我是靠谱客的博主 苗条信封，最近开发中收集的这篇文章主要介绍第五章 linux-输入子系统一第五章 linux-输入子系统一1,输入子系统的作用和框架2，输入子系统的编程方式–学会最简单的输入子系统的开发方式3， 初始化input device4， 驱动多个按键5, 输入子系统的工作原理和代码分析，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。
概述
第五章 linux-输入子系统一
文章目录
- 第五章 linux-输入子系统一
- 1,输入子系统的作用和框架
- 2，输入子系统的编程方式--学会最简单的输入子系统的开发方式
- 3， 初始化input device
- 4， 驱动多个按键
- 5, 输入子系统的工作原理和代码分析
- 分层分析：
- open("/dev/event1", O_RDWR);
- vfs sys_open(); struct file file->f_ops = cdev->ops; file->f_ops->open();
1,输入子系统的作用和框架
什么是输入设备：
1，按键/keyboard
2, mouse
3, touchscreen ：gt811, ft56xx
4, joystick 游戏杆
有多个输入设备需要驱动的时候，假如不考虑输入子系统
a， gt811
设备号，创建文件，硬件初始化，实现fop，阻塞
硬件初始化
b， ft56xx
设备号，创建文件，硬件初始化，实现fop，阻塞
硬件初始化
多个输入设备有共同点：
获取到数据(操作硬件)，上报给用户（xxx_read, copy_to_user, 阻塞）
差异化 通用
多个输入设备，有部分差异，也有部分通用
内核就会考虑，将通用代码编写好，将差异化的代码留给驱动工程师
设计成输入子系统：使得应用编程人员和驱动编程人员编程的时候变得简单统一
1， 兼容所有的输入设备
2， 统一的编程驱动方法(实现差异化硬件操作)
3， 统一的应用操作接口：/dev/input/event0,event1
open("/dev/input/event0"),
read(fd, struct input_event): struct input_event buff可以认为是一个统一的数据包
框架：驱动分成三层
应用层
---------------------------------
input handler层：数据处理者
完成fop：实现xxx_read(), xxx_open
将数据交给用户：数据从input device层
不知道具体数据是什么，只知道把数据给用户
----------------------------------------------------------
input 核心层：管理层
----------------------------------------------------------
input device设备层:
抽象出一个对象，描述输入设备信息
初始化输入设备硬件，获取到数据
知道具体的数据是什么，但是不知道数据如何给用户
---------------------------------
硬件层：mouse
ts， keybaord，joystick
编程： 主要在input device层
2，输入子系统的编程方式–学会最简单的输入子系统的开发方式
前提：input 核心层代码和input handler层需要在内核中必须有：
drivers/input/evdev.c // event handler
drivers/input/input.c // 核心层
make menuconfig
Device Drivers --->
Input device support --->
-*- Generic input layer (needed for keyboard, mouse, ...) // input.c
<*> Event interface //input handler层--evdev.c
编写步骤：
1，分配一个input device对象
2， 初始化input device对象
3，注册input device对象
上报数据：
void input_event(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value)
参数1：当前的ｉｎｐｕｔ ｄｅｖｉｃｅ上报数据
参数2:上报的是那种数据类型 EV_KEY,EV_ABS
参数3：具体数据是什么：KEY_POWER
参数4：值是是什么
用户空间读到的数据：统一的数据包
struct input_event {
struct timeval time; //时间戳
__u16 type; //数据类型
__u16 code;//具体数据是什么
__s32 value;//值是是什么
};
3， 初始化input device
struct input_dev {//表示的是一个具体的输入设备，描述设备能够产生什么数据
const char *name; // sysfs中给用户看的信息
const char *phys;
const char *uniq;
struct input_id id;
//evbit实际是一个位表，描述输入设备能够产生什么类型数据
unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)]; // EV_KEY，EV_ABS, EV_REL
//表示能够产生哪种按键
unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];//KEY_POWER.. 能够表示768bit，直接用24个long来表示
// KEY_CNT == 768 BITS_TO_LONGS== nr/32 = 768/32==24
//表示能够产生哪种相对坐标数据
unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)];// REL_X
//表示能够产生哪种绝对坐标数据
unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)]; //ABS_X
unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)];
unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];
unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];
unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)];
unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];
struct device dev; // 继承device对象
struct list_head h_list;
struct list_head node; //表示节点
}
不同输入设备能够产生不同的数据：
1，按键/keyboard： 产生键值，实际是一个数字
#define KEY_VOLUMEDOWN 114
#define KEY_VOLUMEUP 115
#define KEY_POWER 116 /* SC System Power Down */
2，ts/gsensor:产生坐标，绝对坐标， 有一个明确坐标系，并且原点(0,0),最大值(800,480)
#define ABS_X 0x00
#define ABS_Y 0x01
#define ABS_PRESSURE 0x18
#define ABS_MT_TOUCH_MAJOR 0x30 /* Major axis of touching ellipse */
#define ABS_MT_TOUCH_MINOR 0x31 /* Minor axis (omit if circular) */
#define ABS_MT_WIDTH_MAJOR 0x32 /* Major axis of approaching ellipse */
#define ABS_MT_WIDTH_MINOR 0x33 /* Minor axis (omit if circular) */
#define ABS_MT_ORIENTATION 0x34 /* Ellipse orientation */
#define ABS_MT_POSITION_X 0x35 /* Center X touch position */
#define ABS_MT_POSITION_Y 0x36 /* Center Y touch position */
3,mouse：产生坐标，相对坐标，坐标值是相对于之前一个点坐标
#define REL_X 0x00
#define REL_Y 0x01
#define REL_WHEEL 0x08
如何表示不同数据类型：
#define EV_SYN 0x00 //表示同步数据类型
#define EV_KEY 0x01 //表示按键数据类型
#define EV_REL 0x02 //表示相对坐标数据类型
#define EV_ABS 0x03 //表示绝对坐标数据类型
#define EV_MSC 0x04 //表示杂项
#define EV_SW 0x05 //开关
#define EV_LED 0x11 //led指示数据
#define EV_SND 0x12 //声音数据
另外一种设置bit的方法
inputdev->keybit[BIT_WORD(KEY_POWER)] |= BIT_MASK(KEY_POWER);// 116%32
inputdev->keybit[116/32] |= 1 << 116%32;// 116%32
上报数据的时候：
方法1：通用方法
void input_event(struct input_dev *dev,unsigned int type, unsigned int code, int value)
方法2：封装：
input_report_key(struct input_dev * dev, unsigned int code, int value)
|
input_event(dev, EV_KEY, code, !!value); //上报按键的时候一定0或者1
4， 驱动多个按键
一个按键有多个与其相关的元素：
a， 中断号码
b， 按键的状态--gpio的数据寄存器获取到
c， 按键的值--code
在设备树文件中设置这几个元素：
key_int_node{
compatible = "test_key";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
key_int@0 {
key_name = "key2_power_eint";
key_code = <116>;
gpio = <&gpx1 1 0>;
reg = <0x11000C20 0x18>;
interrupt-parent = <&gpx1>;
interrupts = <1 0>;
};
key_int@1 {
key_name = "key3_vup_eint";
key_code = <115>;
gpio = <&gpx1 2 0>;
reg = <0x11000C20 0x18>;
interrupt-parent = <&gpx1>;
interrupts = <2 0>;
};
key_int@2 {
key_name = "key4_vdown_eint";
key_code = <114>;
gpio = <&gpx3 2 0>;
reg = <0x11000C60 0x18>;
interrupt-parent = <&gpx3>;
interrupts = <2 0>;
};
};
make dtbs
更新设备树文件：
cp -raf arch/arm/boot/dts/exynos4412-fs4412.dtb /tftpboot/
在代码中也会设计这几个元素
在代码中获取节点：
of_get_next_child(const struct device_node * node, struct device_node * prev)
参数1：表示节点
参数2：之前的节点，如果是第一个节点，设置成NULL
// 通过节点去获取到中断号码
irqno = irq_of_parse_and_map(cnp, 0);
//获取key name
of_property_read_string(cnp, "key_name", &key_name);
//获取key code
of_property_read_u32(cnp, "key_code", &code);
gpionum = of_get_named_gpio(cnp, "gpio", 0);
printk("name = %s, code = %d, gpionum = %d,irqno = %dn",
key_name, code, gpionum,irqno);
//设计一个对象出来
struct key_desc{
char *name;
int irqno;
int key_code;
int gpionum;
void *reg_base;
struct device_node *cnp;// 可以随时去获取节点各个信息
};
5, 输入子系统的工作原理和代码分析
目的：
a，学会如何分析内核中子系统的代码，从而可以举一反三
b，整体把握框架思想，理解分层中各层的配合方式
c，掌握子系统，增强排错能力
分层分析：
input handler层：evdev.c
module_init(evdev_init);
module_exit(evdev_exit);
static struct input_handler evdev_handler = {
.event = evdev_event,
.events = evdev_events,
.connect = evdev_connect,
.disconnect = evdev_disconnect,
.legacy_minors = true,
.minor = EVDEV_MINOR_BASE,
.name = “evdev”,
.id_table = evdev_ids,
};
evdev_init(void)
|
input_register_handler(&evdev_handler);
|
//初始化h_list
INIT_LIST_HEAD(&handler->h_list);
//将当前的handler加入到一个input_handler_list
list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);
//遍历链表input_dev_list
list_for_each_entry(dev, &input_dev_list, node)
input_attach_handler(dev, handler);
|
// 将当前的hanler和input dev进行匹配， event handler能够匹配所有的input dev
id = input_match_device(handler, dev);
//匹配成功，之后要调用handler中connect方法
// 实际就是event handler,实际调用了evdev_connect
error = handler->connect(handler, dev, id);
//将当前的handler加入到/proc/bus/input/handlers文件中
input_wakeup_procfs_readers();
总结：
1，注册了evdev_handler
2, 遍历input dev list，并行匹配，恒匹配成功，自动会
调用handler中connect方法--- evdev_connect
input核心层：input.c
subsys_initcall(input_init);
module_exit(input_exit);
input_init()
|
//注册类，类似于class_create();
err = class_register(&input_class);
//在/proc创建 bus/input/devices handlers
err = input_proc_init();
//申请设备号
err = register_chrdev_region(MKDEV(INPUT_MAJOR, 0),
INPUT_MAX_CHAR_DEVICES, "input");
总结：
1，注册了主设备号
2，注册input class
simple_input.c
input_register_device(inputdev);
|
//将input dev加入到链表input_dev_list
list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list);
//遍历input handler链表，进行匹配
list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)
input_attach_handler(dev, handler);
|
//匹配成功，之后要调用handler中connect方法
// 实际就是event handler,实际调用了evdev_connect
error = handler->connect(handler, dev, id);
分析： evdev.c中evdev_connect()— 属于input handler层
evdev_connect(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev,
const struct input_device_id *id)
|
//找到一个没有被使用的次设备号， 从64开始， 65,66
minor = input_get_new_minor(EVDEV_MINOR_BASE, EVDEV_MINORS, true);
// 实例化 一个evdev对象
evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);
//初始化evdev对象
INIT_LIST_HEAD(&evdev->client_list);
spin_lock_init(&evdev->client_lock);
mutex_init(&evdev->mutex);
//等待队列是完成阻塞
init_waitqueue_head(&evdev->wait);
evdev->exist = true;
dev_no = minor;
dev_no -= EVDEV_MINOR_BASE; //减去了64
// 创建设备文件/dev/event0,1,2
dev_set_name(&evdev->dev, "event%d", dev_no);
evdev->dev.devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, minor);// 12, 64
evdev->dev.class = &input_class;
evdev->dev.parent = &dev->dev;
evdev->dev.release = evdev_free;
device_initialize(&evdev->dev)
device_add(&evdev->dev);
//以上代码和device_create是一样
//利用handle记录input device和input handler
evdev->handle.dev = input_get_device(dev);
evdev->handle.name = dev_name(&evdev->dev);
evdev->handle.handler = handler;
//你中有有我，我中有你
evdev->handle.private = evdev;
//将儿子关联到父亲(input handler)和母亲(input dev)
error = input_register_handle(&evdev->handle);
|
list_add_tail_rcu(&handle->d_node, &dev->h_list);
list_add_tail_rcu(&handle->h_node, &handler->h_list);
//初始化了cdev,完成了fops, 为用户提供文件io
cdev_init(&evdev->cdev, &evdev_fops);
evdev->cdev.kobj.parent = &evdev->dev.kobj;
error = cdev_add(&evdev->cdev, evdev->dev.devt, 1);
总结：
1，分配evdev，并初始化，记录input device和handler的关系
2，创建设备节点/dev/event0
3, 注册cdev，并实现fops
4，关系：
多个input device可以对应一个event handler
一个input device对应一个 evdev,对应于一个设备节点/dev/event0,1,2
5, 所有的设备节点调用open,read,write文件io的时候
实际是调用cdev中fops中各个接口，最终都调用了
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,
};
device_create(struct class * class, struct device * parent, dev_t devt, void * drvdata, const char * fmt, …)
|
dev = device_create_vargs(class, parent, devt, drvdata, fmt, vargs);
|
device_create_groups_vargs(class, parent, devt, drvdata, NULL, fmt, args);
|
struct device *dev = NULL;
dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
device_initialize(dev);
dev->devt = devt;
dev->class = class;
dev->parent = parent;
dev->groups = groups;
dev->release = device_create_release;
dev_set_drvdata(dev, drvdata);
kobject_set_name_vargs(&dev->kobj, fmt, args);//设置名字
device_add(dev);//注册到系统
应用程序中调用了输入子系统的代码，数据是如何传递给用户层的?
open(“/dev/event1”, O_RDWR);
vfs
sys_open();
struct file file->f_ops = cdev->ops;
file->f_ops->open();
设备驱动层：输入子系统
input handler 层：evdev.c
cdev;
xxx_ops = {
.open = xxx_open,
.write = xxx_write,
}
static const struct file_operations evdev_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.read = evdev_read,
.write = evdev_write,
.poll = evdev_poll,
.open = evdev_open,
}
实际最终调用了evdev_open();
|
// 实际cdev是谁，就是evdev_connect注册的那个
struct evdev *evdev = container_of(inode->i_cdev, struct evdev, cdev);
// 通过儿子，找到老母input device
unsigned int bufsize = evdev_compute_buffer_size(evdev->handle.dev);
// size就包含了很多input_event
unsigned int size = sizeof(struct evdev_client) +
bufsize * sizeof(struct input_event);
struct evdev_client *client;
// 分配一个client对像，描述一个缓冲队列，存放的就是input_event
client = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
// client中有一个缓冲区
client->bufsize = bufsize;
spin_lock_init(&client->buffer_lock);
//在client中记录evdev
client->evdev = evdev;
// 将client加入到evdev中一个小链表
evdev_attach_client(evdev, client);
|
list_add_tail_rcu(&client->node, &evdev->client_list);
// 将client记录到file，方面其他的接口使用
file->private_data = client;
总结：
1，为输入设备分配一个缓冲区evdev_client，用户存放input device层上报的数据
2，evdev_client记录到evdev中
3，evdev_client记录到file中，方面其他的接口使用
应用程序中read，是如何获取到数据的
read(fd, &event, sizeof(struct input_event));
---------------------------------------------
vfs
sys_read();
file->f_ops->read();
-------------------------------------------
evdev.c
static const struct file_operations evdev_fops = {
.read = evdev_read,
evdev_read(struct file *file, char __user *buffer,
size_t count, loff_t *ppos)
|
// 获取到open中分配的缓冲区对象
struct evdev_client *client = file->private_data;
//获取到evdev
struct evdev *evdev = client->evdev;
//表示一个数据包，要给用户
struct input_event event;
for (;;) {
// 实现非阻塞
if (client->packet_head == client->tail &&
(file->f_flags & O_NONBLOCK))
return -EAGAIN;
while (read + input_event_size() <= count &&
// 1从缓冲区获取数据，存放在 input_event数据包
evdev_fetch_next_event(client, &event)) {
|
*event = client->buffer[client->tail++];
// 2, 将数据上报给用户
if (input_event_to_user(buffer + read, &event))
|
copy_to_user(buffer, event, sizeof(struct input_event)
// 3，统计上报多少数据
read += input_event_size();
}
// 如果当前是阻塞模式
if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
//等待---休眠，需要被唤醒，有数据时候唤醒
error = wait_event_interruptible(evdev->wait,
client->packet_head != client->tail ||
!evdev->exist || client->revoked);
}
总结：
1，如果没有数据，就会休眠等待
2，如果有数据，就从缓冲区client->buffer[client->tail++]拿数据
通过copy_to_user上报给用户
疑问：
数据到底是如何存放在缓冲区的
等待队列是谁唤醒的
input_report_key(inputdev, pdesc->key_code, 0);
input_sync(inputdev);//上报数据结束
input_report_key(inputdev, pdesc->key_code, 0);
input_sync(inputdev);//上报数据结束
|//input_event(dev, EV_KEY, code, !!value);
input_event(struct input_dev *dev,unsigned int type, unsigned int code, int value);// 上报数据
|
input_handle_event(dev, type, code, value);
|
// 如果将数据交给input handler去处理
if (disposition & INPUT_PASS_TO_HANDLERS) {
struct input_value *v;
//将input device获取到数据暂存一下input value
v = &dev->vals[dev->num_vals++];
v->type = type;
v->code = code;
v->value = value;
input_pass_values(dev, dev->vals, dev->num_vals)
|
// 从input device中获取到input handle
else {
list_for_each_entry_rcu(handle, &dev->h_list, d_node)
if (handle->open)
count = input_to_handler(handle, vals, count);
|
// 通过ｈａｎｄｌｅ儿子找到ｈａｎｄｌｅｒ父亲
struct input_handler *handler = handle->handler;
// 如果有events函数指针，那就调用
if (handler->events)
handler->events(handle, vals, count);
else if (handler->event)//否则就调用event();
for (v = vals; v != end; v++)
handler->event(handle, v->type, v->code, v->value);
}
static struct input_handler evdev_handler = {
.event = evdev_event,
.events = evdev_events,
.connect = evdev_connect,
.disconnect = evdev_disconnect,
.legacy_minors = true,
.minor = EVDEV_MINOR_BASE,
.name = “evdev”,
.id_table = evdev_ids,
};
总结： 如果将数据上报，最终是调用handler中events()或者event()
实际是evdev.c
.event = evdev_event,
.events = evdev_events,
|
// 拿到evdev，肯定要拿到缓冲区
struct evdev *evdev = handle->private;
struct evdev_client *client;
// 获取到缓冲evdev_client
else
list_for_each_entry_rcu(client, &evdev->client_list, node)
evdev_pass_values(client, vals, count,
time_mono, time_real);
|
// 通过client获取到evdev
struct evdev *evdev = client->evdev;
const struct input_value *v;
struct input_event event;
event.time = ktime_to_timeval(client->clkid == CLOCK_MONOTONIC ? mono : real);
for (v = vals; v != vals + count; v++) {
// 将input device上报的数据获取到，并且封装成input event对象
event.type = v->type;
event.code = v->code;
event.value = v->value;
// 将input event数据存放到缓冲区中
__pass_event(client, &event);
|
client->buffer[client->head++] = *event;
client->head &= client->bufsize - 1;
for (v = vals; v != vals + count; v++) {
// 将input device上报的数据获取到，并且封装成input event对象
event.type = v->type;
event.code = v->code;
event.value = v->value;
// 将input event数据存放到缓冲区中
__pass_event(client, &event);
client->buffer[client->head++] = *event;
client->head &= client->bufsize - 1;
// 如果调用 input_sync()
if (v->type == EV_SYN && v->code == SYN_REPORT)
wakeup = true;
}
// 唤醒等待队列
if (wakeup)
wake_up_interruptible(&evdev->wait);
总结：
input_report_key(inputdev, pdesc->key_code, 0);
//将输入设备产生数据交给input handler，调用events();将数据存放在
// 缓冲区client->buffer[client->head++] = *event;
input_sync(inputdev);//上报数据结束
// 唤醒等待队列，表示输入设备上报数据完毕
最后
以上就是苗条信封为你收集整理的第五章 linux-输入子系统一第五章 linux-输入子系统一1,输入子系统的作用和框架2，输入子系统的编程方式–学会最简单的输入子系统的开发方式3， 初始化input device4， 驱动多个按键5, 输入子系统的工作原理和代码分析的全部内容，希望文章能够帮你解决第五章 linux-输入子系统一第五章 linux-输入子系统一1,输入子系统的作用和框架2，输入子系统的编程方式–学会最简单的输入子系统的开发方式3， 初始化input device4， 驱动多个按键5, 输入子系统的工作原理和代码分析所遇到的程序开发问题。
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