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输入子系统用于实现Linux系统输入设备（鼠标 键盘 触摸屏 游戏杆）驱动的一种框架。Linux内核将其中的固定部分放入内核，驱动开发时只需要实现其中的不固定部分（主要还是和硬件相关的部分），这和platform设备驱动总线很相似。
输入子系统对应的设备文件是固定的名称。例如 /dev/input/event0，event0是触摸屏的设备文件。别的输入设备文件可能是event1或event2等。
输入子系统的主设备号固定是13，向混杂设备的主设备号固定是10一样。
输入子系统从下到上分为输入驱动层、输入核心层、输入事件处理层，最终给用户空间提供可访问的设备节点。
Input driver ：主要将硬件信息和上报的数据信息提供给核心层，中断设置。
Input core ：为驱动层提供输入设备注册和操作接口，通知事件层对输入事件进行处理。注册设备类和cdev。
Event handler ：为用户层提供统一的访问接口，并处理驱动层提交的数据处理。设备文件的创建。
input核心层会向Linux内核注册一个字符设备，drivers/input/input.c文件就是input输入子系统的核心层。核心层向内核注册了一个input类(/sys/class)，并且注册了主设备号INPUT_MAJOR(13)的字符设备。在使用input子系统处理输入设备时就不需要去注册字符设备了，只需要向系统注册一个input_device即可。
使用input子系统时，需要注册input_device设备，input_device由input_dev结构体表示。
struct input_dev {
const char *name; //提供给用户的输入设备的名称
const char *phys; //提供给编程者的设备节点的名称
const char *uniq; //指定唯一的ID号，就像MAC地址一样
struct input_id id; //输入设备标识ID，用于和事件处理层进行匹配
unsigned long evbit[NBITS(EV_MAX)]; // 记录设备支持的事件类型
unsigned long keybit[NBITS(KEY_MAX)]; // 记录设备支持的按键类型
unsigned long relbit[NBITS(REL_MAX)]; // 表示能产生哪些相对坐标事件, x,y,滚轮
unsigned long absbit[NBITS(ABS_MAX)]; // 表示能产生哪些绝对坐标事件, x,y
unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)];
unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];
unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];
unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)];
unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];
unsigned int hint_events_per_packet;
unsigned int keycodemax;
unsigned int keycodesize;
void *keycode;
...
}#define EV_SYN 0x00 // 同步事件（上报）
#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
#define EV_SW 0x05
#define EV_LED 0x11
#define EV_SND 0x12
#define EV_REP 0x14
#define EV_FF 0x15
#define EV_PWR 0x16
#define EV_FF_STATUS 0x17
#define EV_MAX 0x1f
#define EV_CNT (EV_MAX+1)上面是evbit所支持的事件类型，其中EV_SYN表示同步事件是用来上报事件的。当没有输入事件应用层read进程是阻塞的，收到EV_SYN才会唤醒向应用空间上报事件，简单来说就是当我们发生了一个按键事件或者相对坐标事件，内核会把事件放在缓冲区中，当发生了同步事件才会把阻塞的进程(read)唤醒并向应用空间上报发生的事件。绝对坐标事件是以整个屏幕的左上角为起点来计算坐标，但在滑动窗口中，是以窗口的左上角为起点来计算坐标称为相对坐标。
#define KEY_RESERVED 0
#define KEY_ESC 1
#define KEY_1 2
#define KEY_2 3
#define KEY_3 4
#define KEY_4 5
#define KEY_5 6
#define KEY_6 7
#define KEY_7 8
#define KEY_8 9
#define KEY_9 10
#define KEY_0 11#define ABS_x 0x00
#define ABS_Y 0x01
#define A_z 0×02
#define ABS_RX 0x03
#define ABS_RY 0x04
#define ABS_RZ 0x05
#define ABS_THROTTLE 0x06
#define ABS_RUDDER 0x07
#define ABS_WHEEL 0×0B
#define ABS_GAS 0x09
#define ABS_BRAKE 0x0a
#define ABS_HATOx 0x10
#define ABS_HATOY 0x11
#define ABS_HAT1X 0x12
#define ABS_HAT1Y 0x13
使用set_bit()函数对以上的成员中某些位进行置1。
void set_bit(int nr, unsigned long *addr)
参数：
nr： 要设置的那一位，从0开始
addr: 开始计数的地址
例如key = 0x10; set_bit(0,&key); 那key的第0位被置1，key = 0x11。
需要的头文件：
#include <linux/input.h>
先申请，再注册，先注销，再释放。
//申请 input_dev 结构体变量
struct input_dev *input_allocate_device(void)
//返回值：申请到的input_dev//注册 input_dev
int input_register_device(struct input_dev *dev)
参数：dev：要注册的input_dev
//返回值：0，注册成功；负值，注册失败............
//注销 input_dev
void input_unregister_device(struct input_dev *dev)
参数：dev：要注销的 input_dev/
/注销 input_dev
void input_unregister_device(struct input_dev *dev)
参数：dev：要注销的 input_dev
把触发的输入事件类型及输入数据，上报给内核，使用input_event()函数上报。
void input_event(struct input_dev *dev,
unsigned int type,
unsigned int code,
int value)
参数：
dev: 需要上报的 input_dev
type: 上报的事件类型，比如 EV_KEY，EV_ABS
code: 事件码，也就是我们注册的按键值或者坐标轴，比如KEY_A、 ABS_X 等等
value: 事件值，例如0表示按键按下，1表示按键松开，(50,64)表示触摸点的X，Y坐标
上报事件结束以后还需要使用告诉内核，使用input_sync()或者input_event()函数。
void input_sync(struct input_dev *dev)
参数：dev：需要上报同步事件的 input_dev
void input_event(struct input_dev *dev, EV_SYN, 0, 0)
Linux内核使用input_event结构体来表示所有的输入事件，用户应用程序可以通过input_event来获取到具体的输入事件或相关的值。
/* input_envent 结构体定义在include/uapi/linux/input.h 文件中 */
struct input_event {
struct timeval time;
__u16 type;
__u16 code;
__s32 value;
};
//time：时间，也就是此事件发生的时间，为 timeval 结构体类型
//type：事件类型，比如EV_KEY，表示此次事件为按键事件
//code：事件码，比如在EV_KEY事件中就表示具体的按键码，KEY_0/KEY_1等按键
//value：值，比如EV_KEY事件中就表示按键值，表示按键有没有被按下编写用一个按键的输入子系统例子来测试一下吧。
btn_drv.c
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/irq.h>
#include <asm/gpio.h>
#include <mach/platform.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/input.h>
struct btn_res{
int gpio;//端口号
char *name;//名称
int code;//键值
};
struct btn_res btn_info[] = {
[0] = {
.gpio = PAD_GPIO_A+28,
.name = "K2",
.code = KEY_2,
},
[1] = {
.gpio = PAD_GPIO_B+9,
.name = "K6",
.code = KEY_6,
},
[2] = {
.gpio = PAD_GPIO_B+30,
.name = "K3",
.code = KEY_3,
},
[3] = {
.gpio = PAD_GPIO_B+31,
.name = "K4",
.code = KEY_4,
}
};
//初始化内核定时器
struct timer_list btn_timer;
//声明input_dev指针
struct input_dev *btn_dev = NULL;
//超时处理函数---真实按键事件
void btn_timer_function(unsigned long data)
{
int state;//引脚状态
struct btn_res *pdata = (struct btn_res *)data;//引脚数据
//区分哪个按键
//区分按下松开
state = gpio_get_value(pdata->gpio);
//上报数据
//按键事件
input_event(btn_dev,EV_KEY,pdata->code,!state);
//同步事件-----唤醒接口层阻塞的读函数
input_event(btn_dev,EV_SYN,0,0);
}
//中断处理函数
irqreturn_t btn_handler(int irq, void *dev_id)
{
//设置超时处理函数的参数
btn_timer.data = (unsigned long)dev_id;
//重置定时器--- 10ms超时
mod_timer(&btn_timer, jiffies+msecs_to_jiffies(10));
return IRQ_HANDLED;//处理成功
}
//加载函数
int btn_input_init(void)
{
int ret,i,j;
// 1.分配input_dev
btn_dev = input_allocate_device();
if(IS_ERR_OR_NULL(btn_dev)){
printk("input_allocate_device failed!\n");
ret = -ENOMEM;
goto failure_input_allocate;
}
// 2.初始化input_dev
//设置会发生的事件
set_bit(EV_KEY,btn_dev->evbit);
set_bit(EV_SYN,btn_dev->evbit);
//会使用的键值
for(i=0;i<ARRAY_SIZE(btn_info);i++){
set_bit(btn_info[i].code,btn_dev->keybit);
}
// 3.将input_dev注册到内核
ret = input_register_device(btn_dev);
if(ret<0){
printk("input_register_device failed!\n");
goto failure_input_register;
}
/*ARRAY_SIZE求数组元素个数*/
for(i=0;i<ARRAY_SIZE(btn_info);i++){
//申请中断
ret = request_irq(gpio_to_irq(btn_info[i].gpio), //中断号
btn_handler, //中断处理函数
IRQF_TRIGGER_RISING|IRQF_TRIGGER_FALLING, //中断标志,包括触发方式----- 上升下降沿触发
btn_info[i].name, //中断名称
&btn_info[i]);//传递给中断处理函数的参数
if(ret<0){
printk("request_irq failed!\n");
goto failure_request_irq;
}
}
//初始化定时器
init_timer(&btn_timer);
btn_timer.function = btn_timer_function;
return 0;
failure_request_irq:
//第i次失败了
//释放0 --- i-1中申请的中断
for(j=0;j<i;j++){
free_irq(gpio_to_irq(btn_info[j].gpio), &btn_info[j]);
}
input_unregister_device(btn_dev);
failure_input_register:
input_free_device(btn_dev);
failure_input_allocate:
return ret;
}
//卸载函数
void btn_input_exit(void)
{
int i;
del_timer(&btn_timer);
//释放所有申请的中断
for(i=0;i<ARRAY_SIZE(btn_info);i++){
free_irq(gpio_to_irq(btn_info[i].gpio), &btn_info[i]);
}
//从内核注销inpt_dev
input_unregister_device(btn_dev);
//释放input_dev空间
input_free_device(btn_dev);
}
//声明为模块的入口和出口
module_init(btn_input_init);
module_exit(btn_input_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");//GPL模块许可证
MODULE_AUTHOR("xin");//作者
MODULE_VERSION("1.0");//版本
MODULE_DESCRIPTION("button input module!");//描述信息
btn_test.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/input.h>
int main()
{
int ret;
struct input_event key_evt;
int fd = open("/dev/event5",O_RDWR);
if(fd==-1){
perror("open");
exit(-1);
}
printf("open successed!fd = %d\n",fd);
while(1){
//读取键值
ret = read(fd,&key_evt,sizeof(key_evt));
if(ret<0){
perror("read");
break;
}
if(key_evt.type==EV_KEY){
switch(key_evt.code){
case KEY_2:
printf("key_2 %s \n",key_evt.value?"pressed":"released");
break;
case KEY_3:
printf("key_3 %s \n",key_evt.value?"pressed":"released");
break;
case KEY_4:
printf("key_4 %s \n",key_evt.value?"pressed":"released");
break;
case KEY_6:
printf("key_6 %s \n",key_evt.value?"pressed":"released");
break;
default:
printf("unknow input!\n");
break;
}
}
}
close(fd);
return 0;
}
如图所示，按键输入子系统加载到内核中/dev/input目录下多出了一个event5设备文件，且使用定时器消，抖按键没有抖动。
参考文章：https://zhuanlan.zhihu.com/p/571498030
好了，以上就是Linux驱动输入子系统的全部内容了，如果有什么疑问和建议欢迎在评论区中提出来喔。