Linux 下Input系统应用编程实战
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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 <linux/input.h>
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
5
6
7
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
14
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
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3
4
5
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
2
3
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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
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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
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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
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20You're building on Linux
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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#
接下来，编译程序:
mmm external/Getft5x0x_Test/
然后我们看到以下显示:
这个二进制生成的绝对路径是在out目录下,我们需要ft5x0x_tp这个文件，这个名字就是上面Android.mk里面对应的:
LOCAL_MODULE := ft5x0x_tp
Install: out/target/product/tiny4412/system/bin/ft5x0x_tp
将这个文件拷贝到当前目录下:
cp out/target/product/tiny4412/system/bin/ft5x0x_tp .
然后，用USB线连接你的开发板，然后用adb命令将ft5x0x_tp push到system/bin/目录下，这个目录是Android的根文件系统下的一个命令，很多命令都在这个目录下。
如果没有安装adb，可以apt-get install adb 安装adb
adb push完毕以后：
我们在终端： adb shell切换到根目录下：
执行ft5x0x_tp这个bin文件，然后我们触摸触摸屏，如下，坐标值打印出来了。
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