linux input子系统学习笔记

1.什么是子系统？

内核是操作系统的核心。linux内核把不同功能分成不同的子系统。如进程管理、内存管理、文件系统、网络等等。

2.input子系统原理

硬件驱动层:
其中硬件驱动层负责操作具体的硬件设备，这层的代码是针对具体的驱动程序的，需要驱动程序的作者来编写。
子系统核心层:
子系统核心层是链接其他两个层之间的纽带与桥梁，向下提供驱动层的接口，向上提供事件处理层的接口。
事件处理层:
事件处理层负责与用户程序打交道，将硬件驱动层传来的事件报告给用户程序。

3.input 子系统有如下优点 :

(1) 统一了各种各样的输入设备的处理方法.
(2) 提供了用于分布给用户使用的简单接口
(3) 提炼了输入驱动程序的通用部分 , 简化了驱动程序的开发和移植工作.

4.open、read、write这些系统调用是如何和设备驱动程序关联起来的？

ile_operation就是把系统调用和驱动程序关联起来的关键数据结构，以鼠标设备文件为例，我们对设备文件调用open系统调用，实际上内部的调用是mousedev_open.

static const struct file_operations mousedev_fops = {
    .owner      = THIS_MODULE,
    .read       = mousedev_read,
    .write      = mousedev_write,
    .poll       = mousedev_poll,
    .open       = mousedev_open,
    .release    = mousedev_release,
    .fasync     = mousedev_fasync,
    .llseek     = noop_llseek,
};

顺便说下fs.h中的两个文件相关的数据结构：
struct inode结构是用来在内核表示文件的.同一个文件可以被打开好多次,所以可以对应很多struct file,但是只对应一个struct inode.

5.对鼠标设备文件调用open系统调用的流程

open系统调用 （以鼠标为例）
   --> mousedev_open()
      --> mousedev::open_device()  
   		 --> mousedev_open_device()
             --> input_open_device()
  				--> input_dev::open()

6.鼠标事件上报流程

mousedev_init 内核加载的时候会调用该函数，主要做两个事情：
（1）mousedev_create()创建一个mousedev结构体对象
（2）input_register_handler()将设备对应的input_handler对象注册到输入子系统（dev与handler建立绑定关系）

static struct input_handler mousedev_handler = {
    .event      = mousedev_event,
    .connect    = mousedev_connect,
    .disconnect = mousedev_disconnect,
    .legacy_minors  = true,
    .minor      = MOUSEDEV_MINOR_BASE,
    .name       = "mousedev",
    .id_table   = mousedev_ids,
};

input_event是核心层input.c提供给设备驱动层上报设备数据的接口

input_event()
   --> input_handle_event()
      --> input_pass_values()
         --> input_to_handler()
            --> handler->event()
               --> mousedev_event()    //最终调用到mousedev_handler中的mousedev_event

7.两个例子

/* 读取键盘设备文件 */
#include <stdio.h>
#include <linux/input.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

#define DEV_PATH "/dev/input/event4"   //键盘对应的设备文件（后面数字可能不同）

int main(int argc, char* argv[])
{
    int keys_fd;
    char ret[2];
    struct input_event t;  //读取到的input设备数据是一个结构体
    
    keys_fd = open(DEV_PATH, O_RDONLY);
    if (keys_fd <= 0) {
        printf("open device error!\n");
        return -1;
    }
    while (1) {
        if (read(keys_fd, &t, sizeof(t)) == sizeof(t)) {
            if (t.type == EV_KEY) {
                if (t.value == 0 || t.value == 1) {
                    //t.code值所对应的按键在/usr/include/linux/input-event-codes.h可以查到  
                    printf("key %d %s\n", t.code, (t.value) ? "Pressed" : "Released");  
                }
            }
        }
    }
    close(keys_fd);
    return 0;
}

/* 
* 模拟鼠标按键和键盘按键事件 
* https://www.cnblogs.com/zhoug2020/p/6404767.html
*/

#include <stdio.h>
#include <linux/input.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h> 
#include <string.h>

//按键模拟，按键包含按下和松开两个环节
void simulate_key(int fd, int kval)
{
    struct input_event event;
    gettimeofday(&event.time, 0);

    //按下kval键
    event.type = EV_KEY;
    event.value = 1;
    event.code = kval;
    write(fd, &event, sizeof(event));

    //同步，也就是把它报告给系统
    event.type = EV_SYN;
    event.value = 0;
    event.code = SYN_REPORT;
    write(fd, &event, sizeof(event));

    memset(&event, 0, sizeof(event));
    gettimeofday(&event.time, 0);

    //松开kval键
    event.type = EV_KEY;
    event.value = 0;
    event.code = kval;
    write(fd, &event, sizeof(event));

    //同步，也就是把它报告给系统
    event.type = EV_SYN;
    event.value = 0;
    event.code = SYN_REPORT;
    write(fd, &event, sizeof(event));
}

//鼠标移动模拟
void simulate_mouse(int fd, int rel_x, int rel_y)
{
    struct input_event event;
    gettimeofday(&event.time, 0);

    //x轴坐标的相对位移
    event.type = EV_REL;
    event.value = rel_x;
    event.code = REL_X;
    write(fd, &event, sizeof(event));

    //y轴坐标的相对位移
    event.type = EV_REL;
    event.value = rel_y;
    event.code = REL_Y;
    write(fd, &event, sizeof(event));

    //同步
    event.type = EV_SYN;
    event.value = 0;
    event.code = SYN_REPORT;
    write(fd, &event, sizeof(event));
}

 

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd_mouse = -1;
    int fd_kbd = -1;
    int i = 0;

    fd_kbd = open("/dev/input/event4", O_RDWR);

    if(fd_kbd <= 0)
    {
        printf("Can not open keyboard input file\n");
        return -1;
    }

    fd_mouse = open("/dev/input/event3", O_RDWR);
    if(fd_mouse <= 0)
    {
        printf("Can not open mouse input file\n");
        return -1;
    }


	//simulate_key(fd_mouse, BTN_RIGHT);  //模拟按下鼠标左键
	simulate_key(fd_kbd, KEY_A);  //模拟按下键盘A键
	//模拟鼠标相对上次x和y轴相应移动10个像素
	//simulate_mouse(fd_mouse, 10, 10);                 
    close(fd_kbd);
    close(fd_mouse);
}