42linux内核里的输入子系统分析

linux里的子系统: linux内核里把某种功能类型的源码划分成一个源码模块, 也就是把一类相关的源文件集中起来封装出的功能模块. 如内核源码目录下”drivers/input”里就是输入子系统的源码， “drivers/i2c”就是i2c子系统.

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输入子系统的主要入口在”drivers/input/input.c”源文件:

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

static int __init input_init(void)
{
    ... 
    err = register_chrdev(INPUT_MAJOR, "input", &input_fops); //当用户程序操作"/dev/input/event*"设备文件时，首先会用到input_fops里的input_open_file函数.
    ... 
};
subsys_initcall(input_init); //子系统初始化


static int input_open_file(struct inode *inode, struct file *file)
{
    struct input_handler *handler; //表示一种输入设备对用户程序的接口, 也就是这种接口提供input_event数据到用户进程. 内核里有input_handler的对象evdev_handler(最常用), joydev_handler(手柄类设备), mousedev_handler(鼠标类设备).
    // 通常情况下输入设备驱动使用的都是evdev_handler, 它可支持键盘，鼠标，触摸屏等输入设备。产生的设备文件为event*.   内核提供的input_handler对象都已经实现好file_operations里的功能函数, 我们的设备驱动只要提供数据给handler对象， 用户进程即可通过调用handler对象获取设备驱动的数据.


    const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;

    ...
    handler = input_table[iminor(inode) >> 5];
    if (handler)
        new_fops = fops_get(handler->fops);

    ...
    old_fops = file->f_op;
    file->f_op = new_fops; //像misc子系统一样，更换文件描述符的file_operations对象。更换后，用户调用read, write这此操作时就会调用new_fops里的功能函数

    err = new_fops->open(inode, file);
    if (err) {
        fops_put(file->f_op);
        file->f_op = fops_get(old_fops);
    }
    ...
}

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“drivers/input/evdev.c”可看出， handler对象已实现好用户程序的调用接口功能函数.

static const struct file_operations evdev_fops = {
    .owner      = THIS_MODULE,
    .read       = evdev_read,
    .write      = evdev_write,
    .poll       = evdev_poll,
    .open       = evdev_open,
    .release    = evdev_release,
    .unlocked_ioctl = evdev_ioctl,
#ifdef CONFIG_COMPAT
    .compat_ioctl   = evdev_ioctl_compat,
#endif
    .fasync     = evdev_fasync,
    .flush      = evdev_flush,
    .llseek     = no_llseek,
};

static struct input_handler evdev_handler = {
    .event      = evdev_event, //输入设备驱动里调用input_report..., input_sync这些函数时就是调用handler的evdev_event函数
    .connect    = evdev_connect,
    .disconnect = evdev_disconnect,
    .fops       = &evdev_fops,
    .minor      = EVDEV_MINOR_BASE,
    .name       = "evdev",
    .id_table   = evdev_ids,
}; 

static int __init evdev_init(void)
{
    return input_register_handler(&evdev_handler); //handler对象注册时，会加入input_handler_list链表里
}

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输入设备注册时，内核会让输入设备与handler对象进行匹配, 确定输入设备使用哪个handler对象的接口.

int input_register_device(struct input_dev *dev)
{
    ...    
    /* Every input device generates EV_SYN/SYN_REPORT events. */
    __set_bit(EV_SYN, dev->evbit);

    ...

    list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list); //注册输入设备时会加入设备链表input_dev_list;

    list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node) //遍历handler对象的链表
        input_attach_handler(dev, handler); //进行匹配 

    ...
}

输入子系统是linux内核里设备驱动分层思想的一个应用.

我们写的输入设备驱动里只需要实现好硬件部分的功能，再根据硬件的状态提交数据就可以了。不同的输入设备硬件，意味着需要不同的输入设备驱动来实现. 但在linux内核里，用户程序获取输入设备数据的接口都是统一的，标准的接口(struct input_event数据)， 所以在内核里把这接口(struct input_handler)独立起来, 供所有输入设备驱动实现数据转交到用户进程.