七:evdev概述
Evdev對應的設備節點一般位於/dev/input/event0 ~ /dev/input/event4.理論上可以對應32個設備節點.分別代表被handler匹配的32個input device.
可以用cat /dev/input/event0.然後移動鼠標或者鍵盤按鍵就會有數據輸出(兩者之間只能選一.因爲一個設備文件只能關能一個輸入設備).還可以往這個文件裏寫數據,使其產生特定的事件.這個過程我們之後再詳細分析.
爲了分析這一過程,必須從input子系統的初始化說起.
八:input子系統的初始化
Input子系統的初始化函數爲input_init().代碼如下:
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;
}
在這個初始化函數裏,先註冊了一個名爲”input”的類.所有input device都屬於這個類.在sysfs中表現就是．所有input device所代表的目錄都位於/dev/class/input下面.
然後調用input_proc_init()在/proc下面建立相關的交互文件.
再後調用register_chrdev()註冊了主設備號爲INPUT_MAJOR(13).次設備號爲0~255的字符設備.它的操作指針爲input_fops.
在這裏,我們看到.所有主設備號13的字符設備的操作最終都會轉入到input_fops中.在前面分析的/dev/input/event0~/dev/input/event4的主設備號爲13.操作也不例外的落在了input_fops中.
Input_fops定義如下:
static const struct file_operations input_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = input_open_file,
};
打開文件所對應的操作函數爲input_open_file.代碼如下示:
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)爲打開文件所對應的次設備號.input_table是一個struct input_handler全局數組.在這裏.它先設備結點的次設備號右移5位做爲索引值到input_table中取對應項.從這裏我們也可以看到.一 個handle代表1<<5個設備節點(因爲在input_table中取值是以次備號右移5位爲索引的.即低5位相同的次備號對應的是同一 個索引).在這裏,終於看到了input_talbe大顯身手的地方了.input_talbe[ ]中取值和input_talbe[
]的賦值,這兩個過程是相對應的.
在input_table中找到對應的handler之後,就會檢驗這個handle是否存,是否帶有fops文件操作集.如果沒有.則返回一個設備不存在的錯誤.
/*
* 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;
}
然後將handler中的fops替換掉當前的fops.如果新的fops中有open()函數,則調用它.
九:evdev的初始化
Evdev的模塊初始化函數爲evdev_init().代碼如下:
static int __init evdev_init(void)
{
return input_register_handler(&evdev_handler);
}
它調用了input_register_handler註冊了一個handler.
注意到,在這裏evdev_handler中定義的minor爲EVDEV_MINOR_BASE(64).也就是說evdev_handler所表示的設備文件範圍爲(13,64)à(13,64+32).
從之前的分析我們知道.匹配成功的關鍵在於handler中的blacklist和id_talbe. Evdev_handler的id_table定義如下:
static const struct input_device_id evdev_ids[] = {
{ .driver_info = 1 }, /* Matches all devices */
{ }, /* Terminating zero entry */
};
它沒有定義flags.也沒有定義匹配屬性值.這個handler是匹配所有input device的.從前面的分析我們知道.匹配成功之後會調用handler->connect函數.
在Evdev_handler中,該成員函數如下所示:
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定義爲32.表示evdev_handler所表示的32個設備文件.evdev_talbe是一個struct evdev類型的數組.struct evdev是模塊使用的封裝結構.在接下來的代碼中我們可以看到這個結構的使用.
這一段代碼的在evdev_talbe找到爲空的那一項.minor就是數組中第一項爲空的序號.
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;
接下來,分配了一個evdev結構,並對這個結構進行初始化.在這裏我們可以看到,這個結構封裝了一個handle結構,這結構與我們之前所討 論的handler是不相同的.注意有一個字母的差別哦.我們可以把handle看成是handler和input device的信息集合體.在這個結構裏集合了匹配成功的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);
在這段代碼裏主要完成evdev封裝的device的初始化.注意在這裏,使它所屬的類指向input_class.這樣在/sysfs中創建的設備目錄就會在/sys/class/input/下面顯示.
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;
}
註冊handle,如果是成功的,那麼調用evdev_install_chrdev將evdev_table的minor項指向evdev. 然後將evdev->device註冊到sysfs.如果失敗,將進行相關的錯誤處理.
萬事俱備了,但是要接收事件,還得要等”東風”.這個”東風”就是要打開相應的handle.這個打開過程是在文件的open()中完成的.
十:evdev設備結點的open()操作
我們知道.對主設備號爲INPUT_MAJOR的設備節點進行操作,會將操作集轉換成handler的操作集.在evdev中,這個操作集就是evdev_fops.對應的open函數如下示:
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[ ]中的序號.然後將數組中對應的evdev取出.遞增devdev中device的引用計數.
分配並初始化一個client.並將它和evdev關聯起來: client->evdev指向它所表示的evdev. 將client掛到evdev->client_list上. 將client賦爲file的私有區.
對應handle的打開是在此evdev_open_device()中完成的.代碼如下:
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是第一次打開,就會調用input_open_device()打開evdev對應的handle.跟蹤一下這個函數:
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;
}
在這個函數中,我們看到.遞增handle的打開計數.如果是第一次打開.則調用input device的open()函數.
十一:evdev的事件處理
經過上面的分析.每當input device上報一個事件時,會將其交給和它匹配的handler的event函數處理.在evdev中.這個event函數對應的代碼爲:
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);
}
首先構造一個struct input_event結構.並設備它的type.code,value爲處理事件的相關屬性.如果該設備被強制設置了handle.則調用如之對應的client.
我們在open的時候分析到.會初始化clinet並將其鏈入到evdev->client_list. 這樣,就可以通過evdev->client_list找到這個client了.
對於找到的第一個client都會調用evdev_pass_event( ).代碼如下:
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);
}
這裏的操作很簡單.就是將event保存到client->buffer中.而client->head就是當前的數據位置.注意這裏是一個環形緩存區.寫數據是從client->head寫.而讀數據則是從client->tail中讀.
十二:設備節點的read處理
對於evdev設備節點的read操作都會由evdev_read()完成.它的代碼如下:
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,它判斷緩存區大小是否足夠.在讀取數據的情況下,可能當前緩存區內沒有數據可讀.在這裏先睡眠等待緩存區中有數據.如果在睡眠的時候,.條件滿足.是不會進行睡眠狀態而直接返回的.
然後根據read()提夠的緩存區大小.將client中的數據寫入到用戶空間的緩存區中.
十三:設備節點的寫操作
同樣.對設備節點的寫操作是由evdev_write()完成的.代碼如下:
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;
}
首先取得操作設備文件所對應的evdev.
實際上,這裏寫入設備文件的是一個event結構的數組.我們在之前分析過,這個結構裏包含了事件的type.code和event.
將寫入設備的event數組取出.然後對每一項調用event_inject_event().
這個函數的操作和input_event()差不多.就是將第一個參數handle轉換爲輸入設備結構.然後這個設備再產生一個事件.
代碼如下:
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);
}
}
我們在這裏也可以跟input_event()對比一下,這裏設備可以產生任意事件,而不需要和設備所支持的事件類型相匹配.
由此可見.對於寫操作而言.就是讓與設備文件相關的輸入設備產生一個特定的事件.
將上述設備文件的操作過程以圖的方式表示如下：
十四:小結
在這一節點,分析了整個input子系統的架構,各個環節的流程.最後還以evdev爲例.將各個流程貫穿在一起.以加深對input子系統的 理解.由此也可以看出.linux設備驅動採用了分層的模式.從最下層的設備模型到設備,驅動,總線再到input子系統最後到input device.這樣的分層結構使得最上層的驅動不必關心下層是怎麼實現的.而下層驅動又爲多種型號同樣功能的驅動提供了一個統一的接口.
原文地址
http://blog.chinaunix.net/u1/51562/showart_1090628.html