输入设备应用编程

本章学习输入设备的应用编程，首先要知道什么是输入设备？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。
对于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。

输入类设备编程介绍

什么是输入设备

先来了解什么是输入设备（也称为input 设备），常见的输入设备有鼠标、键盘、触摸屏、遥控器、电脑画图板等，用户通过输入设备与系统进行交互。

input 子系统

由上面的介绍可知，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），譬如/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。

读取数据的流程

如果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。

应用程序如何解析数据

首先我们要知道，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;
};

结构体中的time 成员变量是一个struct timeval 类型的变量，该结构体在前面给大家介绍过，内核会记录每个上报的事件其发生的时间，并通过变量time 返回给应用程序。时间参数通常不是那么重要，而其它
3 个成员变量type、code、value 更为重要。
⚫ 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：

/*
 * Event types
 */
#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
……

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)

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；譬如对于触摸屏来说，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）；绝对位移事件如下：

#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
......

除了以上列举出来的之外，还有很多，大家可以自己浏览头文件（这些宏其实是定义在
input-event-codes.h 头文件中，该头文件被所包含了），关于这些具体的事件，后面再给大家进行介绍。
⚫ 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。譬如对于按键事件（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！
数据同步
上面我们提到了同步事件类型EV_SYN，同步事件用于实现同步操作、告知接收者本轮上报的数据已经完整。应用程序读取输入设备上报的数据时，一次read 操作只能读取一个struct input_event 类型数据，譬如对于触摸屏来说，一个触摸点的信息包含了X 坐标、Y 坐标以及其它信息，对于这样情况，应用程序需要执行多次read 操作才能把一个触摸点的信息全部读取出来，这样才能得到触摸点的完整信息。
那么应用程序如何得知本轮已经读取到完整的数据了呢？其实这就是通过同步事件来实现的，内核将本轮需要上报、发送给接收者的数据全部上报完毕后，接着会上报一个同步事件，以告知应用程序本轮数据已经完整、可以进行同步了。
同步类事件中也包含了多种不同的事件，如下所示：

/*
 * Synchronization events.
 */
#define SYN_REPORT 0
#define SYN_CONFIG 1
#define SYN_MT_REPORT 2
#define SYN_DROPPED 3
#define SYN_MAX 0xf
#define SYN_CNT (SYN_MAX + 1)

所以的输入设备都需要上报同步事件，上报的同步事件通常是SYN_REPORT，而value 值通常为0。

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，本小节编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。
本例程源码对应的路径为：开发板光盘->11、Linux C 应用编程例程源码->17_input->read_input.c。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
int main(int argc, char *argv[])
{
    struct input_event in_ev = {0};
    int fd = -1;
    /* 校验传参*/
    if (2 != argc)
    {
        fprintf(stderr, "usage: %s \n", argv[0]);
        exit(-1);
    }
    /* 打开文件*/
    if (0 > (fd = open(argv[1], O_RDONLY)))
    {
        perror("open error");
        exit(-1);
    }
    for (;;)
    {
        /* 循环读取数据*/
        if (sizeof(struct input_event) !=
            read(fd, &in_ev, sizeof(struct input_event)))
        {
            perror("read error");
            exit(-1);
        }
        printf("type:%d code:%d value:%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for 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！
Tips：设备文件不同于普通文件，读写设备文件之前无需设置读写位置偏移量。
使用交叉编译工具编译上述代码得到可执行文件testApp：

在开发板上验证

ALPHA 和Mini 开发板上都有一个用户按键KEY0，它就是一个典型的输入设备，如下图所示：

该按键是提供给用户使用的一个GPIO 按键，在出厂系统中，该按键驱动基于input 子系统而实现，所以在/dev/input 目录下存在KEY0 的设备节点，具体是哪个设备节点，可以使用13.1.1 小节介绍的方法进行判断，这里不再重述！也可以通过查看/proc/bus/input/devices 文件得知，查看该文件可以获取到系统中注册的所有输入设备相关的信息，如下所示：

接下来我们使用这个按键进行测试，执行下面的命令：

程序运行后，执行按下KEY0、松开KEY0 等操作，终端将会打印出相应的信息，如上图所示。
第一行中type 等于1，表示上报的是按键事件EV_KEY，code=114，打开input-event-codes.h 头文件进行查找，可以发现cpde=114 对应的是键盘上的KEY_VOLUMEDOWN 按键，这个是ALPHA/Mini 开发板出厂系统已经配置好的。而value=1 表示按键按下，所以整个第一行的意思就是按键KEY_VOLUMEDOWN
被按下。
第二行，表示上报了EV_SYN 同步类事件（type=0）中的SYN_REPORT 事件（code=0），表示本轮数据已经完整、报告同步。
第三行，type 等于1，表示按键类事件，code 等于114、value 等于0，所以表示按键KEY_VOLUMEDOWN
被松开。
第四行，又上报了同步事件。
所以整个上面4 行的打印信息就是开发板上的KEY0 按键被按下以及松开这个过程，内核所上报的事件以及发送给应用层的数据value。
我们试试长按按键KEY0，按住不放，如下所示：

可以看到上报按键事件时，对应的value 等于2，表示长按状态。

按键应用编程

本小节编写一个应用程序，获取按键状态，判断按键当前是按下、松开或长按状态。从上面打印的信息可知，对于按键来说，它的事件上报流程如下所示：

# 以字母A 键为例
KEY_A //上报KEY_A 事件
SYN_REPORT //同步

如果是按下，则上报KEY_A 事件时，value=1；如果是松开，则value=0；如果是长按，则value=2。
接下来编写按键应用程序，读取按键状态并将结果打印出来，代码如下所示：
本例程源码对应的路径为：开发板光盘->11、Linux C 应用编程例程源码->17_input->read_key.c。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
int main(int argc, char *argv[])
{
    struct input_event in_ev = {0};
    int fd = -1;
    int value = -1;
    /* 校验传参*/
    if (2 != argc)
    {
        fprintf(stderr, "usage: %s \n", argv[0]);
        exit(-1);
    }
    /* 打开文件*/
    if (0 > (fd = open(argv[1], O_RDONLY)))
    {
        perror("open error");
        exit(-1);
    }
    for (;;)
    {
        /* 循环读取数据*/
        if (sizeof(struct input_event) !=
            read(fd, &in_ev, sizeof(struct input_event)))
        {
            perror("read error");
            exit(-1);
        }
        if (EV_KEY == in_ev.type)
        { // 按键事件
            switch (in_ev.value)
            {
            case 0:
                printf("code<%d>: 松开\n", in_ev.code);
                break;
            case 1:
                printf("code<%d>: 按下\n", in_ev.code);
                break;
            case 2:
                printf("code<%d>: 长按\n", in_ev.code);
                break;
            }
        }
    }
}

在for 循环中，调用read()读取输入设备上报的数据，当按键按下或松开（以及长按）动作发生时，read()
会读取到输入设备上报的数据，首先判断此次上报的事件是否是按键类事件（EV_KEY），如果是按键类事件、接着根据value 值来判断按键当前的状态是松开、按下还是长按。
将上述代码进行编译：

将编译得到的可执行文件拷贝开发板Linux 系统的/home/root 目录下。
首先我们来测试开发板的KEY0 按键，执行应用程序：

./testApp /dev/input/event2 # 测试开发板上的KEY0

运行程序之后，按下KEY0 或松开KEY0 以及长按情况下，终端会打印出相应的信息，如上图所示。
code=114（KEY_VOLUMEDOWN 按键）。

除了测试开发板上的KEY0 按键之外，我们还可以测试键盘上的按键，首先找到一个USB 键盘连接到开发板的USB HOST 接口上，当键盘插入之后，终端将会打印出相应的驱动加载信息：

驱动加载成功之后，可以查看下该键盘设备对应的设备节点，使用命令"cat /proc/bus/input/devices"，在打印信息中找到键盘设备的信息：

譬如笔者使用的是一个罗技的USB 键盘"Logitech USB Keyboard"，对应的设备节点为/dev/input/event3，运行测试程序并按下、松开键盘上的按键：

大家可以根据code 值查询到对应的按键（通过input-event-codes.h 头文件），譬如code=30 对应的是键盘上的字母A 键，code=48 对应的是字母B 键。

触摸屏应用编程

本小节编写触摸屏应用程序，获取触摸屏的坐标信息并将其打印出来。

解析触摸屏设备上报的数据

触摸屏设备是一个绝对位移设备，可以上报绝对位移事件，绝对位移事件如下：

#define ABS_X 0x00 // X 轴坐标
#define ABS_Y 0x01 // Y 轴坐标
#define ABS_Z 0x02 // Z 轴坐标
#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 // 按压力
#define ABS_DISTANCE 0x19
#define ABS_TILT_X 0x1a
#define ABS_TILT_Y 0x1b
#define ABS_TOOL_WIDTH 0x1c
#define ABS_VOLUME 0x20
#define ABS_MISC 0x28
#define ABS_MT_SLOT 0x2f                                     /* MT slot being modified */
#define ABS_MT_TOUCH_MAJOR 0x30                              /* Major axis of touching ellipse */
#define ABS_MT_TOUCH_MINOR 0x31                              /* Minor axis (omit if circular) */
#define ABS_MT_WIDTH_MAJOR 0x32                              /* Major axis of approaching ellipse */
#define ABS_MT_WIDTH_MINOR 0x33                              /* Minor axis (omit if circular) */
#define ABS_MT_ORIENTATION 0x34                              /* Ellipse orientation */
#define ABS_MT_POSITION_X 0x35 /* Center X touch position */ // X 轴坐标
#define ABS_MT_POSITION_Y 0x36 /* Center Y touch position */ // Y 轴坐标
#define ABS_MT_TOOL_TYPE 0x37                                /* Type of touching device */
#define ABS_MT_BLOB_ID 0x38                                  /* Group a set of packets as a blob */
#define ABS_MT_TRACKING_ID 0x39 /* Unique ID of initiated contact */ ID
#define ABS_MT_PRESSURE 0x3a /* Pressure on contact area */ // 按压力
#define ABS_MT_DISTANCE 0x3b                                /* Contact hover distance */
#define ABS_MT_TOOL_X 0x3c                                  /* Center X tool position */
#define ABS_MT_TOOL_Y 0x3d                                  /* Center Y tool position */
#define ABS_MAX 0x3f
#define ABS_CNT (ABS_MAX + 1)

单点触摸和多点触摸
触摸屏分为多点触摸设备和单点触摸设备。单点触摸设备只支持单点触摸，一轮（笔者把一个同步事件称为一轮）完整的数据只包含一个触摸点信息；单点触摸设备以ABS_XXX 事件承载、上报触摸点的信息，譬如ABS_X（value 值对应的是X 轴坐标值）、ABS_Y（value 值对应的是Y 轴坐标值）等绝对位移事件，而有些设备可能还支持Z 轴坐标（通过ABS_Z 事件上报、value 值对应的便是Z 轴坐标值）、按压力大小（通过ABS_PRESSURE 事件上报、value 值对应的便是按压力大小）以及接触面积等属性。大部分的单点触摸设备都会上报ABS_X 和ABS_Y 事件，而其它绝对位移事件则根据具体的设备以及驱动的实现而定！
多点触摸设备可支持多点触摸，譬如ALPHA/Mini 开发板配套使用的4.3 寸、7 寸等触摸屏均支持多点触摸，对于多点触摸设备，一轮完整的数据可能包含多个触摸点信息。多点触摸设备则是以ABS_MT_XXX
（MT 是Multi-touch，意思为：多点触摸）事件承载、上报触摸点的信息，如ABS_MT_POSITION_X（X 轴坐标）、ABS_MT_POSITION_Y（Y 轴坐标）等绝对位移事件。
触摸屏设备除了上报绝对位移事件之外，还可以上报按键类事件和同步类事件。同步事件很好理解，因为几乎每一个输入设备都会上报同步事件、告知应用层本轮数据是否完整；当手指点击触摸屏或手指从触摸屏离开时，此时就会上报按键类事件，用于描述按下触摸屏和松开触摸屏；具体的按键事件为
BTN_TOUCH（code=0x14a，也就是330），当然，手指在触摸屏上滑动不会上报BTN_TOUCH 事件。
Tips：BTN_TOUCH 事件不支持长按状态，故其value 不会等于2。对于多点触摸设备来说，只有第一个点按下时上报BTN_TOUCH 事件value=1、当最后一个点离开触摸屏时上报BTN_TOUCH 事件value=0。
单点触摸设备–事件上报的顺序
通过上面的介绍可知，单点触摸设备事件上报的流程大概如下所示：

# 点击触摸屏时
BTN_TOUCH
ABS_X
ABS_Y
SYN_REPORT
# 滑动
ABS_X
ABS_Y
SYN_REPORT
# 松开
BTN_TOUCH
SYN_REPORT

以上列举出只是一个大致流程，实际上对于不同的触摸屏设备，能够获取到的信息量大小是不相同的，譬如某设备只能读取到触摸点的X 和Y 坐标、而另一设备却能读取X、Y 坐标以及按压力大小、触点面积等信息，总之这些数据都会在SYN_REPORT 同步事件之前上报给应用层。
当手指点击触摸屏时，首先上报BTN_TOUCH 事件，此时value=1，表示按下；接着上报ABS_X、ABS_Y
事件将X、Y 轴坐标数据发送给应用层；数据上报完成接着上报一个同步事件SYN_REPORT，表示此次触摸点信息已经完整。
当手指在触摸屏上滑动时，并不会上报BTN_TOUCH 事件，因为滑动过程并未发生按下、松开这种动作。

当松开时，首先上报了BTN_TOUCH 事件，此时value=0，表示手指已经松开了触摸屏，接着上报一个同步事件SYN_REPORT。
以上就是单点触摸设备事件上报的一个大致流程，接下来看看多点触摸设备。
多点触摸设备–事件上报的顺序
多点触摸设备上报的一轮完整数据中可能包含多个触摸点的信息，譬如5 点触摸设备，如果5 个手指同时在触摸屏上滑动，那么硬件就会更新5 个触摸点的信息，内核需要把这5 个触摸点的信息上报给应用层。
在Linux 内核中，多点触摸设备使用多点触摸（MT）协议上报各个触摸点的数据，MT 协议分为两种类型：Type A 和Type B，Type A 协议实际使用中用的比较少，几乎处于淘汰的边缘，这里就不再给大家介绍了，我们重点来看看Type B 协议。
MT 协议之Type B 协议
Type B 协议适用于能够追踪并区分触摸点的设备，开发板配套使用的触摸屏都属于这类设备。Type B
协议的重点是通过ABS_MT_SLOT 事件上报各个触摸点信息的更新！
能够追踪并区分触摸点的设备通常在硬件上能够区分不同的触摸点，譬如对于一个5 点触摸设备来说，硬件能够为每一个识别到的触摸点与一个slot 进行关联，这个slot 就是一个编号，触摸点0、触摸点1、触摸点2 等。底层驱动向应用层上报ABS_MT_SLOT 事件，此事件会告诉接收者当前正在更新的是哪个触摸点的数据，ABS_MT_SLOT 事件中对应的value 数据存放的便是一个slot、以告知应用层当前正在更新slot
关联的触摸点对应的信息。
每个识别出来的触摸点分配一个slot，与该slot 关联起来，利用这个slot 来传递对应触点的变化。除了
ABS_MT_SLOT 事件之外，Type B 协议还会使用到ABS_MT_TRACTKING_ID 事件，
ABS_MT_TRACTKING_ID 事件则用于触摸点的创建、替换和销毁工作，ABS_MT_TRACTKING_ID 事件携带的数据value 表示一个ID，一个非负数的ID（ID>=0）表示一个有效的触摸点，如果ID 等于-1 表示该触摸点已经不存在、被移除了；一个以前不存在的ID 表示这是一个新的触摸点。
Type B 协议可以减少发送到用户空间的数据，只有发生了变更的数据才会上报，譬如某个触摸点发生了移动，但仅仅只改变了X 轴坐标、而未改变Y 轴坐标，那么内核只会将改变后的X 坐标值通过
ABS_MT_POSITION_X 事件发送给应用层。
以上关于Type B 协议就给大家介绍这么多，为了帮助大家理解，笔者把Type B 协议下多点触摸设备上报数据的流程列举如下：

ABS_MT_SLOT 0
ABS_MT_TRACKING_ID 10
ABS_MT_POSITION_X
ABS_MT_POSITION_Y
ABS_MT_SLOT 1
ABS_MT_TRACKING_ID 11
ABS_MT_POSITION_X
ABS_MT_POSITION_Y
SYN_REPORT

单看这个可能大家看不懂，接下来我们打印触摸屏的数据一个一个进行分析。
Tips：大家可能会对slot 和ID 这两个概念有点混乱，这里笔者将自己的理解告知大家；slot 是硬件上的一个概念、而ID 则可认为是软件上的一个概念；对于一个多点触摸设备来说，它最大支持的触摸点数是确定的，譬如5 个触摸设备，最多支持5 个触摸点；每一个触摸点在硬件上它有一个区分的编号，譬如触摸点
0、触摸点1、触摸点2 等，这个编号就是一个slot（通常从0 开始）；如何给识别到的触点分配一个slot 呢
触点与slot 关联）？通常是按照时间先后顺序来的，譬如第一根手指先触碰到触摸屏，那第一根手指就对应触摸点0（slot=0），接着第二根手指触碰到触摸屏则对应触摸点1（slot=1）以此类推！这个通常是硬件所支持的。
而ID 可认为是软件上的一个概念，它也用于区分不同的触摸点，但是它跟slot 不同，不是同一层级的概念；举个例子，譬如一根手指触碰到触摸屏之后拿开，然后再次触碰触摸屏，这个过程中，假设只有这一根手指进行触碰操作，那么两次触碰对应都是触摸点0（slot=0），这个无疑义！但从触摸点的生命周期来看，它们是同一个触摸点吗？答案肯定不是，为啥呢？手指从触摸屏上离开后，该触摸点就消失了、被删除了，该触摸点的生命周期也就到此结束了，所以它们自然是不同的触摸点，所以它们的ID 是不同的。
触摸屏上报数据分析
首先在测试触摸屏之前，需要保证开发板上已经连接了LCD 屏，ALPHA/Mini I.MX6U 开发板出厂系统配套支持多种不同分辨率的LCD 屏，包括4.3 寸480272、4.3 寸800480、7 寸800480、7 寸1024600
以及10.1 寸1280*800，在启动开发板之前需要将LCD 屏通过软排线连接到开发板的LCD 接口，开发板连接好LCD 屏之后上电启动开发板、运行出厂系统。

图17.5.1 连接LCD 屏（ALPHA 板）

触摸屏与LCD 液晶屏面板是粘合在一起的，也就是说触摸屏是直接贴在了LCD 液晶屏上面，直接在
LCD 屏上触摸、滑动操作即可。为了测试方便，可以将出厂系统的GUI 应用程序退出，如何退出呢？点击屏幕进入设置页面，可以看到在该页面下有一个退出按钮选项，直接点击即可！
使用命令"cat /proc/bus/input/devices"，确定触摸屏对应的设备节点，如下所示：

图17.5.2 触摸屏输入设备的信息（这里是以4.3 寸800*480 屏为例）

笔者使用的是开发板配套的4.3 寸800*480 LCD 屏，如果各位读者使用的是其它屏，那么查看到的名称可能不是"goodix-ts"。执行示例代码17.2.1 对应的可执行文件，一个手指点击触摸屏先不松开，终端将会打印如下信息：

首先第一行上报了绝对位移事件EV_ABS（type=3）中的ABS_MT_TRACKING_ID（code=57）事件，并且value 值等于78，也就是ID，这个ID 是一个非负数，所以表示这是一个新的触摸点被创建，也就意味着触摸屏上产生了一个新的触摸点（手指按下）。
第二行上报了绝对位移事件EV_ABS（type=3）中的ABS_MT_POSITION_X（code=53）事件，其value
对应的便是触摸点的X 坐标；第三行上报了ABS_MT_POSITION_Y（code=54）事件，其value 值对应的便是触摸点Y 坐标，所以由此可知该触摸点的坐标为(372, 381)。
第四行上报了按键类事件EV_KEY（type=1）中的BTN_TOUCH（code=330），value 值等于1，表示这是触摸屏上最先产生的触摸点（slot=0、也就是触摸点0）。
第五行和第六行分别上报了绝对位移事件EV_ABS（type=3）中的ABS_X（code=0）和ABS_Y（code=1），其value 分别对应的是触摸点的X 坐标和Y 坐标。多点触摸设备也会通过ABS_X、ABS_Y 事件上报触摸点的X、Y 坐标，但通常只有触摸点0 支持，所以可以把多点触摸设备当成单点触摸设备来使用。
最后一行上报了同步类事件EV_SYN（type=0）中的SYN_REPORT（code=0）事件，表示此次触摸点的信息全部上报完毕。
在第一个触摸点的基础上，增加第二个触摸点，打印信息如下所示：

1~7 行不再解释，第八行上报了绝对位移事件EV_ABS（type=3）中的ABS_MT_SLOT 事件（code=47），表示目前要更新slot=1 所关联的触摸点（也就是触摸点1）对应的信息。
第九行上报了绝对位移事件EV_ABS（type=3）中的ABS_MT_TRACKING_ID 事件（code=57），ID=79，这是之前没有出现过的ID，表示这是一个新的触摸点。
第十、十一行分别上报了ABS_MT_POSITION_X 和ABS_MT_POSITION_Y 事件。
最后一行上报同步事件（type=0、code=0），告知应用层数据完整。
当手指松开时，触摸点就会被销毁，上报ABS_MT_TRACKING_ID 事件，并将value 设置为-1（ID），如下所示：

关于触摸屏数据的分析就给大家介绍这么多，不管是键盘也好、或者是鼠标、触摸屏，都可以像上面那样将输入设备的数据直接打印出来，然后自己再去分析，确定该输入设备上报事件的规则和流程，把这些弄懂之后再去编写程序验证结果。下面我们将自己动手编写单点触摸以及多点触摸应用程序，读取触摸点的坐标信息。

获取触摸屏的信息

本小节介绍如何获取触摸屏设备的信息，譬如触摸屏支持的最大触摸点数、触摸屏X、Y 坐标的范围等。通过ioctl()函数可以获取到这些信息，3.10.2 小节给大家介绍过该函数，ioctl()是一个文件I/O 操作的杂物箱，可以处理的事情非常杂、不统一，一般用于操作特殊文件或设备文件，为了方便讲解，再次把ioctl()
函数的原型列出：

#include 
int ioctl(int fd, unsigned long request, ...);

第一个参数fd 对应文件描述符；第二个参数request 与具体要操作的对象有关，没有统一值，表示向文件描述符请求相应的操作，也就是请求指令；此函数是一个可变参函数，第三个参数需要根据request 参数来决定，配合request 来使用。
先来看下输入设备的ioctl()该怎么用，在input.h 头文件有这样一些宏定义，如下所示：

#define EVIOCGVERSION _IOR('E', 0x01, int)             /* get driver version */
#define EVIOCGID _IOR('E', 0x02, struct input_id)      /* get device ID */
#define EVIOCGREP _IOR('E', 0x03, unsigned int[2])     /* get repeat settings */
#define EVIOCSREP _IOW('E', 0x03, unsigned int[2])     /* set repeat settings */
#define EVIOCGKEYCODE _IOR('E', 0x04, unsigned int[2]) /* get keycode */
#define EVIOCGKEYCODE_V2 _IOR('E', 0x04, struct input_keymap_entry)
#define EVIOCSKEYCODE _IOW('E', 0x04, unsigned int[2]) /* set keycode */
#define EVIOCSKEYCODE_V2 _IOW('E', 0x04, struct input_keymap_entry)
#define EVIOCGNAME(len) _IOC(_IOC_READ, 'E', 0x06, len) /* get device name */
#define EVIOCGPHYS(len) _IOC(_IOC_READ, 'E', 0x07, len) /* get physical location */
#define EVIOCGUNIQ(len) _IOC(_IOC_READ, 'E', 0x08, len) /* get unique identifier */
#define EVIOCGPROP(len) _IOC(_IOC_READ, 'E', 0x09, len) /* get device properties */
/**
 * EVIOCGMTSLOTS(len) - get MT slot values
 * @len: size of the data buffer in bytes
 *
 * The ioctl buffer argument should be binary equivalent to
 *
 * struct input_mt_request_layout {
 * __u32 code;
 * __s32 values[num_slots];
 * };
 *
 * where num_slots is the (arbitrary) number of MT slots to extract.
 *
 * The ioctl size argument (len) is the size of the buffer, which
 * should satisfy len = (num_slots + 1) * sizeof(__s32). If len is
 * too small to fit all available slots, the first num_slots are
 * returned.
 *
 * Before the call, code is set to the wanted ABS_MT event type. On
 * return, values[] is filled with the slot values for the specified
 * ABS_MT code.
 *
 * If the request code is not an ABS_MT value, -EINVAL is returned.
 */
#define EVIOCGMTSLOTS(len) _IOC(_IOC_READ, 'E', 0x0a, len)
#define EVIOCGKEY(len) _IOC(_IOC_READ, 'E', 0x18, len)               /* get global key state */
#define EVIOCGLED(len) _IOC(_IOC_READ, 'E', 0x19, len)               /* get all LEDs */
#define EVIOCGSND(len) _IOC(_IOC_READ, 'E', 0x1a, len)               /* get all sounds status */
#define EVIOCGSW(len) _IOC(_IOC_READ, 'E', 0x1b, len)                /* get all switch states */
#define EVIOCGBIT(ev, len) _IOC(_IOC_READ, 'E', 0x20 + (ev), len)    /* get event bits */
#define EVIOCGABS(abs) _IOR('E', 0x40 + (abs), struct input_absinfo) /* get abs value/limits */
#define EVIOCSABS(abs) _IOW('E', 0xc0 + (abs), struct input_absinfo) /* set abs value/limits */
#define EVIOCSFF _IOW('E', 0x80, struct ff_effect)                   /* send a force effect to a force feedback device */
#define EVIOCRMFF _IOW('E', 0x81, int)                               /* Erase a force effect */
#define EVIOCGEFFECTS _IOR('E', 0x84, int)                           /* Report number of effects playable at the same time */
#define EVIOCGRAB _IOW('E', 0x90, int)                               /* Grab/Release device */
#define EVIOCREVOKE _IOW('E', 0x91, int)                             /* Revoke device access */

每一个宏定义后面都有相应的注释，对于input 输入设备，对其执行ioctl() 操作需要使用这些宏，不同的宏表示不同请求指令；譬如使用EVIOCGNAME 宏获取设备名称，使用方式如下：

char name[100];
ioctl(fd, EVIOCGNAME(sizeof(name)), name);

EVIOCGNAME(len)就表示用于接收字符串数据的缓冲区大小，而此时ioctl()函数的第三个参数需要传入一个缓冲区的地址，该缓冲区用于存放设备名称对应的字符串数据。
EVIOCG（get）开头的表示获取信息，EVIOCS（set）开头表示设置；这里暂且不管其它宏，重点来看看EVIOCGABS(abs)宏，这个宏也是通常使用最多的，如下所示：

#define EVIOCGABS(abs) _IOR('E', 0x40 + (abs), struct input_absinfo)

通过这个宏可以获取到触摸屏slot（slot<0>表示触摸点0、slot<1>表示触摸点1、slot<2>表示触摸点2，以此类推！）的取值范围，可以看到使用该宏需要传入一个abs 参数，该参数表示为一个ABS_XXX 绝对位移事件，譬如EVIOCGABS(ABS_MT_SLOT)表示获取触摸屏的slot 信息，此时ioctl()函数的第三个参数是一个struct input_absinfo *的指针，指向一个struct input_absinfo 对象，调用ioctl()会将获取到的信息写入到
struct input_absinfo 对象中。struct input_absinfo 结构体如下所示：

struct input_absinfo
{
    __s32 value;   // 最新的报告值
    __s32 minimum; // 最小值
    __s32 maximum; // 最大值
    __s32 fuzz;
    __s32 flat;
    __s32 resolution;
};

获取触摸屏支持的最大触摸点数：

struct input_absinfo info;
int max_slots; // 最大触摸点数
if (0 > ioctl(fd, EVIOCGABS(ABS_MT_SLOT), &info))
    perror("ioctl error");
max_slots = info.maximum + 1 - info.minimum;

其它宏定义不再介绍，读者可以自行测试。
获取触摸屏支持的最大触摸点数
本例程源码对应的路径为：开发板光盘->11、Linux C 应用编程例程源码->17_input->read_slot.c。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
int main(int argc, char *argv[])
{
    struct input_absinfo info;
    int fd = -1;
    int max_slots;
    /* 校验传参*/
    if (2 != argc)
    {
        fprintf(stderr, "usage: %s \n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    /* 打开文件*/
    if (0 > (fd = open(argv[1], O_RDONLY)))
    {
        perror("open error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    /* 获取slot 信息*/
    if (0 > ioctl(fd, EVIOCGABS(ABS_MT_SLOT), &info))
    {
        perror("ioctl error");
        close(fd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    max_slots = info.maximum + 1 - info.minimum;
    printf("max_slots: %d\n", max_slots);
    /* 关闭、退出*/
    close(fd);
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

编译示例代码，将其拷贝到开发板Linux 系统的用户家目录下，执行该应用程序：

所以从打印结果可知，我们这个屏是一个5 点触摸屏。

单点触摸应用程序

通过上面的详细介绍，详细大家应该知道如何去编写一个触摸屏的应用程序了，本小节我们编写一个单点触摸应用程序，获取一个触摸点的坐标信息，并将其打印出来。
ALPHA/Mini 开发板配套使用的触摸屏均支持多点触摸，这里我们把它当成单点触摸设备来使用，编写一个程序读取一个触摸点，示例代码如下所示：
本例程源码对应的路径为：开发板光盘->11、Linux C 应用编程例程源码->17_input->read_ts.c。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
int main(int argc, char *argv[])
{
    struct input_event in_ev;
    int x, y;  // 触摸点x 和y 坐标
    int down;  // 用于记录BTN_TOUCH 事件的value,1 表示按下,0 表示松开,-1 表示移动
    int valid; // 用于记录数据是否有效(我们关注的信息发生更新表示有效,1 表示有效,0 表示无效)
    int fd = -1;
    /* 校验传参*/
    if (2 != argc)
    {
        fprintf(stderr, "usage: %s \n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    /* 打开文件*/
    if (0 > (fd = open(argv[1], O_RDONLY)))
    {
        perror("open error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    x = y = 0; // 初始化x 和y 坐标值
    down = -1; // 初始化<移动>
    valid = 0; // 初始化<无效>
    for (;;)
    {
        /* 循环读取数据*/
        if (sizeof(struct input_event) !=
            read(fd, &in_ev, sizeof(struct input_event)))
        {
            perror("read error");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        switch (in_ev.type)
        {
        case EV_KEY: // 按键事件
            if (BTN_TOUCH == in_ev.code)
            {
                down = in_ev.value;
                valid = 1;
            }
            break;
        case EV_ABS: // 绝对位移事件
            switch (in_ev.code)
            {
            case ABS_X: // X 坐标
                x = in_ev.value;
                valid = 1;
                break;
            case ABS_Y: // Y 坐标
                y = in_ev.value;
                valid = 1;
                break;
            }
            break;
        case EV_SYN: // 同步事件
            if (SYN_REPORT == in_ev.code)
            {
                if (valid)
                { // 判断是否有效
                    switch (down)
                    { // 判断状态
                    case 1:
                        printf("按下(%d, %d)\n", x, y);
                        break;
                    case 0:
                        printf("松开\n");
                        break;
                    case -1:
                        printf("移动(%d, %d)\n", x, y);
                        break;
                    }
                    valid = 0; // 重置valid
                    down = -1; // 重置down
                }
            }
            break;
        }
    }
}

程序中首先校验传参，通过传参的方式将触摸屏设备文件路径传入到程序中，main()函数中定义了4 个变量：
⑴、变量x 表示触摸点的X 坐标；
⑵、变量y 表示触摸点的Y 坐标；
⑶、变量down 表示手指状态时候按下、松开还是滑动，down=1 表示手指按下、down=0 表示手指松开、
down=-1 表示手指滑动；
⑷、变量valid 表示数据是否有效，valid=1 表示有效、valid=0 表示无效；有效指的是我们检测的信息发生了更改，譬如程序中只检测了手指的按下、松开动作以及坐标值的变化。
接着调用open()打开触摸屏设备文件得到文件描述符fd；在for 循环之前，首先对x、y、down、valid
这4 个变量进行初始化操作。在for 循环读取触摸屏上报的数据，将读取到的数据存放在struct input_event
数据结构中。在switch…case 语句中对读取到的数据进行解析，获取BTN_TOUCH 事件的value 数据，判断触摸屏是按下还是松开状态，获取ABS_X 和ABS_Y 事件的value 变量，得到触摸点的X 轴坐标和Y 轴坐标。
当上报同步事件时，表示数据已经完整，接着对我们得到的数据进行分析、打印坐标信息。
编译应用程序：

将编译得到的可执行文件拷贝到开发板Linux 系统的用户家目录下，准备进行测试。
笔者使用的是4.3 寸800*480 LCD 屏，执行单点触摸应用程序，程序执行之后，接着用一个手指按下触摸屏、松开以及滑动操作，串口终端将会打印出相应的信息：

当手指点击触摸屏时会打印"按下(X, Y)“，松开时会打印"松开”，手指在触摸屏上滑动时会打印"移动(X,
Y)"等信息。大家可以自己动手测试，对代码不理解的，可以对照测试结果进行对比。

多点触摸应用程序

介绍完单点触摸应用程序之后，再来看看多点触摸应用程序该如何编写，前面已经详细给大家介绍了多点触摸设备的事件上报流程。
本例程源码对应的路径为：开发板光盘->11、Linux C 应用编程例程源码->17_input->read_mt.c。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
/* 用于描述MT 多点触摸每一个触摸点的信息*/
struct ts_mt
{
    int x;     // X 坐标
    int y;     // Y 坐标
    int id;    // 对应ABS_MT_TRACKING_ID
    int valid; // 数据有效标志位(=1 表示触摸点信息发生更新)
};
/* 一个触摸点的x 坐标和y 坐标*/
struct tp_xy
{
    int x;
    int y;
};
static int ts_read(const int fd, const int max_slots,
                   struct ts_mt *mt)
{
    struct input_event in_ev;
    static int slot = 0;              // 用于保存上一个slot
    static struct tp_xy xy[12] = {0}; // 用于保存上一次的x 和y 坐标值,假设触摸屏支持的最大触摸点数不会超过12
    int i;
    /* 对缓冲区初始化操作*/
    memset(mt, 0x0, max_slots * sizeof(struct ts_mt)); // 清零
    for (i = 0; i < max_slots; i++)
        mt[i].id = -2; // 将id 初始化为-2, id=-1 表示触摸点删除, id>=0 表示创建
    for (;;)
    {
        if (sizeof(struct input_event) !=
            read(fd, &in_ev, sizeof(struct input_event)))
        {
            perror("read error");
            return -1;
        }
        switch (in_ev.type)
        {
        case EV_ABS:
            switch (in_ev.code)
            {
            case ABS_MT_SLOT:
                slot = in_ev.value;
                break;
            case ABS_MT_POSITION_X:
                xy[slot].x = in_ev.value;
                mt[slot].valid = 1;
                break;
            case ABS_MT_POSITION_Y:
                xy[slot].y = in_ev.value;
                mt[slot].valid = 1;
                break;
            case ABS_MT_TRACKING_ID:
                mt[slot].id = in_ev.value;
                mt[slot].valid = 1;
                break;
            }
            break;
        // case EV_KEY://按键事件对单点触摸应用比较有用
        //  break;
        case EV_SYN:
            if (SYN_REPORT == in_ev.code)
            {
                for (i = 0; i < max_slots; i++)
                {
                    mt[i].x = xy[i].x;
                    mt[i].y = xy[i].y;
                }
            }
            return 0;
        }
    }
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    struct input_absinfo slot;
    struct ts_mt *mt = NULL;
    int max_slots;
    int fd;
    int i;
    /* 参数校验*/
    if (2 != argc)
    {
        fprintf(stderr, "usage: %s \n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    /* 打开文件*/
    fd = open(argv[1], O_RDONLY);
    if (0 > fd)
    {
        perror("open error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    /* 获取触摸屏支持的最大触摸点数*/
    if (0 > ioctl(fd, EVIOCGABS(ABS_MT_SLOT), &slot))
    {
        perror("ioctl error");
        close(fd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    max_slots = slot.maximum + 1 - slot.minimum;
    printf("max_slots: %d\n", max_slots);
    /* 申请内存空间并清零*/
    mt = calloc(max_slots, sizeof(struct ts_mt));
    /* 读数据*/
    for (;;)
    {
        if (0 > ts_read(fd, max_slots, mt))
            break;
        for (i = 0; i < max_slots; i++)
        {
            if (mt[i].valid)
            { // 判断每一个触摸点信息是否发生更新（关注的信息发生更新）
                if (0 <= mt[i].id)
                    printf("slot<%d>, 按下(%d, %d)\n", i, mt[i].x, mt[i].y);
                else if (-1 == mt[i].id)
                    printf("slot<%d>, 松开\n", i);
                else
                    printf("slot<%d>, 移动(%d, %d)\n", i, mt[i].x, mt[i].y);
            }
        }
    }
    /* 关闭设备、退出*/
    close(fd);
    free(mt);
    exit(EXIT_FAILURE);
}

示例代码中申明了struct ts_mt 数据结构，用于描述多点触摸情况下每一个触摸点的信息。
首先来看下main()函数，定义了max_slots 变量，用于指定触摸屏设备的支持的最大触摸点数，通过：
ioctl(fd, EVIOCGABS(ABS_MT_SLOT), &slot)
获取到触摸屏该信息。
接着根据max_slots 变量的值，为mt 指针申请内存：

mt = calloc(max_slots, sizeof(struct ts_mt));

for( ; ; )循环中调用ts_read()函数，该函数是自定义函数，用于获取触摸屏上报的数据，第一个参数表示文件描述符fd、第二个参数表示触摸屏支持的最大触摸点数、第三个参数则是struct ts_mt 数组，ts_read()函数会将获取到的数据存放在数组中，mt[0]表示slot<0>数据、mt[1]表示slot<1>的数据依次类推！
在内部的for 循环中，则对获取到的数据进行分析，判断数据是否有效，并根据id 判断手指的动作，在单点触摸应用程序中，我们是通过BTN_TOUCH 事件来判断手指的动作；而在多点触摸应用中，我们需要通过id 来判断多个手指的动作。
关于自定义函数ts_read()就不再介绍了，代码的注释已经描述很清楚了！
接着编译应用程序，将编译得到的可执行文件拷贝到开发板Linux 系统的用户家目录下，执行应用程序，接着可以用多个手指触摸触摸屏、松开、滑动等操作：

每一个不同的slot 表示不同的触摸点，譬如slot<0>表示触摸点0、slot<1>表示触摸点1 以此类推！

鼠标应用编程

本小节是笔者留给各位读者的一个作业，交给大家去完成，通过本章内容的介绍相信大家可以独立完成，ALPHA/Mini 开发板出厂系统支持USB 鼠标，直接将一个USB 鼠标插入到开发板的USB HOST 接口即可，在终端会打印驱动加载信息。