Android中Input型输入设备驱动原理分析(一)

话说Android中Event输入设备驱动原理分析还不如说Linux输入子系统呢,反正这个是没变的,在android的底层开发中对于Linux的基本驱动程序设计还是没变的,当然Android底层机制也增加几个属于android自己的机制。典型的IPC

Android中的input设备驱动主要包括：游戏杆(joystick)、鼠标(mouse)和事件设备(Event)。

1、Input输入子系统的构架,在网上找到两幅灰常漂亮的图。

    下面这幅更漂亮,更直观的能看出input型输入子系统究竟是什么咚咚,更能够体现出,用户空间,内核空间,驱动程序是怎么关联起来的。。。

Input驱动同样也是字符设备,主设备号是13，次设备号是64~95之间自动生成的,这个Input驱动程序那是相当相当的复杂。在android内核中主要需要关注一下几个文件

    a)include/linux/input.h(驱动头文件)

    b)driver/input/input.c (驱动核心实现,包含大量的操作接口)

   c)driver/input/event.c (event机制)

   d)driver/input/joydev.c (joystick驱动)

   e)driver/input/mousedev.c(鼠标驱动)

其实上面这些东西都不要我们自己去实现内核已经帮我们实现好了,不过我们在写硬件驱动的时候需要和Inputcore交互,所以需要用到上面这些函数中的接口,也就是说上面这些函数是透明的。

2、Event事件驱动原理及其实现

在内核中,用input_dev来描述一个Input设备,该结构的定义如下,其中内核中使用input_register_device(struct input_dev *dev)来注册一个input设备

这个结构体好长,所以就列了几个。。。。它的定义在input.h当中

struct input_dev {

 。。。。。。。。。。。
    struct input_id id;/*指向input_id结构*/
    bool sync;              
    struct device dev;/**这些设备都归属总线设备模型*/
    struct list_head    h_list; //
    struct list_head    node;  //input_handle链表的list节点
};

用input_handler表示input设备的接口,使用input_register_handler(structinput_handler *handler)注册

struct input_handler {

    void *private;

。。。。。。。。。。
    int (*connect)(struct input_handler *handler, struct input_dev *dev, const struct input_device_id *id);
    void (*disconnect)(struct input_handle *handle);
    void (*start)(struct input_handle *handle);

    const struct file_operations *fops;
    int minor;
    const char *name;

    const struct input_device_id *id_table;

    struct list_head    h_list;
    struct list_head    node;
};

Event事件驱动实现过程

1)Input设备注册

int input_register_device(struct input_dev *dev)
{
    static atomic_t input_no = ATOMIC_INIT(0);
    struct input_handler *handler;
    const char *path;
    int error;
    /* Every input device generates EV_SYN/SYN_REPORT events. */
    __set_bit(EV_SYN, dev->evbit);//see to inpu.h

    /* KEY_RESERVED is not supposed to be transmitted to userspace. */
    __clear_bit(KEY_RESERVED, dev->keybit);
    /* Make sure that bitmasks not mentioned in dev->evbit are clean. */
    input_cleanse_bitmasks(dev);
    /*
     * If delay and period are pre-set by the driver, then autorepeating
     * is handled by the driver itself and we don‘t do it in input.c.
     */
    init_timer(&dev->timer);
    //处理重复按键.如果没赋值则为其赋默认的值
    if (!dev->rep[REP_DELAY] && !dev->rep[REP_PERIOD]) {
        dev->timer.data = (long) dev;
        dev->timer.function = input_repeat_key;
        dev->rep[REP_DELAY] = 250;
        dev->rep[REP_PERIOD] = 33;
    }
    if (!dev->getkeycode)//获取键的扫描码
        dev->getkeycode = input_default_getkeycode;
    if (!dev->setkeycode)//设置键值
        dev->setkeycode = input_default_setkeycode;
    dev_set_name(&dev->dev, "input%ld",
             (unsigned long) atomic_inc_return(&input_no) - 1);
    //将input_dev中封装的device注册到sysfs
    error = device_add(&dev->dev);
    if (error)
        return error;
    path = kobject_get_path(&dev->dev.kobj, GFP_KERNEL);
    printk(KERN_INFO "input: %s as %s\n",
        dev->name ? dev->name : "Unspecified device", path ? path : "N/A");
    kfree(path);

    error = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);
    if (error) {
        device_del(&dev->dev);
        return error;
    }
    //将input_device挂到input_dev_list链表中
    list_add_tail(&dev->node, &input_dev_list);
    //对挂载在input_dev_list中的每一个handler调用input_attach_handler(dev, handler);
    list_for_each_entry(handler, &input_handler_list, node)
        input_attach_handler(dev, handler);
    input_wakeup_procfs_readers();
    mutex_unlock(&input_mutex);
    return 0;
}

上述函数首先将input_device挂接到input_dev_list链表上,然后对挂载在input_dev_list中的每一个handler调用input_attach_handler(dev, handler)来进行匹配,举个例子,设备模型中的device和driver的匹配,所有的input device都挂载在input_dev_list上而所有的handler都挂载在input_handler_list上,那么它们是怎么联系起来的?匹配过程如下

static int input_attach_handler(struct input_dev *dev, struct input_handler *handler)
{
    const struct input_device_id *id;
    int error;
    id = input_match_device(handler, dev);
    if (!id)
        return -ENODEV;
    error = handler->connect(handler, dev, id);
    if (error && error != -ENODEV)
        printk(KERN_ERR
            "input: failed to attach handler %s to device %s, "
            "error: %d\n",
            handler->name, kobject_name(&dev->dev.kobj), error);
    return error;
}

上面函数调用input_match_device来对handler, dev通过input_device_id *id来进行匹配如果匹配成功则调用handler->connect来关联struct input_dev *dev, 和struct input_handler *handler结构。下面看看input_match_device(handler, dev)的过程

#define MATCH_BIT(bit, max) \
        for (i = 0; i < BITS_TO_LONGS(max); i++) \
            if ((id->bit[i] & dev->bit[i]) != id->bit[i]) \
                break; \
        if (i != BITS_TO_LONGS(max)) \
            continue;

static const struct input_device_id *input_match_device(struct input_handler *handler,struct input_dev *dev)
{
    const struct input_device_id *id;
    int i;
    for (id = handler->id_table; id->flags || id->driver_info; id++) {//flags配置匹配的类型
        if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_BUS)//匹配总线类型
            if (id->bustype != dev->id.bustype)
               continue;
        if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_VENDOR)//匹配厂商
            if (id->vendor != dev->id.vendor)
                continue;
        if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_PRODUCT)//匹配制造商
            if (id->product != dev->id.product)
                continue;
        if (id->flags & INPUT_DEVICE_ID_MATCH_VERSION)//匹配版本号
            if (id->version != dev->id.version)
                continue;
      //如果上面的id->flags匹配成功或者是id->flags没有定义则执行下面的函数
        MATCH_BIT(evbit,  EV_MAX);
        MATCH_BIT(keybit, KEY_MAX);
        MATCH_BIT(relbit, REL_MAX);
        MATCH_BIT(absbit, ABS_MAX);
        MATCH_BIT(mscbit, MSC_MAX);
        MATCH_BIT(ledbit, LED_MAX);
        MATCH_BIT(sndbit, SND_MAX);
        MATCH_BIT(ffbit,  FF_MAX);
        MATCH_BIT(swbit,  SW_MAX);
        if (!handler->match || handler->match(handler, dev))
            return id;
    }
    return NULL;
}

其中handler的注册和上述类似,感兴趣的朋友可以读linux内核源码