Linux Input Device APIs 介绍

Linux 的 Input Device 是重要的一個 subsystem，在進行實例介紹前，先大略了解一下相關的 API。

Linux Input Device

input.c是Linux的”input”驅動程式，主要支援鍵盤與滑鼠的輸入；input.c介面有趣的地方是採用了事件（event）的方式來處理輸入，以下是input.c介面重要的資料結構與函數：

* struct input_dev
* void input_event(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value)
* void input_register_device(struct input_dev *);
* void input_unregister_device(struct input_dev *);
* void input_register_handler(struct input_handler *);
* void input_unregister_handler(struct input_handler *);

Linux 的input機制可用來實作「虛擬鍵盤」或「虛擬滑鼠」，只要呼叫input_event()將輸入資料發佈給input handler即可。

struct input_dev是用來描述輸入事件的重要資料結構，其原型宣告如下：

定義按鍵

我們可以設定struct input_dev裡的evbit欄位，來定義所要接受的輸入類型，目前共有8種輸入類型如下：

* EV_KEY：Keys and buttons（按鍵與按鈕）。
* EV_REL：Relative axes（相對座標）。
* EV_ABS：Absolute axes（絕對座標）。
* EV_MSC：Misc events（其它事件）。
* EV_LED：LEDs。
* EV_SND：Sounds（聲音輸入）。
* EV_REP：Autorepeat values（自動重覆數值）。
* EV_FF：Force feedback事件。

以下是一個範例，我們指定dev可接受EV_KEY事件：

dev.evbit[0] = BIT(EV_KEY);

evbit是一個陣列，每個元素可以索引一種輸入類型。每種輸入類型均可指定特定的輸入資料，例如：TAB鍵。指定方式是使用set_bit()或BIT巨集來設定每種輸入類型的陣列。以下是各輸入類型的欄位名稱：

* keybit[NBITS(KEY_MAX)]：Keys and buttons（按鍵與按鈕）。
* relbit[NBITS(REL_MAX)]：Relative axes（相對座標）。
* absbit[NBITS(ABS_MAX)]：Absolute axes（絕對座標）。
* mscbit[NBITS(MSC_MAX)]：Misc events（其它事件）。
* ledbit[NBITS(LED_MAX)]：LEDs。
* sndbit[NBITS(SND_MAX)]：Sounds（聲音輸入）。
* ffbit[NBITS(FF_MAX)]：Force feedback事件。

以下是使用set_bit()的範例：

* set_bit(KEY_UP, dev.keybit);
* set_bit(KEY_LEFT, dev.keybit);

或是使用BIT巨集也可以：

* keybit[0] = BIT(KEYUP) | BIT(KEY_LEFT);

input.h裡做位元運算的3個巨集如下：

* NBITS(x)：計算要幾個陣列元素，才夠紀錄第x個位元。
* BIT(x)：傳回單獨第x個位元為1時所代表的數值，例如：x=0時為0x1，x=1時為0x2，x=2時為0x4。
* LONG(x)：第x個位元是屬於第幾個陣列元素（即索引值）。

我們先設定驅動程式能接受EV_KEY事件，然後指定EV_KEY事件的特定輸入值為KEY_UP與KEY_LEFT按鍵。不同事件的輸入資料定義，請參考input.h檔，例如以下是EV_KEY事件的按鍵1~按鍵9定義：

/*
* Keys and buttons
*/

#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

設定好struct input_dev後再呼叫input_register_device()註冊至上層。當”input device”註冊至kernel後，當該input device被開啟時，便呼叫input device的open method；當input device關閉時，便呼叫input device的close method。
實作input device的open method時，若成功應傳回0，失敗的話則傳回任意的非零值；close method則不須傳回值。

Report 按鍵

使用者的按鍵往上層回報所使用的API如下：

* input_report_key(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value);
* input_report_rel(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value);
* input_report_abs(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value);
* input_report_key與input_report_rel其實都是使用input_event()的巨集，input_event()的函數原型與參數說明如下：
* void input_event(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value);

* @dev：指向input device的指標。
* @type：輸入類型（EV_KEY、EV_ABS等）。
* @code：輸入按鍵（例如EV_KEY的KEY_1）。
* @value：按鍵值。

Input Handler

任何的按鍵輸入，都應呼叫input_event()來將input event送到input.c，再由input.c分派事件（遶送）到每一個”input handler”。有註冊input handler的驅動程式，都能讀取輸入資料。

设备有着自己特殊的按键键码，我需要将一些标准的按键，比如0－9，X－Z等模拟成标准按键，比如KEY_0,KEY-Z等，所以需要用到按键模拟，具体方法就是操作/dev/input/event1文件，向它写入个input_event结构体就可以模拟按键的输入了。

linux/input.h中有定义，这个文件还定义了标准按键的编码等

struct input_event {
    struct timeval time;  //按键时间
    __u16 type; //类型，在下面有定义
    __u16 code; //要模拟成什么按键
    __s32 value;//是按下还是释放
};

code：
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.代码植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).

type:
EV_KEY,键盘
EV_REL,相对坐标
EV_ABS,绝对坐标

value：
事件的值.如果事件的类型代码是EV_KEY,当按键按下时值为1,松开时值为0;如果事件的类型代码是EV_ REL,value的正数值和负数值分别代表两个不同方向的值.

/*
 * Event types
 */

#define EV_SYN            0x00
#define EV_KEY            0x01 //按键
#define EV_REL            0x02 //相对坐标(轨迹球)
#define EV_ABS            0x03 //绝对坐标
#define EV_MSC            0x04 //其他
#define EV_SW            0x05
#define EV_LED            0x11 //LED
#define EV_SND            0x12//声音
#define EV_REP            0x14//repeat
#define EV_FF            0x15
#define EV_PWR            0x16
#define EV_FF_STATUS        0x17
#define EV_MAX            0x1f
#define EV_CNT            (EV_MAX+1)

1。模拟按键输入
//其中0表示释放，1按键按下，2表示一直按下
//0 for EV_KEY for release, 1 for keypress and 2 for autorepeat.
void simulate_key(int fd,int value)
{
    struct input_event event;

    event.type = EV_KEY;
    //event.code = KEY_0;//要模拟成什么按键
    event.value = value;//是按下还是释放按键或者重复
    gettimeofday(&event.time,0);

    if(write(fd,&event,sizeof(event)) < 0){
        dprintk("simulate key error~~~\n");
        return ;
    }
}

2。模拟鼠标输入（轨迹球）
void simulate_mouse(int fd,char buf[4])
{
    int rel_x,rel_y;
    static struct input_event event,ev;

    //buf[0],buf[2],小于0则为左移，大于0则为右移
    //buf[1],buf[3],小于0则为下移，大于0则为上移
    dprintk("MOUSE TOUCH: x1=%d,y1=%d,x2=%d,y2=%d\n",buf[0],buf[1],buf[2],buf[3]);

    rel_x = (buf[0] + buf[2]) /2;
    rel_y = -(buf[1] + buf[3]) /2; //和我们的鼠标是相反的方向，所以取反

    event.type = EV_REL;

    event.code = REL_X;
    event.value = rel_x;
    gettimeofday(&event.time,0);
    if( write(fd,&event,sizeof(event))!=sizeof(event))
        dprintk("rel_x error~~~:%s\n",strerror(errno));

    event.code = REL_Y;
    event.value = rel_y;
    gettimeofday(&event.time,0);
    if( write(fd,&event,sizeof(event))!=sizeof(event))
        dprintk("rel_y error~~~:%s\n",strerror(errno));
   
    //一定要刷新空的
    write(fd,&ev,sizeof(ev));
}

鼠标和键盘文件打开方法：

int fd_kbd; // /dev/input/event1
int fd_mouse; //dev/input/mouse2

fd_kbd = open("/dev/input/event1",O_RDWR);
    if(fd_kbd<=0){
        printf("error open keyboard:%s\n",strerror(errno));
        return -1;
    }

fd_mouse = open("/dev/input/event3",O_RDWR); //如果不行的话，那试试/dev/input/mice
if(fd_mouse<=0){
           printf("error open mouse:%s\n",strerror(errno));
            return -2;
        }
}

/dev/input/mice是鼠标的抽象，代表的是鼠标，也许是/dev/input/mouse,/dev/input/mouse1，或者空，
这个文件一直会存在。

这里你也许会问，我怎么知道/dev/input/eventX这些事件到底是什么事件阿，是鼠标还是键盘或者别的，
eventX代表的是所有输入设备(input核心)的事件，比如按键按下，或者鼠标移动，或者游戏遥控器等等，
在系统查看的方法是  cat /proc/bus/input/devices 就可以看到每个eventX是什么设备的事件了。

PS: 在GTK中用的话，可以参考下gtk_main_do_event这个函数

static void simulate_key(GtkWidget *window,int keyval,int press)
{
    GdkEvent *event;
    GdkEventType type;

    if(press)   
        type = GDK_KEY_PRESS;
    else
        type = GDK_KEY_RELEASE;

    event = gdk_event_new(type);
    //event->key.send_event = TRUE;
    event->key.window = window->window; //一定要设置为主窗口
    event->key.keyval = keyval;

    //FIXME:一定要加上这个,要不然容易出错
    g_object_ref(event->key.window);

    gdk_threads_enter();

    //FIXME: 记得用这个来发送事件
    gtk_main_do_event(event);

    gdk_threads_leave();
    gdk_event_free(event);
}

参考：
http://cache.baidu.comc?m=9f65cb4a8c8507ed4fece763104e953f484380146d94975439c3933fc23846000c27feed727458199487223a52f91d07b4a72b72350124b298c98849dbbb942d24892c23706bc40354c75cf28b102a8177ce4de8df0ee0cee733e3e4c5d3ae0a0896144f&p=882a975685cc42a934b4c23f4b47&user=baidu

Linux输入子系统分析
http://www.linuxdriver.cn/html/20079/113.htm