ? 0x11? ? /*LED灯设备*/??
#define EV_SND? ? ? ? ? 0x12? ? /*蜂鸣器，输入声音*/??
#define EV_REP? ? ? ? ? 0x14? ? /*允许重复按键类型*/??
#define EV_PWR? ? ? ? ? 0x16? ? /*
电源管理事件*/?
input_attatch_handler（）
这个函数用来匹配 input_dev 和 handler，匹配成功才进行关联。
函数代码如下
?
static int input_attach_handler(struct input_dev *dev,?
struct? ?input_handler *handler)??
{??
? ? // input_device_id 这个结构体表示设备的标识，存储了设备信息。
? ? const struct input_device_id *id;? ? ? ?/*输入设备的指针*/??
? ? int error;??
? ? //先判断 handler 的 blacklist 有无赋值，然后判断是否匹配
? ? //blacklist 是一个 input_device_id *类型，指向了一个表，表中存放的是该驱动程序应该忽略的设备
? ? if (handler->blacklist && input_match_device(handler->blacklist,? ? ? ? dev))??
? ? ? ? return -ENODEV;? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? /*** 设备和处理函数之间的匹配 ***/
? ? //匹配 handler->id_table指向的列表中的设备 和 dev->id 数据
? ? id = input_match_device(handler->id_table, dev);??
? ? if (!id)??
? ? ? ? return -ENODEV;??
? ? //匹配成功则调用 handler->connect，连接 handler 和 input_dev
? ? error = handler->connect(handler, dev, id);/*连接设备和处理函数*/??
? ? if (error && error != -ENODEV)??
? ? ? ? printk(KERN_ERR??
? ? ? ? ? ? "input: failed to attach handler %s to device %s, "??
? ? ? ? ? ? "error: %d\n",??
? ? ? ? ? ? handler->name, kobject_name(&dev->dev.kobj), error);??
? ? return error;??
}?
input_device_id 结构体的定义：
struct input_device_id {
? ? kernel_ulong_t flags;? ? ? ? ? ?/*标志信息*/??
? ? __u16 bustype;? ? ? ? ? ? ? ? ? /*总线类型*/??
? ? __u16 vendor;? ? ? ? ? ? ? ? ? ?/*制造商ID*/??
? ? __u16 product;? ? ? ? ? ? ? ? ? /*
产品ID*/??
? ? __u16 version;? ? ? ? ? ? ? ? ? /*版本号*/??
? ? ...??
? ? kernel_ulong_t driver_info;? ? ?/*驱动额外的信息*/??
};?
input_match_device（）
这个函数用来将 input_dev 和 handler 进行匹配。
handler-》id_table 中定义了其支持 input_dev 设备。
?
static const struct input_device_id *input_match_device(const struct??
? ? input_device_id *id,struct input_dev *dev)??
{??
? ? int i;??
? ? //匹配 id 和 dev->id 中的信息
? ? for (; id->flags || id->driver_info; id++) {??
? ? ? ? if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_BUS)??
? ? ? ? ? ? if (id->bustype != dev->id.bustype)? //总线类型
? ? ? ? ? ? ? ? continue;??
? ? ? ? if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_VENDOR)??
? ? ? ? ? ? if (id->vendor != dev->id.vendor)? //
厂商信息
? ? ? ? ? ? ? ? continue;??
? ? ? ? if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_PRODUCT)??
? ? ? ? ? ? if (id->product != dev->id.product)? //匹配设备号
? ? ? ? ? ? ? ?continue;??
? ? ? ? if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_VERSION)??
? ? ? ? ? ? if (id->version != dev->id.version)? //匹配版本号
? ? ? ? ? ? ? ?continue;??
? ? ? ? MATCH_BIT(evbit,? EV_MAX);??
? ? ? ? MATCH_BIT(keybit, KEY_MAX);??
? ? ? ? MATCH_BIT(relbit, REL_MAX);??
? ? ? ? MATCH_BIT(absbit, ABS_MAX);??
? ? ? ? MATCH_BIT(mscbit, MSC_MAX);??
? ? ? ? MATCH_BIT(ledbit, LED_MAX);??
? ? ? ? MATCH_BIT(sndbit, SND_MAX);??
? ? ? ? MATCH_BIT(ffbit,? FF_MAX);??
? ? ? ? MATCH_BIT(swbit,? SW_MAX);??
? ? ? ? return id;??
? ? }??
? ? return NULL;??
}?
?
在上面，只有 flags 中的信息匹配成功，或者 flags 没有定义才会调用下面。
#define MATCH_BIT(bit, max) \??
? ? ? ? for (i = 0; i < BITS_TO_LONGS(max); i++) \??
? ? ? ? ? ? if ((id->bit[i] & dev->bit[i]) != id->bit[i]) \??
? ? ? ? ? ? ? ? break; \??
? ? ? ? if (i != BITS_TO_LONGS(max)) \??
? ? ? ? ? ? continue;?
?
从宏定义中可以看到，
只有当 input device和input handler 的 ID 成员在 evbit、keybit、… swbit 项相同才会匹配成功。而且匹配的顺序是从evbit、keybit到swbit。只要有一项不同，就会循环到ID中的下一项进行比较。
总结
在 input 的分配和注册中，我们分析了四个函数。
1. input_allocate_device 在内存中为输入设备结构体分配空间并进行初始化。
2. input_register_device（）-》input_attach_handler（）-》input_match_device（）
input_register_device
将input_dev 结构体注册到输入子系统核心中。主要操作是 初始化 input_dev 并将其 device_add 进 Linux 设备驱动模型中（在文件系统中创建 inputN 等文件）；打印其路径；调用 input_attach_handler 匹配 handler 和 input_dev。
input_attach_handler
匹配 handler 和 input_dev。主要操作是，判断 dev 在不在 devices 的黑名单中，不在就 调用 input_match_device 进行匹配，成功就调用 handler-》connect 连接设备和处理函数。
input_match_device
真正的 将 input_dev 和 handler 进行匹配。主要操作是匹配 id 和 dev-》id 中的信息。包括 bustype、vendor、product、version 等；再匹配 evbit 事件类型、keybit 按键类型 等。
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