【RFB】Linux uinput 分析，虚拟鼠标，键盘
基于输入子系统 实现的 uinput 可以方便的在用户空间模拟鼠标和键盘事件。
当然，也可以自己造轮子， 做一个字符设备接收用户输入，根据输入，投递 input 事件。
还有一种方式就是直接 往 evnent 里写入数据， 都可以达到控制鼠标键盘的功能。
本篇文章就是演示直接写入 event 的方法。
linux/input.h中有定义，这个文件还定义了标准按键的编码等
struct input_event {
struct timeval time; //按键时间
__u16 type; //类型，在下面有定义
__u16 code; //要模拟成什么按键
__s32 value;//是按下还是释放
};
code：
事件的代码.如果事件的类型代码是EV_KEY,该代码code为设备键盘代码.代码植0~127为键盘上的按键代码, 0x110~0x116 为鼠标上按键代码,其中0x110(BTN_ LEFT)为鼠标左键,0x111(BTN_RIGHT)为鼠标右键,0x112(BTN_ MIDDLE)为鼠标中键.其它代码含义请参看include/linux /input.h文件. 如果事件的类型代码是EV_REL,code值表示轨迹的类型.如指示鼠标的X轴方向 REL_X (代码为0x00),指示鼠标的Y轴方向REL_Y(代码为0x01),指示鼠标中轮子方向REL_WHEEL(代码为0x08).
type:
EV_KEY,键盘
EV_REL,相对坐标
EV_ABS,绝对坐标
value：
事件的值.如果事件的类型代码是EV_KEY,当按键按下时值为1,松开时值为0;如果事件的类型代码是EV_ REL,value的正数值和负数值分别代表两个不同方向的值.
/*
* Event types
*/
#define EV_SYN 0x00
#define EV_KEY 0x01 //按键
#define EV_REL 0x02 //相对坐标(轨迹球)
#define EV_ABS 0x03 //绝对坐标
#define EV_MSC 0x04 //其他
#define EV_SW 0x05
#define EV_LED 0x11 //LED
#define EV_SND 0x12//声音
#define EV_REP 0x14//repeat
#define EV_FF 0x15
#define EV_PWR 0x16
#define EV_FF_STATUS 0x17
#define EV_MAX 0x1f
#define EV_CNT (EV_MAX+1)
下面是一个模拟鼠标和键盘输入的例子：
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/uinput.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
void simulate_key(int fd,int kval)
{
struct input_event event;
event.type = EV_KEY;
event.value = 1;
event.code = kval;
gettimeofday(&event.time,0);
write(fd,&event,sizeof(event)) ;
event.type = EV_SYN;
event.code = SYN_REPORT;
event.value = 0;
write(fd, &event, sizeof(event));
memset(&event, 0, sizeof(event));
gettimeofday(&event.time, NULL);
event.type = EV_KEY;
event.code = kval;
event.value = 0;
write(fd, &event, sizeof(event));
event.type = EV_SYN;
event.code = SYN_REPORT;
event.value = 0;
write(fd, &event, sizeof(event));
}
void simulate_mouse(int fd)
{
struct input_event event;
memset(&event, 0, sizeof(event));
gettimeofday(&event.time, NULL);
event.type = EV_REL;
event.code = REL_X;
event.value = 10;
write(fd, &event, sizeof(event));
event.type = EV_REL;
event.code = REL_Y;
event.value = 10;
write(fd, &event, sizeof(event));
event.type = EV_SYN;
event.code = SYN_REPORT;
event.value = 0;
write(fd, &event, sizeof(event));
}
int main()
{
int fd_kbd;
int fd_mouse;
fd_kbd = open("/dev/input/event1",O_RDWR);
if(fd_kbd<=0){
printf("error open keyboard:/n");
return -1;
}
fd_mouse = open("/dev/input/event2",O_RDWR);
if(fd_mouse<=0){
printf("error open mouse/n");
return -2;
}
int i = 0;
for(i=0; i< 10; i++)
{
simulate_key(fd_kbd, KEY_A + i);
simulate_mouse(fd_mouse);
sleep(1);
}
close(fd_kbd);
}
模拟了鼠标和键盘的输入事件。
关于这里 open 哪个 event ， 可以通过 cat /proc/bus/input/devices
I: Bus=0017 Vendor=0001 Product=0001 Version=0100
N: Name="Macintosh mouse button emulation"
P: Phys=
S: Sysfs=/class/input/input0
U: Uniq=
H: Handlers=mouse0 event0
B: EV=7
B: KEY=70000 0 0 0 0 0 0 0 0
B: REL=3
I: Bus=0011 Vendor=0001 Product=0001 Version=ab41
N: Name="AT Translated Set 2 keyboard"
P: Phys=isa0060/serio0/input0
S: Sysfs=/class/input/input1
U: Uniq=
H: Handlers=kbd event1
B: EV=120013
B: KEY=4 2000000 3803078 f800d001 feffffdf ffefffff ffffffff fffffffe
B: MSC=10
B: LED=7
I: Bus=0019 Vendor=0000 Product=0002 Version=0000
N: Name="Power Button (FF)"
P: Phys=LNXPWRBN/button/input0
S: Sysfs=/class/input/input3
U: Uniq=
H: Handlers=kbd event3
B: EV=3
B: KEY=100000 0 0 0
I: Bus=0019 Vendor=0000 Product=0001 Version=0000
N: Name="Power Button (CM)"
P: Phys=PNP0C0C/button/input0
S: Sysfs=/class/input/input4
U: Uniq=
H: Handlers=kbd event4
B: EV=3
B: KEY=100000 0 0 0
I: Bus=0003 Vendor=046d Product=c018 Version=0111
N: Name="Logitech USB Optical Mouse"
P: Phys=usb-0000:00:1d.1-2/input0
S: Sysfs=/class/input/input24
U: Uniq=
H: Handlers=mouse1 event2
B: EV=7
B: KEY=70000 0 0 0 0 0 0 0 0
B: REL=103
我的鼠标是 罗技 的 Logitech USB Optical Mouse， 所以 鼠标是 event2
下面是一个读取 鼠标和键盘事件的例子：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <linux/input.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
static void show_event(struct input_event* event)
{
printf("%d %d %d/n", event->type, event->code, event->value);
return;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
struct input_event event = {{0}, 0};
const char* file_name = argc == 2 ? argv[1] : "/dev/input/event2";
int fd = open(file_name, O_RDWR);
if(fd > 0)
{
while(1)
{
int ret = read(fd, &event, sizeof(event));
if(ret == sizeof(event))
{
show_event(&event);
}
else
{
break;
}
}
close(fd);
}
return 0;
}
很多人对于 如何模拟 CTRL + SPACE 感兴趣， 下面也给个例子，呵呵。
void simulate_ctrl_space(int fd)
{
struct input_event event;
//先发送一个 CTRL 按下去的事件。
event.type = EV_KEY;
event.value = 1;
event.code = KEY_LEFTCTRL;
gettimeofday(&event.time,0);
write(fd,&event,sizeof(event)) ;
event.type = EV_SYN;
event.code = SYN_REPORT;
event.value = 0;
write(fd, &event, sizeof(event));
//先发送一个 SPACE 按下去的事件。
event.type = EV_KEY;
event.value = 1;
event.code = KEY_SPACE;
gettimeofday(&event.time,0);
write(fd,&event,sizeof(event)) ;
//发送一个 释放 SPACE 的事件
memset(&event, 0, sizeof(event));
gettimeofday(&event.time, NULL);
event.type = EV_KEY;
event.code = KEY_SPACE;
event.value = 0;
write(fd, &event, sizeof(event));
event.type = EV_SYN;
event.code = SYN_REPORT;
event.value = 0;
write(fd, &event, sizeof(event));
//发送一个 释放 CTRL 的事件
memset(&event, 0, sizeof(event));
gettimeofday(&event.time, NULL);
event.type = EV_KEY;
event.code = KEY_LEFTCTRL;
event.value = 0;
write(fd, &event, sizeof(event));
event.type = EV_SYN;
event.code = SYN_REPORT;
event.value = 0;
write(fd, &event, sizeof(event));
}
接下来分析一下 uinput 和 linux 的 input 子系统。
linux uinput
本文以 2.6.22.7 的kernel 为基础。
首先 uinput 是一个字符设备， 其次它还是一个 input 设备。另外它可以是一个鼠标或者键盘设备。
从 init 部分说起吧。
static const struct file_operations uinput_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = uinput_open,
.release = uinput_release,
.read = uinput_read,
.write = uinput_write,
.poll = uinput_poll,
.unlocked_ioctl = uinput_ioctl,
};
static struct miscdevice uinput_misc = {
.fops = &uinput_fops,
.minor = UINPUT_MINOR,
.name = UINPUT_NAME,
};
static int __init uinput_init(void)
{
return misc_register(&uinput_misc);
}
首先说说 miscdevice, 很方便的东西，对 device 做了简单的包装，
当 misc_register 的时候就完成了 设备的 注册安装一类的东东， 不用自己再操心了。真是懒人的设计阿。
所有的 misc 设备公用同一个主设备号，在 misc_init 中，
static int __init misc_init(void)
{
#ifdef CONFIG_PROC_FS
struct proc_dir_entry *ent;
ent = create_proc_entry("misc", 0, NULL);
if (ent)
ent->proc_fops = &misc_proc_fops;
#endif
misc_class = class_create(THIS_MODULE, "misc");
if (IS_ERR(misc_class))
return PTR_ERR(misc_class);
if (register_chrdev(MISC_MAJOR,"misc",&misc_fops)) {
printk("unable to get major %d for misc devices/n",
MISC_MAJOR);
class_destroy(misc_class);
return -EIO;
}
return 0;
}
register_chrdev 接口真 BT ,
__register_chrdev_region(major, 0, 256, name);
直接占用了 0 到 255 的次设备号，注册 misc 类型设备的时候，直接从里面取就是了。
而在 misc_open 通过设备节点把 file_operations 指向对应的设备驱动上去， 很良好的设计， 呵呵。
有点类似其他总线的设计， 但是只有 device_list, 没有 driver_list, 当然也不需要。
不在 misc 上浪费时间了。 接下来再到 uinput 中去。
从uinput_open 说起吧， uinput_open 其实啥事情都没干。。做了一些简单的初始化工作。
要创建一个 input 设备，我们在调用input_register_device 前需要设置 好input_dev的各种属性。
而设置input_dev的属性在 uinput_setup_device 接口中， 但驱动怎么知道你想模拟什么设备呢？
又需要通过 uinput_ioctl 设置先。 很糟糕的设计。 用户若是不知道这些流程，如何能使用这个模拟驱动？
下面是一个使用 uinput 的用户态程序：
int setup_uinput_device(char *device)
{
// Temporary variable
int i=0;
// Open the input device
//uinp_fd = open("/dev/input/uinput", O_WRONLY | O_NDELAY);
uinp_fd = open(device, O_WRONLY | O_NDELAY);
if (uinp_fd == 0)
{
printf("Unable to open /dev/input/uinput/n");
return -1;
}
memset(&uinp,0,sizeof(uinp)); // Intialize the uInput device to NULL
strncpy(uinp.name, "HID Keyboard Device", strlen("HID Keyboard Device"));
uinp.id.version = 4;
uinp.id.bustype = BUS_USB;
uinp.id.product = 1;
uinp.id.vendor = 1;
// Setup the uinput device
ioctl(uinp_fd, UI_SET_EVBIT, EV_KEY);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_EVBIT, EV_REL);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_RELBIT, REL_X);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_RELBIT, REL_Y);
for (i=0; i < 256; i++) {
ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, i);
}
ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_MOUSE);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_TOUCH);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_MOUSE);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_LEFT);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_MIDDLE);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_RIGHT);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_FORWARD);
ioctl(uinp_fd, UI_SET_KEYBIT, BTN_BACK);
write(uinp_fd, &uinp, sizeof(uinp));
if (ioctl(uinp_fd, UI_DEV_CREATE))
{
printf("Unable to create UINPUT device.");
return -1;
}
return 1;
}
很变态的流程， 先用 ioctl 设置参数（模拟鼠标，键盘）， 再 write, 在第一次 write 的时候创建 inputdev,
然后 ioctl 调用 UI_DEV_CREATE 向系统注册 . BT............
今天先写到这里拉。。
浅析linux下键盘设备工作和注册流程
【浅析linux下鼠标驱动的实现】input_init()=>
=>
class_register(&input_class);注册input类
input_proc_init();创建proc下的目录和文件
register_chrdev(INPUT_MAJOR,"input",&input_fops);注册驱动程序到cdev_map上,以待驱动设备.
drivers/input/keyboard/pxa3xx_keypad.c为我们的keyboard设备,
pxa3xx_keypad_probe=>
request_irq(IRQ_ENHROT,&enhanced_rotary_interrupt,
IRQF_DISABLED,"Enhanced Rotary",(void*)keypad);注册快捷键中断
request_irq(IRQ_KEYPAD,pxa3xx_keypad_interrupt,IRQF_DISABLED,pdev->name,keypad);注册中断
staticirqreturn_t pxa3xx_keypad_interrupt(intirq,void*dev_id)
{
structpxa3xx_keypad*keypad=dev_id;
uint32_tkpc=keypad_readl(KPC);
if(kpc&KPC_MI)
pxa3xx_keypad_scan_matrix(keypad);
if(kpc&KPC_DI)
pxa3xx_keypad_scan_direct(keypad);
returnIRQ_HANDLED;
}
在irq中如果读到了key,那么会直接调用
input_report_key(keypad->input_dev,lookup_matrix_keycode(keypad,row,col),
new_state[col]&(1<<row));
staticinlineunsignedintlookup_matrix_keycode(
structpxa3xx_keypad*keypad,introw,intcol)
{
returnkeypad->matrix_keycodes[(row<<3)+col];
}
input_report_key(structinput_dev*dev,unsignedintcode,intvalue)
dev为input_dev设备,我们的4*4键盘
code为标准PC键盘码值
value为按键动作,为1表示键盘按下,为0表示按键抬起
staticinlinevoidinput_report_key(structinput_dev*dev,unsignedintcode,intvalue)
{
input_event(dev,EV_KEY,code,!!value);
}
voidinput_event(structinput_dev*dev,
unsignedinttype,unsignedintcode,intvalue)
{
unsignedlongflags;
if(is_event_supported(type,dev->evbit,EV_MAX)){
spin_lock_irqsave(&dev->event_lock,flags);
add_input_randomness(type,code,value);//因为按键的存在随机性,所以按键是给系统提供墒随机数的好来源.
input_handle_event(dev,type,code,value);
spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock,flags);
}
}
staticvoidinput_handle_event(structinput_dev*dev,
unsignedinttype,unsignedintcode,intvalue)
{
...
caseEV_KEY:
if(is_event_supported(code,dev->keybit,KEY_MAX)&&
!!test_bit(code,dev->key)!=value){//这次来的是否为新的键值
if(value!=2){
__change_bit(code,dev->key);//通过异或^操作,反转code对应的bitmap,如果value等于2,那么将忽略该按键
if(value)
input_start_autorepeat(dev,code);//键盘按下,那么开启定时检测,这样可以出现连续输入的效果
}
disposition=INPUT_PASS_TO_HANDLERS;
}
break;
...
}
staticvoidinput_start_autorepeat(structinput_dev*dev,intcode)
{
if(test_bit(EV_REP,dev->evbit)&&
dev->rep[REP_PERIOD]&&dev->rep[REP_DELAY]&&
dev->timer.data){
dev->repeat_key=code;
mod_timer(&dev->timer,//重新启动定时器input_repeat_key,时间间隔msecs_to_jiffies(dev->rep[REP_DELAY])
jiffies+msecs_to_jiffies(dev->rep[REP_DELAY]));
}
}
staticvoidinput_repeat_key(unsignedlongdata)
{
structinput_dev*dev=(void*)data;
unsignedlongflags;
spin_lock_irqsave(&dev->event_lock,flags);
if(test_bit(dev->repeat_key,dev->key)&&
is_event_supported(dev->repeat_key,dev->keybit,KEY_MAX)){
input_pass_event(dev,EV_KEY,dev->repeat_key,2);//交给处理按键函数
if(dev->sync){
/*
* Only send SYN_REPORT if we are not in a middle
* of driver parsing a new hardware packet.
* Otherwise assume that the driver will send
* SYN_REPORT once it's done.
*/
input_pass_event(dev,EV_SYN,SYN_REPORT,1);
}
if(dev->rep[REP_PERIOD])
mod_timer(&dev->timer,jiffies+
msecs_to_jiffies(dev->rep[REP_PERIOD]));
}
spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock,flags);
}
input_pass_event=>
handle->handler->event(handle,type,code,value);
就是kbd_handler的kbd_event=>kbd_keycode=>
atomic_notifier_call_chain(&keyboard_notifier_list,KBD_UNICODE,¶m)
通知挂在keyboard链上所有等待键盘输入的应用程序,
通过register_keyboard_notifier()函数可以注册到键盘链上【gliethttp.Leith】,
input_dev=input_allocate_device();申请一个input设备空间
input_dev->open=pxa3xx_keypad_open;给这个空间填充方法
input_dev->close=pxa3xx_keypad_close;
input_dev->private=keypad;
set_bit(EV_KEY,input_dev->evbit);//键按下
set_bit(EV_REL,input_dev->evbit);//键释放
pxa3xx_keypad_build_keycode(keypad);//设备键盘映射码
该函数将根据pxa3xx_device_keypad设备下的matrix_key_map进行键控设置,
pxa_set_keypad_info(&jades_keypad_info)=>将jades_keypad_info登记为pdata;
#defineMAX_MATRIX_KEY_NUM(8*8)
matrix_keycodes[MAX_MATRIX_KEY_NUM];表示为8*8键盘
keypad->matrix_keycodes[(row<<3)+col]=code;表示第row行的第col列处按键,代表code编码值,这个为我们内部使用.
set_bit(code,input_dev->keybit);//设置code为我们的键盘对操作系统可用的键盘值
if(pdata->direct_key_num){
for(i=0;i<pdata->direct_key_num;i++){
set_bit(pdata->direct_key_map[i],input_dev->keybit);//快捷键单元
}
}
set_bit(KEY_POWER,input_dev->keybit);//登记电源按键为系统可见按键
input_register_device(input_dev);=>//注册设该备devices_subsys总线上
intinput_register_device(structinput_dev*dev)
{
staticatomic_t input_no=ATOMIC_INIT(0);
structinput_handler*handler;
constchar*path;
interror;
__set_bit(EV_SYN,dev->evbit);
/*
* 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);
if(!dev->rep[REP_DELAY]&&!dev->rep[REP_PERIOD]){
dev->timer.data=(long)dev;
dev->timer.function=input_repeat_key;//消抖处理函数,采用延时消抖
dev->rep[REP_DELAY]=500;//250;
dev->rep[REP_PERIOD]=66;//33;
}
if(!dev->getkeycode)
dev->getkeycode=input_default_getkeycode;
if(!dev->setkeycode)
dev->setkeycode=input_default_setkeycode;
//在/sys/class/input下创建以input0,input1为目录名的input类型设备
snprintf(dev->dev.bus_id,sizeof(dev->dev.bus_id),
"input%ld",(unsignedlong)atomic_inc_return(&input_no)-1);
if(dev->cdev.dev)
dev->dev.parent=dev->cdev.dev;
error=device_add(&dev->dev);//将设备登记到设备总线上,之后将以目录和文件的形式呈现
if(error)
returnerror;
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);
returnerror;
}
list_add_tail(&dev->node,&input_dev_list);
//将设备放到input的链表上,该链表上存放着所有input类型的dev设备对象【gliethttp.Leith】
list_for_each_entry(handler,&input_handler_list,node)
input_attach_handler(dev,handler);
//从input_handler_list驱动链表上尝试匹配,是否有驱动该dev设备的driver驱动,如果有,那么将匹配的驱动绑定给dev设备,来驱动这个dev.
input_wakeup_procfs_readers();
mutex_unlock(&input_mutex);
return0;
}
drivers/char/keyboard.c
kbd_init()=>
input_register_handler(&kbd_handler);注册键盘驱动到input_handler_list链表上
staticintinput_attach_handler(structinput_dev*dev,structinput_handler*handler)
{
conststructinput_device_id*id;
interror;
//看看这个咚咚,是不是在黑名单里,如果在,那么就byebye了【gliethttp.Leith】
if(handler->blacklist&&input_match_device(handler->blacklist,dev))
return-ENODEV;
id=input_match_device(handler->id_table,dev);
if(!id)
return-ENODEV;
error=handler->connect(handler,dev,id);//ok,找到驱动该dev的driver,那么尝试连接
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);
returnerror;
}
kbd_connect=>input_register_handle=>input_open_device=>pxa3xx_keypad_open配置键盘io口
以下内容转自：http://ericxiao.cublog.cn/
九:evdev的初始化
Evdev的模块初始化函数为evdev_init().代码如下:
static int __init evdev_init(void)
{
return input_register_handler(&evdev_handler);
}
它调用了input_register_handler注册了一个handler.
注意到,在这里evdev_handler中定义的minor为EVDEV_MINOR_BASE(64).也就是说evdev_handler所表示的设备文件范围为(13,64)à(13,64+32).
从之前的分析我们知道.匹配成功的关键在于handler中的blacklist和id_talbe. Evdev_handler的id_table定义如下:
static const struct input_device_id evdev_ids[] = {
{ .driver_info = 1 }, /* Matches all devices */
{ }, /* Terminating zero entry */
};
它没有定义flags.也没有定义匹配属性值.这个handler是匹配所有input device的.从前面的分析我们知道.匹配成功之后会调用handler->connect函数.
在Evdev_handler中,该成员函数如下所示:
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定义为32.表示evdev_handler所表示的32个设备文件.evdev_talbe是一个struct evdev类型的数组.struct evdev是模块使用的封装结构.在接下来的代码中我们可以看到这个结构的使用.
这一段代码的在evdev_talbe找到为空的那一项.minor就是数组中第一项为空的序号.
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 下来,分配了一个evdev结构,并对这个结构进行初始化.在这里我们可以看到,这个结构封装了一个handle结构,这结构与我们之前所讨论的 handler是不相同的.注意有一个字母的差别哦.我们可以把handle看成是handler和input device的信息集合体.在这个结构里集合了匹配成功的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);
在这段代码里主要完成evdev封装的device的初始化.注意在这里,使它所属的类指向input_class.这样在/sysfs中创建的设备目录就会在/sys/class/input/下面显示.
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;
}
注册handle,如果是成功的,那么调用evdev_install_chrdev将evdev_table的minor项指向evdev. 然后将evdev->device注册到sysfs.如果失败,将进行相关的错误处理.
万事俱备了,但是要接收事件,还得要等”东风”.这个”东风”就是要打开相应的handle.这个打开过程是在文件的open()中完成的.
十:evdev设备结点的open()操作
我们知道.对主设备号为INPUT_MAJOR的设备节点进行操作,会将操作集转换成handler的操作集.在evdev中,这个操作集就是evdev_fops.对应的open函数如下示:
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[ ]中的序号.然后将数组中对应的evdev取出.递增devdev中device的引用计数.
分配并初始化一个client.并将它和evdev关联起来: client->evdev指向它所表示的evdev. 将client挂到evdev->client_list上. 将client赋为file的私有区.
对应handle的打开是在此evdev_open_device()中完成的.代码如下:
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是第一次打开,就会调用input_open_device()打开evdev对应的handle.跟踪一下这个函数:
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;
}
在这个函数中,我们看到.递增handle的打开计数.如果是第一次打开.则调用input device的open()函数.
十一:evdev的事件处理
经过上面的分析.每当input device上报一个事件时,会将其交给和它匹配的handler的event函数处理.在evdev中.这个event函数对应的代码为:
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);
}
首先构造一个struct input_event结构.并设备它的type.code,value为处理事件的相关属性.如果该设备被强制设置了handle.则调用如之对应的client.
我们在open的时候分析到.会初始化clinet并将其链入到evdev->client_list. 这样,就可以通过evdev->client_list找到这个client了.
对于找到的第一个client都会调用evdev_pass_event( ).代码如下:
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);
}
这里的操作很简单.就是将event保存到client->buffer中.而client->head就是当前的数据位置.注意这里是一个环形缓存区.写数据是从client->head写.而读数据则是从client->tail中读.
十二:设备节点的read处理
对于evdev设备节点的read操作都会由evdev_read()完成.它的代码如下:
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,它判断缓存区大小是否足够.在读取数据的情况下,可能当前缓存区内没有数据可读.在这里先睡眠等待缓存区中有数据.如果在睡眠的时候,.条件满足.是不会进行睡眠状态而直接返回的.
然后根据read()提够的缓存区大小.将client中的数据写入到用户空间的缓存区中.
十三:设备节点的写操作
同样.对设备节点的写操作是由evdev_write()完成的.代码如下:
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;
}
首先取得操作设备文件所对应的evdev.
实际上,这里写入设备文件的是一个event结构的数组.我们在之前分析过,这个结构里包含了事件的type.code和event.
将写入设备的event数组取出.然后对每一项调用event_inject_event().
这个函数的操作和input_event()差不多.就是将第一个参数handle转换为输入设备结构.然后这个设备再产生一个事件.
代码如下:
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);
}
}
我们在这里也可以跟input_event()对比一下,这里设备可以产生任意事件,而不需要和设备所支持的事件类型相匹配.
由此可见.对于写操作而言.就是让与设备文件相关的输入设备产生一个特定的事件.
将上述设备文件的操作过程以图的方式表示如下：
十四:小结
在 这一节点,分析了整个input子系统的架构,各个环节的流程.最后还以evdev为例.将各个流程贯穿在一起.以加深对input子系统的理解.由此也 可以看出.linux设备驱动采用了分层的模式.从最下层的设备模型到设备,驱动,总线再到input子系统最后到input device.这样的分层结构使得最上层的驱动不必关心下层是怎么实现的.而下层驱动又为多种型号同样功能的驱动提供了一个统一的接口.
浅析linux下鼠标驱动的实现
【浅析linux下键盘设备工作和注册流程】
对于鼠标驱动和前面分析过的键盘驱动都是共用input模型,所以,对于事件上报和处理的方式都没有区别,只是mouse鼠标驱动当上报完dx,dy,left,middle,right之后,需要调用input_sync(),将前面上报的仅仅填充在缓冲区中的数据,通过mousedev_notify_readers()发送给open了的挂接在mousedev->client_list链表上等待获取鼠标信息的client门,鼠标设备和键盘设备类似都是在/dev/input/目录下创建了一个char类型的设备节点,由应用程序使用read或者poll来阻塞调用,对于键盘设备为/dev/input/event0,...,/dev/input/eventx,对于鼠标设备为/dev/input/mouse0,...,/dev/input/mousex,可以使用sudo
cat/dev/input/event0来从终端上截获显示按键的信息,使用sudo cat/dev/input/mouse0来捕捉鼠标的信息.
让我们来看看驱动源码【gliethttp.Leith】：
============drivers/input/mouse/amimouse.c============
input_report_rel(amimouse_dev,REL_X,dx);
input_report_rel(amimouse_dev,REL_Y,dy);
input_report_key(amimouse_dev,BTN_LEFT,ciaa.pra&0x40);
input_report_key(amimouse_dev,BTN_MIDDLE,potgor&0x0100);
input_report_key(amimouse_dev,BTN_RIGHT,potgor&0x0400);
input_sync(amimouse_dev);// 拷贝到open了的每个client的client->packets[16]环形缓冲区,每个应用程序在调用open时, mousedev_open都会调用kzalloc来申请一个独立的mousedev_client结构体,然后将该client挂接到mousedev
->client_list链表,最后由mousedev_notify_readers向mousedev->client_list链表 上挂接的每个client拷贝鼠标信息,最后wake_up唤醒read或poll.
============drivers/input/mousedev.c============
mousedev_read=>mousedev_packet=>如果dx,dy,dz同时都为0,说明鼠标停止了,那么client->ready=0;
mousedev_event(dev,EV_SYN,SYN_REPORT,0)=>mousedev_notify_readers=>如果dx,dy,dz有一个发生了移动或者鼠标按键上一次的按键不同,那么client->ready=1;拷贝数据到mousedev->client_list链表上挂接的每个client的环形缓冲区,最后调用wake_up_interruptible(&mousedev->wait);唤醒因为read或者poll操作而被pending住的应用程序,比如xWindows系统或者MiniGUI系统.
mousedev_write=>mousedev_generate_response=>向client->ps2[6]缓冲区填充数据,有效数据的个数为client->bufsiz,之后执行如下赋值client->buffer=client->bufsiz;让client->buffer等于client->ps2[6]数据缓冲区中有效数据的个数.
staticssize_t mousedev_read(structfile*file,char__user*buffer,
size_tcount,loff_t*ppos)
{
structmousedev_client*client=file->private_data;
structmousedev*mousedev=client->mousedev;
signedchardata[sizeof(client->ps2)];
intretval=0;
if(!client->ready&&!client->buffer&&mousedev->exist&&
(file->f_flags&O_NONBLOCK))
return-EAGAIN;
retval=wait_event_interruptible(mousedev->wait,
!mousedev->exist||client->ready||client->buffer);
//等待条件满足或者信号发生,client->ready和client->buffer都可以在调用wake_up_interruptible(&mousedev->wait)之后,因为为真,而继续往下执行.
if(retval)
returnretval;
if(!mousedev->exist)
return-ENODEV;
spin_lock_irq(&client->packet_lock);//禁止中断
if(!client->buffer&&client->ready){
mousedev_packet(client,client->ps2);
client->buffer=client->bufsiz;
}
if(count>client->buffer)
count=client->buffer;
memcpy(data,client->ps2+client->bufsiz-client->buffer,count);
//所以从这里可以看出,client->bufsiz为ps2[]数组有效数据索引的上限值,
//client->buffer为ps2[]数组索引的下限值
client->buffer-=count;//这样之后,再次执行read时,将会接续该buffer偏移位置继续读取.
spin_unlock_irq(&client->packet_lock);//打开中断
if(copy_to_user(buffer,data,count))//拷贝到用户空间
return-EFAULT;
returncount;
}
对于mouse和keyboard来说poll方法是同时处理多项输入的相当高效的信息处理方法,应用程序可以使用select或者poll甚至epoll来等待多个事件的发生,比如同时等待mouse和key的发生,然后来统一处理【gliethttp.Leith】.
staticunsignedintmousedev_poll(structfile*file,poll_table*wait)
{
structmousedev_client*client=file->private_data;
structmousedev*mousedev=client->mousedev;
poll_wait(file,&mousedev->wait,wait);
return((client->ready||client->buffer)?(POLLIN|POLLRDNORM):0)|
(mousedev->exist?0:(POLLHUP|POLLERR));
}
以上鼠标input事件和键盘的input时间基本一致,最后都是调用input_report_rel()、input_report_key()等,不同的是mousedev_event只有当调用input_sync才会发生向client的数据拷贝动作,而键盘的evdev_event的事件处理函数不管是什么信息都会执行如下遍历:
list_for_each_entry_rcu(client,&evdev->client_list,node)
evdev_pass_event(client,&event);
来完成向每个client数据buffer拷贝数据【gliethttp.Leith】.
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