【RFB】Linux uinput 分析，虚拟鼠标，键盘

linux-dash

A beautiful web dashboard for Linux

项目地址：https://gitcode.com/gh_mirrors/li/linux-dash

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小田

10270人浏览 · 2012-06-04 15:24:22

小田 · 2012-06-04 15:24:22 发布

Linux 有自己的 input 子系统，可以统一管理鼠标和键盘事件。
基于输入子系统实现的 uinput 可以方便的在用户空间模拟鼠标和键盘事件。
当然，也可以自己造轮子，做一个字符设备接收用户输入，根据输入，投递 input 事件。
还有一种方式就是直接往 evnent 里写入数据，都可以达到控制鼠标键盘的功能。

本篇文章就是演示直接写入 event 的方法。
linux/input.h中有定义，这个文件还定义了标准按键的编码等

struct input_event {
    struct timeval time; //按键时间
    __u16 type; //类型，在下面有定义
    __u16 code; //要模拟成什么按键
    __s32 value;//是按下还是释放
};

code：
事件的代码.如果事件的类型代码是EV_KEY,该代码code为设备键盘代码.代码植0~127为键盘上的按键代码, 0x110~0x116 为鼠标上按键代码,其中0x110(BTN_ LEFT)为鼠标左键,0x111(BTN_RIGHT)为鼠标右键,0x112(BTN_ MIDDLE)为鼠标中键.其它代码含义请参看include/linux /input.h文件. 如果事件的类型代码是EV_REL,code值表示轨迹的类型.如指示鼠标的X轴方向 REL_X (代码为0x00),指示鼠标的Y轴方向REL_Y(代码为0x01),指示鼠标中轮子方向REL_WHEEL(代码为0x08).

type:
EV_KEY,键盘
EV_REL,相对坐标
EV_ABS,绝对坐标

value：
事件的值.如果事件的类型代码是EV_KEY,当按键按下时值为1,松开时值为0;如果事件的类型代码是EV_ REL,value的正数值和负数值分别代表两个不同方向的值.
/*
* Event types
*/

#define EV_SYN            0x00
#define EV_KEY            0x01 //按键
#define EV_REL            0x02 //相对坐标(轨迹球)
#define EV_ABS            0x03 //绝对坐标
#define EV_MSC            0x04 //其他
#define EV_SW            0x05
#define EV_LED            0x11 //LED
#define EV_SND            0x12//声音
#define EV_REP            0x14//repeat
#define EV_FF            0x15
#define EV_PWR            0x16
#define EV_FF_STATUS        0x17
#define EV_MAX            0x1f
#define EV_CNT            (EV_MAX+1)

下面是一个模拟鼠标和键盘输入的例子：

#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/uinput.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

void simulate_key(int fd,int kval)
{
    struct input_event event;
    event.type = EV_KEY;
    event.value = 1;
    event.code = kval;

    gettimeofday(&event.time,0);
    write(fd,&event,sizeof(event)) ;

        event.type = EV_SYN;
        event.code = SYN_REPORT;
        event.value = 0;
        write(fd, &event, sizeof(event));

        memset(&event, 0, sizeof(event));
        gettimeofday(&event.time, NULL);
        event.type = EV_KEY;
        event.code = kval;
        event.value = 0;
        write(fd, &event, sizeof(event));
        event.type = EV_SYN;
        event.code = SYN_REPORT;
        event.value = 0;
        write(fd, &event, sizeof(event));

}

void simulate_mouse(int fd)
{
    struct input_event event;
        memset(&event, 0, sizeof(event));
        gettimeofday(&event.time, NULL);
        event.type = EV_REL;
        event.code = REL_X;
        event.value = 10;
        write(fd, &event, sizeof(event));

        event.type = EV_REL;
        event.code = REL_Y;
        event.value = 10;
        write(fd, &event, sizeof(event));

        event.type = EV_SYN;
        event.code = SYN_REPORT;
        event.value = 0;
        write(fd, &event, sizeof(event));
}

int main()
{
    int fd_kbd;
    int fd_mouse;
    fd_kbd = open("/dev/input/event1",O_RDWR);
    if(fd_kbd<=0){
        printf("error open keyboard:/n");
        return -1;

    }

    fd_mouse = open("/dev/input/event2",O_RDWR);
    if(fd_mouse<=0){
        printf("error open mouse/n");
        return -2;
    }

    int i = 0;
    for(i=0; i< 10; i++)
    {
        simulate_key(fd_kbd, KEY_A + i);
        simulate_mouse(fd_mouse);
        sleep(1);
    }

    close(fd_kbd);
}
模拟了鼠标和键盘的输入事件。
关于这里 open 哪个 event ，可以通过 cat /proc/bus/input/devices
I: Bus=0017 Vendor=0001 Product=0001 Version=0100
N: Name="Macintosh mouse button emulation"
P: Phys=
S: Sysfs=/class/input/input0
U: Uniq=
H: Handlers=mouse0 event0
B: EV=7
B: KEY=70000 0 0 0 0 0 0 0 0
B: REL=3

I: Bus=0011 Vendor=0001 Product=0001 Version=ab41
N: Name="AT Translated Set 2 keyboard"
P: Phys=isa0060/serio0/input0
S: Sysfs=/class/input/input1
U: Uniq=
H: Handlers=kbd event1
B: EV=120013
B: KEY=4 2000000 3803078 f800d001 feffffdf ffefffff ffffffff fffffffe
B: MSC=10
B: LED=7

I: Bus=0019 Vendor=0000 Product=0002 Version=0000
N: Name="Power Button (FF)"
P: Phys=LNXPWRBN/button/input0
S: Sysfs=/class/input/input3
U: Uniq=
H: Handlers=kbd event3
B: EV=3
B: KEY=100000 0 0 0

I: Bus=0019 Vendor=0000 Product=0001 Version=0000
N: Name="Power Button (CM)"
P: Phys=PNP0C0C/button/input0
S: Sysfs=/class/input/input4
U: Uniq=
H: Handlers=kbd event4
B: EV=3
B: KEY=100000 0 0 0

I: Bus=0003 Vendor=046d Product=c018 Version=0111
N: Name="Logitech USB Optical Mouse"
P: Phys=usb-0000:00:1d.1-2/input0
S: Sysfs=/class/input/input24
U: Uniq=
H: Handlers=mouse1 event2
B: EV=7
B: KEY=70000 0 0 0 0 0 0 0 0
B: REL=103

我的鼠标是罗技的 Logitech USB Optical Mouse，所以鼠标是 event2
下面是一个读取鼠标和键盘事件的例子：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <linux/input.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>

static void show_event(struct input_event* event)
{
        printf("%d %d %d/n", event->type, event->code, event->value);

        return;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
        struct input_event event = {{0}, 0};
        const char* file_name = argc == 2 ? argv[1] : "/dev/input/event2";

        int fd = open(file_name, O_RDWR);

        if(fd > 0)
        {

                while(1)
                {
                        int ret = read(fd, &event, sizeof(event));
                        if(ret == sizeof(event))
                        {
                                show_event(&event);
                        }
                        else
                        {
                                break;
                        }
                }
                close(fd);
        }

        return 0;
}

很多人对于如何模拟 CTRL + SPACE 感兴趣，下面也给个例子，呵呵。
void simulate_ctrl_space(int fd)
{
        struct input_event event;

    //先发送一个 CTRL 按下去的事件。
        event.type = EV_KEY;
        event.value = 1;
        event.code = KEY_LEFTCTRL;
        gettimeofday(&event.time,0);
        write(fd,&event,sizeof(event)) ;

        event.type = EV_SYN;
        event.code = SYN_REPORT;
        event.value = 0;
        write(fd, &event, sizeof(event));

    //先发送一个 SPACE 按下去的事件。
        event.type = EV_KEY;
        event.value = 1;
        event.code = KEY_SPACE;
        gettimeofday(&event.time,0);
        write(fd,&event,sizeof(event)) ;

    //发送一个释放 SPACE 的事件
        memset(&event, 0, sizeof(event));
        gettimeofday(&event.time, NULL);
        event.type = EV_KEY;
        event.code = KEY_SPACE;
        event.value = 0;
        write(fd, &event, sizeof(event));

        event.type = EV_SYN;
        event.code = SYN_REPORT;
        event.value = 0;
        write(fd, &event, sizeof(event));

    //发送一个释放 CTRL 的事件
        memset(&event, 0, sizeof(event));
        gettimeofday(&event.time, NULL);
        event.type = EV_KEY;
        event.code = KEY_LEFTCTRL;
        event.value = 0;
        write(fd, &event, sizeof(event));

        event.type = EV_SYN;
        event.code = SYN_REPORT;
        event.value = 0;
        write(fd, &event, sizeof(event));

}

接下来分析一下 uinput 和 linux 的 input 子系统。

linux uinput

本文以 2.6.22.7 的kernel 为基础。
首先 uinput 是一个字符设备，其次它还是一个 input 设备。另外它可以是一个鼠标或者键盘设备。

从 init 部分说起吧。

static const struct file_operations uinput_fops = {
    .owner        = THIS_MODULE,
    .open        = uinput_open,
    .release    = uinput_release,
    .read        = uinput_read,
    .write        = uinput_write,
    .poll        = uinput_poll,
    .unlocked_ioctl    = uinput_ioctl,
};

static struct miscdevice uinput_misc = {
    .fops        = &uinput_fops,
    .minor        = UINPUT_MINOR,
    .name        = UINPUT_NAME,
};

static int __init uinput_init(void)
{
    return misc_register(&uinput_misc);
}

首先说说 miscdevice, 很方便的东西，对 device 做了简单的包装，
当 misc_register 的时候就完成了设备的注册安装一类的东东，不用自己再操心了。真是懒人的设计阿。
所有的 misc 设备公用同一个主设备号，在 misc_init 中，
static int __init misc_init(void)
{
#ifdef CONFIG_PROC_FS
    struct proc_dir_entry *ent;

    ent = create_proc_entry("misc", 0, NULL);
    if (ent)
        ent->proc_fops = &misc_proc_fops;
#endif
    misc_class = class_create(THIS_MODULE, "misc");
    if (IS_ERR(misc_class))
        return PTR_ERR(misc_class);

    if (register_chrdev(MISC_MAJOR,"misc",&misc_fops)) {
        printk("unable to get major %d for misc devices/n",
               MISC_MAJOR);
        class_destroy(misc_class);
        return -EIO;
    }
    return 0;
}
register_chrdev 接口真 BT ,
__register_chrdev_region(major, 0, 256, name);
直接占用了 0 到 255 的次设备号，注册 misc 类型设备的时候，直接从里面取就是了。
而在 misc_open 通过设备节点把 file_operations 指向对应的设备驱动上去，很良好的设计，呵呵。
有点类似其他总线的设计，但是只有 device_list, 没有 driver_list, 当然也不需要。
不在 misc 上浪费时间了。接下来再到 uinput 中去。
从uinput_open 说起吧， uinput_open 其实啥事情都没干。。做了一些简单的初始化工作。

要创建一个 input 设备，我们在调用input_register_device 前需要设置好input_dev的各种属性。
而设置input_dev的属性在 uinput_setup_device 接口中，但驱动怎么知道你想模拟什么设备呢？
又需要通过 uinput_ioctl 设置先。很糟糕的设计。用户若是不知道这些流程，如何能使用这个模拟驱动？
下面是一个使用 uinput 的用户态程序：

int setup_uinput_device(char *device)
{
                // Temporary variable
                int i=0;
                // Open the input device
                //uinp_fd = open("/dev/input/uinput", O_WRONLY | O_NDELAY);
                uinp_fd = open(device, O_WRONLY | O_NDELAY);

               if (uinp_fd == 0)
                  {
                        printf("Unable to open /dev/input/uinput/n");
                        return -1;
                  }

                memset(&uinp,0,sizeof(uinp)); // Intialize the uInput device to NULL
                strncpy(uinp.name, "HID Keyboard Device", strlen("HID Keyboard Device"));
                uinp.id.version = 4;
                uinp.id.bustype = BUS_USB;
                uinp.id.product = 1;
                uinp.id.vendor = 1;
                // Setup the uinput device
                ioctl(uinp_fd, UI_SET_EVBIT, EV_KEY);
                ioctl(uinp_fd, UI_SET_EVBIT, EV_REL);
              ioctl(uinp_fd, UI_SET_RELBIT, REL_X);
                ioctl(uinp_fd, UI_SET_RELBIT, REL_Y);

            for (i=0; i < 256; i++) {
                ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, i);
            }
           ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_MOUSE);
           ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_TOUCH);
           ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_MOUSE);
           ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_LEFT);
           ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_MIDDLE);
           ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_RIGHT);
           ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_FORWARD);
           ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_BACK);

          write(uinp_fd, &uinp, sizeof(uinp));
          if (ioctl(uinp_fd, UI_DEV_CREATE))
           {
                        printf("Unable to create UINPUT device.");
                        return -1;
           }
            return 1;
}

很变态的流程，先用 ioctl 设置参数（模拟鼠标，键盘），再 write, 在第一次 write 的时候创建 inputdev,
然后 ioctl 调用 UI_DEV_CREATE 向系统注册 . BT............
今天先写到这里拉。。

浅析linux下键盘设备工作和注册流程

【浅析linux下鼠标驱动的实现】
input_init( ) = > = > class_register( & input_class) ; 注册input类 input_proc_init( ) ; 创建proc下的目录和文件 register_chrdev( INPUT_MAJOR, "input" , & input_fops) ; 注册驱动程序到cdev_map上, 以待驱动设备. drivers/input/keyboard/pxa3xx_keypad. c为我们的keyboard设备, pxa3xx_keypad_probe= > request_irq( IRQ_ENHROT, & enhanced_rotary_interrupt, IRQF_DISABLED, "Enhanced Rotary" , ( void * ) keypad) ; 注册快捷键中断 request_irq( IRQ_KEYPAD, pxa3xx_keypad_interrupt, IRQF_DISABLED, pdev- > name, keypad) ; 注册中断 static irqreturn_t pxa3xx_keypad_interrupt( int irq, void * dev_id) { struct pxa3xx_keypad * keypad = dev_id; uint32_t kpc = keypad_readl( KPC) ; if ( kpc & KPC_MI) pxa3xx_keypad_scan_matrix( keypad) ; if ( kpc & KPC_DI) pxa3xx_keypad_scan_direct( keypad) ; return IRQ_HANDLED; } 在irq中如果读到了key, 那么会直接调用 input_report_key( keypad- > input_dev, lookup_matrix_keycode( keypad, row, col) , new_state[ col] & ( 1 < < row) ) ; static inline unsigned int lookup_matrix_keycode( struct pxa3xx_keypad * keypad, int row, int col) { return keypad- > matrix_keycodes[ ( row < < 3) + col] ; } input_report_key( struct input_dev * dev, unsigned int code, int value) dev为input_dev设备, 我们的4* 4键盘 code为标准PC键盘码值 value为按键动作, 为1表示键盘按下, 为0表示按键抬起 static inline void input_report_key( struct input_dev * dev, unsigned int code, int value) { input_event( dev, EV_KEY, code, ! ! value) ; } void input_event( struct input_dev * dev, unsigned int type, unsigned int code, int value) { unsigned long flags; if ( is_event_supported( type, dev- > evbit, EV_MAX) ) { spin_lock_irqsave( & dev- > event_lock, flags) ; add_input_randomness( type, code, value) ; //因为按键的存在随机性,所以按键是给系统提供墒随机数的好来源. 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) { . . . case EV_KEY: if ( is_event_supported( code, dev- > keybit, KEY_MAX) & & ! ! test_bit( code, dev- > key) ! = value) { //这次来的是否为新的键值 if ( value ! = 2) { __change_bit( code, dev- > key) ; //通过异或^操作,反转code对应的bitmap,如果value等于2,那么将忽略该按键 if ( value) input_start_autorepeat( dev, code) ; //键盘按下,那么开启定时检测,这样可以出现连续输入的效果 } disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS; } break ; . . . } static void input_start_autorepeat( struct input_dev * dev, int code) { if ( test_bit( EV_REP, dev- > evbit) & & dev- > rep[ REP_PERIOD] & & dev- > rep[ REP_DELAY] & & dev- > timer. data) { dev- > repeat_key = code; mod_timer( & dev- > timer, //重新启动定时器input_repeat_key,时间间隔msecs_to_jiffies(dev->rep[REP_DELAY]) jiffies + msecs_to_jiffies( dev- > rep[ REP_DELAY] ) ) ; } } static void input_repeat_key( unsigned long data) { struct input_dev * dev = ( void * ) data; unsigned long flags; spin_lock_irqsave( & dev- > event_lock, flags) ; if ( test_bit( dev- > repeat_key, dev- > key) & & is_event_supported( dev- > repeat_key, dev- > keybit, KEY_MAX) ) { input_pass_event( dev, EV_KEY, dev- > repeat_key, 2) ; //交给处理按键函数 if ( dev- > sync) { /* * Only send SYN_REPORT if we are not in a middle * of driver parsing a new hardware packet. * Otherwise assume that the driver will send * SYN_REPORT once it's done. */ input_pass_event( dev, EV_SYN, SYN_REPORT, 1) ; } if ( dev- > rep[ REP_PERIOD] ) mod_timer( & dev- > timer, jiffies + msecs_to_jiffies( dev- > rep[ REP_PERIOD] ) ) ; } spin_unlock_irqrestore( & dev- > event_lock, flags) ; } input_pass_event= > handle- > handler- > event( handle, type, code, value) ; 就是kbd_handler的kbd_event= > kbd_keycode= > atomic_notifier_call_chain( & keyboard_notifier_list, KBD_UNICODE, & param) 通知挂在keyboard链上所有等待键盘输入的应用程序, 通过register_keyboard_notifier( ) 函数可以注册到键盘链上【gliethttp. Leith】, input_dev = input_allocate_device( ) ; 申请一个input设备空间 input_dev- > open = pxa3xx_keypad_open; 给这个空间填充方法 input_dev- > close = pxa3xx_keypad_close; input_dev- > private = keypad; set_bit( EV_KEY, input_dev- > evbit) ; //键按下 set_bit( EV_REL, input_dev- > evbit) ; //键释放 pxa3xx_keypad_build_keycode( keypad) ; //设备键盘映射码该函数将根据pxa3xx_device_keypad设备下的matrix_key_map进行键控设置, pxa_set_keypad_info( & jades_keypad_info) = > 将jades_keypad_info登记为pdata; # define MAX_MATRIX_KEY_NUM ( 8 * 8) matrix_keycodes[ MAX_MATRIX_KEY_NUM] ; 表示为8* 8键盘 keypad- > matrix_keycodes[ ( row < < 3) + col] = code; 表示第row行的第col列处按键, 代表code编码值, 这个为我们内部使用. set_bit( code, input_dev- > keybit) ; //设置code为我们的键盘对操作系统可用的键盘值 if ( pdata- > direct_key_num) { for ( i = 0; i < pdata- > direct_key_num; i+ + ) { set_bit( pdata- > direct_key_map[ i] , input_dev- > keybit) ; //快捷键单元 } } set_bit( KEY_POWER, input_dev- > keybit) ; //登记电源按键为系统可见按键 input_register_device( input_dev) ; = > //注册设该备devices_subsys总线上 int input_register_device( struct input_dev * dev) { static atomic_t input_no = ATOMIC_INIT( 0) ; struct input_handler * handler; const char * path; int error ; __set_bit( EV_SYN, dev- > evbit) ; /* * If delay and period are pre-set by the driver, then autorepeating * is handled by the driver itself and we don't do it in input.c. */ init_timer( & dev- > timer) ; if ( ! dev- > rep[ REP_DELAY] & & ! dev- > rep[ REP_PERIOD] ) { dev- > timer. data = ( long ) dev; dev- > timer. function = input_repeat_key; //消抖处理函数,采用延时消抖 dev- > rep[ REP_DELAY] = 500; //250; dev- > rep[ REP_PERIOD] = 66; //33; } if ( ! dev- > getkeycode) dev- > getkeycode = input_default_getkeycode; if ( ! dev- > setkeycode) dev- > setkeycode = input_default_setkeycode; //在/sys/class/input下创建以input0,input1为目录名的input类型设备 snprintf( dev- > dev. bus_id, sizeof ( dev- > dev. bus_id) , "input%ld" , ( unsigned long ) atomic_inc_return( & input_no) - 1) ; if ( dev- > cdev. dev) dev- > dev. parent = dev- > cdev. dev; error = device_add( & dev- > dev) ; //将设备登记到设备总线上,之后将以目录和文件的形式呈现 if ( error ) return error ; path = kobject_get_path( & dev- > dev. kobj, GFP_KERNEL) ; printk( KERN_INFO "input: %s as %s/n" , dev- > name ? dev- > name : "Unspecified device" , path ? path : "N/A" ) ; kfree( path) ; error = mutex_lock_interruptible( & input_mutex) ; if ( error ) { device_del( & dev- > dev) ; return error ; } list_add_tail( & dev- > node, & input_dev_list) ; //将设备放到input的链表上,该链表上存放着所有input类型的dev设备对象【gliethttp.Leith】 list_for_each_entry( handler, & input_handler_list, node) input_attach_handler( dev, handler) ; //从input_handler_list驱动链表上尝试匹配,是否有驱动该dev设备的driver驱动,如果有,那么将匹配的驱动绑定给dev设备,来驱动这个dev. input_wakeup_procfs_readers( ) ; mutex_unlock( & input_mutex) ; return 0; } drivers/char / keyboard. c kbd_init( ) = > input_register_handler( & kbd_handler) ; 注册键盘驱动到input_handler_list链表上 static int input_attach_handler( struct input_dev * dev, struct input_handler * handler) { const struct input_device_id * id; int error ; //看看这个咚咚,是不是在黑名单里,如果在,那么就byebye了 【gliethttp.Leith】 if ( handler- > blacklist & & input_match_device( handler- > blacklist, dev) ) return - ENODEV; id = input_match_device( handler- > id_table, dev) ; if ( ! id) return - ENODEV; error = handler- > connect ( handler, dev, id) ; //ok,找到驱动该dev的driver,那么尝试连接 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 ; } kbd_connect= > input_register_handle= > input_open_device= > pxa3xx_keypad_open配置键盘io口

以下内容转自： http://ericxiao.cublog.cn/

九:evdev的初始化
Evdev的模块初始化函数为evdev_init().代码如下:
static int __init evdev_init(void)
{
         return input_register_handler(&evdev_handler);
}
它调用了input_register_handler注册了一个handler.
注意到,在这里evdev_handler中定义的minor为EVDEV_MINOR_BASE(64).也就是说evdev_handler所表示的设备文件范围为(13,64)à(13,64+32).
从之前的分析我们知道.匹配成功的关键在于handler中的blacklist和id_talbe. Evdev_handler的id_table定义如下:
static const struct input_device_id evdev_ids[] = {
         { .driver_info = 1 },     /* Matches all devices */
         { },                       /* Terminating zero entry */
};
它没有定义flags.也没有定义匹配属性值.这个handler是匹配所有input device的.从前面的分析我们知道.匹配成功之后会调用handler->connect函数.
在Evdev_handler中,该成员函数如下所示:

static int evdev_connect(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev,
                             const struct input_device_id *id)
{
         struct evdev *evdev;
         int minor;
         int error;

         for (minor = 0; minor < EVDEV_MINORS; minor++)
                   if (!evdev_table[minor])
                            break;

         if (minor == EVDEV_MINORS) {
                   printk(KERN_ERR "evdev: no more free evdev devices/n");
                   return -ENFILE;
         }
EVDEV_MINORS定义为32.表示evdev_handler所表示的32个设备文件.evdev_talbe是一个struct evdev类型的数组.struct evdev是模块使用的封装结构.在接下来的代码中我们可以看到这个结构的使用.
这一段代码的在evdev_talbe找到为空的那一项.minor就是数组中第一项为空的序号.

         evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);
         if (!evdev)
                   return -ENOMEM;

         INIT_LIST_HEAD(&evdev->client_list);
         spin_lock_init(&evdev->client_lock);
         mutex_init(&evdev->mutex);
         init_waitqueue_head(&evdev->wait);

         snprintf(evdev->name, sizeof(evdev->name), "event%d", minor);
         evdev->exist = 1;
         evdev->minor = minor;

         evdev->handle.dev = input_get_device(dev);
         evdev->handle.name = evdev->name;
         evdev->handle.handler = handler;
         evdev->handle.private = evdev;
接下来,分配了一个evdev结构,并对这个结构进行初始化.在这里我们可以看到,这个结构封装了一个handle结构,这结构与我们之前所讨论的 handler是不相同的.注意有一个字母的差别哦.我们可以把handle看成是handler和input device的信息集合体.在这个结构里集合了匹配成功的handler和input device

         strlcpy(evdev->dev.bus_id, evdev->name, sizeof(evdev->dev.bus_id));
         evdev->dev.devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor);
         evdev->dev.class = &input_class;
         evdev->dev.parent = &dev->dev;
         evdev->dev.release = evdev_free;
         device_initialize(&evdev->dev);
在这段代码里主要完成evdev封装的device的初始化.注意在这里,使它所属的类指向input_class.这样在/sysfs中创建的设备目录就会在/sys/class/input/下面显示.

         error = input_register_handle(&evdev->handle);
         if (error)
                   goto err_free_evdev;
         error = evdev_install_chrdev(evdev);
         if (error)
                   goto err_unregister_handle;

         error = device_add(&evdev->dev);
         if (error)
                   goto err_cleanup_evdev;

         return 0;

err_cleanup_evdev:
         evdev_cleanup(evdev);
err_unregister_handle:
         input_unregister_handle(&evdev->handle);
err_free_evdev:
         put_device(&evdev->dev);
         return error;
}
注册handle,如果是成功的,那么调用evdev_install_chrdev将evdev_table的minor项指向evdev. 然后将evdev->device注册到sysfs.如果失败,将进行相关的错误处理.
万事俱备了,但是要接收事件,还得要等”东风”.这个”东风”就是要打开相应的handle.这个打开过程是在文件的open()中完成的.

十:evdev设备结点的open()操作
我们知道.对主设备号为INPUT_MAJOR的设备节点进行操作,会将操作集转换成handler的操作集.在evdev中,这个操作集就是evdev_fops.对应的open函数如下示:
static int evdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
         struct evdev *evdev;
         struct evdev_client *client;
         int i = iminor(inode) - EVDEV_MINOR_BASE;
         int error;

         if (i >= EVDEV_MINORS)
                   return -ENODEV;

         error = mutex_lock_interruptible(&evdev_table_mutex);
         if (error)
                   return error;
         evdev = evdev_table[i];
         if (evdev)
                   get_device(&evdev->dev);
         mutex_unlock(&evdev_table_mutex);

         if (!evdev)
                   return -ENODEV;

         client = kzalloc(sizeof(struct evdev_client), GFP_KERNEL);
         if (!client) {
                   error = -ENOMEM;
                   goto err_put_evdev;
         }
         spin_lock_init(&client->buffer_lock);
         client->evdev = evdev;
         evdev_attach_client(evdev, client);

         error = evdev_open_device(evdev);
         if (error)
                   goto err_free_client;

         file->private_data = client;
         return 0;

err_free_client:
         evdev_detach_client(evdev, client);
         kfree(client);
err_put_evdev:
         put_device(&evdev->dev);
         return error;
}
iminor(inode) - EVDEV_MINOR_BASE就得到了在evdev_table[ ]中的序号.然后将数组中对应的evdev取出.递增devdev中device的引用计数.
分配并初始化一个client.并将它和evdev关联起来: client->evdev指向它所表示的evdev. 将client挂到evdev->client_list上. 将client赋为file的私有区.
对应handle的打开是在此evdev_open_device()中完成的.代码如下:
static int evdev_open_device(struct evdev *evdev)
{
         int retval;

         retval = mutex_lock_interruptible(&evdev->mutex);
         if (retval)
                   return retval;

         if (!evdev->exist)
                   retval = -ENODEV;
         else if (!evdev->open++) {
                   retval = input_open_device(&evdev->handle);
                   if (retval)
                            evdev->open--;
         }

         mutex_unlock(&evdev->mutex);
         return retval;
}
如果evdev是第一次打开,就会调用input_open_device()打开evdev对应的handle.跟踪一下这个函数:
int input_open_device(struct input_handle *handle)
{
         struct input_dev *dev = handle->dev;
         int retval;

         retval = mutex_lock_interruptible(&dev->mutex);
         if (retval)
                   return retval;

         if (dev->going_away) {
                   retval = -ENODEV;
                   goto out;
         }

         handle->open++;

         if (!dev->users++ && dev->open)
                   retval = dev->open(dev);

         if (retval) {
                   dev->users--;
                   if (!--handle->open) {
                            /*
                             * Make sure we are not delivering any more events
                             * through this handle
                             */
                            synchronize_rcu();
                   }
         }

out:
         mutex_unlock(&dev->mutex);
         return retval;
}
在这个函数中,我们看到.递增handle的打开计数.如果是第一次打开.则调用input device的open()函数.

十一:evdev的事件处理
经过上面的分析.每当input device上报一个事件时,会将其交给和它匹配的handler的event函数处理.在evdev中.这个event函数对应的代码为:
static void evdev_event(struct input_handle *handle,
                            unsigned int type, unsigned int code, int value)
{
         struct evdev *evdev = handle->private;
         struct evdev_client *client;
         struct input_event event;

         do_gettimeofday(&event.time);
         event.type = type;
         event.code = code;
         event.value = value;

         rcu_read_lock();

         client = rcu_dereference(evdev->grab);
         if (client)
                   evdev_pass_event(client, &event);
         else
                   list_for_each_entry_rcu(client, &evdev->client_list, node)
                            evdev_pass_event(client, &event);

         rcu_read_unlock();

         wake_up_interruptible(&evdev->wait);
}
首先构造一个struct input_event结构.并设备它的type.code,value为处理事件的相关属性.如果该设备被强制设置了handle.则调用如之对应的client.
我们在open的时候分析到.会初始化clinet并将其链入到evdev->client_list. 这样,就可以通过evdev->client_list找到这个client了.
对于找到的第一个client都会调用evdev_pass_event( ).代码如下:
static void evdev_pass_event(struct evdev_client *client,
                                 struct input_event *event)
{
         /*
          * Interrupts are disabled, just acquire the lock
          */
         spin_lock(&client->buffer_lock);
         client->buffer[client->head++] = *event;
         client->head &= EVDEV_BUFFER_SIZE - 1;
         spin_unlock(&client->buffer_lock);

         kill_fasync(&client->fasync, SIGIO, POLL_IN);
}
这里的操作很简单.就是将event保存到client->buffer中.而client->head就是当前的数据位置.注意这里是一个环形缓存区.写数据是从client->head写.而读数据则是从client->tail中读.

十二:设备节点的read处理
对于evdev设备节点的read操作都会由evdev_read()完成.它的代码如下:
static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer,
                              size_t count, loff_t *ppos)
{
         struct evdev_client *client = file->private_data;
         struct evdev *evdev = client->evdev;
         struct input_event event;
         int retval;

         if (count < evdev_event_size())
                   return -EINVAL;

         if (client->head == client->tail && evdev->exist &&
             (file->f_flags & O_NONBLOCK))
                   return -EAGAIN;

         retval = wait_event_interruptible(evdev->wait,
                   client->head != client->tail || !evdev->exist);
         if (retval)
                   return retval;

         if (!evdev->exist)
                   return -ENODEV;

         while (retval + evdev_event_size() <= count &&
                evdev_fetch_next_event(client, &event)) {

                   if (evdev_event_to_user(buffer + retval, &event))
                            return -EFAULT;

                   retval += evdev_event_size();
         }

         return retval;
}
首先,它判断缓存区大小是否足够.在读取数据的情况下,可能当前缓存区内没有数据可读.在这里先睡眠等待缓存区中有数据.如果在睡眠的时候,.条件满足.是不会进行睡眠状态而直接返回的.
然后根据read()提够的缓存区大小.将client中的数据写入到用户空间的缓存区中.
十三:设备节点的写操作
同样.对设备节点的写操作是由evdev_write()完成的.代码如下:

static ssize_t evdev_write(struct file *file, const char __user *buffer,
                               size_t count, loff_t *ppos)
{
         struct evdev_client *client = file->private_data;
         struct evdev *evdev = client->evdev;
         struct input_event event;
         int retval;

         retval = mutex_lock_interruptible(&evdev->mutex);
         if (retval)
                   return retval;

         if (!evdev->exist) {
                   retval = -ENODEV;
                   goto out;
         }

         while (retval < count) {

                   if (evdev_event_from_user(buffer + retval, &event)) {
                            retval = -EFAULT;
                            goto out;
                   }

                   input_inject_event(&evdev->handle,
                                        event.type, event.code, event.value);
                   retval += evdev_event_size();
         }

out:
         mutex_unlock(&evdev->mutex);
         return retval;
}
首先取得操作设备文件所对应的evdev.
实际上,这里写入设备文件的是一个event结构的数组.我们在之前分析过,这个结构里包含了事件的type.code和event.
将写入设备的event数组取出.然后对每一项调用event_inject_event().
这个函数的操作和input_event()差不多.就是将第一个参数handle转换为输入设备结构.然后这个设备再产生一个事件.
代码如下:
void input_inject_event(struct input_handle *handle,
                            unsigned int type, unsigned int code, int value)
{
         struct input_dev *dev = handle->dev;
         struct input_handle *grab;
         unsigned long flags;

         if (is_event_supported(type, dev->evbit, EV_MAX)) {
                   spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);

                   rcu_read_lock();
                   grab = rcu_dereference(dev->grab);
                   if (!grab || grab == handle)
                            input_handle_event(dev, type, code, value);
                   rcu_read_unlock();

                   spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
         }
}
我们在这里也可以跟input_event()对比一下,这里设备可以产生任意事件,而不需要和设备所支持的事件类型相匹配.
由此可见.对于写操作而言.就是让与设备文件相关的输入设备产生一个特定的事件.
将上述设备文件的操作过程以图的方式表示如下：

十四:小结
在这一节点,分析了整个input子系统的架构,各个环节的流程.最后还以evdev为例.将各个流程贯穿在一起.以加深对input子系统的理解.由此也可以看出.linux设备驱动采用了分层的模式.从最下层的设备模型到设备,驱动,总线再到input子系统最后到input device.这样的分层结构使得最上层的驱动不必关心下层是怎么实现的.而下层驱动又为多种型号同样功能的驱动提供了一个统一的接口.

一：前言

在键盘驱动代码分析的笔记中，接触到了input子系统.键盘驱动，键盘驱动将检测到的所有按键都上报给了input子系统。Input子系统是所有I/O设备驱动的中间层，为上层提供了一个统一的界面。例如，在终端系统中，我们不需要去管有多少个键盘，多少个鼠标。它只要从input子系统中去取对应的事件(按键，鼠标移位等)就可以了。今天就对input子系统做一个详尽的分析.

下面的代码是基于linux kernel 2.6.25.分析的代码主要位于kernel2.6.25/drivers/input下面.

二：使用input子系统的例子

在内核自带的文档Documentation/input/input-programming.txt中。有一个使用input子系统的例子，并附带相应的说明。以此为例分析如下：

#include <linux/input.h>

#include <linux/module.h>

#include <linux/init.h>

#include <asm/irq.h>

#include <asm/io.h>

static void button_interrupt(int irq, void *dummy, struct pt_regs *fp)

{

input_report_key(&button_dev, BTN_1, inb(BUTTON_PORT) & 1);

input_sync(&button_dev);

}

static int __init button_init(void)

{

if (request_irq(BUTTON_IRQ, button_interrupt, 0, "button", NULL)) {

printk(KERN_ERR "button.c: Can't allocate irq %d/n", button_irq);

return -EBUSY;

}

button_dev.evbit[0] = BIT(EV_KEY);

button_dev.keybit[LONG(BTN_0)] = BIT(BTN_0);

input_register_device(&button_dev);

}

static void __exit button_exit(void)

{

input_unregister_device(&button_dev);

free_irq(BUTTON_IRQ, button_interrupt);

}

module_init(button_init);

module_exit(button_exit);

这个示例module代码还是比较简单，在初始化函数里注册了一个中断处理例程。然后注册了一个input device.在中断处理程序里，将接收到的按键上报给input子系统。

文档的作者在之后的分析里又对这个module作了优化。主要是在注册中断处理的时序上。在修改过后的代码里，为input device定义了open函数，在open的时候再去注册中断处理例程。具体的信息请自行参考这篇文档。在资料缺乏的情况下，kernel自带的文档就是剖析kernel相关知识的最好资料.

文档的作者还分析了几个api函数。列举如下：

1):set_bit(EV_KEY, button_dev.evbit);

set_bit(BTN_0, button_dev.keybit);

分别用来设置设备所产生的事件以及上报的按键值。Struct iput_dev中有两个成员，一个是evbit.一个是keybit.分别用表示设备所支持的动作和按键类型。

2): input_register_device(&button_dev);

用来注册一个input device.

3): input_report_key()

用于给上层上报一个按键动作

4): input_sync()

用来告诉上层，本次的事件已经完成了.

5): NBITS(x) - returns the length of a bitfield array in longs for x bits

LONG(x) - returns the index in the array in longs for bit x

BIT(x) - returns the index in a long for bit x

这几个宏在input子系统中经常用到。上面的英文解释已经很清楚了。

三：input设备注册分析.

Input设备注册的接口为：input_register_device()。代码如下：

int input_register_device(struct input_dev *dev)

{

static atomic_t input_no = ATOMIC_INIT(0);

struct input_handler *handler;

const char *path;

int error;

__set_bit(EV_SYN, dev->evbit);

* If delay and period are pre-set by the driver, then autorepeating

* is handled by the driver itself and we don't do it in input.c.

init_timer(&dev->timer);

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;

}

在前面的分析中曾分析过。Input_device的evbit表示该设备所支持的事件。在这里将其EV_SYN置位，即所有设备都支持这个事件.如果dev->rep[REP_DELAY]和dev->rep[REP_PERIOD]没有设值，则将其赋默认值。这主要是处理重复按键的.

if (!dev->getkeycode)

dev->getkeycode = input_default_getkeycode;

if (!dev->setkeycode)

dev->setkeycode = input_default_setkeycode;

snprintf(dev->dev.bus_id, sizeof(dev->dev.bus_id),

"input%ld", (unsigned long) atomic_inc_return(&input_no) - 1);

error = device_add(&dev->dev);

if (error)

return error;

path = kobject_get_path(&dev->dev.kobj, GFP_KERNEL);

printk(KERN_INFO "input: %s as %s/n",

dev->name ? dev->name : "Unspecified device", path ? path : "N/A");

kfree(path);

error = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);

if (error) {

device_del(&dev->dev);

return error;

}

如果input device没有定义getkeycode和setkeycode.则将其赋默认值。还记得在键盘驱动中的分析吗?这两个操作函数就可以用来取键的扫描码和设置键的扫描码。然后调用device_add()将input_dev中封装的device注册到sysfs

list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list);

list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)

input_attach_handler(dev, handler);

input_wakeup_procfs_readers();

mutex_unlock(&input_mutex);

return 0;

}

这里就是重点了。将input device 挂到input_dev_list链表上.然后，对每一个挂在input_handler_list的handler调用 input_attach_handler().在这里的情况有好比设备模型中的device和driver的匹配。所有的input device都挂在input_dev_list链上。所有的handle都挂在input_handler_list上。

看一下这个匹配的详细过程。匹配是在input_attach_handler()中完成的。代码如下：

static int input_attach_handler(struct input_dev *dev, struct input_handler *handler)

{

const struct input_device_id *id;

int error;

if (handler->blacklist && input_match_device(handler->blacklist, dev))

return -ENODEV;

id = input_match_device(handler->id_table, dev);

if (!id)

return -ENODEV;

error = handler->connect(handler, dev, id);

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;

}

如果handle的blacklist被赋值。要先匹配blacklist中的数据跟dev->id的数据是否匹配。匹配成功过后再来匹配handle->id和dev->id中的数据。如果匹配成功，则调用handler->connect().

来看一下具体的数据匹配过程，这是在input_match_device()中完成的。代码如下：

static const struct input_device_id *input_match_device(const struct input_device_id *id,

struct input_dev *dev)

{

int i;

for (; id->flags || id->driver_info; id++) {

if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_BUS)

if (id->bustype != dev->id.bustype)

continue;

if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_VENDOR)

if (id->vendor != dev->id.vendor)

continue;

if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_PRODUCT)

if (id->product != dev->id.product)

continue;

if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_VERSION)

if (id->version != dev->id.version)

continue;

MATCH_BIT(evbit, EV_MAX);

MATCH_BIT(,, 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;

}

MATCH_BIT宏的定义如下：

#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;

由此看到。在id->flags中定义了要匹配的项。定义INPUT_DEVICE_ID_MATCH_BUS。则是要比较input device和input handler的总线类型。 INPUT_DEVICE_ID_MATCH_VENDOR，INPUT_DEVICE_ID_MATCH_PRODUCT，INPUT_DEVICE_ID_MATCH_VERSION 分别要求设备厂商。设备号和设备版本.

如果id->flags定义的类型匹配成功。或者是id->flags没有定义，就会进入到MATCH_BIT的匹配项了.从 MATCH_BIT宏的定义可以看出。只有当iput 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.

简而言之,注册input device的过程就是为input device设置默认值，并将其挂以input_dev_list.与挂载在input_handler_list中的handler相匹配。如果匹配成功，就会调用handler的connect函数.

四:handler注册分析

Handler注册的接口如下所示:

int input_register_handler(struct input_handler *handler)

{

struct input_dev *dev;

int retval;

retval = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);

if (retval)

return retval;

INIT_LIST_HEAD(&handler->h_list);

if (handler->fops != NULL) {

if (input_table[handler->minor >> 5]) {

retval = -EBUSY;

goto out;

}

input_table[handler->minor >> 5] = handler;

}

list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);

list_for_each_entry(dev, &input_dev_list, node)

input_attach_handler(dev, handler);

input_wakeup_procfs_readers();

out:

mutex_unlock(&input_mutex);

return retval;

}

handler->minor表示对应input设备节点的次设备号.以handler->minor右移五位做为索引值插入到input_table[ ]中..之后再来分析input_talbe[ ]的作用.

然后将handler挂到input_handler_list中.然后将其与挂在input_dev_list中的input device匹配.这个过程和input device的注册有相似的地方.都是注册到各自的链表,.然后与另外一条链表的对象相匹配.

五:handle的注册

int input_register_handle(struct input_handle *handle)

{

struct input_handler *handler = handle->handler;

struct input_dev *dev = handle->dev;

int error;

* We take dev->mutex here to prevent race with

* input_release_device().

error = mutex_lock_interruptible(&dev->mutex);

if (error)

return error;

list_add_tail_rcu(&handle->d_node, &dev->h_list);

mutex_unlock(&dev->mutex);

synchronize_rcu();

* Since we are supposed to be called from ->connect()

* which is mutually exclusive with ->disconnect()

* we can't be racing with input_unregister_handle()

* and so separate lock is not needed here.

list_add_tail(&handle->h_node, &handler->h_list);

if (handler->start)

handler->start(handle);

return 0;

}

在这个函数里所做的处理其实很简单.将handle挂到所对应input device的h_list链表上.还将handle挂到对应的handler的hlist链表上.如果handler定义了start函数,将调用之.

到这里,我们已经看到了input device, handler和handle是怎么关联起来的了.以图的方式总结如下：

六:event事件的处理

我们在开篇的时候曾以linux kernel文档中自带的代码作分析.提出了几个事件上报的API.这些API其实都是input_event()的封装.代码如下:

void input_event(struct input_dev *dev,

unsigned int type, unsigned int code, int value)

{

unsigned long flags;

//判断设备是否支持这类事件

if (is_event_supported(type, dev->evbit, EV_MAX)) {

spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);

//利用键盘输入来调整随机数产生器

add_input_randomness(type, code, value);

input_handle_event(dev, type, code, value);

spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);

}

首先,先判断设备产生的这个事件是否合法.如果合法,流程转入到input_handle_event()中.

代码如下:

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_SYN:

switch (code) {

case SYN_CONFIG:

disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;

break;

case SYN_REPORT:

if (!dev->sync) {

dev->sync = 1;

disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;

}

break;

}

break;

case EV_KEY:

//判断按键值是否被支持

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);

}

disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;

}

break;

case EV_SW:

if (is_event_supported(code, dev->swbit, SW_MAX) &&

!!test_bit(code, dev->sw) != value) {

__change_bit(code, dev->sw);

disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;

}

break;

case EV_ABS:

if (is_event_supported(code, dev->absbit, ABS_MAX)) {

value = input_defuzz_abs_event(value,

dev->abs[code], dev->absfuzz[code]);

if (dev->abs[code] != value) {

dev->abs[code] = value;

disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;

}

break;

case EV_REL:

if (is_event_supported(code, dev->relbit, REL_MAX) && value)

disposition = INPUT_PASS_TO_HANDLERS;

break;

case EV_MSC:

if (is_event_supported(code, dev->mscbit, MSC_MAX))

disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;

break;

case EV_LED:

if (is_event_supported(code, dev->ledbit, LED_MAX) &&

!!test_bit(code, dev->led) != value) {

__change_bit(code, dev->led);

disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;

}

break;

case EV_SND:

if (is_event_supported(code, dev->sndbit, SND_MAX)) {

if (!!test_bit(code, dev->snd) != !!value)

__change_bit(code, dev->snd);

disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;

}

break;

case EV_REP:

if (code <= REP_MAX && value >= 0 && dev->rep[code] != value) {

dev->rep[code] = value;

disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;

}

break;

case EV_FF:

if (value >= 0)

disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;

break;

case EV_PWR:

disposition = INPUT_PASS_TO_ALL;

break;

}

if (type != EV_SYN)

dev->sync = 0;

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);

}

在这里,我们忽略掉具体事件的处理.到最后,如果该事件需要input device来完成的,就会将disposition设置成INPUT_PASS_TO_DEVICE.如果需要handler来完成的,就将 dispostion设为INPUT_PASS_TO_DEVICE.如果需要两者都参与,将disposition设置为 INPUT_PASS_TO_ALL.

需要输入设备参与的,回调设备的event函数.如果需要handler参与的.调用input_pass_event().代码如下:

static void input_pass_event(struct input_dev *dev,

unsigned int type, unsigned int code, int value)

{

struct input_handle *handle;

rcu_read_lock();

handle = rcu_dereference(dev->grab);

if (handle)

handle->handler->event(handle, type, code, value);

else

list_for_each_entry_rcu(handle, &dev->h_list, d_node)

if (handle->open)

handle->handler->event(handle,

type, code, value);

rcu_read_unlock();

}

如果input device被强制指定了handler,则调用该handler的event函数.

结合handle注册的分析.我们知道.会将handle挂到input device的h_list链表上.

如果没有为input device强制指定handler.就会遍历input device->h_list上的handle成员.如果该handle被打开,则调用与输入设备对应的handler的event()函数.注意,只有在handle被打开的情况下才会接收到事件.

另外,输入设备的handler强制设置一般是用带EVIOCGRAB标志的ioctl来完成的.如下是发图的方示总结evnet的处理过程：

我们已经分析了input device,handler和handle的注册过程以及事件的上报和处理.下面以evdev为实例做分析.来贯穿理解一下整个过程.

七:evdev概述

Evdev对应的设备节点一般位于/dev/input/event0 ~ /dev/input/event4.理论上可以对应32个设备节点.分别代表被handler匹配的32个input device.

可以用cat /dev/input/event0.然后移动鼠标或者键盘按键就会有数据输出(两者之间只能选一.因为一个设备文件只能关能一个输入设备).还可以往这个文件里写数据,使其产生特定的事件.这个过程我们之后再详细分析.

为了分析这一过程,必须从input子系统的初始化说起.

八:input子系统的初始化

Input子系统的初始化函数为input_init().代码如下:

static int __init input_init(void)

{

int err;

err = class_register(&input_class);

if (err) {

printk(KERN_ERR "input: unable to register input_dev class/n");

return err;

}

err = input_proc_init();

if (err)

goto fail1;

err = register_chrdev(INPUT_MAJOR, "input", &input_fops);

if (err) {

printk(KERN_ERR "input: unable to register char major %d", INPUT_MAJOR);

goto fail2;

}

return 0;

fail2: input_proc_exit();

fail1: class_unregister(&input_class);

return err;

}

在这个初始化函数里,先注册了一个名为”input”的类.所有input device都属于这个类.在sysfs中表现就是．所有input device所代表的目录都位于/dev/class/input下面.

然后调用input_proc_init()在/proc下面建立相关的交互文件.

再后调用register_chrdev()注册了主设备号为INPUT_MAJOR(13).次设备号为0~255的字符设备.它的操作指针为input_fops.

在这里,我们看到.所有主设备号13的字符设备的操作最终都会转入到input_fops中.在前面分析的/dev/input/event0~/dev/input/event4的主设备号为13.操作也不例外的落在了input_fops中.

Input_fops定义如下:

static const struct file_operations input_fops = {

.owner = THIS_MODULE,

.open = input_open_file,

};

打开文件所对应的操作函数为input_open_file.代码如下示:

static int input_open_file(struct inode *inode, struct file *file)

{

struct input_handler *handler = input_table[iminor(inode) >> 5];

const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;

int err;

/* No load-on-demand here? */

if (!handler || !(new_fops = fops_get(handler->fops)))

return -ENODEV;

iminor(inode)为打开文件所对应的次设备号.input_table是一个struct input_handler全局数组.在这里.它先设备结点的次设备号右移5位做为索引值到input_table中取对应项.从这里我们也可以看到.一个handle代表1<<5个设备节点(因为在input_table中取值是以次备号右移5位为索引的.即低5位相同的次备号对应的是同一个索引).在这里,终于看到了input_talbe大显身手的地方了.input_talbe[ ]中取值和input_talbe[ ]的赋值,这两个过程是相对应的.

在input_table中找到对应的handler之后,就会检验这个handle是否存,是否带有fops文件操作集.如果没有.则返回一个设备不存在的错误.

* That's _really_ odd. Usually NULL ->open means "nothing special",

* not "no device". Oh, well...

if (!new_fops->open) {

fops_put(new_fops);

return -ENODEV;

}

old_fops = file->f_op;

file->f_op = new_fops;

err = new_fops->open(inode, file);

if (err) {

fops_put(file->f_op);

file->f_op = fops_get(old_fops);

}

fops_put(old_fops);

return err;

}

然后将handler中的fops替换掉当前的fops.如果新的fops中有open()函数,则调用它.

浅析linux下鼠标驱动的实现

【浅析linux下键盘设备工作和注册流程】

对于鼠标驱动和前面分析过的键盘驱动都是共用input模型, 所以, 对于事件上报和处理的方式都没有区别, 只是mouse鼠标驱动当上报完dx, dy, left , middle, right之后, 需要调用input_sync( ) , 将前面上报的仅仅填充在缓冲区中的数据, 通过mousedev_notify_readers( ) 发送给open了的挂接在mousedev- > client_list链表上等待获取鼠标信息的client门, 鼠标设备和键盘设备类似都是在/ dev/ input/ 目录下创建了一个char类型的设备节点, 由应用程序使用read或者poll来阻塞调用, 对于键盘设备为/ dev/ input/ event0, . . . ,/ dev/ input/ eventx, 对于鼠标设备为/ dev/ input/ mouse0, . . . , / dev/ input/ mousex, 可以使用sudo cat / dev/ input/ event0来从终端上截获显示按键的信息, 使用sudo cat / dev/ input/ mouse0来捕捉鼠标的信息. 让我们来看看驱动源码【gliethttp. Leith】： = = = = = = = = = = = = drivers/input/mouse/amimouse. c= = = = = = = = = = = = input_report_rel( amimouse_dev, REL_X, dx) ; input_report_rel( amimouse_dev, REL_Y, dy) ; input_report_key( amimouse_dev, BTN_LEFT, ciaa. pra & 0x40) ; input_report_key( amimouse_dev, BTN_MIDDLE, potgor & 0x0100) ; input_report_key( amimouse_dev, BTN_RIGHT, potgor & 0x0400) ; input_sync( amimouse_dev) ; // 拷贝到open了的每个client的client->packets[16]环形缓冲区,每个应用程序在调用open时, mousedev_open都会调用kzalloc来申请一个独立的mousedev_client结构体,然后将该client挂接到mousedev ->client_list链表,最后由mousedev_notify_readers向mousedev->client_list链表上挂接的每个client拷贝鼠标信息,最后wake_up唤醒read或poll. = = = = = = = = = = = = drivers/input/mousedev. c= = = = = = = = = = = = mousedev_read= > mousedev_packet= > 如果dx, dy, dz同时都为0, 说明鼠标停止了, 那么client- > ready= 0; mousedev_event( dev, EV_SYN, SYN_REPORT, 0) = > mousedev_notify_readers= > 如果dx, dy, dz有一个发生了移动或者鼠标按键上一次的按键不同, 那么client- > ready = 1; 拷贝数据到mousedev- > client_list链表上挂接的每个client的环形缓冲区, 最后调用wake_up_interruptible( & mousedev- > wait) ; 唤醒因为read或者poll操作而被pending住的应用程序, 比如xWindows系统或者MiniGUI系统. mousedev_write= > mousedev_generate_response= > 向client- > ps2[ 6] 缓冲区填充数据, 有效数据的个数为client- > bufsiz, 之后执行如下赋值client- > buffer = client- > bufsiz; 让client- > buffer等于client- > ps2[ 6] 数据缓冲区中有效数据的个数. static ssize_t mousedev_read( struct file * file , char __user * buffer, size_t count , loff_t * ppos) { struct mousedev_client * client = file - > private_data; struct mousedev * mousedev = client- > mousedev; signed char data[ sizeof ( client- > ps2) ] ; int retval = 0; if ( ! client- > ready & & ! client- > buffer & & mousedev- > exist & & ( file - > f_flags & O_NONBLOCK) ) return - EAGAIN; retval = wait_event_interruptible( mousedev- > wait, ! mousedev- > exist | | client- > ready | | client- > buffer) ; //等待条件满足或者信号发生,client->ready和client->buffer都可以在调用wake_up_interruptible(&mousedev->wait)之后,因为为真,而继续往下执行. if ( retval) return retval; if ( ! mousedev- > exist) return - ENODEV; spin_lock_irq( & client- > packet_lock) ; //禁止中断 if ( ! client- > buffer & & client- > ready) { mousedev_packet( client, client- > ps2) ; client- > buffer = client- > bufsiz; } if ( count > client- > buffer) count = client- > buffer; memcpy ( data, client- > ps2 + client- > bufsiz - client- > buffer, count ) ; //所以从这里可以看出,client->bufsiz为ps2[]数组有效数据索引的上限值, //client->buffer为ps2[]数组索引的下限值 client- > buffer - = count ; //这样之后,再次执行read时,将会接续该buffer偏移位置继续读取. spin_unlock_irq( & client- > packet_lock) ; //打开中断 if ( copy_to_user( buffer, data, count ) ) //拷贝到用户空间 return - EFAULT; return count ; } 对于mouse和keyboard来说poll方法是同时处理多项输入的相当高效的信息处理方法, 应用程序可以使用select或者poll甚至epoll来等待多个事件的发生, 比如同时等待mouse和key的发生, 然后来统一处理【gliethttp.Leith】. static unsigned int mousedev_poll( struct file * file , poll_table * wait) { struct mousedev_client * client = file - > private_data; struct mousedev * mousedev = client- > mousedev; poll_wait( file , & mousedev- > wait, wait) ; return ( ( client- > ready | | client- > buffer) ? ( POLLIN | POLLRDNORM) : 0) | ( mousedev- > exist ? 0 : ( POLLHUP | POLLERR) ) ; } 以上鼠标input事件和键盘的input时间基本一致, 最后都是调用input_report_rel( ) 、input_report_key( )等, 不同的是mousedev_event只有当调用input_sync才会发生向client的数据拷贝动作, 而键盘的evdev_event的事件处理函数不管是什么信息都会执行如下遍历: list_for_each_entry_rcu( client, & evdev- > client_list, node) evdev_pass_event( client, & event) ; 来完成向每个client数据buffer拷贝数据【gliethttp. Leith】.

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