如何在 Linux 系统中直接处理来自字符设备/游戏手柄的输入？答案

【问题标题】：How does one handle input from a character device/gamepad directly in Linux systems?如何在 Linux 系统中直接处理来自字符设备/游戏手柄的输入？
【发布时间】：2016-04-26 22:58:27
【问题描述】：

我正在用 C 语言开发一个程序，该程序使用 USB SNES controller 输入基于 RPM 的发行版。是否有任何人都知道的库可以使交互更容易，或者是否有一些工具（joydev？）可以正确读取设备的输入？我不需要整个游戏引擎；它仅用于字符设备的输入。

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，如果我必须自己这样做，我有几个具体问题：

问题：

是否有现有的 C 库可以为我处理所有 USB 设备与游戏手柄的交互？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，如果这过于明显，我深表歉意）
当事件*名称在会话/初始化之间发生变化时，确保您每次都打开正确的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，只需确定每次按下按钮的价值并根据该输入执行操作？

简而言之，pseduo-C，类似这样的东西？

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：

我可以清楚地看到设备注册正确：

$ 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

如果我从设备读取，我可以看到它接收到来自设备的中断和输入，只是使用 hexdump：

$ 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（不释放）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

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

这是上面按下并释放的“向上”按钮。

研究：

为了确定其他库是如何做到这一点的，我考虑在 python 中对pygame 进行 strace 并查看它打开了哪些设备以及它如何读取输入，但我仍在学习如何使用它。我还看到一些关于joydev 的模糊提及，但是，同样，还没有学会如何使用它们。我目前正在这样做，如果我学到任何有价值的东西，我会发布结果。

除此之外，通过 ASCII 和 hexdump 观看按钮按下，我注意到它们具有基于按钮的类似输入，但似乎我认为是上面输出末尾的 USB 总线中断计数（0xf53a 到 0xf53c）。这似乎总是在增加，并且，就我的目的而言，可能会被丢弃。

还有一种可能是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 以及它应该做什么）。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。

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。

提前谢谢你！

【问题讨论】：

大多数游戏/框架（包括pygame）最终都会使用libsdl。
从前，大约 15 年前，我编写了一个快速的 Python 小库，用于解释原始 evdev 事件。不知道它发生了什么，或者它是否曾经公开（在与工作相关的 QA 自动化的背景下完成），但是……这真的一点也不难；一旦你有了格式，struct 模块就可以很好地解码它们。

标签： c linux input gamepad

【解决方案1】：

Linux 中的 USB 输入设备通常由 HID 驱动程序（人机接口设备）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。

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。如果您不想读取原始字节，有一些库，例如 libinput，可以为您完成这项工作。

但如果您的游戏在 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，有些甚至还有一个序列号（您可以在/dev/input/by-id 下看到这些符号链接，这些通常足以识别设备，而不是输入编号。

如果您想阅读原始输入设备，让我解释一下您的 hexdumps。您正在阅读input* 设备，因此您将获得struct input_event 类型的值（请参阅/usr/include/linux/input.h）：

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

在您的第一个转储中，例如：

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_events。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。那么，0003 (EV_ABS) 表示绝对轴的运动，0000 (ABS_X) 是轴索引，0000007f 是该轴的位置。绝对轴有时用于表示油门、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，您也可以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 字节是时间戳（同上。然后0000 (EV_SYN) 表示同步事件。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，是0x7F 的中间点（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？

【讨论】：

【解决方案2】：

它是一个 USB Hid 设备，因此由 hid 驱动程序处理 - 请参阅调试输出“USB HID v1.10 Gamepad” 有各种教程和示例说明如何做到这一点。

作为起点，您可以通过“apt-get install joystick”安装游戏杆并查看源代码。

libhidapi 也是一个不错的选择。

【讨论】：