Linux驅動之輸入子系統

一. 概述

1. 輸入子系統的概念

   輸入子系統是對分散的、多種不同類別的輸入設備(鍵盤、鼠標、觸摸屏、加速計、跟蹤球、操縱桿等)進行統一處理的驅動程序。

2. 輸入子系統的優點

    抽象底層形態各異的硬件(鼠標，鍵盤，觸摸屏，遊戲杆等)輸入設備，爲上層提供了統一的操作接口。

二. 輸入子系統的分層結構

1.三層結構

事件驅動層：負責和應用程序的接口。
核心層：   提供事件驅動層和設備驅動層所需的函數接口
設備驅動層：負責和底層設備驅動通信

2.層次框架圖

三. 設備驅動

1. 設備驅動的數據結構

對於系統的每個輸入設備硬件，在輸入子系統都要實現一個設備驅動。每個設備驅動都由input_dev的數據結構描述，部分成員定義如：

    struct input_dev{
            const char *name;
            const char *phys;
            const char *uniq;
            struct input_id id;
            unsigned longevbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)];
            unsigned longkeybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];
}

name： 該成員的設備驅動名字。但與對於的設備文件名無任何關係。
id ： 該成員的輸入設備身份。
evbit ：該成員會產生的輸入事件類型。事件類型定義如下：

1.  #define EV_SYN          0x00    /*表示設備支持所有的事件*/  
2.  #define EV_KEY          0x01    /*鍵盤或者按鍵，表示一個鍵碼*/  
3.  #define EV_REL          0x02    /*鼠標設備，表示一個相對的光標位置結果*/  
4.  #define EV_ABS          0x03    /*手寫板產生的值，其是一個絕對整數值*/  
5.  #define EV_MSC          0x04    /*其他類型*/  
6.  #define EV_LED          0x11    /*LED燈設備*/  
7.  #define EV_SND          0x12    /*蜂鳴器，輸入聲音*/  
8.  #define EV_REP          0x14    /*允許重複按鍵類型*/  
9.  #define EV_PWR          0x16    /*電源管理事件*/ 

把指定的位置1，可以使用set_bit()函數：
set_bit( EV_KEY, input_dev->evbit);

keybit ： 當設備驅動可以產生按鍵事件時，keybit成員表示設備驅動支持按鍵的鍵值。鍵值的定義：

    #define     KEY_RESERVED    0
    #define     KEY_ESC         1
    #define     KEY_1           2
    #define     KEY_2           3
    ......

2. 註冊/註銷設備驅動

當一個input_dev結構體被初始化完成後，就可以調用input_register_device()函數註冊到輸入子系統：

int input_register_device(struct input_dev *);
註銷：
void input_unregister_device(struct input_dev *);

3. 報告按鍵值

void input_report_key(struct input_dev*dev,unsigned int code,int value);
value : 1爲按下，0爲提起；

4. 提交同步事件，防止數據混亂

void input_sync(struct input_dev *dev);

四. 驅動實現

1. 驅動函數event_drv.c

/*
 *   event_drv.c
 *
 *   Program:   Key input event 
 *
 *   Author:  Lin Xubin
 */

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/irq.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/hardware.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/interrupt.h>

struct input_dev *key_event_dev;

typedef struct 
{
    int irq;
    char *devname;
    unsigned int gpio_pin;
    unsigned int key_val;   
}KeyEvent_TypeDef;

KeyEvent_TypeDef KeyEvent[4]={
        {IRQ_EINT0,  "S2", S3C2410_GPF0,  KEY_A},
        {IRQ_EINT2,  "S3", S3C2410_GPF2,  KEY_B},
        {IRQ_EINT11, "S4", S3C2410_GPG3,  KEY_C},
        {IRQ_EINT19, "S5", S3C2410_GPG11, KEY_D},
};

static irqreturn_t key_drv_irq(int irq,void *dev_id)
{   
    KeyEvent_TypeDef *KeyPin = (KeyEvent_TypeDef *)dev_id;
    static int PinState;
    PinState = s3c2410_gpio_getpin(KeyPin->gpio_pin);

    if(PinState)
    {
        input_event(key_event_dev, EV_KEY, KeyPin->key_val, 1);
        input_sync(key_event_dev);
    }
    else
    {
        input_event(key_event_dev, EV_KEY, KeyPin->key_val, 0);
        input_sync(key_event_dev);
    }   
    return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}

int key_drv_init(void)
{
    int i;
    key_event_dev = input_allocate_device();  //分配input_dev結構體

    set_bit(EV_KEY, key_event_dev->evbit);    //按鍵事件

    for(i=0; i<4; i++)
    {
        set_bit(KeyEvent[i].key_val , key_event_dev->keybit);
    }
    input_register_device(key_event_dev);   //註冊input事件

    for(i=0; i<4; i++)
    {
        request_irq(KeyEvent[i].irq , key_drv_irq, IRQT_BOTHEDGE, KeyEvent[i].devname, &KeyEvent[i]);
    }   
    return 0;
}

void key_drv_exit(void)
{
    int i;
    for(i=0; i<4; i++)
    {
        free_irq(KeyEvent[i].irq, &KeyEvent[i]);
    }
    input_unregister_device(key_event_dev);
    input_free_device(key_event_dev);
}

module_init(key_drv_init);
module_exit(key_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

2. 應用測試程序 event_drv_test.c

/*
 *   event_drv_test.c
 *
 *   Author: Lin Xubin
 */

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <poll.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <linux/input.h>

int main(char argc, char *argv[])
{
    int fd,val;
    struct input_event key_event_val;
    fd = open("/dev/event1", O_RDWR);
    if(fd < 0)
    {
        printf("open device failed\n");
        return 0;
    }
    while(1)
    {
        val = read(fd,&key_event_val, sizeof(struct input_event));
        if( val < 0)
        {
            printf("read input err\n");
            return 0;
        }
        switch(val) 
        printf("%d,%d,%d\n", key_event_val.type, key_event_val.code, key_event_val.value);
    }
}