正点原子stm32mini开发板入门（正点原子I.MX6U嵌入式Linux）

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。

本章将会讨论如下主题内容。

• 什么是输入设备；
• 如何读取输入设备的数据；
• 如何解析从输入设备中获取到的数据；
• 按键、触摸屏设备如何解析数据、应用编程。

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<linux/input.h>头文件中，它的定义如下：

示例代码 18.1.1 struct input_event结构体 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<linux/input.h>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<linux/input.h>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<linux/input.h>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->18_input->read_input.c。

示例代码 18.2.1 读取struct input_event类型数据 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <linux/input.h> 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 <input-dev>\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：

图 18.2.1 编译示例代码

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：

图 18.3.1 用户按键KEY0（左图为ALPHA、右图为Mini）

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14.1.1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：

图 18.3.2 查看/proc/bus/input/devices文件

接下来我们使用这个按键进行测试，执行下面的命令：

图 18.3.3 测试

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：

图 18.3.4 长按按键KEY0

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->18_input->read_key.c。

示例代码 18.4.1 按键应用编程 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <linux/input.h> 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 <input-dev>\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：

图 18.4.1 编译示例代码

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

图 18.4.2 测试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：

图 18.4.3 插入USB键盘终端打印信息

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：

图 18.4.4 USB键盘设备信息

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：

图 18.4.5 测试USB键盘

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480*272、4.3寸800*480、7寸800*480、7寸1024*600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 18.5.1 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 18.5.2 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 18.2.1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：

图 18.5.3 单击不放

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：

图 18.5.4 增加触摸点

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：

图 18.5.5 触摸点被销毁

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 <sys/ioctl.h> 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：

示例代码 18.5.1 EVIOC相关的宏定义 #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：

示例代码 18.5.2 struct input_absinfo结构体 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->18_input->read_slot.c。

示例代码 18.5.3 读取触摸屏支持的最大触摸点数 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <linux/input.h> 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 <input-dev>\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：

图 18.5.6 运行结果

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->18_input->read_ts.c。

示例代码 18.5.4 单点触摸应用程序 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <linux/input.h> 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 <input-dev>\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：

图 18.5.7 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：

图 18.5.8 单点触摸应用程序测试结果

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->18_input->read_mt.c。

示例代码 18.5.5 多点触摸应用程序 /*************************************************************** Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2021. All rights reserved. 文件名 : read_mt.c 作者 : 邓涛 版本 : V1.0 描述 : 触摸屏多点触摸应用程序示例代码 其他 : 无 论坛 : www.openedv.com 日志 : 初版 V1.0 2021/6/15 邓涛创建 ***************************************************************/ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <sys/ioctl.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <linux/input.h> /* 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 <input_dev>\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：

图 18.5.9 多点触摸应用程序测试结果

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。

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