c - 如何直接在 Linux 系统中处理来自字符设备/游戏 handle 的输入？

Question

我正在用 C 开发一个程序，它使用 USB SNES controller用于输入基于 RPM 的分布。是否有任何人知道的库可以使它更容易与之交互，或者是否有一些工具(joydev？)允许从设备正确读取输入？我不需要一个完整的游戏引擎；仅供从字符设备输入。

如果有一个图书馆已经为我做了这件事，那就太好了(我可以自己看看图书馆做了什么)，并且可以通过一个链接关闭它；否则，如果我必须自己做，我有几个具体问题:

问题:

• 是否有现成的 C 语言库可以为我处理与游戏 handle 的所有 USB 设备交互？我很乐意学习一个新的图书馆。 (我的 google-fu 在这里让我失望了，如果这太明显了，我深表歉意)
• 当事件*名称在 session /初始化之间发生变化时，确保每次打开正确字符设备的适当方法是什么？
• 在我的应用程序中处理来自这些设备的输入的适当方法是什么？当我们轮询字符设备时，只需确定每个按钮按下的值是多少，并根据该输入执行操作吗？

简而言之，pseduo-C，是这样的吗？

struct gamepad {
    int fd;
};

void get_input(struct gamepad *gamepad)
{
    char *buf;
    read(gamepad->fd, buf, 48);
    switch(buf)
    {
        /* insert cases about handling differing buttons */
    }
}

设备如何呈现自己:

就我所见，我可以清楚地看到设备正确注册:

$ dmesg | tail
[198564.517068] usb 1-1: USB disconnect, device number 17
[198566.154324] usb 1-1: new low-speed USB device number 18 using xhci_hcd
[198566.323309] usb 1-1: New USB device found, idVendor=12bd, idProduct=d015
[198566.323312] usb 1-1: New USB device strings: Mfr=0, Product=2, SerialNumber=0
[198566.323313] usb 1-1: Product: 2Axes 11Keys Game  Pad
[198566.323792] usb 1-1: ep 0x81 - rounding interval to 64 microframes, ep desc says 80 microframes
[198566.328692] input: 2Axes 11Keys Game  Pad as /devices/pci0000:00/0000:00:14.0/usb1/1-1/1-1:1.0/input/input20
[198566.329036] hid-generic 0003:12BD:D015.0006: input,hidraw2: USB HID v1.10 Gamepad [2Axes 11Keys Game  Pad] on usb-0000:00:14.0-1/input0

如果我从设备上读取，我可以看到它接收到一个中断，并且只是使用 hexdump 从设备输入:

$ ls -lattr /dev/input/by-id/usb-12bd_2Axes_11Keys_Game_Pad-event-joystick 
lrwxrwxrwx. 1 root root 10 Jan 20 15:56 /dev/input/by-id/usb-12bd_2Axes_11Keys_Game_Pad-event-joystick -> ../event17

当我按下一个键(而不是释放)时，它似乎按预期工作，尽管我无法在没有上下文的情况下破译从缓冲区返回的内容:

$ hexdump /dev/input/event17 
0000000 f53a 569f 0000 0000 ac6c 000c 0000 0000
0000010 0003 0000 007f 0000 f53a 569f 0000 0000
0000020 ac6c 000c 0000 0000 0000 0000 0000 0000

在释放按钮时，您会收到类似的输出:

0000030 f53c 569f 0000 0000 8be3 0007 0000 0000
0000040 0003 0001 007f 0000 f53c 569f 0000 0000
0000050 8be3 0007 0000 0000 0000 0000 0000 0000

那是上面按下和释放的“向上”按钮。

研究:

为了确定其他库是如何做到这一点的，我考虑过在 python 中执行 pygame 的 strace 并查看它打开的设备以及它如何读取输入，但我仍然学习如何使用它。我还看到一些关于 joydev 的模糊提及，但同样，我还没有学会如何使用它们。我目前正在这样做，如果我学到任何有值(value)的东西，我会发布结果。

除此之外，通过 ASCII 和 hexdump 观察按钮按下，我注意到它们具有基于按钮的类似输入，但我认为似乎是上面输出末尾的 USB 总线中断计数(0xf53a 至 0xf53c)。这似乎也总是在增加，并且出于我的目的，可能会被丢弃。

也有可能我没有正确安装设备，因为我缺少一些模块或包(再次思考 joydev 及其应该做什么)。我根本不经常使用 USB，所以这种类型的设备处理对我来说是新的。

四处搜索了一段时间，我没有看到任何能准确显示我正在寻找的东西，但我很乐意接受重定向到其他问题/主题以供阅读。

提前致谢!

Answer 1

Linux 中的 USB 输入设备通常由 HID 驱动程序(人机接口(interface)设备)处理，然后将其转换为输入设备。

您可以将它们作为原始 USB 设备读取，但这通常不是一个好主意，因为它是一个非常低级的协议(protocol)。

如果您有适当的权限，您可以读取 /dev/input/* 设备。通常它们只能由 root 读取。如果你不想读取原始字节，有一些库，比如 libinput ，它会为您完成这项工作。

但是如果您的游戏在 XWindows 中运行(很可能)，那么您应该管理 XInput 设备。您可以使用原始 X 调用来做到这一点，但您可能最好使用一些库，例如 SDL .实际上，SDL 是 pygame 在后台使用的，所以我会先尝试一下。

关于如何识别正确的设备，每个输入设备都有一个名称，有些甚至是一个序列号(你看到那些作为 /dev/input/by-id 下的符号链接(symbolic link)这些通常是足以识别设备，而不是输入数字。

如果你想阅读原始输入设备，让我解释一下你的 hexdumps。您正在读取 input* 设备，因此您正在获取 struct input_event 类型的值(参见 /usr/include/linux/input.h ):

struct input_event {
    struct timeval time;
    __u16 type;
    __u16 code;
    __s32 value;
};

例如，在您的第一个转储中:

0000000 f53a 569f 0000 0000 ac6c 000c 0000 0000
0000010 0003 0000 007f 0000 f53a 569f 0000 0000
0000020 ac6c 000c 0000 0000 0000 0000 0000 0000

实际上有两个input_event。第一个是:

f53a 569f 0000 0000 ac6c 000c 0000 0000 0003 0000 007f 0000

前 64 个字节是时间戳。然后，0003 (EV_ABS) 表示绝对轴的移动，0000 (ABS_X) 是轴索引，0000007f 是该轴的位置轴。绝对轴有时用于表示 throttle 、操纵杆等(有时键盘作为操纵杆而不是 4 个按钮发送)，即使您不移动它，您也会在第一次读取时获得位置以了解控件的位置。

第二个事件是:

f53a 569f 0000 0000 ac6c 000c 0000 0000 0000 0000 0000 0000

前64个字节是时间戳(同上。然后0000(EV_SYN)表示同步事件。使用EV_SYN，其他字段未使用。EV_SYN 用于将单个事件的不同值组合在一起，例如鼠标或操纵杆的水平轴和垂直轴。

您的其他转储与 AXIS_Y 类似。

我的猜测是键盘被视为数字操纵杆，两个轴 ABS_X 和 ABS_Y，0x7F 中间点 (范围从 0x00 到 0xFF)。您收到的消息只是中间点，即没有按下键盘按钮。也许您的 hexdump 输出正在被缓冲？