一、引言

在Linux驅動開發的學習過程中，Input子系統絕對是你繞不開的一道關卡。

在Linux系統中，不論是按鍵、滑鼠、鍵盤，亦或者是觸摸屏，統統都使用Input子系統來處理輸入事件。

二、Input子系統

1、Input子系統概述

Input就是輸入的意思，是以Input子系統就是管理輸入的系統，和Pinctrl、Gpio子系統一樣，都是Linux核心針對某一類裝置而建立的架構。

不同的輸入裝置在Input子系統所代表的含義不同，比如按鍵、鍵盤就是代表按鍵資訊，滑鼠和觸摸屏則是代表坐标資訊，是以對于不同的輸入裝置，在中間層或者應用層的處理方式就不一樣。對于驅動開發者，并不需要關心他們的處理方式，我們隻需要按照要求上報相應資訊即可。

2、Input子系統架構

根據Linux核心設計子系統的尿性（驅動分層模型），Input子系統被分為驅動層、核心層、事件處理層。

如下圖：

Linux驅動之Input子系統一、引言二、Input子系統三、Input驅動編寫方法

圖中左邊就是最底層的具體裝置，中間部分屬于核心空間，分為驅動層、核心層和事件處理層，最右邊則是使用者空間，所有的輸入裝置都以檔案的形式供使用者空間應用程式使用。

驅動層：輸入裝置的具體程式，比如按鍵驅動程式。

核心層：承上啟下，為驅動層提供輸入裝置注冊和操作接口，通知事件層對輸入事件進行處理。

事件處理層：主要和使用者空間進行互動。

三、Input驅動編寫方法

輸入裝置本質上就是一個字元裝置，隻是在此基礎上套上了Input子系統的架構。

是以編寫Input驅動就是通過調用Input子系統核心層提供的接口向Linux核心去注冊一個字元裝置驅動。

struct class input_class{
    .name = "input",
    .devnode = input_devnode,
};
……
static int __init input_init(void){
    int err;
    err = class_register(&input_class);
    if(err){
        pr_err(unable to register input_dev clsaa!\n);
        return err;
    }

    err = input_proc_init();
    if(err)
        goto fail1;

    err = register_chrdev_region(MKDEV(INPUT_MAJOR, 0),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;
}

第8行，注冊了一個Input類，這樣系統啟動以後就會在/sys/class下有一個Input子目錄。

第18行，注冊了一個字元裝置，主裝置号為INPUT_MAJOR，INPUT_MAJOR在include/uapi/linux/major.h中定義，定義如下：

#define INPUT_MAJOR        13

是以，Inpur子系統的所有裝置主裝置号都為13，我們在使用Input子系統時去處理輸入裝置時就不需要去注冊字元裝置了，我們隻需要向系統注冊一個Input_device即可。

1、注冊Input_dev

在使用Input子系統時，我們需要注冊一個Input子裝置，Linux用Input_dev結構體來表示一個Input子裝置，Input_dev定義在include/linux/input.h中，如下：

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)]; /* 事件類型的位圖 */
    unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)]; /* 按鍵值的位圖 */
    unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)]; /* 相對坐标的位圖 */ 
    unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)]; /* 絕對坐标的位圖 */
    unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)]; /* 雜項事件的位圖 */
    unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)]; /*LED 相關的位圖 */
    unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];/* sound 有關的位圖 */
    unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)]; /* 壓力回報的位圖 */
    unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)]; /*開關狀态的位圖 */
    ......
    bool devres_managed;
};

第9行，evbit表示輸入事件類型。前面說過，Input子系統是管理輸入的子系統，而在日常生活中，輸入裝置都很多，為了友善驅動開發者使用，Linux核心開發者定義了很多通用的輸入裝置類型。

他們被定義在include/uapi/linux/input.h中，如下：

#define EV_SYN 0x00 /* 同步事件 */
#define EV_KEY 0x01 /* 按鍵事件 */
#define EV_REL 0x02 /* 相對坐标事件 */
#define EV_ABS 0x03 /* 絕對坐标事件 */
#define EV_MSC 0x04 /* 雜項(其他)事件 */
#define EV_SW 0x05 /* 開關事件 */
#define EV_LED 0x11 /* LED */
#define EV_SND 0x12 /* sound(聲音) */
#define EV_REP 0x14 /* 重複事件 */
#define EV_FF 0x15 /* 壓力事件 */
#define EV_PWR 0x16 /* 電源事件 */
#define EV_FF_STATUS 0x17 /* 壓力狀态事件 */

如果輸入裝置時鍵盤，則選擇按鍵事件；如果輸入裝置時顯示屏，則選擇絕對坐标事件。

繼續看到Input_dev結構體。第10行~17行，keybit、relbit等都是存放不同僚件的值。比如接下來用來舉例的代碼（用按鍵作為輸入事件）所用到的按鍵鍵值。

我們可以随便定義一個鍵值，也可以使用Linux定義的标準鍵值，标準鍵值定義在include/uapi/linux/input.h中。

接下來介紹注冊Input_dev需要用到的Input子系統核心層提供的接口。

1.1、input_allocate_device

input_allocate_device用來申請一個Input_dev結構體。

函數原型如下：

struct input_dev *input_allocate_device(void)
參數：無。
傳回值：申請到的 input_dev。

1.2、input_free_device

有申請自然就有釋放。

函數原型如下：

void input_free_device(struct input_dev *dev)
dev：需要釋放的 input_dev。
傳回值：無。

1.3、input_register_device

申請之後，需要注冊，否則核心，或者說Input子系統是不知道有新的Input子裝置存在的。

函數原型如下：

int input_register_device(struct input_dev *dev)
dev：要注冊的 input_dev 。
傳回值：0，input_dev 注冊成功；負值，input_dev 注冊失敗。

1.4、input_unregister_device

該接口用來告訴Input子系統，你要登出一個Input子裝置。

函數原型如下：

void input_unregister_device(struct input_dev *dev)
dev：要登出的 input_dev 。
傳回值：無。

綜上，注冊一個Input_dev的過程為：

①、使用input_allocate_device申請一個Input_dev結構體；

②、初始化Input_dev的事件類型和對應鍵值；

③、使用input_register_device向Linux注冊之前初始化好的Input_dev；

④、解除安裝驅動時，先調用input_unregister_device登出，再調用input_free_device釋放掉Input_dev。（注意，兩者順序不能弄反，負責會造成核心崩潰）

以下是注冊Input_dev的示例代碼：

struct input_dev *inputdev; /* input 結構體變量 */
 
/* 驅動入口函數 */
static int __init xxx_init(void)
{   ......
    inputdev = input_allocate_device(); /* 申請 input_dev */
    inputdev->name = "test_inputdev"; /* 設定 input_dev 名字 */
 
    /*********第一種設定事件和事件值的方法***********/
    __set_bit(EV_KEY, inputdev->evbit); /* 設定産生按鍵事件 */
    __set_bit(EV_REP, inputdev->evbit); /* 重複事件 */
    __set_bit(KEY_0, inputdev->keybit); /*設定産生哪些按鍵值 */
    /************************************************/

    /*********第二種設定事件和事件值的方法***********/
    keyinputdev.inputdev->evbit[0] = BIT_MASK(EV_KEY) |
    BIT_MASK(EV_REP);
    keyinputdev.inputdev->keybit[BIT_WORD(KEY_0)] |=
    BIT_MASK(KEY_0);
    /************************************************/

    /*********第三種設定事件和事件值的方法***********/
    keyinputdev.inputdev->evbit[0] = BIT_MASK(EV_KEY) |
    BIT_MASK(EV_REP);
    input_set_capability(keyinputdev.inputdev, EV_KEY, KEY_0);
    /************************************************/

    /* 注冊 input_dev */
    input_register_device(inputdev);
    ......
    return 0;
}

/* 驅動出口函數 */
static void __exit xxx_exit(void)
{
    input_unregister_device(inputdev); /* 登出 input_dev */
    input_free_device(inputdev); /* 删除 input_dev */
}

EV_KEY就是輸入事件類型（按鍵輸入），KEY_0就是對應支援的按鍵值。

這裡需要注意，你有多少按鍵值，你就需要設定多少，否則你是上報不上去的，沒有設定的按鍵值屬于非法值，在Input事件處理層就會被攔下。

2、上報輸入事件

當我們向核心注冊好Input_dev并不能就此高枕無憂了，因為我們僅僅是注冊了一個輸入裝置，對于使用者層來說，他們什麼都不知道。

是以，當輸入事件來臨時，核心就需要去處理并将其上報。

而核心對于不同的輸入事件類型有不同的上報接口。

2.1、Input_event

函數原型：

void input_event(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value)
dev：需要上報的 input_dev。
type: 上報的事件類型，比如 EV_KEY。
code：事件碼，也就是我們注冊的按鍵值，比如 KEY_0、KEY_1 等等。
value：事件值，比如 1 表示按鍵按下，0 表示按鍵松開。
傳回值：無。

input_event可以上報所有的事件類型和事件值。

2.2、input_report_key

函數原型：

static inline void input_report_key(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value) {
    input_event(dev, EV_KEY, code, !!value);
}

從代碼可以看出，該接口由input_event封裝而成，事實上，所有類型事件的專用上報接口都是由input_event接口封裝而成，不過，對于核心開發者而言，更推薦使用專用的接口。

2.3、input_sync

當我們上報一次事件之後，還需要使用該接口告訴Input子系統上報結束，input_sync本質上是上報一個同步事件。

接下來來看示例代碼：

void func(unsigned long arg)
{
    unsigned char value;
    value = gpio_get_value(keydesc->gpio); /* 讀取 IO 值 */
    if(value == 0){ /* 按下按鍵 */
        /* 上報按鍵值 */
        input_report_key(inputdev, KEY_0, 1); /* 最後一個參數 1，按下 */
        input_sync(inputdev); /* 同步事件 */
    } else { /* 按鍵松開 */
        input_report_key(inputdev, KEY_0, 0); /* 最後一個參數 0，松開 */
        input_sync(inputdev); /* 同步事件 */
    } 
}

Linux驅動之Input子系統一、引言二、Input子系統三、Input驅動編寫方法

一、引言

二、Input子系統

1、Input子系統概述

2、Input子系統架構

三、Input驅動編寫方法

1、注冊Input_dev

1.1、input_allocate_device

1.2、input_free_device

1.3、input_register_device

1.4、input_unregister_device

2、上報輸入事件

2.1、Input_event

2.2、input_report_key

2.3、input_sync

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