【Linux驱动开发】024 INPUT子系统_linux input 子系统驱动开发

一、前言

按键、鼠标、键盘、触摸屏等都属于输入(input)设备，Linux 内核为此专门做了一个叫做 input子系统的框架来处理输入事件。输入设备本质上还是字符设备，只是在此基础上套上了 input 框架，用户只需要负责上报输入事件，比如按键值、坐标等信息，input 核心层负责处理这些事件。

按键输入、键盘、鼠标、触摸屏等都属于输入设备，不同的输入设备所代表的含义不同，按键和键盘就是代表按键信息，鼠标和触摸屏代表坐标信息，因此在应用层的处理就不同，对于驱动编写者而言不需要去关心应用层的事情，我们只需要按照要求上报这些输入事件即可。为此 input 子系统分为 input 驱动层、input 核心层、input 事件处理层，最终给用户空间提供可访问的设备节点。

目的：简化驱动开发人员操作，驱动开发者只需上报事件，至于事件如何处理并提供给应用层使用则无需关心。

二、input 子系统简介

左边就是最底层的具体设备，比如按键、USB 键盘/鼠标等，中间部分属于Linux 内核空间，分为驱动层、核心层和事件层，最右边的就是用户空间，所有的输入设备以文件的形式供用户应用程序使用，可以看出 input 子系统用到了我们前面讲解的驱动分层模型。

我们编写驱动程序的时候只需要关注中间的驱动层、核心层和事件层，这三个层的分工如下： 

• 驱动层：输入设备的具体驱动程序，比如按键驱动程序，向内核层报告输入内容。 
• 核心层：承上启下，为驱动层提供输入设备注册和操作接口。负责将输入事件从驱动层传递到事件层，并记录输入设备的属性和类型等信息。
• 事件层：主要和用户空间进行交互。 负责将输入事件传递给用户空间的应用程序，并提供标准的系统调用来读取和处理输入事件。

核心层和事件层之间通过一些接口和数据结构进行交互，以实现输入事件的传递和处理。

也就是说input子系统的核心层和事件层已经写好，驱动开发者只需要按照要求上报事件给核心层即可，无需关心事件的处理和传递，这也体现出驱动分层的思想。

三、input 驱动编写流程 

input 核心层会向 Linux 内核注册一个字符设备，大家找到 drivers/input/input.c 这个文件，input.c 就是 input 输入子系统的核心层。

struct class input_class = {
    name       = "input",
    devnode    = input_devnode,
};
...... 
static int __init input_init(void)
{
    int err;
    err = class_register(&input_class);// 向内核注册一个类
    if (err) {
        pr_err("unable to register input_dev class\n");
        return err;
    }
 
    err = input_proc_init();
    if (err)
        goto fail1;
 
    err = register_chrdev_region(MKDEV(INPUT_MAJOR, 0),// 注册字符设备
    INPUT_MAX_CHAR_DEVICES, "input");
    if (err) {
        pr_err("unable to register char major %d", INPUT_MAJOR);
        goto fail2;
    }
 
    return 0;
 
    fail2:    input_proc_exit();
    fail1:    class_unregister(&input_class);
    return err;
}

注释1：注册一个 input 类，这样系统启动以后就会在 /sys/class 目录下有一个 input 子目录。

注释2：注册一个字符设备，主设备号为 INPUT_MAJOR，INPUT_MAJOR 定义在 include/uapi/linux/major.h 文件中：

#define INPUT_MAJOR    13 

因此，input 子系统的所有设备主设备号都为 13，我们在使用 input 子系统处理输入设备的时候就不需要去注册字符设备了，我们只需要向系统注册一个 input_device 即可。（不需要自行注册字符设备，但需要提供一个input_device） 

1、注册 input_dev （该结构体表示input设备）

使用 input 子系统的时候我们只需要注册一个 input 设备即可，input_dev 结构体表示 input 设备：

struct input_dev {
    const char *name;
    const char *phys;
    const char *uniq;
    struct input_id id;
 
    unsigned long propbit[BITS_TO_LONGS(INPUT_PROP_CNT)];
    
    unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)];  /* 事件类型的位图 */
    unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)]; /* 按键值的位图   */
    unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)]; /* 相对坐标的位图  */
    unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)]; /* 绝对坐标的位图  */
    unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)]; /* 杂项事件的位图  */
    unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)]; /*LED 相关的位图    */
    unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];/* sound 有关的位图 */
    unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)];  /* 压力反馈的位图  */
    unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];   /*开关状态的位图   */
 
    bool devres_managed;
};

evbit 表示输入事件类型，另外几个位图是该事件的对应值，比如 keybit 就是按键事件使用的
位图，可选事件类型定义在 include/uapi/linux/input.h 文件中： 

#define EV_SYN            0x00    /* 同步事件     */ 
#define EV_KEY            0x01    /* 按键事件     */ 
#define EV_REL            0x02    /* 相对坐标事件   */ 
#define EV_ABS            0x03    /* 绝对坐标事件   */ 
#define EV_MSC            0x04    /* 杂项(其他)事件   */ 
#define EV_SW             0x05    /* 开关事件     */ 
#define EV_LED            0x11    /* LED       */ 
#define EV_SND            0x12    /* sound(声音)   */ 
#define EV_REP            0x14    /* 重复事件     */ 
#define EV_FF             0x15    /* 压力事件     */ 
#define EV_PWR            0x16    /* 电源事件     */ 
#define EV_FF_STATUS      0x17    /* 压力状态事件   */ 

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