Linux系统编程应用 Linux Input子系统

Posted 2022-03-11 itcast0

​1. 什么是输入子系统 ?​

输入子系统是 Linux内核用于管理各种输入设备 (键盘，鼠标，遥控杆，书写板等等 )的部分，用户通过输入子系统进行内核，命令行，图形接口之间的交换。输入子系统在内核里实现，因为设备经常要通过特定的硬件接口被访问 (例如串口， ps/2， usb等等 )，这些硬件接口由内核保护和管理。内核给用户导出一套固定的硬件无关的 input API，供用户空间程序使用。

​2. 理解内核内部实现​

输入子系统分为三块： input core， drivers和 event handlers。他们之间的关系如图 1所示。正常的路径是从底层硬件到驱动，从驱动到 input core，从 input core到 event handler，从 event handler到 user space。此外，还存在一个返回路径 (return path)。返回路径允许给一个键盘设置 LED，给一个 force feedback joystick提供 motion commands。路径的两个方向（指从内核到用户的方向和从用户到内核的方向）使用相同的event定义和不同的 type identifier。

​3. 相关结构体​

[root@uplooking ~]# vim /usr/include/linux/input.h 

/*
 * The event structure itself
 */
struct input_event 
  struct timeval time;  输入事件时间;
  __u16 type;       类型; 
  __u16 code;       按键值:    
  __s32 value;      按键状态:
;

type类型可以设置为如下：

/*
 * Event types
 */

#define EV_SYN          0x00    //表示设备所支持所有的事件
#define EV_KEY          0x01    //按键
#define EV_REL          0x02    //鼠标事件 相对坐标
#define EV_ABS          0x03    //手写板事件 绝对坐标
#define EV_MSC          0x04    //其他类型
#define EV_SW           0x05
#define EV_LED          0x11    //LED灯设备
#define EV_SND          0x12    //蜂鸣器 输入声音
#define EV_REP          0x14    //允许重复按键类型
#define EV_FF           0x15
#define EV_PWR          0x16    //电源管理事件
#define EV_FF_STATUS        0x17
#define EV_MAX          0x1f

code：事件代码

事件的代码。如果事件的类型代码是EV_KEY,该代码code为设备键盘代码，代码值0~127为键盘上的按键代码, 0x110~0x116 为鼠标上按键代码,其中0x110(BTN_ LEFT)为鼠标左键,0x111(BTN_RIGHT)为鼠标右键,0x112(BTN_ MIDDLE)为鼠标中键。其它代码含义请参看include/linux /input.h文件。如果事件的类型代码是EV_REL,code值表示轨迹的类型。如指示鼠标的X轴方向 REL_X (代码为0x00),指示鼠标的Y轴方向REL_Y(代码为0x01),指示鼠标中轮子方向REL_WHEEL(代码为0x08)。

*
 * Keys and buttons
 */

#define KEY_RESERVED    0
#define KEY_ESC     1
#define KEY_1     2
#define KEY_2     3
#define KEY_3     4
#define KEY_4     5
#define KEY_5     6
#define KEY_6     7
#define KEY_7     8
#define KEY_8     9
#define KEY_9     10
#define KEY_0     11
#define KEY_MINUS   12
#define KEY_EQUAL   13
#define KEY_BACKSPACE   14
#define KEY_TAB     15
#define KEY_Q     16
#define KEY_W     17
#define KEY_E     18
#define KEY_R     19
#define KEY_T     20
#define KEY_Y     21
#define KEY_U     22
#define KEY_I     23
#define KEY_O     24
#define KEY_P     25
#define KEY_LEFTBRACE   26
#define KEY_RIGHTBRACE    27
#define KEY_ENTER   28
#define KEY_LEFTCTRL    29
#define KEY_A     30
#define KEY_S     31
#define KEY_D     32
#define KEY_F     33
#define KEY_G     34
#define KEY_H     35
#define KEY_J     36
#define KEY_K     37
#define KEY_L     38
#define KEY_SEMICOLON   39
#define KEY_APOSTROPHE    40
#define KEY_GRAVE   41
#define KEY_LEFTSHIFT   42
#define KEY_BACKSLASH   43
#define KEY_Z     44
#define KEY_X     45
#define KEY_C     46
#define KEY_V     47
#define KEY_B     48
#define KEY_N     49
#define KEY_M     50
#define KEY_COMMA   51
#define KEY_DOT     52
#define KEY_SLASH   53
#define KEY_RIGHTSHIFT    54
#define KEY_KPASTERISK    55
#define KEY_LEFTALT   56
#define KEY_SPACE   57
#define KEY_CAPSLOCK    58
#define KEY_F1      59
#define KEY_F2      60
#define KEY_F3      61
#define KEY_F4      62
#define KEY_F5      63
#define KEY_F6      64
#define KEY_F7      65
#define KEY_F8      66
#define KEY_F9      67
#define KEY_F10     68
#define KEY_NUMLOCK   69
#define KEY_SCROLLLOCK    70
#define KEY_KP7     71
#define KEY_KP8     72
#define KEY_KP9     73
#define KEY_KPMINUS   74
#define KEY_KP4     75
#define KEY_KP5     76
#define KEY_KP6     77
#define KEY_KPPLUS    78
#define KEY_KP1     79
#define KEY_KP2     80
#define KEY_KP3     81
#define KEY_KP0     82
#define KEY_KPDOT   83

#define KEY_ZENKAKUHANKAKU  85
#define KEY_102ND   86
#define KEY_F11     87
#define KEY_F12     88
#define KEY_RO      89
#define KEY_KATAKANA    90
#define KEY_HIRAGANA    91
#define KEY_HENKAN    92
#define KEY_KATAKANAHIRAGANA  93
#define KEY_MUHENKAN    94
#define KEY_KPJPCOMMA   95
#define KEY_KPENTER   96
#define KEY_RIGHTCTRL   97
#define KEY_KPSLASH   98
#define KEY_SYSRQ   99
#define KEY_RIGHTALT    100
#define KEY_LINEFEED    101
#define KEY_HOME    102
#define KEY_UP      103
#define KEY_PAGEUP    104
#define KEY_LEFT    105
#define KEY_RIGHT   106
#define KEY_END     107
#define KEY_DOWN    108
#define KEY_PAGEDOWN    109
#define KEY_INSERT    110
#define KEY_DELETE    111
#define KEY_MACRO   112
#define KEY_MUTE    113
#define KEY_VOLUMEDOWN    114
#define KEY_VOLUMEUP    115
#define KEY_POWER   116
#define KEY_KPEQUAL   117
#define KEY_KPPLUSMINUS   118
#define KEY_PAUSE   119

#define KEY_KPCOMMA   121
#define KEY_HANGEUL   122
#define KEY_HANGUEL   KEY_HANGEUL
#define KEY_HANJA   123
#define KEY_YEN     124
#define KEY_LEFTMETA    125
#define KEY_RIGHTMETA   126
#define KEY_COMPOSE   127

鼠标相关的值

#define BTN_MOUSE   0x110
#define BTN_LEFT    0x110
#define BTN_RIGHT   0x111
#define BTN_MIDDLE    0x112
#define BTN_SIDE    0x113
#define BTN_EXTRA   0x114
#define BTN_FORWARD   0x115
#define BTN_BACK    0x116
#define BTN_TASK    0x117

相对坐标

Type为EV_REL时，code表示操作的是哪个坐标轴，如：REL_X，REL_Y。(因为鼠标有x,y两个轴向，所以一次鼠标移动，会产生两个input_event)

*
 * Relative axes
 */

#define REL_X     0x00
#define REL_Y     0x01
#define REL_Z     0x02
#define REL_RX      0x03
#define REL_RY      0x04
#define REL_RZ      0x05
#define REL_HWHEEL    0x06
#define REL_DIAL    0x07
#define REL_WHEEL   0x08
#define REL_MISC    0x09
#define REL_MAX     0x0f

​value:根据Type的不同而含义不同。​

例如： Type为EV_KEY时，value: 0表示按键抬起。1表示按键按下。（4表示持续按下等？）。 Type为EV_REL时，value:　表明移动的值和方向（正负值）。 Type为EV_ABS时，code表示绝对位置。

​4. 键盘设备示例代码​

执行结果如下：

​5. 鼠标设备示例代码​

执行结果如下：

​6. 模拟鼠标和按键的示例代码​

#include <stdio.h>
#include <linux/input.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/time.h>
#include <unistd.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/event3", O_RDWR);
         if(fd_kbd <= 0)
         
                   printf("Can not open keyboard input file\\n");
                   return -1;
         

         fd_mouse = open("/dev/input/event2", O_RDWR);
        if(fd_mouse <= 0)
        
                printf("Can not open mouse input file\\n");
                return -1;
           

         for (i = 0; i < 50; i++)
         
                   simulate_key(fd_mouse, BTN_LEFT);  //模拟按下鼠标左键
                   //if (i % 3 == 0)
                   //      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);                  
                   sleep(3);
         
         close(fd_kbd);
         close(fd_mouse);