按键、鼠标、键盘、触摸屏等都属于输入(input)设备，Linux 内核为此专门做了一个叫做 input子系统的框架来处理输入事件。输入设备本质上还是字符设备，只是在此基础上套上了 input 框架，用户只需要负责上报输入事件，比如按键值、坐标等信息，input 核心层负责处理这些事件。

一、input 子系统

1、input 子系统简

input 子系统就是管理输入的子系统，和 pinctrl、gpio 子系统一样，都是 Linux 内核针对某一类设备而创建的框架。

中左边就是最底层的具体设备，比如按键、USB 键盘/鼠标等，中间部分属于Linux 内核空间，分为驱动层、核心层和事件层，最右边的就是用户空间，所有的输入设备以文件的形式供用户应用程序使用。可以看出 input 子系统用到了我们前面讲解的驱动分层模型，我们编写驱动程序的时候只需要关注中间的驱动层、核心层和事件层，这三个层的分工如下：
驱动层：输入设备的具体驱动程序，比如按键驱动程序，向内核层报告输入内容。
核心层：承上启下，为驱动层提供输入设备注册和操作接口。通知事件层对输入事件进行处理。
事件层：主要和用户空间进行交互。

2、input 驱动编写流程

2.1、注册 input_dev

121 struct input_dev {
122 const char *name;
123 const char *phys;
124 const char *uniq;
125 struct input_id id;
126
127 unsigned long propbit[BITS_TO_LONGS(INPUT_PROP_CNT)];
128
129 unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)]; /* 事件类型的位图 */
130 unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)]; /* 按键值的位图 */
131 unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)]; /* 相对坐标的位图 */ 
132 unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)]; /* 绝对坐标的位图 */
133 unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)]; /* 杂项事件的位图 */
134 unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)]; /*LED 相关的位图 */
135 unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];/* sound 有关的位图 */
136 unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)]; /* 压力反馈的位图 */
137 unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)]; /*开关状态的位图 */
......
189 bool devres_managed;
190 };

第 129 行~137 行的 evbit、keybit、relbit 等等都是存放不同事件对应的值。比如我们本章要使用按键事件，因此要用到 keybit，keybit 就是按键事件使用的位图，Linux 内核定义了很多按键值按键值如下：

215 #define KEY_RESERVED 0
216 #define KEY_ESC 1
217 #define KEY_1 2
218 #define KEY_2 3
219 #define KEY_3 4
220 #define KEY_4 5
221 #define KEY_5 6
222 #define KEY_6 7
223 #define KEY_7 8
224 #define KEY_8 9
225 #define KEY_9 10
226 #define KEY_0 11
......
794 #define BTN_TRIGGER_HAPPY39 0x2e6
795 #define BTN_TRIGGER_HAPPY40 0x2e7

第 129 行，evbit表示输入事件类型，事件类型如下：

#define EV_SYN 0x00 /* 同步事件 */
#define EV_KEY 0x01 /* 按键事件 */
#define EV_REL 0x02 /* 相对坐标事件 */
#define EV_ABS 0x03 /* 绝对坐标事件 */
#define EV_MSC 0x04 /* 杂项(其他)事件 */
#define EV_SW 0x05 /* 开关事件 */
#define EV_LED 0x11 /* LED */
#define EV_SND 0x12 /* sound(声音) */
#define EV_REP 0x14 /* 重复事件 */
#define EV_FF 0x15 /* 压力事件 */
#define EV_PWR 0x16 /* 电源事件 */
#define EV_FF_STATUS 0x17 /* 压力状态事件

在编写 input 设备驱动的时候我们需要先申请一个 input_dev 结构体变量，使用input_allocate_device 函数来申请一个 input_dev，此函数原型如下所示：

struct input_dev *input_allocate_device(void)

函数参数和返回值含义如下：
参数：无。
返回值：申请到的 input_dev。

如果要注销的 input 设备的话需要使用 input_free_device 函数来释放掉前面申请到的input_dev，input_free_device 函数原型如下：

void input_free_device(struct input_dev *dev)

函数参数和返回值含义如下：
dev：需要释放的 input_dev。
返回值：无。

申请好一个 input_dev 以后就需要初始化这个 input_dev，需要初始化的内容主要为事件类型(evbit)和事件值(keybit)这两种。input_dev 初始化完成以后就需要向 Linux 内核注册 input_dev了，需要用到 input_register_device 函数，此函数原型如下：

int input_register_device(struct input_dev *dev)

函数参数和返回值含义如下：
dev：要注册的 input_dev 。
返回值：0，input_dev 注册成功；负值，input_dev 注册失败。

注销 input 驱动的时候也需要使用 input_unregister_device 函数来注销掉前面注册的 input_dev，input_unregister_device 函数原型如下：

void input_unregister_device(struct input_dev *dev)

函数参数和返回值含义如下：
dev：要注销的 input_dev 。
返回值：无。
综上所述，input_dev 注册过程如下：
①、使用 input_allocate_device 函数申请一个 input_dev。
②、初始化 input_dev 的事件类型以及事件值。
③、使用 input_register_device 函数向 Linux 系统注册前面初始化好的 input_dev。
④、卸载input驱动的时候需要先使用input_unregister_device函数注销掉注册的input_dev，然后使用 input_free_device 函数释放掉前面申请的 input_dev。

2.2、上报输入事件

input_event 函数，此函数用于上报指定的事件以及对应的值，函数原型如下：

void input_event(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value)

函数参数和返回值含义如下：
dev：需要上报的 input_dev。
type: 上报的事件类型，比如 EV_KEY。
code：事件码，也就是我们注册的按键值，比如 KEY_0、KEY_1 等等。
value：事件值，比如 1 表示按键按下，0 表示按键松开。
返回值：无。

input_event 函数可以上报所有的事件类型和事件值，Linux 内核也提供了其他的针对具体事件的上报函数，这些函数其实都用到了 input_event 函数。比如上报按键所使用的input_report_key 函数，此函数内容如下：

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

同样的还有一些其他的事件上报函数，这些函数如下所示：

void input_report_rel(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value)
void input_report_abs(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value)
void input_report_ff_status(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value)
void input_report_switch(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value)
void input_mt_sync(struct input_dev *dev)

input_sync 函数本质是上报一个同步事件，此函数原型如下所示：

void input_sync(struct input_dev *dev)

函数参数和返回值含义如下：
dev：需要上报同步事件的 input_dev。
返回值：无。

综上所述，按键的上报事件的参考代码如下所示：

/* 用于按键消抖的定时器服务函数 */
void timer_function(unsigned long arg)
{unsigned char value;value = gpio_get_value(keydesc->gpio);					 /* 读取 IO 值 */if(value == 0){ /* 按下按键 *//* 上报按键值 */input_report_key(inputdev, KEY_0, 1); /* 最后一个参数 1，按下 */input_sync(inputdev); /* 同步事件 */} else { /* 按键松开 */input_report_key(inputdev, KEY_0, 0); /* 最后一个参数 0，松开 */input_sync(inputdev); /* 同步事件 */} 
}

3、input_event 结构体

struct input_event {struct timeval time;__u16 type;__u16 code;__s32 value;
};

time：时间，也就是此事件发生的时间，为 timeval 结构体类型，timeval 结构体定义如下：

typedef long __kernel_long_t;
typedef __kernel_long_t __kernel_time_t;
typedef __kernel_long_t __kernel_suseconds_t;struct timeval {__kernel_time_t tv_sec; /* 秒 */__kernel_suseconds_t tv_usec; /* 微秒 */
};

type：事件类型，比如 EV_KEY，表示此次事件为按键事件，此成员变量为 16 位。
code：事件码，比如在 EV_KEY 事件中 code 就表示具体的按键码，如：KEY_0、KEY_1等等这些按键。此成员变量为 16 位。
value：值，比如 EV_KEY 事件中 value 就是按键值，表示按键有没有被按下，如果为 1 的话说明按键按下，如果为 0 的话说明按键没有被按下或者按键松开了。

input_envent 这个结构体非常重要，因为所有的输入设备最终都是按照 input_event 结构体呈现给用户的，用户应用程序可以通过 input_event 来获取到具体的输入事件或相关的值，比如按键值等。

二、按键 input 驱动程序编写

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include #define KEYINPUT_CNT		1			/* 设备号个数 	*/
#define KEYINPUT_NAME		"keyinput"	/* 名字 		*/
#define KEY0VALUE			0X01		/* KEY0按键值 	*/
#define INVAKEY				0XFF		/* 无效的按键值 */
#define KEY_NUM				1			/* 按键数量 	*//* 中断IO描述结构体 */struct irq_keydesc {int gpio;								/* gpio */int irqnum;								/* 中断号     */unsigned char value;					/* 按键对应的键值 */char name[10];							/* 名字 */irqreturn_t (*handler)(int, void *);	/* 中断服务函数 */
};/* keyinput设备结构体 */struct keyinput_dev{dev_t devid;			/* 设备号 	 */struct cdev cdev;		/* cdev 	*/struct class *class;	/* 类 		*/struct device *device;	/* 设备 	 */struct device_node	*nd; /* 设备节点 */struct timer_list timer;/* 定义一个定时器*/struct irq_keydesc irqkeydesc[KEY_NUM];	/* 按键描述数组 */unsigned char curkeynum;				/* 当前的按键号 */struct input_dev *inputdev;		/* input结构体 */
};struct keyinput_dev keyinputdev;	/* key input设备 *//* @description		: 中断服务函数，开启定时器，延时10ms，*				  	  定时器用于按键消抖。* @param - irq 	: 中断号 * @param - dev_id	: 设备结构。* @return 			: 中断执行结果*/static irqreturn_t key0_handler(int irq, void *dev_id)
{struct keyinput_dev *dev = (struct keyinput_dev *)dev_id;dev->curkeynum = 0;dev->timer.data = (volatile long)dev_id;  //将keyinputdev传入timer_function函数形参mod_timer(&dev->timer, jiffies + msecs_to_jiffies(10));	/* 10ms定时 */return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}/* @description	: 定时器服务函数，用于按键消抖，定时器到了以后*				  再次读取按键值，如果按键还是处于按下状态就表示按键有效。* @param - arg	: 设备结构变量* @return 		: 无*/void timer_function(unsigned long arg)
{unsigned char value;unsigned char num;struct irq_keydesc *keydesc;struct keyinput_dev *dev = (struct keyinput_dev *)arg;num = dev->curkeynum;keydesc = &dev->irqkeydesc[num];value = gpio_get_value(keydesc->gpio); 	/* 读取IO值 */if(value == 0){ 						/* 按下按键 *//* 上报按键值 *///input_event(dev->inputdev, EV_KEY, keydesc->value, 1);input_report_key(dev->inputdev, keydesc->value, 1);/* 最后一个参数表示按下还是松开，1为按下，0为松开 */input_sync(dev->inputdev);} else { 									/* 按键松开 *///input_event(dev->inputdev, EV_KEY, keydesc->value, 0);input_report_key(dev->inputdev, keydesc->value, 0);input_sync(dev->inputdev);}	
}/** @description	: 按键IO初始化* @param 		: 无* @return 		: 无*/
static int keyio_init(void)
{unsigned char i = 0;char name[10];int ret = 0;keyinputdev.nd = of_find_node_by_path("/key");if (keyinputdev.nd== NULL){printk("key node not find!\r\n");return -EINVAL;} /* 提取GPIO */for (i = 0; i < KEY_NUM; i++) {keyinputdev.irqkeydesc[i].gpio = of_get_named_gpio(keyinputdev.nd ,"key-gpio", i);if (keyinputdev.irqkeydesc[i].gpio < 0) {printk("can't get key%d\r\n", i);}}/* 初始化key所使用的IO，并且设置成中断模式 */for (i = 0; i < KEY_NUM; i++) {memset(keyinputdev.irqkeydesc[i].name, 0, sizeof(name));	/* 缓冲区清零 */sprintf(keyinputdev.irqkeydesc[i].name, "KEY%d", i);		/* 组合名字 */gpio_request(keyinputdev.irqkeydesc[i].gpio, name);gpio_direction_input(keyinputdev.irqkeydesc[i].gpio);	keyinputdev.irqkeydesc[i].irqnum = irq_of_parse_and_map(keyinputdev.nd, i);}/*申请中断 */keyinputdev.irqkeydesc[0].handler = key0_handler;keyinputdev.irqkeydesc[0].value = KEY_0;for (i = 0; i < KEY_NUM; i++) {ret = request_irq(keyinputdev.irqkeydesc[i].irqnum, keyinputdev.irqkeydesc[i].handler, IRQF_TRIGGER_FALLING|IRQF_TRIGGER_RISING, keyinputdev.irqkeydesc[i].name, &keyinputdev);if(ret < 0){printk("irq %d request failed!\r\n", keyinputdev.irqkeydesc[i].irqnum);return -EFAULT;}}/* 创建定时器 */init_timer(&keyinputdev.timer);keyinputdev.timer.function = timer_function;/* 申请input_dev */keyinputdev.inputdev = input_allocate_device();keyinputdev.inputdev->name = KEYINPUT_NAME;
#if 0/* 初始化input_dev，设置产生哪些事件 */__set_bit(EV_KEY, keyinputdev.inputdev->evbit);	/* 设置产生按键事件          */__set_bit(EV_REP, keyinputdev.inputdev->evbit);	/* 重复事件，比如按下去不放开，就会一直输出信息 		 *//* 初始化input_dev，设置产生哪些按键 */__set_bit(KEY_0, keyinputdev.inputdev->keybit);	#endif#if 0keyinputdev.inputdev->evbit[0] = BIT_MASK(EV_KEY) | BIT_MASK(EV_REP);keyinputdev.inputdev->keybit[BIT_WORD(KEY_0)] |= BIT_MASK(KEY_0);
#endifkeyinputdev.inputdev->evbit[0] = BIT_MASK(EV_KEY) | BIT_MASK(EV_REP);input_set_capability(keyinputdev.inputdev, EV_KEY, KEY_0);  //设置 EV_KEY 事件以及 KEY 的按键类型，也就是 KEY 作为哪个按键？我们会在设备树里面设置指定的 KEY 作为哪个按键/* 注册输入设备 */ret = input_register_device(keyinputdev.inputdev);if (ret) {printk("register input device failed!\r\n");return ret;}return 0;
}/** @description	: 驱动入口函数* @param 		: 无* @return 		: 无*/static int __init keyinput_init(void)
{keyio_init();return 0;
}/** @description	: 驱动出口函数* @param 		: 无* @return 		: 无*/
static void __exit keyinput_exit(void)
{unsigned int i = 0;/* 删除定时器 */del_timer_sync(&keyinputdev.timer);	/* 删除定时器 *//* 释放中断 */for (i = 0; i < KEY_NUM; i++) {free_irq(keyinputdev.irqkeydesc[i].irqnum, &keyinputdev);}/* 释放input_dev */input_unregister_device(keyinputdev.inputdev);input_free_device(keyinputdev.inputdev);
}module_init(keyinput_init);
module_exit(keyinput_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("hsd");

APP

#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "sys/ioctl.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include /* 定义一个input_event变量，存放输入事件信息 */
static struct input_event inputevent;/** @description		: main主程序* @param - argc 	: argv数组元素个数* @param - argv 	: 具体参数* @return 			: 0 成功;其他 失败*/int main(int argc, char *argv[])
{int fd;int err = 0;char *filename;filename = argv[1];if(argc != 2) {printf("Error Usage!\r\n");return -1;}fd = open(filename, O_RDWR);if (fd < 0) {printf("Can't open file %s\r\n", filename);return -1;}while (1) {err = read(fd, &inputevent, sizeof(inputevent));if (err > 0) { /* 读取数据成功 */switch (inputevent.type) {case EV_KEY:if (inputevent.code < BTN_MISC) { /* 键盘键值 */printf("key %d %s\r\n", inputevent.code, inputevent.value ? "press" : "release");} else {printf("button %d %s\r\n", inputevent.code, inputevent.value ? "press" : "release");}break;/* 其他类型的事件，自行处理 */case EV_REL:break;case EV_ABS:break;case EV_MSC:break;case EV_SW:break;}} else {printf("读取数据失败\r\n");}}return 0;
}

depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令
modprobe keyinput.ko //加载驱动模块
//ls /dev/input/ -l  		//查看多了那个设备
./keyinputApp /dev/input/event1  //运行