使用UInput模拟系统键盘鼠标动作 UInput driver分析

当uinput driver已经insmod, 且node 已经建立后。即可使用它们传递系统输入设备消息。

 

1. 打开UInputDevice:

应用程序：

dev 为 UInput Node名：通常为/dev/uinput。

open(dev, O_WRONLY | O_NDELAY);

 

此时，在Kernel 层，对应的动作为：

static int uinput_open(struct inode *inode, struct file*file)

参数inode对应的是 主设备为10,子设备为223的node(即位用户态的dev)

参数file对应打开的文件。

动作：

创建了newdev-- uinput_device结构。

newdev->state =UIST_NEW_DEVICE; 

file->private_data = newdev;

 

 

2. 设置UInputDevice：

ioctl(fd, UI_SET_EVBIT, EV_KEY);

此时，在Kernel 层，对应的动作为：

static long uinput_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,unsigned long arg)

参数file对应打开的文件。

参数cmd 对应用户态ioctl参数2。UI_SET_EVBIT

参数arg对应用户态ioctl参数3。EV_KEY

动作：

2.1 将driver参数传递过来。

udev = file->private_data;

udev->dev 是个input_dev类型数据。 此时，它未初始化。

如果udev->dev为空，则使用uinput_allocate_device(udev);申请input_dev结构

 

具体到CMD=UI_SET_EVBIT

uinput_set_bit(arg, evbit, EV_MAX);

首先判断newdev->state为UIST_CREATED，则返回错误码。

这就说明：设置bit，需要在create input device之前。

具体动作为：udev->dev->evbit设为EV_KEY.

 

注意：此处input device的evbit:

一个是evbit.表示设备所支持的动作.

#defineEV_KEY   0x01 // 按键
#defineEV_REL   0x02 // 释放

 

3.继续设置 Device：

ret = ioctl(fd, UI_SET_RELBIT, REL_X); //鼠标

ret = ioctl(fd, UI_SET_RELBIT, REL_Y);

ret = ioctl(fd, UI_SET_EVBIT, EV_ABS);
ret = ioctl(fd, UI_SET_ABSBIT, ABS_X);
ret = ioctl(fd, UI_SET_ABSBIT, ABS_Y);
ret = ioctl(fd, UI_SET_ABSBIT, ABS_PRESSURE);

同上。设置了Keybit等。

这里就是设置了Input Device关心或者说会产生的消息。

 

 

4. 写入设备：

struct uinput_user_dev uinput;

uinput.id.version = 4;
uinput.id.bustype = BUS_USB;
uinput.absmin[ABS_X] = 0;
uinput.absmax[ABS_X] = 65535; //sam 把屏幕设为0-65535
uinput.absmin[ABS_Y] = 0;
uinput.absmax[ABS_Y] = 65535;
uinput.absmin[ABS_PRESSURE] = 0;
uinput.absmax[ABS_PRESSURE] = 0xfff;

ret = write(fd, &uinput, sizeof(uinput));

此时，在Kernel 层，对应的动作为：

此时Device status为UIST_NEW_DEVICE

并将udev->dev 这个input device 具体化。初始化该input_dev。

之后，改变状态：

udev->state =UIST_SETUP_COMPLETE;

 

 

５．创建InputDevice:

注意，此处是创建了Input Device。而不是UInput Device。

ioctl(fd, UI_DEV_CREATE)；

 此时，在Kernel 层，对应的动作为：

input_register_device(udev->dev);//向子系统注册该设备，之后中断时input_event（）向子系统报告事件

udev->state = UIST_CREATED;

 

6. 向InputDevice发送Event：

struct input_event event = {0};
 gettimeofday(&event.time,NULL);

 event.type  = EV_KEY;
 event.code  = key;
 event.value = press ? 1:0;
 write(fd, &event,sizeof(event));

 此时，在Kernel 层，对应的动作为：

static ssize_t uinput_write(struct file *file, const char __user*buffer, size_t count, loff_t *ppos)

因为此时state为UIST_CREATED

input_event(udev->dev, ev.type, ev.code,ev.value);

发送event.

 

 

总结：

使用UInput的步骤为：

1. 打开设备。

2. 使用ioctl() 配置设备。

3. 使用write() 将input device信息设置好。

4. 使用ioctl(UI_DEV_CREATE)创建Input Device。（即使用write设置的）

5. 再使用write() 写入event.

 

 

 

 

UInput添加的Input Device在/proc的反应：

#cat /proc/bus/input/device

I: Bus=0003 Vendor=0000 Product=0000 Version=0004
N: Name="uinput"
P: Phys=
S: Sysfs=/class/input/input6
H: Handlers=event1 mouse1
B: EV=f
B: KEY=400 0 670000 ffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffffffffffff ffffffff ffffffff
B: REL=3
B: ABS=1000003

解释如下：

Bus=0003 Vendor=0000 Product=0000Version=0004
这是在第一次write时设置的：

uinp.id.version = 4;
uinp.id.bustype = BUS_USB;

struct input_id {
 __u16 bustype;
 __u16 vendor;
 __u16 product;
 __u16 version;
};

 

EV=f

 

后记:

后来的工作中,Sam又看到Hi3716C中,如何使用Driver将红外遥控器模拟成一个Keyboard.

http://blog.sina.com.cn/s/blog_602f877001019wtx.html

其实原理非常类似．　都需要指出支持什么Type的Event.

注3：不同类型的InputEvent：

#define EV_SYN         0x00   表示设备支持所有的事件

#define EV_KEY         0x01   键盘或者按键，表示一个键码 

#define EV_REL         0x02   鼠标设备，表示一个相对的光标位置结果

#define EV_ABS         0x03   手写板产生的值，其是一个绝对整数值 

#define EV_MSC         0x04   其他类型 

#define EV_LED         0x11   LED灯设备

#define EV_SND         0x12   蜂鸣器，输入声音 

#define EV_REP         0x14   允许重复按键类型 

#define EV_PWR         0x16   电源管理事件 

#define EV_FF_STATUS 0x17

#define EV_MAX 0x1f

#define EV_CNT (EV_MAX+1)

也要指出每种Type的Event中又分别支持什么具体值.

然后才是创建Device.

作者：Sam （甄峰） [e-mail]

 

Sam在开发中需要在用户态程序中模拟系统Keyboard，Mouse event. 开始想用之前在2.4Kernel中开发的一个Virtual InputDriver，在改写为2.6Kernel模式后，连续尝试了2个嵌入式平台，发现竟然都缺乏必要的内核符号。突然想起之前在哪看到过InputUser level driver这样的东西。赶快问了问Google老师。发现它就是UInput。（发现TCC8900所使用的IRRemote Controller Driver与Sam很多年前在S3C2440A上开发的IR Remote ControllerDriver做法几乎完全一致，嘿嘿）

 

赶快以Module形式编译uinput.

先察看drivers/input/misc/Kconfig,看到INPUT_UINPUT（User level driversupport）前提为INPUT_MISC。

于是在make menuconfig中

Device Drivers  --->

Input device support  --->

[*]   Miscellaneousdevices  --->

<M>  User level driver support 

呵呵，现在才理解misc是各种其它非标准设备的意思。

#make

将其编译为uinput.ko

 

读uinput.c之前，最好先读 driver/char/misc.c

 

解析misc.c

 

1. init函数

subsys_initcall(misc_init);
insmod misc时，会调用misc_init()

misc_init()使用比较老的方式创建字符设备driver:

register_chrdev(MISC_MAJOR,"misc",&misc_fops)

主设备号为：MISC_JAJOR=10

driver名字为 misc, 在/proc/device中出现。

driver处理程序为misc_fops.

 

2. driver处理程序：

static const struct file_operations misc_fops = {
 .owner  =THIS_MODULE,
 .open  =misc_open,
};
也就是说：它只赋值了open--misc_open()

换句话说，当用户在使用系统调用open主设备号为10的device时，kernel会最终调用misc_open().

 

misc_open()：

它首先察看全局链表misc_list成员中是否有次设备号与open（）参数inode的次设备号相同。

如果有，则将链表中c->fops取出，并用它取代参数2 file中的fops.

并调用c->fops->open(inode, file)

注意：这里非常关键，因为misc是一系列driver的组合。各个driver所做工作完全不同，他们之间使用次设备号区分。

但Kernel只关心主设备号，也就是说，它只会把主设备号对应的file给对应出来。所以在open()时，需要使用次设备号作标记，替换对应driver的file（open（）的参数2）的fops.

 

3.int misc_register(structmiscdevice * misc)

查全局链表misc_list内容。如果需要注册的参数misc的子设备号在链表misc_list中已经存在。则返回busy.

 

如果注册的参数misc的子设备号为MISC_DYNAMIC_MINOR（255，动态子设备号）。则从misc全局子设备号（misc_minors）中取出一个未用的来使用。并将misc_minors中对应子设备号标记为已用。

 

建立dev_t (主，次设备号)

 

并经参数misc加入到misc_list中去。 

 

这样，就很清楚misc的处理了。先使用misc_register()注册一个次设备号对应driver.并将其放入misc_list链表。当用户使用系统调用open主设备号为10的device时，则在misc_list寻找device（也就是node）对应的次设备号fops对应file的对应fops.

 

 

 

 

 解析uinput.c

 

1. init函数

 module_init(uinput_init);
insmod uinput时，会调用uinput_init()

它调用misc_register(&uinput_misc);

请注意参数uinput_misc。

static struct miscdevice uinput_misc = {
 .fops  =&uinput_fops,
 .minor  =UINPUT_MINOR, （223）
 .name  =UINPUT_NAME,  （uinput）
};

注册后，当用户使用系统调用open主设备号为10，次设备号为223的node时，则使用uinput_fops取代file->fops.

且同时调用fops->open()

 

2. open函数：

创建结构体uinput_device 实体，并将file->private_data指向该实体。

 

struct uinput_device {
 struct input_dev *dev;
 structmutex  mutex;
 enum uinput_state state;
 wait_queue_head_t waitq;
 unsignedchar  ready;
 unsignedchar  head;
 unsignedchar  tail;
 structinput_event buff[UINPUT_BUFFER_SIZE];

 structuinput_request *requests[UINPUT_NUM_REQUESTS];
 wait_queue_head_t requests_waitq;
 spinlock_t  requests_lock;
};