输入系统

常见的输入设备有键盘、鼠标、遥控杆、书写板、触摸屏等等,用户通过这些输入设备与Linux系统进行数据交换。

内核中怎样表示一个输入设备

// include/linux/input.h

struct input_dev {

	const char *name;  //设备名称

	const char *phys;  //设备物理路径

	const char *uniq;  //设备唯一标识码

	struct input_id id;

	unsigned long propbit[BITS_TO_LONGS(INPUT_PROP_CNT)];

	unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)];   //支持什么类型的输入事件

	unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)]; //支持按键输入事件的话，支持哪些按键（键盘）

	unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)]; //支持相对位移事件的话，支持哪些

	unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)];

	unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)];

	unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];

	unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];

	unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)];

	unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];

	.......

	};

查看所有的输入设备：

ls /dev/input/* -l

查看输入设备的信息：

cat /proc/bus/input/devices

得到如下信息：

[root@imx6ull:~]# cat /proc/bus/input/devices

I: Bus=0019 Vendor=0000 Product=0000 Version=0000

N: Name="20cc000.snvs:snvs-powerkey"

P: Phys=snvs-pwrkey/input0

S: Sysfs=/devices/soc0/soc/2000000.aips-bus/20cc000.snvs/20cc000.snvs:snvs-powerkey/input/input0

U: Uniq=

H: Handlers=kbd event0 evbug

B: PROP=0

B: EV=3

B: KEY=100000 0 0 0

I: Bus=0018 Vendor=dead Product=beef Version=28bb  //设备ID（定义在input.h的struct input_id结构体）

N: Name="goodix-ts"      //名称

P: Phys=input/ts         //物理地址

S: Sysfs=/devices/virtual/input/input1  //sys系统地址

U: Uniq=          //标识号（无）

H: Handlers=event1 evbug

B: PROP=2        //设备属性

B: EV=b          //支持何种输入事件

B: KEY=1c00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0   //设备具有的键

B: ABS=6e18000 0

I: Bus=0019 Vendor=0001 Product=0001 Version=0100

N: Name="gpio-keys"

P: Phys=gpio-keys/input0

S: Sysfs=/devices/soc0/gpio-keys/input/input2

U: Uniq=

H: Handlers=kbd event2 evbug

B: PROP=0

B: EV=3

B: KEY=c

APP可以获得什么数据

// include/linux/input.h

struct input_value {

	__u16 type;   //当前数据的事件类型

	__u16 code;   //当前事件类型下的哪一个事件

	__s32 value;  //

};

Type的内容：

// include/uapi/linux/input-event-codes.h

/*

 * Event types

 */

#define EV_SYN			0x00  //同步事件

#define EV_KEY			0x01  //键盘事件

#define EV_REL			0x02  //相对位移事件

#define EV_ABS			0x03  //绝对位移事件

#define EV_MSC			0x04

#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)

code的内容（以EV_KEY举例）

// include/uapi/linux/input-event-codes.h

#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

获取输入设备信息实例

两个ioctl的request参数说明(input.h)
request 说明
EVIOCGID 返回输入设备ID
EVIOCGBIT(ev,len) 获取输入设备支持的事件类型列表

ev值的说明：ev参数表示要获取的事件类型，它是一个整数值

  • 当ev=0，表示要获取输入设备支持的所有事件类型列表，包括键盘事件、鼠标事件、相对事件、绝对事件、事件同步、杂项事件等。
  • 当ev=1，表示要获取输入设备支持的键盘事件类型列表。
  • 当ev=2，表示要获取输入设备支持的相对事件类型列表。

EVIOCGBIT的iotcl调用说明：必须使用

len = ioctl(fd, EVIOCGBIT(0, sizeof(evbit)), evbit);

//len是evbit的实际读取大小，如果单独使用sizeof(evbit)得到len，将发生段错误
源码：
#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <fcntl.h>

#include <stdio.h>

#include <sys/ioctl.h>

#include <linux/input.h>

/* 用法：./get_input_info /dev/input/event0 */

int main(int argc, char const **argv)

{

	int fd;

	struct input_id id;

	int err;

	unsigned char byte;

	unsigned int evbit[2];

	int i;

	int bit;

	unsigned int len;

	char *ev_names[] = {

		"EV_SYN ",

		"EV_KEY ",

		"EV_REL ",

		"EV_ABS ",

		"EV_MSC ",

		"EV_SW	",

		"NULL ",

		"NULL ",

		"NULL ",

		"NULL ",

		"NULL ",

		"NULL ",

		"NULL ",

		"NULL ",

		"NULL ",

		"NULL ",

		"NULL ",

		"EV_LED ",

		"EV_SND ",

		"NULL ",

		"EV_REP ",

		"EV_FF	",

		"EV_PWR ",

	};

	if(argc != 2)

	{

		printf("Usage: %s <dev>\n", argv[0]);

		return -1;

	}

	fd = open(argv[1], O_RDWR);

	if(fd == -1)

	{

		printf("can not open %s\n", argv[1]);

		return -1;

	}

	err = ioctl(fd, EVIOCGID, &id);      //返回输入设备ID

	if(err == 0)

	{

		printf("bustype = 0x%x\n", id.bustype );

		printf("vendor	= 0x%x\n", id.vendor  );

		printf("product = 0x%x\n", id.product );

		printf("version = 0x%x\n", id.version );

	}

	len = ioctl(fd, EVIOCGBIT(0,sizeof(evbit)), evbit);   //返回输入事件类型

	printf("support ev type:\n");

	for(i = 0;i < len;i++)

	{

		byte = ((unsigned char *)evbit)[i];

		for(bit = 0;bit < 8;bit++)

		{

			if(byte & (1<<bit))

			{

				printf("%s \n", ev_names[i*8 + bit]);

			}

		}

	}

	return 0;

}
实验结果：
[root@imx6ull:/mnt]# ./get_input_info /dev/input/event0

bustype = 0x19

vendor  = 0x0

product = 0x0

version = 0x0

support ev type:

EV_SYN

EV_KEY

[root@imx6ull:/mnt]# ./get_input_info /dev/input/event1

bustype = 0x18

vendor  = 0xdead

product = 0xbeef

version = 0x28bb

support ev type:

EV_SYN

EV_KEY

EV_ABS


[root@imx6ull:~]# cat /proc/bus/input/devices

I: Bus=0019 Vendor=0000 Product=0000 Version=0000

N: Name="20cc000.snvs:snvs-powerkey"

P: Phys=snvs-pwrkey/input0

S: Sysfs=/devices/soc0/soc/2000000.aips-bus/20cc000.snvs/20cc000.snvs:snvs-powerkey/input/input0

U: Uniq=

H: Handlers=kbd event0 evbug

B: PROP=0

B: EV=3

B: KEY=100000 0 0 0

I: Bus=0018 Vendor=dead Product=beef Version=28bb

N: Name="goodix-ts"

P: Phys=input/ts

S: Sysfs=/devices/virtual/input/input1

U: Uniq=

H: Handlers=event1 evbug

B: PROP=2

B: EV=b

B: KEY=1c00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

B: ABS=6e18000 0

I: Bus=0019 Vendor=0001 Product=0001 Version=0100

N: Name="gpio-keys"

P: Phys=gpio-keys/input0

S: Sysfs=/devices/soc0/gpio-keys/input/input2

U: Uniq=

H: Handlers=kbd event2 evbug

B: PROP=0

B: EV=3

B: KEY=c

结论：EV值与程序输出的type结果一致

查询和休眠唤醒方式读输入事件

所谓的阻塞与非阻塞，是在open处声明。当设置为阻塞方式，如果没有输入事件，整个进程都在阻塞态

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <fcntl.h>

#include <stdio.h>

#include <sys/ioctl.h>

#include <linux/input.h>

#include <unistd.h>

#include <string.h>

/* 用法：./get_input_info /dev/input/event0 */

int main(int argc, char const **argv)

{

	int fd;

	unsigned int len;

	struct input_event event;   //read读到的是input_event类型的结构体

	if(argc < 2)

	{

		printf("Usage: %s <dev> [noblock]\n", argv[0]);

		return -1;

	}

	if(argc == 3 && !strcmp(argv[2], "noblock"))

	{

		fd = open(argv[1], O_RDWR | O_NONBLOCK);  //非阻塞（查询）

	}

	else

	{

		fd = open(argv[1], O_RDWR);

	}

	if(fd == -1)

	{

		printf("can not open %s\n", argv[1]);

		return -1;

	}

	while(1)

	{

		len = read(fd, &event, sizeof(event));     //阻塞方式下，进程阻塞在此

		if(len == sizeof(event))

		{

			printf("type = 0x%x, code = 0x%x, value = 0x%x", event.type, event.code, event.value);

		}

		else

		{

			printf("read err %d", len);

		}

	}

	return 0;

}
实验现象：
  • 查询方式（非阻塞）：反复查询，输出"read err"，直到操作输入设备时，输出内容更改为输入事件内容
  • 休眠-唤醒方式（阻塞）：只有操作屏幕，才会输出事件内容

POLL方式读输入事件

poll会在设定的时间内进行监听，当改时间内有输入事件返回或超过设定时间没有事件返回，poll都将唤醒。poll/select函数可以监测多个文件，可以监测多种事件。

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <fcntl.h>

#include <stdio.h>

#include <sys/ioctl.h>

#include <linux/input.h>

#include <unistd.h>

#include <string.h>

#include <poll.h>

/* 用法：./get_input_info /dev/input/event0 */

int main(int argc, char const **argv)

{

	int fd;

	struct input_event event;   //read读到的是input_event类型的结构体

	struct pollfd pollfd;

	nfds_t nfds = 1;      //同时打开一个文件

	if(argc != 2)

	{

		printf("Usage: %s <dev>\n", argv[0]);

		return -1;

	}

	fd = open(argv[1], O_RDWR | O_NONBLOCK);  //非阻塞（查询）

	if(fd == -1)

	{

		printf("can not open %s\n", argv[1]);

		return -1;

	}

	while(1)

	{

		pollfd.fd = fd;

		pollfd.events = POLLIN;

		pollfd.revents = 0;     //revents初始化为0，当有输入事件传入，内核改写revents

		poll(&pollfd, nfds, 3000);    //poll等待时间为3s

		if(pollfd.revents == POLLIN)      //只有poll函数返回了数据，才调用read

		{

			while(read(fd, &event, sizeof(event)) == sizeof(event))    //把一次获取到的数据读完再退出

			{

				printf("type = 0x%x, code = 0x%x, value = 0x%x\n", event.type, event.code, event.value);

			}

		}

		else if(pollfd.revents == 0)

		{

			printf("time out\n");

		}

		else

		{

			printf("read err\n");

		}

	}

	return 0;

}
关于POLL实现多路复用IO
struct pollfd pollfd[n];    //n为文件个数

nfds_t nfds = n;      //同时打开n个文件

.......

if(pollfd[0].revents == POLLIN){}     //依次访问revents

if(pollfd[1].revents == POLLIN){}

.......

异步通知方式读输入事件

[补充]fcntl的五个功能：

  • 复制一个现有的描述符(cmd=F_DUPFD).
  • 获得／设置文件描述符标记(cmd=F_GETFD或F_SETFD).
  • 获得／设置文件状态标记(cmd=F_GETFL或F_SETFL).
  • 获得／设置异步I/O所有权(cmd=F_GETOWN或F_SETOWN).
  • 获得／设置记录锁(cmd=F_GETLK , F_SETLK或F_SETLKW).
#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <fcntl.h>

#include <stdio.h>

#include <sys/ioctl.h>

#include <linux/input.h>

#include <unistd.h>

#include <string.h>

#include <signal.h>

int fd;

void sig_func(int sig)

{

	struct input_event event;

	while(read(fd, &event, sizeof(event)) == sizeof(event))

	{

		printf("type = 0x%x, code = 0x%x, value = 0x%x\n", event.type, event.code, event.value);

	}

}

/* 用法：./get_input_info /dev/input/event0 */

int main(int argc, char const **argv)

{

	int count = 0;

	unsigned short flag;

	if(argc != 2)

	{

		printf("Usage: %s <dev>\n", argv[0]);

		return -1;

	}

	signal(SIGIO, sig_func);   //1.注册信号处理函数(信号类型为IO类型)

	fd = open(argv[1], O_RDWR | O_NONBLOCK);  //2.打开驱动(一定要用非阻塞方式，否则无输入事件进程一直被阻塞)

	if(fd == -1)

	{

		printf("can not open %s\n", argv[1]);

		return -1;

	}

	fcntl(fd ,F_SETOWN, getpid());   //3.告知驱动程序app进程ID

	flag = fcntl(fd, F_GETFL);       //4.获得文件状态标记

	fcntl(fd, F_SETFL, flag | FASYNC); //5.设置文件状态标记(将进程添加到驱动fasync事件等待队列)

	while(1)

	{

		printf("count = %d\n", count++);

		sleep(2);

	}

	return 0;

}
实验结果：
[root@imx6ull:/mnt]# ./get_input_info /dev/input/event1

count = 0

count = 1

count = 2               //无输入事件时正常计数

type = 0x3, code = 0x39, value = 0x6

type = 0x3, code = 0x35, value = 0x1a6

type = 0x3, code = 0x36, value = 0x131

type = 0x3, code = 0x30, value = 0x1f

type = 0x3, code = 0x3a, value = 0x1f

type = 0x1, code = 0x14a, value = 0x1

type = 0x0, code = 0x0, value = 0x0

count = 3

type = 0x3, code = 0x35, value = 0x1a7

type = 0x0, code = 0x0, value = 0x0

count = 4

type = 0x3, code = 0x35, value = 0x1a9

type = 0x0, code = 0x0, value = 0x0

count = 5

type = 0x3, code = 0x35, value = 0x1a8

type = 0x0, code = 0x0, value = 0x0

count = 6

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