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Linux输入设备应用编程（键盘，按键，触摸屏，鼠标）

article 2024/11/20 8:40:49

一输入设备编程介绍

1.1 什么是输入设备呢？

1.2 什么是输入设备的应用编程？

1.3 input子系统

1.4 数据读取流程

1.5 应用程序如何解析数据

1.5.1 按键类事件：

1.5.2 相对位移事件

1.5.3 绝对位移事件

二读取 struct input_event数据

一输入设备编程介绍

本章学习Linux输入设备的应用编程。

1.1 什么是输入设备呢？

输入设备其实就是能够产生输入事件的设备就称为输入设备，常见的输入设备包括鼠标、键盘、触摸屏、按钮等等，它们都能够产生输入事件，产生输入数据给计算机系统。

1.2 什么是输入设备的应用编程？

输入设备的应用编程其主要是获取输入设备上报的数据、输入设备当前状态等，譬如获取触摸屏当前触摸点的 X、Y 轴位置信息以及触摸屏当前处于按下还是松开状态，然后根据获取到的数据做出对应的操作。

1.3 input子系统

输入设备种类非常多，每种设备上报的数据类型又不一样，那么 Linux 系统如何管理呢？

Linux 系统为了统一管理这些输入设备，实现了一套能够兼容所有输入设备的框架，那么这个框架就是 input 子系统。驱动开发人员基于 input 子系统开发输入设备的驱动程序，input 子系统可以屏蔽硬件的差异，向应用层提供一套统一的接口。基于 input 子系统注册成功的输入设备，都会在/dev/input 目录下生成对应的设备节点（设备文件），设备节点名称通常为 eventX（X 表示一个数字编号 0、1、2、3 等），如/dev/input/event0、/dev/input/event1、 /dev/input/event2 等，通过读取这些设备节点可以获取输入设备上报的数据。

1.4 数据读取流程

我们要读取触摸屏的数据，假设触摸屏设备对应的设备节点为/dev/input/event0，那么数据读取流程如下：

①、应用程序打开/dev/input/event0 设备文件；

②、应用程序发起读操作（譬如调用 read），如果没有数据可读则会进入休眠（阻塞 I/O 情况下）；

③、当有数据可读时，应用程序会被唤醒，读操作获取到数据返回；

④、应用程序对读取到的数据进行解析。

当无数据可读时，程序会进入休眠状态（也就是阻塞），譬如应用程序读触摸屏数据，如果当前并没有去触碰触摸屏，自然是无数据可读；当我们用手指触摸触摸屏或者在屏上滑动时，此时就会产生触摸数据、应用程序就有数据可读了，应用程序会被唤醒，成功读取到数据。那么对于其它输入设备亦是如此，无数据可读时应用程序会进入休眠状态（阻塞式 I/O 方式下），当有数据可读时才会被唤醒。

1.5 应用程序如何解析数据

应用程序打开输入设备对应的设备文件，向其发起读操作，那么这个读操作获取到的是什么样的数据呢？其实每一次 read 操作获取的都是一个 struct input_event 结构体类型数据，该结构体定义在头文件中，它的定义如下：

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

time ：内核会记录每个上报的事件其发生的时间

type：type 用于描述发生了哪一种类型的事件（对事件的分类），Linux 系统所支持的输入事件类型如下所示：

#define EV_SYN 0x00 //同步类事件，用于同步事件 
#define EV_KEY 0x01 //按键类事件 
#define EV_REL 0x02 //相对位移类事件(譬如鼠标) 
#define EV_ABS 0x03 //绝对位移类事件(譬如触摸屏) 
#define EV_MSC 0x04 //其它杂类事件 
#define EV_SW 0x05 
#define EV_LED 0x11 
#define EV_SND 0x12 
#define EV_REP 0x14 
#define EV_FF 0x15 
#define EV_PWR 0x16 
#define EV_FF_STATUS 0x17 
#define EV_MAX 0x1f 
#define EV_CNT (EV_MAX+1) 
以上这些宏定义也是在头文件中，所以在应用程序中需要包含该头文件；一种输入设备通常可以产生多种不同类型的事件，譬如点击鼠标按键（左键、右键，或鼠标上的其它按键）时会上报按键类事件，移动鼠标时则会上报相对位移类事件。

code：code 表示该类事件中的哪一个具体事件，以上列举的每一种事件类型中都包含了一系列具体事件，譬如一个键盘上通常有很多按键，譬如字母 A、B、C、D 或者数字 1、2、3、4 等，而 code 变量则告知应用程序是哪一个按键发生了输入事件。每一种事件类型都包含多种不同的事件，譬如

1.5.1 按键类事件：

#define KEY_RESERVED 0 
#define KEY_ESC 1 //ESC 键 
#define KEY_1 2 //数字 1 键 
#define KEY_2 3 //数字 2 键 
#define KEY_TAB 15 //TAB 键 
#define KEY_Q 16 //字母 Q 键 
#define KEY_W 17 //字母 W 键 
#define KEY_E 18 //字母 E 键 
#define KEY_R 19 //字母 R 键

1.5.2 相对位移事件

#define REL_X 0x00 //X 轴 
#define REL_Y 0x01 //Y 轴 
#define REL_Z 0x02 //Z 轴 
#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 
#define REL_CNT (REL_MAX+1)

1.5.3 绝对位移事件

触摸屏设备是一种绝对位移设备，它能够产生绝对位移事件；

对于触摸屏来说，一个触摸点所包含的信息可能有多种，譬如触摸点的 X 轴坐标、Y 轴坐标、Z 轴坐标、按压力大小以及接触面积等，所以 code变量告知应用程序当前上报的是触摸点的哪一种信息（X 坐标还是 Y 坐标、亦或者其它）；

#define ABS_X 0x00 //X 轴 
#define ABS_Y 0x01 //Y 轴 
#define ABS_Z 0x02 //Z 轴 
#define ABS_RX 0x03 
#define ABS_RY 0x04 
#define ABS_RZ 0x05 
#define ABS_THROTTLE 0x06 
#define ABS_RUDDER 0x07 
#define ABS_WHEEL 0x08 
#define ABS_GAS 0x09 
#define ABS_BRAKE 0x0a 
#define ABS_HAT0X 0x10 
#define ABS_HAT0Y 0x11 
#define ABS_HAT1X 0x12 
#define ABS_HAT1Y 0x13 
#define ABS_HAT2X 0x14 
#define ABS_HAT2Y 0x15 
#define ABS_HAT3X 0x16 
#define ABS_HAT3Y 0x17 
#define ABS_PRESSURE 0x18 
#define ABS_DISTANCE 0x19 
#define ABS_TILT_X 0x1a 
#define ABS_TILT_Y 0x1b 
#define ABS_TOOL_WIDTH 0x1c

value：内核每次上报事件都会向应用层发送一个数据 value，对 value 值的解释随着 code 的变化而变化。

如对于按键事件（type=1）来说，如果 code=2（键盘上的数字键 1，也就是 KEY_1），那么如果 value 等于 1，则表示 KEY_1 键按下；value 等于 0 表示 KEY_1 键松开，如果 value 等于 2 则表示 KEY_1 键长按。
再比如，在绝对位移事件中（type=3），如果 code=0（触摸点 X 坐标 ABS_X），那么 value 值就等于触摸点的 X 轴坐标值；同理，如果 code=1（触摸点 Y 坐标 ABS_Y），此时 value 值便等于触摸点的 Y 轴坐标值；所以对 value 值的解释需要根据不同的 code 值而定！

二读取 struct input_event数据

根据前面的介绍可知，对输入设备调用read()会读取到一个struct input_event类型数据，现写一个简单地应用程序，将读取到的struct input_event类型数据中的每一个元素打印出来、并对它们进行解析。

2.1 开发板的按键测试

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <linux/input.h>

void main(int argc,char *argv[])
{
    struct input_event in_ev = {0};
    int fd = -1;    //打开设备文件返回的句柄
    if(argc != 2)
    {
        fprintf(stderr,"格式:%s  <input-dev> \n <input-dev>为设备文件路径\n",argv[0]);
        exit(-1);
    }
    fd = open(argv[1],O_RDONLY);
    if(fd < 0)
    {
        perror("");
        exit(-1);
    }
    while(1)
    {
         if (sizeof(struct input_event) != read(fd, &in_ev, sizeof(struct input_event))) 
         {
             perror("");
             exit(-1);
         }
        printf("type(对事件的分类):%d code(具体事件):%d value(状态):%d\n", in_ev.type, in_ev.code, in_ev.value);
    }

}

执行程序时需要传入参数，这个参数就是对应的输入设备的设备节点（设备文件），程序中会对传参进行校验。程序中首先调用open()函数打开设备文件，之后在while循环中调用read()函数读取文件，将读取到的数据存放在struct input_event结构体对象中，之后将结构体对象中的各个成员变量打印出来。注意，程序中使用了阻塞式I/O方式读取设备文件，所以当无数据可读时read调用会被阻塞，知道有数据可读时才会被唤醒！