Linux 下Input系统应用编程实战

[导读]什么是input子系统？不管是什么操作系统，都有一个程序是用于管理各种输入设备的，打个比方，生活中使用的电脑键盘、鼠标就是输入设备，小到日常生活中无可避免的智能手机，智能手机上的触摸屏，按键也是输入设备。那么操作系统是怎么管理这些输入设备的呢？这里还是以最常用的操作系统Linux来进行讲解。

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什么是input子系统？不管是什么操作系统，都有一个程序是用于管理各种输入设备的，打个比方，生活中使用的电脑键盘、鼠标就是输入设备，小到日常生活中无可避免的智能手机，智能手机上的触摸屏，按键也是输入设备。那么操作系统是怎么管理这些输入设备的呢？这里还是以最常用的操作系统Linux来进行讲解。

在Linux内核中，有非常多的子系统，用于管理很多设备，比如显示系统，输入子系统，音频子系统，电源管理子系统，时钟管理子系统等等，本节我们重点关注Linux下的输入子系统。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。

在Linux的输入子系统中，分三块进行管理，分别是： input core(输入系统核心层)， drivers(输入系统驱动层)和 event handlers(输入系统事件层)，如此说来感觉太抽象，我们来看图4-5-9就清楚了。

先从应用程序的角度来认识下input子系统，在此可以从以下这个文件可以看到对应的设备。打开Linux终端，然后输入cat /proc/bus/input/devices可以看到类似以下的内容。

1I: Bus=0003 Vendor=046d Product=c018 Version=0111 2N: Name=" USB Optical Mouse" 3P: Phys=usb-0000:00:1d.1-2/input0 4S: Sysfs=/class/input/input24 5U: Uniq= 6H: Handlers=mouse1 event2 7B: EV=7 8B: KEY=70000 0 0 0 0 0 0 0 0 9B: REL=103

这些devices主要是用来描述注册在input子系统的一些设备文件，可能有鼠标，键盘，触摸屏，重力传感器，温度传感器等等的设备，写驱动的时候，通过内核提供的input设备注册设备相关的接口后，这些信息都会保存到对应的文件里去。

那我们如何来描述这样的一个设备呢？Linux系统为我们提供了这个输入系统操作相关的头文件:#include

在这个文件中，我们可以找到这个结构体:

1//用于描述一个输入事件 2struct input_event { 3 struct timeval time; 4 __u16 type; 5 __u16 code; 6 __s32 value; 7};

在这其中，我们看到input_event这个结构体中还有一个结构体描述：struct timeval time;

先来解读下这个结构体的含义：

struct timeval结构体在time.h中的定义如下

1struct timeval 2{ 3__time_t tv_sec; /* Seconds. */ 4__suseconds_t tv_usec; /*Microseconds. */ 5};

其中，tv_sec为Epoch到创建struct timeval时的秒数，tv_usec为微秒数，即秒后面的零头。type域显示了被报告事件的类型，例如，一个 key press或者 button press， relative motion(比如移动鼠标 )或者 absolute motion(比如移动游戏杆 )； code域告诉你是哪一个key或者坐标轴在被操作； value域告诉你现在的状态或者运动情况是什么。

那么，最主要的事件有以下三种:相对事件(例如鼠标)，绝对事件(例如触摸屏)，键盘事件。

例如：我们说说鼠标，我们在移动鼠标的时候鼠标就是一个相对事件，所以type的类型也就是底层上报给用户的事件为相对事件类型，那么code表示的就是相对于鼠标当前的位置的X或者Y的坐标，value也就是相对于当前的位置偏移多少。

事件类型(type)在input.h主要有以下：

 1/*  2 * Event types  3 */  4#define EV_SYN            0x00 //同步事件,就是将结果上报给系统的过程  5#define EV_KEY            0x01 //按键事件  6#define EV_REL            0x02 //相对事件  7#define EV_ABS            0x03 //绝对事件  8本节，我们来实现一个input控制鼠标的应用程序。所以还会用到以下事件：  9/* 10 * Relative axes 11 */ 12//在这里，我们暂时只会用REL_X和REL_Y这两个参数 13#define REL_X            0x00 //相对X坐标 14#define REL_Y            0x01 //相对Y坐标

那么value,就是选择具体的type,具体的code以后所反应出来的值，鼠标就是相对于当前X或者相对于当前Y的值。

我们可以使用cat命令来测试当前的鼠标事件到底属于哪一个事件节点，如图4-5-10所示：

只需切换到/dev/input下，找到对应的事件节点，然后使用cat eventx(事件节点)，然后移动鼠标就可以看到数据打印啦，但是这些数据我们显然是看不懂的，但我们可以使用一个测试程序将鼠标的值读出来。

接下来，我们来看一下如何来读取鼠标事件，写一段代码测试一下: mouse.c

 1#include   2#include   3#include   4#include   5#include   6/*  7struct input_event {  8 struct timeval time;  9 __u16 type; 10 __u16 code; 11 __s32 value; 12}; 13*/ 14/* 15Event types 16#define EV_SYN                  0x00 17#define EV_KEY                  0x01 18#define EV_REL                  0x02 19#define EV_ABS                  0x03 20*/ 21/* 22 Relative axes 23#define REL_X                   0x00 24#define REL_Y                   0x01 25#define REL_Z                   0x02 26#define REL_MAX                 0x0f 27#define REL_CNT                 (REL_MAX+1) 28*/ 29//event8  mouse 30//event9  keyboard 31int main(void) 32{ 33 //1、定义一个结构体变量用来描述input事件 34 struct input_event event_mouse ; 35 //2、打开input设备的事件节点我的电脑对应的鼠标事件的节点是event3 36//读者的电脑的设备节点可能和我的不一样，可以使用cat命令去获取，然后 37//不断尝试 38 int fd = open("/dev/input/event4",O_RDWR); 39 int value ; 40 int type ; 41 int buffer[10]={0}; 42 if(-1 == fd){ 43 printf("open mouse event fair!\n"); 44 return -1 ; 45 } 46 while(1){ 47 //3、读事件 48 read(fd ,&event_mouse ,sizeof(event_mouse)); 49 //4、判断事件类型，并打印键码 50 switch(event_mouse.type){ 51 //同步事件 52 case EV_SYN: 53 printf("sync!\n"); 54 break ; 55 case EV_REL: 56 //鼠标事件，XY相对位移 57 //code表示相对位移X或者Y，当判断是X时，打印X的相对位移value 58 //当判断是Y时，打印Y的相对位移value 59 if(event_mouse.code == REL_X){ 60 printf("event_mouse.code_X:%d\n",event_mouse.code); 61 printf("event_mouse.value_X:%d\n",event_mouse.value); 62 } 63 if(event_mouse.code == REL_Y){ 64 printf("event_mouse.code_Y:%d\n",event_mouse.code); 65 printf("event_mouse.value_Y:%d\n",event_mouse.value); 66 } 67 defalut: 68 break ; 69 } 70 } 71 return 0 ; 72}

运行结果，如图4-5-11所示。

当我们不断移动鼠标的时候，这些值将会被打印出来。

请思考一个问题，既然我们移动鼠标能够打印数值，那我们能不能够写一个程序控制鼠标自动移动呢？那肯定是可以的，下面我们就让鼠标自己来画一个正方形，上代码:

 1#include   2#include   3#include   4#include   5#include   6  7//event8  mouse  8//event9  keyboard  9int main(void) 10{ 11 //1、定义一个结构体变量用来描述input事件 12 struct input_event event_mouse ; 13 //2、打开input设备的事件节点  我的电脑鼠标事件的节点是event3 14 int fd = open("/dev/input/event3",O_RDWR); 15 int value ; 16 int type ; 17 int i ; 18 int buffer[10]={0}; 19 if(-1 == fd){ 20 printf("open mouse event fair!\n"); 21 return -1 ; 22 } 23 while(1){ 24 //3、写事件 25 for(i = 0 ; i < 20 ; i++){ 26 event_mouse.type = EV_REL ; 27 event_mouse.code = REL_X ; 28 event_mouse.value = i ; 29 write(fd,&event_mouse,sizeof(event_mouse)); 30 event_mouse.code = 0 ; 31 event_mouse.value = 0; 32 event_mouse.type = EV_SYN ; 33 write(fd,&event_mouse,sizeof(event_mouse)); 34 usleep(50000); 35 } 36 for(i = 0 ; i < 20 ; i++){ 37 event_mouse.type = EV_REL ; 38 event_mouse.code = REL_Y ; 39 event_mouse.value = i ; 40 write(fd,&event_mouse,sizeof(event_mouse)); 41 event_mouse.code = 0 ; 42 event_mouse.value = 0 ; 43 event_mouse.type = EV_SYN ; 44 write(fd,&event_mouse,sizeof(event_mouse)); 45 usleep(50000); 46 } 47 for(i = 0 ; i > -20 ; i--){ 48 event_mouse.type = EV_REL ; 49 event_mouse.code = REL_X ; 50 event_mouse.value = i ; 51 write(fd,&event_mouse,sizeof(event_mouse)); 52 event_mouse.code = 0 ; 53 event_mouse.value = 0; 54 event_mouse.type = EV_SYN ; 55 write(fd,&event_mouse,sizeof(event_mouse)); 56 usleep(50000); 57 } 58 for(i = 0 ; i > -20 ; i--){ 59 event_mouse.type = EV_REL ; 60 event_mouse.code = REL_Y ; 61 event_mouse.value = i ; 62 write(fd,&event_mouse,sizeof(event_mouse)); 63 event_mouse.code = 0 ; 64 event_mouse.value = 0 ; 65 event_mouse.type = EV_SYN ; 66 write(fd,&event_mouse,sizeof(event_mouse)); 67 usleep(50000); 68 } 69 70 } 71 return 0 ; 72}

执行效果读者自行验证！

接下来我们再写一个案例，在Tiny4412平台上获取电容屏的坐标值。

触摸屏上报坐标值的事件属于绝对事件，也就是，触摸的坐标点X和Y会在屏幕的分辨率范围内上报一个绝对的坐标(X,Y)。

那么上报对于的类型(type)如下：EV_ABS

对于的code如下：

绝对于X：

ABS_MT_POSITION_X

绝对于Y：

ABS_MT_POSITION_Y

我用了一个程序获取了屏幕的分辨率，得知分辨率宽为480，高为800。

首先，写这个程序时，我通过adb进到Android根目录，然后用getevent -p查到触摸屏的事件节点为event0,同时也知道触摸屏是一个绝对事件，如下:

接下来，我在Android5.0的源代码external目录下创建了如下目录：Getft5x0x_Test

该目录下有如下两个文件文件:

Android.mk Get_ft5x0x_tp.c

(1)先看Android.mk

 1LOCAL_PATH := $(call my-dir)  2include $(CLEAR_VARS)  3LOCAL_MODULE_TAGS := eng  4LOCAL_SHARED_LIBRARIES += libcutils libutils  5#LOCAL_STATIC_LIBRARIES += libz libstdc++ libpng libvtpng  6LOCAL_STATIC_LIBRARIES += libz libstdc++ libpng  7  8LOCAL_SRC_FILES := Get_ft5x0x_tp.c  9LOCAL_MODULE := ft5x0x_tp 10include $(BUILD_EXECUTABLE)

(2)Get_ft5x0x_tp.c

 1#include   2#include   3#include   4#include   5#include   6#include   7#include   8#include   9#include  10#include  11#include  12#include  13#include  14#include  15#include  16#include  17//ft5x0x_ts触摸屏事件初始化 18int touch_fd = -1 ; 19int ft5x0x_ts__init(void) 20{ 21 touch_fd = open("/dev/input/event0", O_RDONLY); 22 if (touch_fd < 0) 23 { 24 printf("open /dev/input/event0 failed\n"); 25 return -1; 26 } 27 return 0; 28} 29 30//获取ft5x0x_ts触摸屏上的坐标点 31int Get_ft5x0x_ts_postion(int *x, int *y) 32{ 33 int touch_ret = -1 ; 34 //1、定义一个结构体变量用来描述ft5x0x触摸屏事件  35 struct input_event ft5x0x_ts ; 36 37 //2、读事件  38 touch_ret = read(touch_fd ,&ft5x0x_ts ,sizeof(ft5x0x_ts)); 39 if(touch_ret < 0){ 40 printf("read touch fair!\n"); 41 } 42 //3、判断事件类型 43 switch(ft5x0x_ts.type) 44 { 45 case EV_SYN: 46 break ; 47 case EV_ABS: 48 if(ft5x0x_ts.code == ABS_MT_POSITION_X){ 49 *x = ft5x0x_ts.value ; 50 } 51 if(ft5x0x_ts.code == ABS_MT_POSITION_Y){ 52 *y = ft5x0x_ts.value ; 53 } 54 defalut: 55 break ; 56 } 57 return 0; 58} 59 60 61int main(int argc, char **argv) 62{ 63 int tp_ret ; 64 int ft5x0x_x = 0; 65 int ft5x0x_y = 0; 66 tp_ret = ft5x0x_ts__init(); 67 if(-1 == tp_ret){ 68 printf("tp init fair!\n"); 69 return -1 ; 70 } 71 printf("tp init success!\n"); 72 while(1) 73 { //获取屏幕上的绝对坐标点 74 Get_ft5x0x_ts_postion(&ft5x0x_x,&ft5x0x_y); 75 printf("ft5x0x_x:%d     ft5x0x_y:%d\n",ft5x0x_x,ft5x0x_y); 76 usleep(100); 77 } 78 return 0; 79}

编写万makefile还有.c程序后:

我们切换到Android的根目录下：

用以下命令编译这个程序：

使用m,mm,mmm命令之前一定要先：

执行:source和lunch这两个步骤，如下：

 1root@morixinguan:/work/android-5.0.2# source build/envsetup.sh   2including device/samsung/manta/vendorsetup.sh  3including device/moto/shamu/vendorsetup.sh  4including device/friendly-arm/tiny4412/vendorsetup.sh  5including device/generic/mini-emulator-x86_64/vendorsetup.sh  6including device/generic/mini-emulator-armv7-a-neon/vendorsetup.sh  7including device/generic/mini-emulator-mips/vendorsetup.sh  8including device/generic/mini-emulator-arm64/vendorsetup.sh  9including device/generic/mini-emulator-x86/vendorsetup.sh 10including device/asus/deb/vendorsetup.sh 11including device/asus/fugu/vendorsetup.sh 12including device/asus/grouper/vendorsetup.sh 13including device/asus/tilapia/vendorsetup.sh 14including device/asus/flo/vendorsetup.sh 15including device/lge/hammerhead/vendorsetup.sh 16including device/lge/mako/vendorsetup.sh 17including sdk/bash_completion/adb.bash 18root@morixinguan:/work/android-5.0.2# lunch  19 20You're building on Linux 21 22Lunch menu... pick a combo: 23 1. aosp_arm-eng 24 2. aosp_arm64-eng 25 3. aosp_mips-eng 26 4. aosp_mips64-eng 27 5. aosp_x86-eng 28 6. aosp_x86_64-eng 29 7. aosp_manta-userdebug 30 8. aosp_shamu-userdebug 31 9. full_tiny4412-userdebug 32 10. full_tiny4412-eng 33 11. mini_emulator_x86_64-userdebug 34 12. m_e_arm-userdebug 35 13. mini_emulator_mips-userdebug 36 14. mini_emulator_arm64-userdebug 37 15. mini_emulator_x86-userdebug 38 16. aosp_deb-userdebug 39 17. full_fugu-userdebug 40 18. aosp_fugu-userdebug 41 19. aosp_grouper-userdebug 42 20. aosp_tilapia-userdebug 43 21. aosp_flo-userdebug 44 22. aosp_hammerhead-userdebug 45 23. aosp_mako-userdebug 46 47Which would you like? [aosp_arm-eng] 20 48 49============================================ 50PLATFORM_VERSION_CODENAME=REL 51PLATFORM_VERSION=5.0.2 52TARGET_PRODUCT=aosp_tilapia 53TARGET_BUILD_VARIANT=userdebug 54TARGET_BUILD_TYPE=release 55TARGET_BUILD_APPS= 56TARGET_ARCH=arm 57TARGET_ARCH_VARIANT=armv7-a-neon 58TARGET_CPU_VARIANT=cortex-a9 59TARGET_2ND_ARCH= 60TARGET_2ND_ARCH_VARIANT= 61TARGET_2ND_CPU_VARIANT= 62HOST_ARCH=x86_64 63HOST_OS=linux 64HOST_OS_EXTRA=Linux-4.8.0-46-generic-x86_64-with-Ubuntu-16.04-xenial 65HOST_BUILD_TYPE=release 66BUILD_ID=LRX22G 67OUT_DIR=out 68============================================ 69 70root@morixinguan:/work/android-5.0.2#