首先說明一下，本文是基於Linux-2.6.38版本內核來分析Linux輸入子系統架構和原理的。這陣子本來沒有打算花時間來分析Linux input system的，然而當在研究S3C6410觸摸屏驅動的時候悲劇不期而至，內核中並沒有實現6410的觸摸屏驅動，不過有關於S3C2410觸摸屏的驅動，往s3c2410_ts.c文件裏面一看，居然實現過程中用到了輸入子系統這一神馬機制。瞄了下代碼，流程基本知道了，但是關於輸入子系統的原理是怎樣的呢？全部知其然，好吧，就去了解這一神祕的東東吧！Now。。。
1、爲何引入input system？
以前我們寫一些輸入設備（鍵盤、鼠標等）的驅動都是採用字符設備、混雜設備處理的。問題由此而來，Linux開源社區的大神們看到了這大量輸入設備如此分散不堪，有木有可以實現一種機制，可以對分散的、不同類別的輸入設備進行統一的驅動，所以纔出現了輸入子系統。
輸入子系統引入的好處：
（1）統一了物理形態各異的相似的輸入設備的處理功能。例如，各種鼠標，不論PS/2、USB、還是藍牙，都被同樣處理。
（2）提供了用於分發輸入報告給用戶應用程序的簡單的事件（event）接口。你的驅動不必創建、管理/dev節點以及相關的訪問方法。因此它能夠很方便的調用輸入API以發送鼠標移動、鍵盤按鍵，或觸摸事件給用戶空間。X windows這樣的應用程序能夠無縫地運行於輸入子系統提供的event接口之上。
（3）抽取出了輸入驅動的通用部分，簡化了驅動，並提供了一致性。例如，輸入子系統提供了一個底層驅動（成爲serio）的集合，支持對串口和鍵盤控制器等硬件輸入的訪問。
注：更多詳細描述可參見《精通Linux設備驅動程序開發》這本書。
2、輸入子系統架構
上圖展示了輸入子系統的操作。此子系統包括一前一後運行的兩類驅動：輸入事件（event）驅動和輸入設備（device）驅動。
輸入事件驅動負責和應用程序的接口；
而輸入設備驅動負責和底層輸入設備的通信。
輸入事件驅動和輸入設備驅動都可以利用輸入子系統的高效、可重用的核心提供的服務。
Now，我們看到輸入子系統中有兩個類型的驅動，當我們要爲一個輸入設備（如觸摸屏）的編寫驅動的時候，我們是要編寫兩個驅動：輸入設備驅動和輸入事件驅動？？
答案是否定的。在子系統中，事件驅動是標準的，對所有的輸入類都是可以用的，所以你更可能的是實現輸入設備驅動而不是輸入事件驅動。你的設備可以利用一個已經存在的，合適的輸入事件驅動通過輸入核心和用戶應用程序接口。
3、主要數據結構和內核編程接口
input_event
include/linux/input.h
evdev產生的每個事件包都採用此格式。
input_dev
include/linux/input.h
代表一個輸入設備。
input_handler
include/linux/serial_core.h
事件驅動支持的入口函數。
psmouse_protocol
drivers/input/mouse/psmouse-base.c
所支持的PS/2鼠標協議驅動相關的信息。
psmouse
drivers/input/mouse/psmouse.h
PS/2鼠標驅動支持的方法。
內核編程接口概述 內核接口位置描述
input_register_device()
drivers/input/input.c
向input核心註冊一個設備。
input_unregister_device()
drivers/input/input.c
從input核心移除一個設備。
input_report_rel()
include/linux/input.h
在某個方向產生相對移動。
input_report_abs()
include/linux/input.h
在某個方向產生絕對移動。
input_report_key()
include/linux/input.h
產生一個按鍵或按鈕按擊。
input_sync()
include/linux/input.h
表明輸入子系統能收集以前產生的事件，將這些事件組成一個evdev包，並通過/dev/input/ inputX發送給用戶空間。
input_register_handler()
drivers/input/input.c
註冊一個用戶事件驅動。
sysfs_create_group()
fs/sysfs/group.c
用特定屬性創建sysfs節點組。
sysfs_remove_group()
fs/sysfs/group.c
移除用sysfs_create_group()創建的sysfs組。
tty_insert_flip_char()
include/linux/tty_flip.h
發送一個字符給線路規程層。
platform_device_register_simple()
drivers/base/platform.c
創建一個簡單平臺設備。
platform_device_unregister()
drivers/base/platform.c
卸載一個平臺設備。
4、輸入設備驅動（注意，以下是結構詳細描述）
在輸入子系統的設備驅動中，最重要的數據結構是struct input_dev，需要完成的大部分工作都是圍繞着它來的，它是驅動的主體。每個struct input_dev代表一個輸入設備。/* include/linux/input.h */
struct input_dev {
const char *name; /*設備名 */
const char *phys;
const char *uniq;
struct input_id id; /*用於匹配事件處理層handler */
unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)]; /*用於記錄支持的事件類型的位圖*/
unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)]; /*記錄支持的按鍵值的位圖 */
unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)]; /*記錄支持的相對座標的位圖 */
unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)]; /*記錄支持的絕對座標的位圖 */
unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)];
unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)]; /*led */
unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)]; /*beep */
unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)];
unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];
unsigned int keycodemax; /*支持的按鍵值的個數 */
unsigned int keycodesize; /*每個鍵值的字節數 */
void *keycode; /*存儲按鍵值的數組首地址 */
int(*setkeycode)(struct input_dev *dev, int scancode, int keycode); /* 修改鍵值的函數，可選 */
int(*getkeycode)(struct input_dev *dev, int scancode, int *keycode); /* 獲取掃描碼的鍵值，可選 */
structff_device *ff;
unsigned int repeat_key; /*最近一次按鍵值，用於連擊 */
struct timer_list timer; /*自動連擊計時器 */
int sync; /*最後一次同步後沒有新的事件置1*/
int abs[ABS_MAX + 1]; /* 當前各個座標的值 */
int rep[REP_MAX + 1]; /*自動連擊的參數 */
unsigned longkey[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)]; /*反映當前按鍵狀態的位圖 */
unsigned long led[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)]; /*反映當前led狀態的位圖 */
unsigned long snd[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)]; /*反映當前beep狀態的位圖 */
unsigned long sw[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];
int absmax[ABS_MAX + 1]; /*記錄各個座標的最大值 */
int absmin[ABS_MAX + 1]; /*記錄各個座標的最小值 */
int absfuzz[ABS_MAX + 1]; /*記錄各個座標的分辨率 */
int absflat[ABS_MAX + 1]; /*記錄各個座標的基準值 */
int(*open)(struct input_dev *dev); /*打開函數 */
void(*close)(struct input_dev *dev); /*關閉函數 */
int(*flush)(struct input_dev *dev, struct file *file); /* 斷開連接時沖洗數據 */
int(*event)(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, intvalue); /* 回調函數，可選 */
struct input_handle *grab;
spinlock_t event_lock;
struct mutex mutex;
unsigned int users;
int going_away;
struct device dev;
struct list_head h_list; /*handle鏈表 */
struct list_head node; /*input_dev鏈表 */
};
struct input_event是事件傳送的載體，輸入子系統的事件都是包裝成struct input_event傳給用戶空間。 struct input_event成員介紹
/* include/linux/input.h */
struct input_event {
struct timeval time; /*時間戳 */
__u16 type; /*事件類型 */
__u16 code; /*事件代碼 */
__s32 value; /*事件值，如座標的偏移值 */
};
struct input_dev註冊的時候需要跟匹配的hanlder建立連接，匹配的依據就是struct input_dev所包含的struct input_id。
struct input_id成員描述
/* include/linux/input.h */
struct input_id {
__u16bustype; /*總線類型 */
__u16vendor; /*生產商編號 */
__u16product; /*產品編號 */
__u16version; /*版本號 */
};
5、input_dev成員詳解
（1） 打開和關閉函數
struct input_dev中有open和close兩個函數指針。在與handler第一次連接之後會調用open函數，斷開連接會調用close。open中應該完成硬件初始化的相關工作，並且申請用到的其他資源，如中斷號。close函數做相反的工作。
（2） 事件類型
Linux輸入子系統支持的事件類型如下：
/* include/linux/input.h */
#define EV_SYN 0x00 /* 同步事件 */
#define EV_KEY 0x01 /*按鍵事件 */
#define EV_REL 0x02 /*相對座標 */
#define EV_ABS 0x03 /*絕對座標 */
#define EV_MSC 0x04
#define EV_SW 0x05
#define EV_LED 0x11 /*led */
#define EV_SND 0x12 /*beep */
#define EV_REP 0x14 /*連擊事件 */
#define EV_FF 0x15
#define EV_PWR 0x16
#define EV_FF_STATUS 0x17
#define EV_MAX 0x1f
#define EV_CNT (EV_MAX+1)
按鍵事件(EV_KEY)是最簡單的事件類型，用來描述按鍵或者按鈕。報告按鍵事件使用以下函數：
input_report_key(struct input_dev *dev, int code, int value)
code的值在<內核>include/linux/input.h中定義，大小從0到KEY_MAX。value爲0時表示按鍵擡起，非0時代表按鍵按下。對同一個按鍵來說，只有當value的值和上次不同纔會產生一次事件。
除了按鍵事件，相對座標事件(EV_REL)和絕對座標事件(EV_ABS)也是常用的事件。爲了使設備支持這兩類事件，需要在初始化時對struct input_dev的evbit相應比特置1，並且還要分別在relbit和absbit位圖中爲支持的座標軸置1。
相對座標事件用來描述類似鼠標移動的消息。報告相對座標的函數如下：
input_report_rel(structinput_dev *dev, int code, int value)
code描述座標軸，value代表相對移動（可正可負）。只有當value的值非零時才能產生一個有效的事件。
絕對座標需要額外的工作。初始化時需要填充input_dev中的一些數據域。對於支持的每個座標軸調用如下函數：
input_set_abs_params(struct input_dev *dev, int axis,int min, int max, int fuzz, int flat);
函數參數從右往左依次代表輸入設備指針、座標軸、最小值、最大值、分辨率、基準值。最後兩個參數也可以填爲0，代表設備非常精確並且總能精確的回到中心位置。
input_set_abs_params函數的代碼
static inline void input_set_abs_params(structinput_dev *dev, int axis, int min, int max, int fuzz, int flat)
{
dev->absmin[axis]= min;
dev->absmax[axis]= max;
dev->absfuzz[axis]= fuzz;
dev->absflat[axis]= flat;
dev->absbit[BIT_WORD(axis)]|= BIT_MASK(axis);
/* 這一行已經註冊了座標 */
}
另外輸入設備驅動中經常用到同步事件(EV_SYN)，輸入子系統會默認支持此事件，驅動無需註冊。鼠標、觸摸板之類的設備需要用它來提示上層已經發送完了一個完整的事件報告。同步事件的報告形式如下：
input_sync(zlgkpd->input);
（3） keycode、 keycodemax和keycodesize
首先說明掃描碼和鍵值的區別。如程序清單 1.4<!--[if gte mso 9]><![endif]-->所示，例子中包含四個按鍵的值，那麼掃描碼的範圍是0~3，鍵值就是keypad_keycode中的四個值。
keycode、 keycodemax和keycodesize這三個數據域保存的值分別是鍵值數組的首地址、鍵值的個數和每個鍵值的字節大小。有了這三個變量，就可以在運行是改變鍵盤的鍵值映射。比如原來數組中的第四個鍵值爲KEY_Z，可以根據需要改爲KEY_D或者其他的值。這樣同樣的掃描碼就對應的不同的鍵值。
這三個域正確填充之後，內核可以使用input_dev的成員函數來修改鍵值映射。修改映射的函數就是input_dev中的setkeycode、getkeycode這兩個函數指針對應的函數，如果註冊之前不初始化它們，則初始化函數把系統默認的函數賦給它們。
EVIOCGKEYCODE和EVIOCSKEYCODE這兩個ioctl命令分別用來查看和修改鍵值。
（4） 按鍵的自動連擊
我們都有這樣的經歷：按住方向鍵不鬆開，一直把文檔往某個方向拉。這個功能就是自動連擊，也就是在按鍵擡起之前連續發送按鍵事件。
按鍵連擊事件(EV_REP)的開啓非常簡單，在input_devd的evbit相應比特置1即可。dev->rep[REP_DELAY]和dev->rep[REP_PERIOD]分別存儲連擊的延時和週期，如果驅動不對它們賦值，則系統爲他們分別賦爲250和33。按鍵延時即按鍵到第一次連擊的間隔，按鍵週期即兩次連擊之間的間隔。它們的單位都是毫秒。
（5） 總線類型
Input_dev中input_id用到了總線類型。輸入子系統支持的總線類型如下所示。
/* include/linux/input.h */
#define BUS_PCI 0x01
#define BUS_ISAPNP 0x02
#define BUS_USB 0x03
#define BUS_HIL 0x04
#define BUS_BLUETOOTH 0x05
#define BUS_VIRTUAL 0x06
#define BUS_ISA 0x10
#define BUS_I8042 0x11
#define BUS_XTKBD 0x12
#define BUS_RS232 0x13
#define BUS_GAMEPORT 0x14
#define BUS_PARPORT 0x15
#define BUS_AMIGA 0x16
#define BUS_ADB 0x17
#define BUS_I2C 0x18
#define BUS_HOST 0x19
#define BUS_GSC 0x1A
#define BUS_ATARI 0x1B
（6） 其他的事件類型
EV_LED和EV_SND事件是針對鍵盤上的led和蜂鳴器。這兩類事件是由輸入子系統內核發送給驅動的。
如果驅動支持這兩類事件的話，應該填充input_dev中的event函數指針，其實這是一個回調函數。另外需要填充input_dev中evbit對應的比特位。
這個回調函數可能在中斷或者中斷的底半部調用，因此event函數不能睡眠且必須儘快結束。