input子系统分析（转）

1. unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)];   //事件支持的类型
2. // 下面是每种类型支持的编码
3. unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];   //按键
4. unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)];
5. unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)];   //绝对坐标，其中触摸屏驱动使用的就是这个
6. unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)];
7. unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];
8. unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];
9. unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)];
10. unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];

1. static inline void input_set_abs_params( struct input_dev *dev, int axis, int min, int max, int fuzz, int flat)
2. {
3. dev->absmin[axis] = min;
4. dev->absmax[axis] = max;
5. dev->absfuzz[axis] = fuzz;
6. dev->absflat[axis] = flat;
7. dev->absbit[BIT_WORD(axis)] |= BIT_MASK(axis);  //填充了absbit这个数组
8. }

1. struct input_id {
2. __u16 bustype;   //总线类型
3. __u16 vendor;    //生产厂商
4. __u16 product;   //产品类型
5. __u16 version;   //版本
6. };

1. struct input_handle {
2. void * private ;   //每个配对的事件处理器都会分配一个对应的设备结构，如evdev事件处理器的evdev结构，注意这个结构与设备驱动层的input_dev不同，初始化handle时，保存到这里。
3. int open;        //打开标志，每个input_handle 打开后才能操作，这个一般通过事件处理器的open方法间接设置
4. const char *name;
5. struct input_dev *dev;  //关联的input_dev结构
6. struct input_handler *handler; //关联的input_handler结构
7. struct list_head    d_node;  //input_handle通过d_node连接到了input_dev上的h_list链表上
8. struct list_head    h_node;  //input_handle通过h_node连接到了input_handler的h_list链表上
9. };

1. int input_register_device( struct input_dev *dev)
2. {
3. static atomic_t input_no = ATOMIC_INIT(0);
4. //这个原子变量，代表总共注册的input设备，每注册一个加1，因为是静态变量，所以每次调用都不会清零的
5. struct input_handler *handler;
6. const char *path;
7. int error;
8. __set_bit(EV_SYN, dev->evbit);  //EN_SYN 这个是设备都要支持的事件类型，所以要设置
9. /*
10. * If delay and period are pre-set by the driver, then autorepeating
11. * is handled by the driver itself and we don't do it in input.c.
12. */
13. // 这个内核定时器是为了重复按键而设置的
14. init_timer(&dev->timer);
15. if (!dev->rep[REP_DELAY] && !dev->rep[REP_PERIOD]) {
16. dev->timer.data = ( long ) dev;
17. dev->timer.function = input_repeat_key;
18. dev->rep[REP_DELAY] = 250;
19. dev->rep[REP_PERIOD] = 33;
20. //如果没有定义有关重复按键的相关值，就用内核默认的
21. }
22. if (!dev->getkeycode)
23. dev->getkeycode = input_default_getkeycode;
24. if (!dev->setkeycode)
25. dev->setkeycode = input_default_setkeycode;
26. //以上设置的默认函数由input核心提供
27. dev_set_name(&dev->dev, "input%ld",
28. (unsigned long ) atomic_inc_return(&input_no) - 1);
29. //设置input_dev中device的名字，这个名字会在/class/input中出现
30. error = device_add(&dev->dev);
31. //将device加入到linux设备模型中去
32. if (error)
33. return error;
34. path = kobject_get_path(&dev->dev.kobj, GFP_KERNEL);
35. printk(KERN_INFO "input: %s as %s\n",
36. dev->name ? dev->name : "Unspecified device", path ? path : "N/A");
37. kfree(path);
38. //这个得到路径名称，并打印出来
39. error = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);
40. if (error) {
41. device_del(&dev->dev);
42. return error;
43. }
44. list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list);
45. // 将新分配的input设备连接到input_dev_list链表上
46. list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)
47. input_attach_handler(dev, handler);
48. //遍历input_handler_list链表，配对 input_dev 和 input_handler
49. //input_attach_handler 这个函数是配对的关键，下面将详细分析
50. input_wakeup_procfs_readers();
51. // 和proc文件系统有关，暂时不考虑
52. mutex_unlock(&input_mutex);
53. return 0;
54. }

1. static int input_attach_handler( struct input_dev *dev, struct input_handler *handler)
2. {
3. const struct input_device_id *id;
4. int error;
5. if (handler->blacklist && input_match_device(handler->blacklist, dev))
6. return -ENODEV;
7. //blacklist是handler因该忽略的input设备类型，如果应该忽略的input设备也配对上了，那就出错了
8. id = input_match_device(handler->id_table, dev);
9. //这个是主要的配对函数，主要比较id中的各项，下面详细分析
10. if (!id)
11. return -ENODEV;
12. error = handler->connect(handler, dev, id);
13. //配对成功调用handler的connect函数，这个函数在事件处理器中定义，主要生成一个input_handle结构，并初始化，还生成一个事件处理器相关的设备结构，后面详细分析
14. if (error && error != -ENODEV)
15. printk(KERN_ERR
16. "input: failed to attach handler %s to device %s, "
17. "error: %d\n",
18. handler->name, kobject_name(&dev->dev.kobj), error);
19. //出错处理
20. return error;
21. }

1. static const struct input_device_id *input_match_device( const struct input_device_id *id,
2. struct input_dev *dev)
3. {
4. int i;
5. //函数传入的参数是所要配对handler的id_table，下面遍历这个id_table寻找合适的id进行配对
6. for (; id->flags || id->driver_info; id++) {
7. if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_BUS)
8. if (id->bustype != dev->id.bustype)
9. continue ;
10. ......
11. //针对handler->id->flag，比较不同的类型
12. //如果比较成功进入下面的宏，否则进入下一个id
13. MATCH_BIT(evbit,  EV_MAX);
14. ......
15. MATCH_BIT(swbit,  SW_MAX);
16. return id;
17. }
18. }

1. #define MATCH_BIT(bit, max) \
2. for (i = 0; i < BITS_TO_LONGS(max); i++) \
3. if ((id->bit[i] & dev->bit[i]) != id->bit[i]) \
4. break ; \
5. if (i != BITS_TO_LONGS(max)) \
6. continue ;

1. static int evdev_connect( struct input_handler *handler, struct input_dev *dev,
2. const struct input_device_id *id)
3. {
4. //此函数传入三个参数，分别是：handler，dev,id
5. struct evdev *evdev;
6. int minor;
7. int error;
8. for (minor = 0; minor < EVDEV_MINORS; minor++)
9. if (!evdev_table[minor])
10. break ;
11. //EVDEV_MINORS为32，说明evdev这个handler可以同时有32个输入设备和他配对，evdev_table中以minor（非次设备号，但是有一个换算关系）存放evdev结构体，后面要详细分析这个结构体
12. if (minor == EVDEV_MINORS) {
13. printk(KERN_ERR "evdev: no more free evdev devices\n");
14. return -ENFILE;
15. }
16. //这个说明32个位置全都被占用了，连接失败
17. evdev = kzalloc( sizeof ( struct evdev), GFP_KERNEL);
18. //分配一个evdev结构体，这个结构体是evdev事件处理器特有的，后面会详细分析
19. if (!evdev)
20. return -ENOMEM;
21. INIT_LIST_HEAD(&evdev->client_list);
22. spin_lock_init(&evdev->client_lock);
23. mutex_init(&evdev->mutex);
24. init_waitqueue_head(&evdev->wait);
25. //初始化结构体的一些成员
26. dev_set_name(&evdev->dev, "event%d", minor);
27. //这个是设置evdev中device的名字，他将出现在/class/input中。
28. //前面也有一个device是input_dev的，名字是input（n），注意与他的不同
29. //这个结构是配对后的虚拟设备结构，没有对应的硬件，但是通过它可以找到相关的硬件
30. evdev->exist = 1;
31. evdev->minor = minor;
32. evdev->handle.dev = input_get_device(dev);
33. evdev->handle.name = dev_name(&evdev->dev);
34. evdev->handle.handler = handler;
35. evdev->handle. private = evdev;
36. //因为evdev中包含handle了，所以初始化它就可以了，这样就连接了input_handler与input_dev
37. evdev->dev.devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor); //注意：这个minor不是真正的次设备号，还要加上EVDEV_MINOR_BASE
38. evdev->dev. class = &input_class;
39. evdev->dev.parent = &dev->dev;
40. //配对生成的device，父设备是与他相关连的input_dev
41. evdev->dev.release = evdev_free;
42. device_initialize(&evdev->dev);
43. error = input_register_handle(&evdev->handle);
44. //注册handle结构体,这个函数后面详细分析
45. if (error)
46. goto err_free_evdev;
47. error = evdev_install_chrdev(evdev);
48. //这个函数只做了一件事，就是把evdev结构保存到evdev_table中，这个数组也minor为索引
49. if (error)
50. goto err_unregister_handle;
51. error = device_add(&evdev->dev);
52. //注册到linux设备模型中
53. if (error)
54. goto err_cleanup_evdev;
55. return 0;
56. err_cleanup_evdev:
57. evdev_cleanup(evdev);
58. err_unregister_handle:
59. input_unregister_handle(&evdev->handle);
60. err_free_evdev:
61. put_device(&evdev->dev);
62. return error;
63. }

1. int input_register_handle( struct input_handle *handle)
2. {
3. struct input_handler *handler = handle->handler;
4. struct input_dev *dev = handle->dev;
5. int error;
6. /*
7. * We take dev->mutex here to prevent race with
8. * input_release_device().
9. */
10. error = mutex_lock_interruptible(&dev->mutex);
11. if (error)
12. return error;
13. list_add_tail_rcu(&handle->d_node, &dev->h_list);
14. //将handle的d_node，链接到其相关的input_dev的h_list链表中
15. mutex_unlock(&dev->mutex);
16. list_add_tail(&handle->h_node, &handler->h_list);
17. //将handle的h_node，链接到其相关的input_handler的h_list链表中
18. if (handler->start)
19. handler->start(handle);
20. return 0;
21. }

1. int input_register_handler( struct input_handler *handler)
2. {
3. struct input_dev *dev;
4. int retval;
5. retval = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);
6. if (retval)
7. return retval;
8. INIT_LIST_HEAD(&handler->h_list);
9. if (handler->fops != NULL) {
10. if (input_table[handler->minor >> 5]) {
11. retval = -EBUSY;
12. goto out;
13. }
14. input_table[handler->minor >> 5] = handler;
15. }
16. //input_table，每个注册的handler都会将自己保存到这里，索引值为handler->minor右移5为，也就是除以32
17. //为什么会这样呢，因为每个handler都会处理最大32个input_dev，所以要以minor的32为倍数对齐,这个minor是传进来的handler的MINOR_BASE
18. //每一个handler都有一个这一个MINOR_BASE，以evdev为例,EVDEV_MINOR_BASE = 64,可以看出系统总共可以注册8个handler
19. list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);
20. //连接到input_handler_list链表中
21. list_for_each_entry(dev, &input_dev_list, node)
22. input_attach_handler(dev, handler);
23. //又是配对，不过这次遍历input_dev，和注册input_dev过程一样的
24. input_wakeup_procfs_readers();
25. out:
26. mutex_unlock(&input_mutex);
27. return retval;
28. }

1. static int __init input_init( void )
2. {
3. int err;
4. input_init_abs_bypass();
5. //这个暂时没有发现是做什么的
6. err = class_register(&input_class);
7. //向内核注册一个类，用于linux设备模型。注册后会在/sys/class下面出现input目录
8. if (err) {
9. printk(KERN_ERR "input: unable to register input_dev class\n");
10. return err;
11. }
12. err = input_proc_init();
13. //和proc文件系统有关，暂时不管
14. if (err)
15. goto fail1;
16. err = register_chrdev(INPUT_MAJOR, "input", &input_fops);
17. //注册字符设备，接口是2.4内核的。以主设备号INPUT_MAJOR,次设备号0-255,注册266个设备，说明input设备最大只能有255个
18. if (err) {
19. printk(KERN_ERR "input: unable to register char major %d", INPUT_MAJOR);
20. goto fail2;
21. }
22. return 0;
23. fail2: input_proc_exit();
24. fail1: class_unregister(&input_class);
25. return err;
26. }

1. static int __init evdev_init( void )
2. {
3. return input_register_handler(&evdev_handler);
4. }

1. struct evdev {
2. int exist;
3. int open;           //打开标志
4. int minor;          //次设备号
5. struct input_handle handle;  //关联的input_handle
6. wait_queue_head_t wait;      //等待队列，当进程读取设备，而没有事件产生的时候，进程就会睡在其上面
7. struct evdev_client *grab;   //强制绑定的evdev_client结构，这个结构后面再分析
8. struct list_head client_list;  //evdev_client 链表，这说明一个evdev设备可以处理多个evdev_client，可以有多个进程访问evdev设备
9. spinlock_t client_lock; /* protects client_list */
10. struct mutex mutex;
11. struct device dev;       //device结构，说明这是一个设备结构
12. };

1. struct evdev_client {
2. struct input_event buffer[EVDEV_BUFFER_SIZE];
3. //这个是一个input_event数据结构的数组，input_event代表一个事件，基本成员：类型（type），编码（code），值（value）
4. int head;              //针对buffer数组的索引
5. int tail;              //针对buffer数组的索引，当head与tail相等的时候，说明没有事件
6. spinlock_t buffer_lock; /* protects access to buffer, head and tail */
7. struct fasync_struct *fasync;  //异步通知函数
8. struct evdev *evdev;           //evdev设备
9. struct list_head node;         // evdev_client 链表项
10. };

1. static int evdev_open( struct inode *inode, struct file *file)
2. {
3. struct evdev *evdev;
4. struct evdev_client *client;
5. int i = iminor(inode) - EVDEV_MINOR_BASE;
6. int error;
7. if (i >= EVDEV_MINORS)
8. return -ENODEV;
9. error = mutex_lock_interruptible(&evdev_table_mutex);
10. if (error)
11. return error;
12. evdev = evdev_table[i];
13. //得到evdev设备结构,每次调用evdev_connect配对成功后都会把分配的evdev结构以minor为索引，保存在evdev_table数组中
14. if (evdev)
15. get_device(&evdev->dev);  //增加device引用计数
16. mutex_unlock(&evdev_table_mutex);
17. if (!evdev)
18. return -ENODEV;
19. client = kzalloc( sizeof ( struct evdev_client), GFP_KERNEL);  //分配用户端结构
20. if (!client) {
21. error = -ENOMEM;
22. goto err_put_evdev;
23. }
24. spin_lock_init(&client->buffer_lock);
25. client->evdev = evdev;    //使用户端与evdev设备结构联系起来
26. evdev_attach_client(evdev, client);
27. //这个函数所做的就是把client连接到evdev的client链表中
28. error = evdev_open_device(evdev);
29. //这个函数打开设备，有很多层调用，后面详细分析
30. if (error)
31. goto err_free_client;
32. file->private_data = client;
33. return 0;
34. err_free_client:
35. evdev_detach_client(evdev, client);
36. kfree(client);
37. err_put_evdev:
38. put_device(&evdev->dev);
39. return error;
40. }

1. static int evdev_open_device( struct evdev *evdev)
2. {
3. int retval;
4. retval = mutex_lock_interruptible(&evdev->mutex);
5. if (retval)
6. return retval;
7. if (!evdev->exist)
8. retval = -ENODEV;
9. //判断设备结构是否存在，在evdev_connect中初始话此成员为1
10. else if (!evdev->open++) {
11. retval = input_open_device(&evdev->handle);
12. if (retval)
13. evdev->open--;
14. }
15. //evdev->open分配结构的时候没有初始化，默认为0，也就是没有打开，每次打开都会加1
16. mutex_unlock(&evdev->mutex);
17. return retval;
18. }

1. int input_open_device( struct input_handle *handle)
2. {
3. struct input_dev *dev = handle->dev;
4. int retval;
5. retval = mutex_lock_interruptible(&dev->mutex);
6. if (retval)
7. return retval;
8. if (dev->going_away) {
9. retval = -ENODEV;
10. goto out;
11. }
12. handle->open++;
13. //将handle的打开计数加1，注意和evdev的open的区别
14. if (!dev->users++ && dev->open)
15. retval = dev->open(dev);
16. //如果此input_dev没有进程在引用，并且定义了open方法，就调用open方法
17. if (retval) {    //retval = 1 说明没有打开成功
18. dev->users--;
19. if (!--handle->open) {  //说明有其他的进程已经打开了这个handle
20. /*
21. * Make sure we are not delivering any more events
22. * through this handle
23. */
24. synchronize_rcu();
25. }
26. }
27. out:
28. mutex_unlock(&dev->mutex);
29. return retval;
30. }

 static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer,

               size_t count, loff_t *ppos)

 {

     struct evdev_client *client = file->private_data;    //这个客户端结构在打开的时候分配并保存在file->private_data中

     struct evdev *evdev = client->evdev;

     struct input_event event;

     int retval;  

     if (count < input_event_size())

         return -EINVAL;

         //这条语句提示，用户进程每次读取设备的字节数，不要少于input_event结构的大小

     if (client->head == client->tail && evdev->exist &&

         (file->f_flags & O_NONBLOCK))

         return -EAGAIN;

         //head等于tail说明目前还没有事件传回来，如果设置了非阻塞操作，则会立刻返回

     retval = wait_event_interruptible(evdev->wait,

         client->head != client->tail || !evdev->exist);

         //没有事件就会睡在evdev的等待队列上了，等待条件是有事件到来或者设备不存在了（设备关闭的时候，清这个标志）

     if (retval)

         return retval;

         //如果能执行上面这条语句说明有事件传来或者，设备被关闭了，或者内核发过来终止信号

     if (!evdev->exist)

         return -ENODEV;  

     while (retval + input_event_size() <= count &&

            evdev_fetch_next_event(client, &event)) {

         // evdev_fetch_next_event这个函数遍历client里面的input_event buffer数组

         if (input_event_to_user(buffer + retval, &event))

         //将事件复制到用户空间

             return -EFAULT;  

         retval += input_event_size();

     }  

     return retval;   //返回复制的数据字节数

 } 

1. void input_event( struct input_dev *dev,
2. unsigned int type, unsigned int code, int value)
3. {
4. unsigned long flags;
5. if (is_event_supported(type, dev->evbit, EV_MAX)) {
6. //判断是否支持此种事件类型和事件类型中的编码类型
7. spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
8. add_input_randomness(type, code, value);
9. //对系统随机熵池有贡献，因为这个也是一个随机过程
10. input_handle_event(dev, type, code, value);
11. //这个函数是事件处理的关键函数，下面详细分析
12. spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
13. }
14. }

1. static void input_handle_event( struct input_dev *dev,
2. unsigned int type, unsigned int code, int value)
3. {
4. int disposition = INPUT_IGNORE_EVENT;
5. switch (type) {
6. ......
7. case EV_KEY:
8. if (is_event_supported(code, dev->keybit, KEY_MAX) &&
9. !!test_bit(code, dev->key) != value) {
10. if (value != 2) {
11. __change_bit(code, dev->key);
12. if (value)
13. input_start_autorepeat(dev, code);
14. else
15. input_stop_autorepeat(dev);
16. }
17. disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
18. }
19. break ;
20. ......
21. if (disposition != INPUT_IGNORE_EVENT && type != EV_SYN)
22. dev->sync = 0;
23. if ((disposition & INPUT_PASS_TO_DEVICE) && dev->event)
24. dev->event(dev, type, code, value);
25. if (disposition & INPUT_PASS_TO_HANDLERS)
26. input_pass_event(dev, type, code, value);
27. }

1. static void input_pass_event( struct input_dev *dev,
2. unsigned int type, unsigned int code, int value)
3. {
4. struct input_handle *handle;
5. rcu_read_lock();
6. handle = rcu_dereference(dev->grab);  //如果是绑定的handle，则调用绑定的handler->event函数
7. if (handle)
8. handle->handler->event(handle, type, code, value);
9. else
10. //如果没有绑定，则遍历dev的h_list链表，寻找handle，如果handle已经打开，说明有进程读取设备关联的evdev。
11. list_for_each_entry_rcu(handle, &dev->h_list, d_node)
12. if (handle->open)
13. handle->handler->event(handle,
14. type, code, value);
15. // 调用相关的事件处理器的event函数，进行事件的处理
16. rcu_read_unlock();
17. }

1. static void evdev_event( struct input_handle *handle,
2. unsigned int type, unsigned int code, int value)
3. {
4. struct evdev *evdev = handle-> private ;
5. struct evdev_client *client;
6. struct input_event event;
7. do_gettimeofday(&event.time);
8. event.type = type;
9. event.code = code;
10. event.value = value;
11. //将传过来的事件，赋值给input_event结构
12. rcu_read_lock();
13. client = rcu_dereference(evdev->grab);
14. //如果evdev绑定了client那么，处理这个客户端，触摸屏驱动没有绑定
15. if (client)
16. evdev_pass_event(client, &event);
17. else
18. //遍历client链表，调用evdev_pass_event函数
19. list_for_each_entry_rcu(client, &evdev->client_list, node)
20. evdev_pass_event(client, &event);
21. rcu_read_unlock();
22. wake_up_interruptible(&evdev->wait); //唤醒等待的进程
23. }

1. static void evdev_pass_event( struct evdev_client *client,
2. struct input_event *event)
3. {
4. /*
5. * Interrupts are disabled, just acquire the lock
6. */
7. spin_lock(&client->buffer_lock);
8. client->buffer[client->head++] = *event;   //将事件赋值给客户端的input_event 数组
9. client->head &= EVDEV_BUFFER_SIZE - 1;
10. spin_unlock(&client->buffer_lock);
11. kill_fasync(&client->fasync, SIGIO, POLL_IN);
12. }