Linux驱动-输入子系统框架
时间：2018-11-28 11:36:01
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[导读]部分内容参考Linux学习之路,表示感谢.
输入子系统一般将该类驱动划分为3部分，事件处理层为纯软件的东西，设备层涉及底层硬件，它们通过核心层建立联系，对外提供open write等接口。
部分内容参考Linux学习之路,表示感谢.
① 在 input_init 中注册了字符设备驱动
err = register_chrdev(INPUT_MAJOR, "input", &input_fops);
static const struct file_operations input_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = input_open_file,
};② 在注册的fops中，仅仅只有1个open函数，下面我们来看这个open函数input_open_file
static int input_open_file(struct inode *inode, struct file *file)
{
// 定义一个input_handler指针，根据次设备号，从 input_table 数组中取出对应的 handler
struct input_handler *handler = input_table[iminor(inode) >> 5];
const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;
// 将 handler 的fops赋值给file->f_op,并用调用新的open函数
old_fops = file->f_op;
file->f_op = fops_get(handler->fops);
err = file->f_op->open(inode, file);二、事件处理层，注册input_handler ① 放入链表、数组（input_register_handler）就这样，Input.c 实现了一个通用对外接口。
input.c/input_register_handler 函数中 创建了handler并对它进行一定的设置，提供fops函数，将它放入input_table
int input_register_handler(struct input_handler *handler)
{
// 将 handler 放入 input_table
input_table[handler->minor >> 5] = handler;
// 将 handler 放入 input_handler_list 链表
list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);
// 取出 input_dev_list 链表中的每一个 dev 与 该 handler 进行 比对
list_for_each_entry(dev, &input_dev_list, node)
input_attach_handler(dev, handler);
}以 Evdev.c 为例来更好的进行说明
static struct input_handler evdev_handler = {
.event = evdev_event,
.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);
}app: read > ... > file->f_op->read == handler->fops->read == evdev_handler->evdev_fops->evdev_read
/* 读函数中 如果没有事件上报休眠，等待上报事件 唤醒休眠，将事件传送到用户空间 */
static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer, size_t count, loff_t *ppos)
{
//如果无数据可读，且为非阻塞方式 立刻返回
if (client->head == client->tail && evdev->exist && (file->f_flags & O_NONBLOCK))
return -EAGAIN;
//否则，进入休眠
retval = wait_event_interruptible(evdev->wait,
client->head != client->tail || !evdev->exist);
//将内核空间数据拷贝到用户空间，略
return retval;
}static int input_attach_handler(struct input_dev *dev, struct input_handler *handler)
{
// 看 dev.id 是否存在于 handler->id_table 中
id = input_match_device(handler->id_table, dev);
if (!id)
return -ENODEV;
// 在的话，调用 handler->connect
error = handler->connect(handler, dev, id);
}我们以 Evdev.c 为例，看一下connect函数
static int evdev_connect(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev,
const struct input_device_id *id)
{
// 不要关心 evdev ，只看 evdev->handle 即可，这里构建了一个 handle ,注意不是handler
// handle 就是个 中间件，可以理解成胶带，它把 hander 与 dev 连在一起
evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL);
// 第一次建立联系，在 handle 中记录 dev 与 handle 的信息，这样通过handle就可以找到dev与handler
// 即是 实现 handle -> dev handle -> hander 的联系
evdev->handle.dev = dev;
evdev->handle.handler = handler;
// 申请设备号，创建设备节点
devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor),
dev_set_name(&evdev->dev, "event%d", minor);
// 在input 类下面创建设备,文件夹的名字是 evdev->name ->inputn ,设备名是 dev->cdev.dev.name -> eventn
cdev = class_device_create(&input_class, &dev->cdev, devt,
dev->cdev.dev, evdev->name);
// 注册 handle
error = input_register_handle(&evdev->handle);
}int input_register_handle(struct input_handle *handle)
{
struct input_handler *handler = handle->handler;
// 将handle 记录在 dev->h_list 中
list_add_tail(&handle->d_node, &handle->dev->h_list);
// 将handle 记录在 handler->h_list 中
list_add_tail(&handle->h_node, &handler->h_list);
// 至此，dev 与 hander 也可以找到handle了，dev <-> handle <-> handler 之间畅通无阻
}int input_register_device(struct input_dev *dev)
{
// 将 dev 放入 input_dev_list
list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list);
// 匹配 handler ,参考 ①、②
list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)
input_attach_handler(dev, handler);
}以上面Evdev.c读按键为例：假设无按键按下进如休眠模式
wait_event_interruptible(evdev->wait,
client->head != client->tail || !evdev->exist);那么谁来唤醒休眠呢？
static void evdev_event(struct input_handle *handle, unsigned int type, unsigned int code, int value)
{
wake_up_interruptible(&evdev->wait);
}例如：Gpio_keys.c 中断处理函数中
static irqreturn_t gpio_keys_isr(int irq, void *dev_id)
{
// 上报事件
input_event(input, type, button->code, !!state);
input_sync(input);
return IRQ_HANDLED;
}回看input.c/input_event函数
input_event(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value)
struct input_handle *handle;
list_for_each_entry(handle, &dev->h_list, d_node)
if (handle->open)
handle->handler->event(handle, type, code, value);wake_up_interruptible(&evdev->wait);
四、写一个基于Input子系统的设备驱动
事件处理层不用我们管了，- -是暂时能力有限管不了。写写设备层的程序就好了。
软件设计流程：
/* 1. 分配一个Input_dev结构体 */
/* 2. 设置 支持哪一类事件，该类事件里的那些事件*/
/* 3.注册 */
/* 4.硬件相关操作 */
流程图：
设置事件的类型：
/*事件类型：*/
struct input_dev {
void *private; //输入设备私有指针，一般指向用于描述设备驱动层的设备结构
const char *name; //提供给用户的输入设备的名称
const char *phys; //提供给编程者的设备节点的名称
const char *uniq; //指定唯一的ID号，就像MAC地址一样
struct input_id id; //输入设备标识ID，用于和事件处理层进行匹配
unsigned long evbit[NBITS(EV_MAX)]; //位图，记录设备支持的事件类型
/*
* #define EV_SYN 0x00 //同步事件
* #define EV_KEY 0x01 //按键事件
* #define EV_REL 0x02 //相对坐标
* #define EV_ABS 0x03 //绝对坐标
* #define EV_MSC 0x04 //其它
* #define EV_SW 0x05 //开关事件
* #define EV_LED 0x11 //LED事件
* #define EV_SND 0x12
* #define EV_REP 0x14 //重复上报
* #define EV_FF 0x15
* #define EV_PWR 0x16
* #define EV_FF_STATUS 0x17
* #define EV_MAX 0x1f
*/
unsigned long keybit[NBITS(KEY_MAX)]; //位图，记录设备支持的按键类型
unsigned long relbit[NBITS(REL_MAX)]; //位图，记录设备支持的相对坐标
unsigned long absbit[NBITS(ABS_MAX)]; //位图，记录设备支持的绝对坐标
unsigned long mscbit[NBITS(MSC_MAX)]; //位图，记录设备支持的其他功能
unsigned long ledbit[NBITS(LED_MAX)]; //位图，记录设备支持的指示灯
unsigned long sndbit[NBITS(SND_MAX)]; //位图，记录设备支持的声音或警报
unsigned long ffbit[NBITS(FF_MAX)]; //位图，记录设备支持的作用力功能
unsigned long swbit[NBITS(SW_MAX)]; //位图，记录设备支持的开关功能
unsigned int keycodemax; //设备支持的最大按键值个数
unsigned int keycodesize; //每个按键的字节大小
void *keycode; //指向按键池，即指向按键值数组首地址
int (*setkeycode)(struct input_dev *dev, int scancode, int keycode); //修改按键值
int (*getkeycode)(struct input_dev *dev, int scancode, int *keycode); //获取按键值
struct ff_device *ff;
unsigned int repeat_key; //支持重复按键
struct timer_list timer; //设置当有连击时的延时定时器
int state;
int sync; //同步事件完成标识，为1说明事件同步完成
int abs[ABS_MAX + 1]; //记录坐标的值
int rep[REP_MAX + 1]; //记录重复按键的参数值
unsigned long key[NBITS(KEY_MAX)]; //位图，按键的状态
unsigned long led[NBITS(LED_MAX)]; //位图，led的状态
unsigned long snd[NBITS(SND_MAX)]; //位图，声音的状态
unsigned long sw[NBITS(SW_MAX)]; //位图，开关的状态
int absmax[ABS_MAX + 1]; //位图，记录坐标的最大值
int absmin[ABS_MAX + 1]; //位图，记录坐标的最小值
int absfuzz[ABS_MAX + 1]; //位图，记录坐标的分辨率
int absflat[ABS_MAX + 1]; //位图，记录坐标的基准值
int (*open)(struct input_dev *dev); //输入设备打开函数
void (*close)(struct input_dev *dev); //输入设备关闭函数
int (*flush)(struct input_dev *dev, struct file *file); //输入设备断开后刷新函数
int (*event)(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value); //事件处理
struct input_handle *grab;
struct mutex mutex; //用于open、close函数的连续访问互斥
unsigned int users;
struct class_device cdev; //输入设备的类信息
union { //设备结构体
struct device *parent;
} dev;
struct list_head h_list; //handle链表
struct list_head node; //input_dev链表
}; 驱动函数:buttons_drv.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
struct pin_desc {
int irq;
char *name;
unsigned int pin;
unsigned int key_val;
};
struct pin_desc pins_desc[3] = {
{IRQ_EINT0, "s2",S3C2410_GPF0,KEY_L},
{IRQ_EINT2, "s3",S3C2410_GPF2,KEY_S},
{IRQ_EINT11,"s4",S3C2410_GPG3,KEY_ENTER},
};
static struct input_dev *buttons_dev;
static struct pin_desc *irq_pd;
static struct timer_list buttons_timer;
static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id)
{
/* 设置定时器，发生中断后10ms后再去读电平值 */
irq_pd = (struct pin_desc *)dev_id;
mod_timer(&buttons_timer,jiffies+HZ/100);
return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}
static void buttons_timer_function(unsigned long data)
{
struct pin_desc *pindesc = irq_pd;
unsigned int pinval;
if(!pindesc)
return;
pinval = s3c2410_gpio_getpin(pindesc->pin);
if(pinval)
{
/* 松开 : 最后一个参数: 0-松开，1-按下 */
input_event(buttons_dev,EV_KEY,pindesc->key_val,0);
}
else
{
/* 按下 : 最后一个参数: 0-松开，1-按下 */
input_event(buttons_dev,EV_KEY,pindesc->key_val,1);
}
}
static int buttons_init(void)
{
int i;
/* 1. 分配一个input_dev结构体 */
buttons_dev = input_allocate_device();
/* 2. 设置 */
/* 2.1 能产生哪类事件 */
set_bit(EV_KEY,buttons_dev->evbit);
set_bit(EV_REP, buttons_dev->evbit);//用于重复事件，按下按键不松开可一直输入
/* 2.2 能产生这类事件里的哪些操作:L,S,ENTER */
set_bit(KEY_L,buttons_dev->keybit);
set_bit(KEY_S,buttons_dev->keybit);
set_bit(KEY_ENTER,buttons_dev->keybit);
/* 3. 注册 */
input_register_device(buttons_dev);
/* 4. 硬件相关的操作 */
init_timer(&buttons_timer);
buttons_timer.function = buttons_timer_function;
add_timer(&buttons_timer);
for(i = 0 ;i < 3;i++)
{
request_irq(pins_desc[i].irq, buttons_irq,IRQT_BOTHEDGE,pins_desc[i].name,&pins_desc[i]);
}
return 0;
}
static void buttons_exit(void)
{
int i;
for(i = 0;i < 3;i++)
{
free_irq(pins_desc[i].irq,&pins_desc[i]);
}
del_timer(&buttons_timer);
input_unregister_device(buttons_dev);
input_free_device(buttons_dev);
}
module_init(buttons_init);
module_exit(buttons_exit);
MODULE_LICENSE("GPL"); cat /dev/tty1
这里有个问题就是必须按下回车才会出现回显，因为我们默认的输出设备为串口，现在将他改为tty1，使用
exec 0
hexdump /dev/event1 查看用户得到的数据和驱动中的数据比对
硬件有数据产生时，调用input_event 上报时间（上报事件核心）
--》handle->handler->event(handle, type, code, value);//从输入设备的h_list里面找出handle，从handle得到handler，调用它的event函数
--》evdev_event//记录按键值-->发信号--》唤醒程序,因为之前read时没数据会休眠;那么我们这里：
open(/dev/event1)–》read > ... > –》evdev_handler->evdev_fops->evdev_read–》evdev_event_to_user –》读到input_event -->
struct input_event {
struct timeval time; 时间
__u16 type; 类别（按键类、相对位移、绝对位移）
__u16 code;那个位置位置
__s32 value;
};//这个结构体可以支持所有的输入事件。
刚好一一对应测试成功。
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