【内核】输入子系统的驱动的驱动（上）
一.输入子系统简介二.打开input.c,位于内核deivers/input<p><pre> <code>subsys_initcall(input_init); //修饰入口函数
module_exit(input_exit); //修饰出口函数</code></pre></p>
<p><pre> <code> 1 static int __init input_init(void)
2 {
3 int err;
4 err = class_register(&input_class); //(1)注册类,放在/sys/class
5 if (err) {
6 printk(KERN_ERR "input: unable to register input_dev class\n");
7 return err;
8 }
9
10 err = input_proc_init(); //在/proc下面建立相关的文件
11 if (err)
12 goto fail1;
13
14 err = register_chrdev(INPUT_MAJOR, "input", &input_fops); //(2)注册驱动
15 if (err) {
16 printk(KERN_ERR "input: unable to register char major %d", INPUT_MAJOR);
17 goto fail2;
18 }
19
20
21
22 return 0;
23
24
25
26fail2: input_proc_exit();
27
28fail1: class_unregister(&input_class);
29
30 return err;
31
32 }</code></pre></p>
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上面第4行”err = class_register(&input_class);”是在/sys/class 里创建一个 input类, input_class变量如下图:
2. 上面第14行通过register_chrdev创建驱动设备,其中变量INPUT_MAJOR =13,所以创建了一个主设备为13的"input"设备。
三. 然后进入input_open_file函数(drivers/input/input.c)
<p><pre> <code>1 static int input_open_file(struct inode *inode, struct file *file)
2{
3 struct input_handler *handler = input_table; // (1)
4 const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;
5 int err;
6
7 if (!handler || !(new_fops = fops_get(handler->fops)))//(2)
8 return -ENODEV;
9
10 if (!new_fops->open) {
11 fops_put(new_fops);
12 return -ENODEV;
13 }
14
15 old_fops = file->f_op;
16 file->f_op = new_fops; //(3)
17
18 err = new_fops->open(inode, file); //(4)
19 if (err) {
20 fops_put(file->f_op);
http://www.qianxianly.com/data/attachment/forum/20230101/1672567031397_0.jpg
21 file->f_op = fops_get(old_fops);
22 }
23
24 fops_put(old_fops);
25
26 return err;
27 }</code></pre></p>
第3行中,其中iminor (inode)函数调用了MINOR(inode->i_rdev);读取子设备号,然后将子设备除以32,找到新挂载的input驱动的数组号,然后放在input_handler 驱动处理函数handler中第7行中,若handler有值,说明挂载有这个驱动,就将handler结构体里的成员file_operations * fops赋到新的file_operations *new_fops里面第16行中, 再将新的file_operations *new_fops赋到file-> file_operations *f_op里, 此时input子系统的file_operations就等于新挂载的input驱动的file_operations结构体,实现一个偷天换日的效果.第18行中,然后调用新挂载的input驱动的*new_fops里面的成员.open函数四.上面代码的input_table[]数组在初始时是没有值的,
<p><pre> <code>1 int input_register_handler(struct input_handler *handler)
2 {
3 ... ...
4 input_table = handler; //input_table[]被赋值
5 ... ...
6 list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list); //然后将这个input_handler放到input_handler_list链表中
7 ... ...
8 }</code></pre></p>
五.继续来搜索input_register_handler,看看这个函数被谁来调用
<p><pre> <code>static int __init evdev_init(void)
{
return input_register_handler(&evdev_handler);//注册
}
</code></pre></p>
六.我们来看看这个evdev_handler变量是什么结构体,:
<p><pre> <code>1 static struct input_handler evdev_handler = {
2 .event =evdev_event,
3 .connect = evdev_connect,//(4)
4 .disconnect = evdev_disconnect,
5 .fops = &evdev_fops, //(1)
6 .minor =EVDEV_MINOR_BASE, //(2)
7 .name = "evdev",
8 .id_table = evdev_ids, //(3)
9 };</code></pre></p>
第5行中.fops:文件操作结构体,其中evdev_fops函数就是自己的写的操作函数,然后赋到.fops中第6行中 .minor:用来存放次设备号
3. 第8行中.id_table : 表示能支持哪些输入设备，比如某个驱动设备的input_dev->的id和某个input_handler的id_table相匹配，就会调用.connect连接函数,如下图
4. 第3行中.connect:连接函数，将设备input_dev和某个input_handler建立连接,如下图
七.我们先来看看上图的input_register_device()函数,如何创建驱动设备的7.1然后进入input_register_device()函数,代码如下:
<p><pre> <code>1 int input_register_device(struct input_dev *dev) //*dev:要注册的驱动设备
2 {
3... ...
4 list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list); //(1)放入链表中
5... ...
6 list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)//(2)
7 input_attach_handler(dev, handler);
8... ...
9 }</code></pre></p>
第4行中,将要注册的input_dev驱动设备放在input_dev_list链表中第6行中,其中input_handler_list在前面讲过,就是存放每个input_handle驱动处理结构体,然后list_for_each_entry()函数会将每个input_handle从链表中取出,放到handler中最后会调用input_attach_handler()函数,将每个input_handle的id_table进行判断,若两者支持便进行连接。7.2然后我们在回过头来看注册input_handler的input_register_handler()函数,如下图所示
7.3我们来看看input_attach_handler()如何实现匹配两者id的:
<p><pre> <code>static int input_attach_handler(struct input_dev *dev, struct input_handler *handler)
{
... ...
id = input_match_device(handler->id_table, dev);//匹配两者
if (!id) //若不匹配,return退出
return -ENODEV;
error = handler->connect(handler, dev, id);//调用input_handler ->connect函数建立连接
... ...
http://www.qianxianly.com/data/attachment/forum/20230101/1672567031397_1.png
}</code></pre></p>
八.我们还是以evdev.c(事件驱动) 的evdev_handler->connect函数
8.1 evdev_handler的.connect函数是evdev_connect(),代码如下:
<p><pre> <code>1 static int evdev_connect(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev, const struct input_device_id *id)
2 {
3 ... ...
4 for (minor = 0; minor < EVDEV_MINORS && evdev_table; minor++); //查找驱动设备的子设备号
5 if (minor == EVDEV_MINORS) {// EVDEV_MINORS=32,所以该事件下的驱动设备最多存32个,
6 printk(KERN_ERR "evdev: no more free evdev devices\n");
7 return -ENFILE; //没找到驱动设备
8 }
9... ...
10evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL); //分配一个input_handle全局结构体(没有r)
11... ...
12evdev->handle.dev = dev; //指向参数input_dev驱动设备
13 evdev->handle.name = evdev->name;
14 evdev->handle.handler = handler; //指向参数 input_handler驱动处理结构体
15 evdev->handle.private = evdev;
16 sprintf(evdev->name, "event%d", minor); //(1)保存驱动设备名字, event%d
17 ... ...
18 devt = MKDEV(INPUT_MAJOR, EVDEV_MINOR_BASE + minor),//(2) 将主设备号和次设备号转换成dev_t类型
19 cdev = class_device_create(&input_class, &dev->cdev, devt,dev->cdev.dev, evdev->name);
// (3)在input类下创建驱动设备
20
21 ... ...
22 error = input_register_handle(&evdev->handle); //(4)注册这个input_handle结构体
23
24 ... ...
25 }</code></pre></p>
第16行中,是在保存驱动设备名字,名为event%d, 比如下图(键盘驱动)event1: 因为没有设置子设备号，默认从小到大排列,其中event0是表示这个input子系统,所以这个键盘驱动名字就是event1第18行中,是在保存驱动设备的主次设备号,其中主设备号INPUT_MAJOR=13,因为EVDEV_MINOR_BASE=64,所以此设备号=64+驱动程序本事子设备号, 比如下图(键盘驱动)event1: 主次设备号就是13,65在之前在2小结里就分析了input_class类结构，所以第19行中,会在/sys/class/input类下创建驱动设备event%d，比如下图(键盘驱动)event1:
4. 最终会进入input_register_handle()函数来注册,代码在下面
8.2 input_register_handle()函数如下:
<p><pre> <code> 1 int input_register_handle(struct input_handle *handle)
2 {
3 struct input_handler *handler = handle->handler; //handler= input_handler驱动处理结构体
4
5 list_add_tail(&handle->d_node, &handle->dev->h_list); //(1)
6 list_add_tail(&handle->h_node, &handler->h_list); // (2)
7
8 if (handler->start)
9 handler->start(handle);
10 return 0;
11 }</code></pre></p>
在第5行中, 因为handle->dev指向input_dev驱动设备,所以就是将handle->d_node放入到input_dev驱动设备的h_list链表中,
2. 在第6行中, 同样, input_handler驱动处理结构体的h_list也指向了handle->h_node
九.建立了连接后，又如何读取evdev.c(事件驱动) 的evdev_handler->.fops->.read函数？
<p><pre> <code>static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user * buffer, size_t count, loff_t *ppos)
{
... ...
/*判断应用层要读取的数据是否正确*/
if (count < evdev_event_size())
return -EINVAL;
/*在非阻塞操作情况下,若client->head == client->tail|| evdev->exist时(没有数据),则return返回*/
if (client->head == client->tail && evdev->exist && (file->f_flags & O_NONBLOCK))
return -EAGAIN;
/*若client->head == client->tail|| evdev->exist时(没有数据),等待中断进入睡眠状态*/
http://www.qianxianly.com/data/attachment/forum/20230101/1672567031397_2.png
retval = wait_event_interruptible(evdev->wait,client->head != client->tail || !evdev->exist);
... ... //上传数据
}</code></pre></p>
十.若read函数进入了休眠状态，又是谁来唤醒？
<p><pre> <code>static void evdev_event(struct input_handle *handle, unsigned int type, unsigned int code, int value)
{
... ...
wake_up_interruptible(&evdev->wait); //有事件触发，便唤醒等待中断
}</code></pre></p>
十一.分析下,是谁调用evdev_event()这个.event事件驱动函数
<p><pre> <code>static irqreturn_t gpio_keys_isr(int irq, void *dev_id)
{
/*获取按键值,赋到state里*/
... ...
/*上报事件*/
input_event(input, type, button->code, !!state);
input_sync(input); //同步信号通知,表示事件发送完毕
}</code></pre></p>
<p><pre> <code>void input_event(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value)
{
struct input_handle *handle;
... ...
/* 通过input_dev ->h_list链表找到input_handle驱动处理结构体*/
list_for_each_entry(handle, &dev->h_list, d_node)
if (handle->open)//如果input_handle之前open 过,那么这个就是我们的驱动处理结构体
handle->handler->event(handle, type, code, value); //调用evdev_event()的.event事件函数
}</code></pre></p>
十二.本节总结分析:1. 注册输入子系统,进入put_init():
<p><pre> <code>err = register_chrdev(INPUT_MAJOR, "input", &input_fops);</code></pre></p>
2. open打开驱动,进入input_open_file():
<p><pre> <code>file->f_op=fops_get(handler->fops);</code></pre></p>
<p><pre> <code>err = new_fops->open(inode, file);</code></pre></p>
3. 注册input_handler,进入input_register_handler():
<p><pre> <code>input_table = handler;</code></pre></p>
<p><pre> <code>list_add_tail(&handler->node, &input_handler_list);</code></pre></p>
<p><pre> <code>list_for_each_entry(dev, &input_dev_list, node) //遍历查找input_dev_list链表里所有input_dev
input_attach_handler(dev, handler); //判断两者id,若两者支持便进行连接。</code></pre></p>
4. 注册input_dev，进入input_register_device():
<p><pre> <code>list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list);</code></pre></p>
<p><pre> <code>list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)//遍历查找input_handler_list链表里所有input_handler
input_attach_handler(dev, handler); //判断两者id,若两者支持便进行连接。</code></pre></p>
5. 判断input_handler和input_dev的id,进入input_attach_handler():
<p><pre> <code>input_match_device(handler->id_table, dev); //匹配input_handler和dev的id,不成功退出函数</code></pre></p>
<p><pre> <code>handler->connect(handler, dev, id); //建立连接</code></pre></p>
6. 建立input_handler和input_dev的连接，进入input_handler->connect():
<p><pre> <code>evdev = kzalloc(sizeof(struct evdev), GFP_KERNEL); //创建两者连接的input_handle全局结构体
list_add_tail(&handle->d_node, &handle->dev->h_list); //连接input_dev->h_list
list_add_tail(&handle->h_node, &handler->h_list); // 连接input_handle->h_list</code></pre></p>
7. 有事件发生时,比如按键中断,在中断函数中需要进入input_event()上报事件:
<p><pre> <code>list_for_each_entry(handle, &dev->h_list, d_node) // 通过input_dev ->h_list链表找到input_handle驱动处理结构体
if (handle->open)//如果input_handle之前open 过,那么这个就是我们的驱动处理结构体(有可能一个驱动设备在不同情况下有不同的驱动处理方式)
handle->handler->event(handle, type, code, value); //调用evdev_event()的.event事件函数
</code></pre></p>
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