目录
一、引言
二、INPUT 子系统的架构
1.输入设备驱动层
2.核心层
3.事件处理层
三、INPUT 子系统的工作原理
1.设备注册与初始化
2.事件产生与提交
3.事件分发与处理
4.应用程序访问输入设备
四、使用 INPUT 子系统进行设备驱动开发
1.编写输入设备驱动程序
2.注册输入设备驱动程序
五、总结
一、引言
在 Linux 操作系统中，INPUT 子系统是一个非常重要的组成部分，它负责处理各种输入设备，如键盘、鼠标、触摸屏等。INPUT 子系统提供了一种统一的框架，使得不同类型的输入设备可以以相同的方式被操作系统识别和处理，大大提高了系统的可扩展性和可维护性。本文将深入探讨 Linux INPUT 子系统的架构、工作原理以及使用方法。
二、INPUT 子系统的架构
1.输入设备驱动层
- 这是最底层的部分，负责与具体的输入设备进行通信，将设备产生的输入事件转换为 Linux 内核可以理解的格式，并向上层提交。不同类型的输入设备有不同的驱动程序，但它们都遵循 INPUT 子系统的规范。
- 例如，键盘驱动程序会检测键盘的按键按下和释放事件，并将其转换为相应的键码（keycode）提交给上层。
2.核心层
- INPUT 子系统的核心部分，负责管理输入设备的注册、注销、事件分发等功能。它提供了一组通用的接口，供上层应用程序和其他子系统使用。
- 当输入设备驱动程序注册一个输入设备时，核心层会为该设备分配一个唯一的设备编号，并将其添加到系统的输入设备列表中。当有输入事件发生时，核心层会根据事件的类型和目标设备，将事件分发给相应的处理程序。
3.事件处理层
- 位于核心层之上，负责处理输入事件。可以是用户空间的应用程序，也可以是内核空间的其他子系统。例如，X Window 系统就是一个典型的用户空间事件处理程序，它接收来自 INPUT 子系统的输入事件，并将其转换为图形界面上的操作。
- 事件处理层可以根据自己的需求对输入事件进行过滤、转换和组合，以实现更加复杂的功能。
三、INPUT 子系统的工作原理
1.设备注册与初始化
- 当输入设备驱动程序加载时，它会首先调用 INPUT 子系统提供的接口函数进行设备的注册。注册过程包括提供设备的名称、类型、支持的事件类型等信息。
- 核心层会为设备分配一个唯一的设备编号，并将其添加到系统的输入设备列表中。同时，驱动程序还可以进行一些设备的初始化工作，如设置设备的中断处理函数、配置设备的寄存器等。
2.事件产生与提交
当输入设备产生一个输入事件时，驱动程序会将其转换为 INPUT 子系统规定的格式，并调用核心层提供的接口函数将事件提交给内核。事件通常包括事件类型（如按键按下、按键释放、鼠标移动等）、事件代码（如键码、鼠标坐标等）和事件值（如按键状态、鼠标移动的距离等）。
3.事件分发与处理
核心层接收到输入事件后，会根据事件的类型和目标设备，将事件分发给相应的处理程序。如果事件是针对某个特定的应用程序的，核心层会将事件传递给该应用程序的输入队列中，等待应用程序进行处理。如果事件是系统级的，如电源管理事件、屏幕亮度调节事件等，核心层会将事件分发给相应的内核子系统进行处理。
4.应用程序访问输入设备
- 用户空间的应用程序可以通过多种方式访问输入设备。最常用的方式是通过 /dev/input/eventX 设备文件进行访问，其中 X 是设备的编号。应用程序可以打开这个设备文件，读取其中的输入事件，并根据事件的类型和代码进行相应的处理。
- 另外，应用程序也可以通过使用 INPUT 子系统提供的库函数，如 libinput、evdev 等，来更加方便地访问输入设备。这些库函数提供了更高层次的抽象，使得应用程序可以更加容易地处理输入事件。
四、使用 INPUT 子系统进行设备驱动开发
1.编写输入设备驱动程序
- 编写输入设备驱动程序需要遵循 INPUT 子系统的规范，实现设备的初始化、事件产生和提交等功能。通常需要实现以下几个关键函数：
- probe 函数：在设备被探测到时被调用，进行设备的初始化工作，如配置设备的寄存器、分配内存等。
- remove 函数：在设备被移除时被调用，进行设备的清理工作，如释放内存、注销设备等。
- input_report_xxx 函数：用于提交输入事件，根据事件的类型选择不同的函数，如 input_report_key 用于提交按键事件，input_report_rel 用于提交相对坐标事件等。
- 例如，以下是一个简单的键盘驱动程序的示例：
static struct input_dev *my_keyboard_dev;static int my_keyboard_probe(struct platform_device *pdev)
{my_keyboard_dev = input_allocate_device();if (!my_keyboard_dev) {return -ENOMEM;}set_bit(EV_KEY, my_keyboard_dev->evbit);set_bit(KEY_A, my_keyboard_dev->keybit);return input_register_device(my_keyboard_dev);
}static int my_keyboard_remove(struct platform_device *pdev)
{input_unregister_device(my_keyboard_dev);input_free_device(my_keyboard_dev);return 0;
}static struct platform_driver my_keyboard_driver = {.probe = my_keyboard_probe,.remove = my_keyboard_remove,.driver = {.name = "my_keyboard",.owner = THIS_MODULE,},
};2.注册输入设备驱动程序
- 在 Linux 内核中，输入设备驱动程序通常是作为一个内核模块进行加载的。可以通过在模块的初始化函数中调用 platform_driver_register 函数来注册输入设备驱动程序。
- 例如：
五、总结
Linux INPUT 子系统为输入设备的管理和处理提供了一种统一的框架，使得不同类型的输入设备可以以相同的方式被操作系统识别和处理。通过深入了解 INPUT 子系统的架构、工作原理和使用方法，可以更好地进行输入设备驱动开发和应用程序开发，提高系统的可扩展性和可维护性。同时，随着技术的不断发展，INPUT 子系统也在不断演进和完善，为用户提供更加丰富和便捷的输入体验。
