Linux 输入子系统是Linux内核中的一个重要组成部分，它负责处理来自各种输入设备的事件，如键盘、鼠标、触摸屏等。这个子系统的设计目的是为了提供一个统一的接口，让操作系统可以方便地管理和处理来自不同类型的输入设备的数据。下面将详细讨论输入子系统的各个关键方面。
1、为何引入input system？
在早期的Linux系统中，每种输入设备都有自己的驱动程序，这导致了代码重复和维护困难。引入输入子系统后，所有的输入设备都可以通过一个通用的框架进行操作，简化了驱动编写和系统维护。此外，输入子系统还提供了事件模型，使得应用程序可以通过统一的方式来处理来自不同设备的事件，增强了系统的灵活性和可扩展性。
2、输入子系统架构
输入子系统采用层次化的架构，包括设备驱动层、总线驱动层和用户空间接口层。设备驱动层直接与硬件交互，负责读取设备数据并封装成内核可理解的事件结构。总线驱动层则作为中间层，处理设备的连接和断开，以及设备的探测和配置。用户空间接口层通过/dev/input/*设备节点，将内核中的事件传递给应用程序。
3、主要数据结构和内核编程接口
输入子系统的核心数据结构是`struct input_dev`，它定义了一个输入设备的属性和行为。这个结构体包含了设备的各种参数，如设备名称、事件类型、按键码映射等。内核提供了一系列的编程接口供驱动程序使用，如`input_register_device()`用于注册设备，`input_event()`用于发送事件，以及`input_unregister_device()`用于注销设备。
4、输入设备驱动
每个输入设备都需要一个对应的驱动程序，驱动程序负责初始化设备，设置`input_dev`结构体，并将其注册到输入子系统。驱动程序还需要实现设备的打开和关闭函数，以及处理设备中断或轮询时的事件。
5、input_dev成员详解
- 打开和关闭函数：`open`和`close`分别用于设备的开启和关闭操作。
- 事件类型：`evbit`、`keybit`、`relbit`等位图定义了设备支持的事件类型，如BTN_LEFT(左键点击)、REL_X(鼠标水平移动)等。
- keycode、keycodemax 和 keycodesize：这些字段用于存储按键码的相关信息，keycode是实际按键码，keycodemax是最大按键码，keycodesize是按键码数组的大小。
- 按键的自动连击：`rep`字段定义了按键的自动连击行为，如重复间隔和次数。
- 总线类型：`id.bustype`表示设备所连接的总线类型，如USB、PS/2等。
- 其他事件类型：除了基本的按键和相对轴事件，还有绝对轴事件、多点触摸事件等。
6、原理
输入子系统的工作原理主要是通过事件驱动。设备驱动程序捕获硬件产生的事件，将其转化为`input_event`结构，然后通过内核的事件队列传递给用户空间。用户空间的应用程序通过打开/dev/input/*设备节点，读取这些事件来获取设备的状态变化。
7、input_dev注册
注册过程包括初始化`input_dev`结构，设置设备参数，然后调用`input_register_device()`。在这个过程中，内核会检查设备的唯一性，将其添加到设备链表，并创建设备文件节点。
总结，Linux输入子系统是一个高效且灵活的框架，它简化了输入设备的驱动编写，同时为应用程序提供了统一的事件处理方式。通过对输入子系统的深入理解和利用，开发者可以更好地管理和控制各种输入设备，从而提升系统的整体性能和用户体验。
