作者：杨源鑫(也是我们的校园代理)
经授权转载于公众号嵌入式开发圈，有些许修改。
什么是input子系统？不管是什么操作系统，都有一个程序用于管理各种输入设备，哪些是输入设备？比如，电脑键盘、鼠标，智能手机上的触摸屏，按键。都是输入设备。那么操作系统怎么管理这些输入设备？这里以最常用的Linux操作系统进行讲解。
在Linux内核中，有非常多用于管理诸多设备的子系统，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，本节我们重点关注输入子系统。
输入子系统是在内核里实现，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与硬件无关的 input API，供用户空间程序使用。
在Linux input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)，可能你感觉太抽象，看下图4-5-9就清楚了。
先从应用程序角度认识input子系统，我们可以从以下这个文件看到对应的设备。
打开Linux终端，输入命令cat /proc/bus/input/devices可以看到类似下面的内容。
I: Bus=0003 Vendor=046d Product=c018 Version=0111
N: Name=" USB Optical Mouse"
P: Phys=usb-0000:00:1d.1-2/input0
S: Sysfs=/class/input/input24
U: Uniq=
H: Handlers=mouse1 event2
B: EV=7
B: KEY=70000 0 0 0 0 0 0 0 0
B: REL=103
这些devices主要是用来描述注册在input子系统的设备文件，可能有鼠标，键盘，触摸屏，重力传感器，温度传感器等等，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。
那么，input子系统如何描述输入设备呢？
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，可以找到这个结构体:
//用于描述一个输入事件
struct input_event {
struct timeval time;
__u16 type;
__u16 code;
__s32 value;
};
在这里我们看到input_event结构体中还嵌套了另一个结构体struct timeval time;
先解读struct timeval time，它在time.h中定义如下
struct timeval
{
__time_t tv_sec; /* Seconds. */
__suseconds_t tv_usec; /*Microseconds. */
};
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域是被报告事件的类型，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域告诉你设备现在的状态或者运动情况是什么。
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，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了多少。
事件类型(type)在input.h分类如下：
/*
* Event types
*/
#define EV_SYN 0x00 //同步事件,就是将结果上报给系统的过程
#define EV_KEY 0x01 //按键事件
#define EV_REL 0x02 //相对事件
#define EV_ABS 0x03 //绝对事件
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：
/*
* Relative axes
*/
//在这里，我们暂时只会用REL_X和REL_Y这两个参数
#define REL_X 0x00 //相对X坐标
#define REL_Y 0x01 //相对Y坐标
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，找到对应的事件节点，再使用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，不过可以使用测试程序将鼠标的值读出来。
接下来，我们写个程序mouse.c来看看如何读取鼠标事件，
#include <stdio.h>
#include <linux/input.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
/*
struct input_event {
struct timeval time;
__u16 type;
__u16 code;
__s32 value;
};
*/
/*
Event types
#define EV_SYN 0x00
#define EV_KEY 0x01
#define EV_REL 0x02
#define EV_ABS 0x03
*/
/*
Relative axes
#define REL_X 0x00
#define REL_Y 0x01
#define REL_Z 0x02
#define REL_MAX 0x0f
#define REL_CNT (REL_MAX+1)
*/
//event8 mouse
//event9 keyboard
int main(void)
{
//1、定义一个结构体变量用来描述input事件
struct input_event event_mouse ;
//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
//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
//不断尝试
int fd = open("/dev/input/event4",O_RDWR);
int value ;
int type ;
int buffer[10]={0};
if(-1 == fd){
printf("open mouse event fair!
");
return -1 ;
}
while(1){
//3、读事件
read(fd ,&event_mouse ,sizeof(event_mouse));
//4、判断事件类型，并打印键码
switch(event_mouse.type){
//同步事件
case EV_SYN:
printf("sync!
");
break ;
case EV_REL:
//鼠标事件，XY相对位移
//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
//当判断是Y时，打印Y的相对位移value
if(event_mouse.code == REL_X){
printf("event_mouse.code_X:%d
",event_mouse.code);
printf("event_mouse.value_X:%d
",event_mouse.value);
}
if(event_mouse.code == REL_Y){
printf("event_mouse.code_Y:%d
",event_mouse.code);
printf("event_mouse.value_Y:%d
",event_mouse.value);
}
defalut:
break ;
}
}
return 0 ;
}
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，那能不能够写一个程序控制鼠标自动移动呢？肯定可以，下面我们写个程序让鼠标自己画一个正方形，上代码:
#include <stdio.h>
#include <linux/input.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
//event8 mouse
//event9 keyboard
int main(void)
{
//1、定义一个结构体变量用来描述input事件
struct input_event event_mouse ;
//2、打开input设备的事件节点 我的电脑鼠标事件的节点是event3
int fd = open("/dev/input/event3",O_RDWR);
int value ;
int type ;
int i ;
int buffer[10]={0};
if(-1 == fd){
printf("open mouse event fair!
");
return -1 ;
}
while(1){
//3、写事件
for(i = 0 ; i < 20 ; i++){
event_mouse.type = EV_REL ;
event_mouse.code = REL_X ;
event_mouse.value = i ;
write(fd,&event_mouse,sizeof(event_mouse));
event_mouse.code = 0 ;
event_mouse.value = 0;
event_mouse.type = EV_SYN ;
write(fd,&event_mouse,sizeof(event_mouse));
usleep(50000);
}
for(i = 0 ; i < 20 ; i++){
event_mouse.type = EV_REL ;
event_mouse.code = REL_Y ;
event_mouse.value = i ;
write(fd,&event_mouse,sizeof(event_mouse));
event_mouse.code = 0 ;
event_mouse.value = 0 ;
event_mouse.type = EV_SYN ;
write(fd,&event_mouse,sizeof(event_mouse));
usleep(50000);
}
for(i = 0 ; i > -20 ; i--){
event_mouse.type = EV_REL ;
event_mouse.code = REL_X ;
event_mouse.value = i ;
write(fd,&event_mouse,sizeof(event_mouse));
event_mouse.code = 0 ;
event_mouse.value = 0;
event_mouse.type = EV_SYN ;
write(fd,&event_mouse,sizeof(event_mouse));
usleep(50000);
}
for(i = 0 ; i > -20 ; i--){
event_mouse.type = EV_REL ;
event_mouse.code = REL_Y ;
event_mouse.value = i ;
write(fd,&event_mouse,sizeof(event_mouse));
event_mouse.code = 0 ;
event_mouse.value = 0 ;
event_mouse.type = EV_SYN ;
write(fd,&event_mouse,sizeof(event_mouse));
usleep(50000);
}
}
return 0 ;
}
执行效果请读者自行验证。
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和Get_ft5x0x_tp.c
(1) 先看Android.mk
LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE_TAGS := eng
LOCAL_SHARED_LIBRARIES += libcutils libutils
#LOCAL_STATIC_LIBRARIES += libz libstdc++ libpng libvtpng
LOCAL_STATIC_LIBRARIES += libz libstdc++ libpng
LOCAL_SRC_FILES := Get_ft5x0x_tp.c
LOCAL_MODULE := ft5x0x_tp
include $(BUILD_EXECUTABLE)
(2)Get_ft5x0x_tp.c
#include <ctype.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <getopt.h>
#include <limits.h>
#include <linux/input.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
#include <dirent.h>
#include <inttypes.h>
#include <errno.h>
//ft5x0x_ts触摸屏事件初始化
18int touch_fd = -1 ;
19int ft5x0x_ts__init(void)
{
touch_fd = open("/dev/input/event0", O_RDONLY);
if (touch_fd < 0)
{
printf("open /dev/input/event0 failed
");
return -1;
}
return 0;
}
//获取ft5x0x_ts触摸屏上的坐标点
int Get_ft5x0x_ts_postion(int *x, int *y)
{
int touch_ret = -1 ;
//1、定义一个结构体变量用来描述ft5x0x触摸屏事件
struct input_event ft5x0x_ts ;
//2、读事件
touch_ret = read(touch_fd ,&ft5x0x_ts ,sizeof(ft5x0x_ts));
if(touch_ret < 0){
printf("read touch fair!
");
}
//3、判断事件类型
switch(ft5x0x_ts.type)
{
case EV_SYN:
break ;
case EV_ABS:
if(ft5x0x_ts.code == ABS_MT_POSITION_X){
*x = ft5x0x_ts.value ;
}
if(ft5x0x_ts.code == ABS_MT_POSITION_Y){
*y = ft5x0x_ts.value ;
}
defalut:
break ;
}
return 0;
}
int main(int argc, char **argv)
{
int tp_ret ;
int ft5x0x_x = 0;
int ft5x0x_y = 0;
tp_ret = ft5x0x_ts__init();
if(-1 == tp_ret){
printf("tp init fair!
");
return -1 ;
}
printf("tp init success!
");
while(1)
{ //获取屏幕上的绝对坐标点
Get_ft5x0x_ts_postion(&ft5x0x_x,&ft5x0x_y);
printf("ft5x0x_x:%d ft5x0x_y:%d
",ft5x0x_x,ft5x0x_y);
usleep(100);
}
return 0;
}
编写完Android.mk和C程序后，切换到Android的根目录，用以下命令编译Get_ft5x0x_tp.c
(使用mmm命令之前一定要先执行source和lunch这两个步骤）
root@morixinguan:/work/android-5.0.2# source build/envsetup.sh
including device/samsung/manta/vendorsetup.sh
including device/moto/shamu/vendorsetup.sh
including device/friendly-arm/tiny4412/vendorsetup.sh
including device/generic/mini-emulator-x86_64/vendorsetup.sh
including device/generic/mini-emulator-armv7-a-neon/vendorsetup.sh
including device/generic/mini-emulator-mips/vendorsetup.sh
including device/generic/mini-emulator-arm64/vendorsetup.sh
including device/generic/mini-emulator-x86/vendorsetup.sh
including device/asus/deb/vendorsetup.sh
including device/asus/fugu/vendorsetup.sh
including device/asus/grouper/vendorsetup.sh
including device/asus/tilapia/vendorsetup.sh
including device/asus/flo/vendorsetup.sh
including device/lge/hammerhead/vendorsetup.sh
including device/lge/mako/vendorsetup.sh
including sdk/bash_completion/adb.bash
root@morixinguan:/work/android-5.0.2# lunch
You're building on Linux
Lunch menu... pick a combo:
. aosp_arm-eng
. aosp_arm64-eng
. aosp_mips-eng
. aosp_mips64-eng
. aosp_x86-eng
. aosp_x86_64-eng
. aosp_manta-userdebug
. aosp_shamu-userdebug
. full_tiny4412-userdebug
. full_tiny4412-eng
. mini_emulator_x86_64-userdebug
. m_e_arm-userdebug
. mini_emulator_mips-userdebug
. mini_emulator_arm64-userdebug
. mini_emulator_x86-userdebug
. aosp_deb-userdebug
. full_fugu-userdebug
. aosp_fugu-userdebug
. aosp_grouper-userdebug
. aosp_tilapia-userdebug
. aosp_flo-userdebug
. aosp_hammerhead-userdebug
. aosp_mako-userdebug
Which would you like? [aosp_arm-eng] 20
============================================
PLATFORM_VERSION_CODENAME=REL
PLATFORM_VERSION=5.0.2
TARGET_PRODUCT=aosp_tilapia
TARGET_BUILD_VARIANT=userdebug
TARGET_BUILD_TYPE=release
TARGET_BUILD_APPS=
TARGET_ARCH=arm
TARGET_ARCH_VARIANT=armv7-a-neon
TARGET_CPU_VARIANT=cortex-a9
TARGET_2ND_ARCH=
TARGET_2ND_ARCH_VARIANT=
TARGET_2ND_CPU_VARIANT=
HOST_ARCH=x86_64
HOST_OS=linux
HOST_OS_EXTRA=Linux-4.8.0-46-generic-x86_64-with-Ubuntu-16.04-xenial
HOST_BUILD_TYPE=release
BUILD_ID=LRX22G
OUT_DIR=out
====================
root@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out目录, 我们需要ft5x0x_tp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:
cp out/target/product/tiny4412/system/bin/ft5x0x_tp .
然后，用USB线连接tiny4412开发板，再用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。
（若没有安装adb，可以apt-get install adb 进行安装)
adb push完毕以后，再adb shell切换到根目录下
执行ft5x0x_tp.bin，然后触摸触摸屏，这样，坐标值就打印出来了。
ps：韦东山2期视频对输入子系统的驱动编写以及机制讲解的很清楚，有需要的可以看看
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