11. 检测按键输入(input子系统)

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11. 检测按键输入(input子系统)

2024-06-22 17:15| 来源: 网络整理| 查看: 265

11. 检测按键输入(input子系统)¶

本章讲解Linux input输入子系统驱动相关应用层程序的控制原理。

本章的示例代码目录为:base_code/linux_app/input。

11.1. input子系统¶

input子系统是Linux对输入设备提供的统一驱动框架。如按键、键盘、触摸屏和鼠标等输入设备的驱动方式是类似的,当出现按键、触摸等操作时,硬件产生中断,然后CPU直接读取引脚电平,或通过SPI、I2C等通讯方式从设备的寄存器读取具体的按键值或触摸坐标,然后把这些信息提交给内核。使用input子系统 驱动的输入设备可以通过统一的数据结构提交给内核,该数据结构包括输入的时间、类型、代号以及具体的键值或坐标,而内则通过/dev/input目录下的文件接口传递给用户空间。

在Linux内核源码的“Documentation/input”目录包含了input子系统相关的说明。

本开发板默认的出厂镜像中,按键、触摸屏、鼠标、键盘都使用了input子系统驱动,本章使用按键进行讲解。

11.2. input事件目录¶ 11.2.1. 使用evtest工具测试¶

在开发input子系统驱动时,常常会使用evtest工具进行测试,此处我们通过该工具来了解Ubuntu主机或开发板上的输入设备。

在Ubuntu主机下使用如下命令测试:

1 2 3 4 5 6 7#在主机下执行如下命令 #安装evtest工具 sudo apt install evtest -y #使用sudo权限运行evtest工具 sudo evtest #根据自己主机的输出来选择某个设备测试,下图选择的是“6”,鼠标 #根据选择的设备测试,如选择的键盘就按键盘,选择鼠标就移植鼠标

如下图:

上图的执行过程说明如下:

运行evtest工具,它列出了系统当前可用的/dev/input/event0~6输入事件 文件,并且列出了这些事件对应的设备名。

我们根据设备名的“VirtualBox mouse intergration”推猜它就是接入到电脑 的鼠标,所以输入了它对应的event6事件编号6,实验时请根据自己电脑的输出来选择。

输入编号后它列出了event6的一些设备信息,包括驱动版本、设备ID、设备 名、支持的事件类型、事件代号以及输入值的取值范围。

此时移动鼠标,可以看到它输出了详细的事件信息,如果移动后没有输出,说明 你选择的不是鼠标设备,请退出重新选择。输出信息中每一行包含了鼠标上报事件的具 体时间time、事件类型type 3(EV_ABS)、事件代号code 1或code0(ABS_Y或ABS_X)和具体的值value,该值就是鼠标X/Y的坐标。

11.2.2. input事件结构¶

evtest工具的原理并不神秘,学习本章节后也可以尝试自己 使用代码实现它的部分功能。列出可用事件时,它就是通过查 看目录“/dev/input/”实现的。本示例中主机的“/dev/input”目录的内 容如下图所示。

可看到“/dev/input”目录下,有event*、js*、mouse*及mice文件,它们分别是 驱动层evdev(通用输入事件)、joydev(游戏杆)及遗留的mousedev(鼠标)设备暴露 到用户空间的访问接口文件,读取这些文件的内容可获取到设备上报的信息。

在前面LED、GPIO子系统中,brightness、direction等设备文件直接使用字符串来记 录具体的信息,所以使用cat命令输出文件的内容时,字符串的形式非常方便我们阅读。但是event文件包 含的信息较多,使用字符串不方便其它程序处理,它采用了纯粹的内核事件数据结构来记录内容,其它 程序使用时 应把读取到的内容按数据的结构进行格式化转换,该数据结构定义如下所示。

input_event结构体(内核源码的/include/uapi/linux/input.h文件)¶ 1 2 3 4 5 6struct input_event { struct timeval time; __u16 type; __u16 code; __s32 value; };

time:该变量用于记录事件产生的时间戳,既evtest输出的time值。

type:输入设备的事件类型。系统常用的默认类型有EV_KEY、 EV_REL和EV_ABS,分别用 于表示按键状态改变事件、相对坐标改变事件及绝对坐标改变事件,特别地,EV_SYN用于分隔事件,无特别意义。如果选择鼠标(本章第一个图) evtest输出的type类型为EV_ABS。相关的枚举值可以参考内核文件include/uapi/linux/input-event-codes.h。

code:事件代号,它以更精确的方式表示事件。例如 在EV_KEY事件类型中,code的值常用于表 示键盘上具体的按键,其取值范围在0~127之间,例如按键Q对应的是KEY_Q,该枚举变量的 值为16。如果选择鼠标, evtest输出内容的code分别有ABS_X/ABS_Y,表示上报的是X或Y坐标。

value:事件的值。对于EV_KEY事件类型,当按键按下时,该值为1;按键松开时,该值为0。如果选择 鼠标,中evtest输出的内容里,ABS_X事件类型中的value值表示X坐标,ABS_Y类型中的value值表示Y坐标。

如果同样使用cat命令查看事件文件,当事件出现时,cat把内容转化成字 符串,会看到乱码,使用这样的方式可以简单地查看设备是否上报了事件。

可使用以下方式可进行测试:

1 2 3 4#根据自己主机上的事件号修改要查看的具体事件文件 #此处使用的event6是本主机的鼠标设备,注意要使用sudo权限 sudo cat /dev/input/event6 #输入命令后移动鼠标,会看到字符

如下图;

与其它文件不同,通常cat命令读取文件内容后就会返回,而此处读取event文件时,命 令会持续地等待输入。

11.2.3. input事件设备名¶

“/dev/input/event*”的事件编号与设备的联系不是固定的,它通常按系统检测 到设备的先后顺序安排event文件的编号,这对编写应用程序控制不太方便,我们 可以通过“/dev/input/by-id”或“/dev/input/by-path”目录查看具体的硬件设备,如 下图所示。

图中列出了by-path目录下的内容,该目录下的文件实际上都是链接,如第 一行的“pci-0000:00:04.0-event-mouse -> ../event6”表示”pci-0000:00:04.0-event- mouse”文件就是event6的快捷方式,它就是本主机中使用的鼠标,也就是说访问该 文件就是访问该鼠标的事件设备,而且该文件名与硬件的关系是固定的,后面我们的实验就是采用这样的方式。

由于/dev下的设备都是通过/sys导出的,所以也可以通过“/sys/class/input”目 录查看,如下图所示。

“/sys/class/input”下包含了各个以事件命名的目录,其对应目录 下的device/name文件包含了事件对应的设备名,如本示例中 的“/sys/class/input/event6/device/name”文件的内容为”VirtualBox mouse integration”,evtest工具列出的事件与设备名的关系,就是从这里读取的。

11.3. 开发板按键检测实验¶

开发板执行以下命令,安装evtest工具:

1sudo apt install evtest -y

下面以简单的操作对开发板上的设备进行说明:

1 2 3 4 5 6 7#在开发板的终端执行如下命令: #查看存在的输入设备,截图中是板子接了鼠标的情况 evtest #查看按键在by-path目录下的文件 ls -lh /dev/input/by-path #查看按键在/sys文件系统中的名字,以下命令中的“event0”根据自己的实验环境修改 cat /sys/class/input/event0/device/name

如下图:

此处主要针对开发板上的按键设备进行说明,在上图中,event0和event1分别对应 了开发板的“KEY”按键和USB鼠标按键,注意如果开发板上设备树使用了其他按键,按键使用的event*编号可能会发生变化, 所以我们查看了“by-path”目录下的链接文件, 这两个按键的文件链接名分别为“platform-gpio-keys-event”和“platform-ci_hdrc.1-usb-0:1.1:1.0-event-mouse”. 下面我们使用这两个文件名编写按键检测的应用程序。

11.3.1. 实验代码分析¶

在输入事件检测的应用中,通常使用主线程直接 循环读取“/dev/input/event*”设备文件获取事件的数据结构,然后通过消 息队列通知其它子线程,从而响应输入操作。

本实验的代码目录为:base_code/linux_app/input/c。

本实验仅使用了一个main.c文件,如下所示。

输入设备检测(base_code/linux_app/input/c/main.c文件)¶ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56#include #include #include #include #include #include #include #include //开发板上的KEY按键,请根据实际情况修改 const char default_path[] = "/dev/input/by-path/platform-gpio-keys-event"; //开发板上的ON_OFF按键,请根据实际情况修改 //const char default_path[] = "/dev/input/by-path/platform-ci_hdrc.1-usb-0:1.1:1.0-event-mouse"; int main(int argc, char *argv[]) { int fd; struct input_event event; char *path; printf("This is a input device demo.\n"); //若无输入参数则使用默认事件设备 if(argc > 1) path = argv[1]; else path = (char *)default_path; fd = open(path, O_RDONLY); if(fd


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