输入设备之按键（键盘）

目录

一、输入设备

二、input 子系统

三、读取数据的流程

四、解析数据

具体事件

①按键类事件

②相对位移事件

③绝对位移事件

五、数据同步

六、编写代码之读取 struct input_event 数据

代码如下

验证

现象解释 

七、编写按键APP

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一、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

二、input 子系统

        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。基于 input 子系统开发的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，方便开发。

        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。

三、读取数据的流程

        假如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），如果当前并没有去触碰触摸屏是没有数据可读，则会进入休眠（阻塞 I/O 情况下）；
③、 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，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。

        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。

四、解析数据

        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;
};

 time 成员变量是一个 struct timeval 类型的变量， 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，struct timeval 结构体如下

struct timeval {

        long tv_sec; /* 秒 *

        long tv_usec; /* 微秒 */ };

 type： type 用于描述发生了哪一种类型的事件（对事件的分类），分类宏定义也是在头文件中，下面列出其中几种

#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

        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

具体事件

        下面仅是列出几个常见的，可以自行浏览头文件，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

①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
.....

②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_MISC 0x09
#define REL_MAX 0x0f
#define REL_CNT (REL_MAX+1)
.....

③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）

#define ABS_X 0x00 //X 轴
#define ABS_Y 0x01 //Y 轴
#define ABS_Z 0x02 //Z 轴
#define ABS_PRESSURE 0x18
#define ABS_DISTANCE 0x19
#define ABS_TILT_X 0x1a
#define ABS_TILT_Y 0x1b
....

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参数=1） 来说， 假如code的值=2（2代表是键盘上的数字键 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参数=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

五、数据同步

        上面类型中有同步事件类型 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。

        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，所有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

六、编写代码之读取 struct input_event 数据

        对输入设备调用 read()会读取到一个 struct input_event 类型数据，下面利用按下按键来看一下获取到的数据

         13行，先定义一个 struct input_event 类型并初始化成员值为0，16行判断传参是否正确，21行打开传递进来的文件路径，然后一直循环读取，28行，将读取到的数据存在结构体中并判断读取的数据量是否相等，最后打印成员的值

        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。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

代码如下

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main(int argc,char *argv[])
{
    struct input_event in_ev={0};
    int fd = -1;

    if(argc != 2)
    {
        fprintf(stderr,"usage:%s \r\n",argv[0]);
        exit(-1);
    }
    if((fd = open(argv[1],O_RDONLY))<0)
    {
        perror("open error");
        exit(-1);
    }
    for(;;)
    {
        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);
    }
}

验证

        在开发板上通过查看/proc/bus/input/devices 文件可以得知系统中注册的所有输入设备相关的信息，如下

         根据自己开发板的实际情况选择设备测试，N后面的表示名字，H后面表示设备节点文件，比如这里使用的按键，通过看名字可以知道对应就是gpio_keys，那么H就是event1文件，驱动基于 input 子系统而实现的， 在/dev/input 目录下存在 KEY0 的设备节点，具体设备是event1，如下

 把文件从ubantu传到开发板，从上面得知按键设备节点路径就是 /dev/input/event1，测试1如下

 运行app时，把设备节点路径作为传参，接着按一下按键，就能看到结构体对应的数据打印出来了

现象解释 

        根据前面的介绍，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，如下，这个是开发板出厂系统配置好的

         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、而value 等于 0，所以表示按键 KEY_VOLUMEDOWN被松开

       第四行上报同步事件

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

        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

七、编写按键APP

        编写一个获取按键状态的APP， 判断按键当前是按下、松开或长按状态。

        从上面可知，对于按键来说，如果是按下，则上报 KEY 事件时， value=1；如果是松开，则 value=0；如果是长按，则 value=2，代码和上面的差不多，简单修改一下

 35行判断具体事件是不是按键事件EV_KEY，然后37行根据value值来打印具体按键状态

测试如下

         除了测试开发板的按键，也可以用开发板接上一个键盘，驱动会自动设别到键盘的，然后查看该键盘对应的设备节点，再用app测试即可，和上面操作同理