使用 Wayland 在 Linux 上获取 Capslock 状态答案

【问题标题】：Get Capslock state on Linux with Wayland使用 Wayland 在 Linux 上获取 Capslock 状态
【发布时间】：2019-10-22 07:37:11
【问题描述】：

我正在努力完成以下任务：对于我们的跨平台应用程序，我想为用户启用大写锁定警告。这在 Windows 和 macOS 上完美运行，有点不必要的复杂，但在带有 X11 的 Linux 上是可行的，尽管我不知道如何在 Wayland 上正确地做到这一点。

我们使用的是 Qt5，所以我可以使用的 Qt API 越多越好。我看到 Qt 有一个非常广泛的 Wayland 框架，但它似乎主要是为编写自己的合成器而设计的，而不是用于访问底层平台插件的细节。

这是我所拥有的代码：

#include <QGuiApplication>
#include <qpa/qplatformnativeinterface.h>

// namespace required to avoid name clashes with declarations in XKBlib.h
namespace X11
{
#include <X11/XKBlib.h>
}

void checkCapslockState()
{
    // ... Windows and macOS one-liners

    // Here starts the Linux mess.
    // At least I can query the display with this for both X11 and Wayland.
    QPlatformNativeInterface* native = QGuiApplication::platformNativeInterface();
    auto* display = native->nativeResourceForWindow("display", nullptr);
    if (!display) {
        return;
    }

    const QString platform = QGuiApplication::platformName();
    if (platform == "xcb") {
        unsigned state = 0;
        if (X11::XkbGetIndicatorState(reinterpret_cast<X11::Display*>(display), XkbUseCoreKbd, &state) == Success) {
            // works fine
            newCapslockState = ((state & 1u) != 0);
        }
    } else if (platform == "wayland") {
        // but how to proceed here?
        // struct wl_display* waylandDisplay = reinterpret_cast<struct wl_display*>(display);
    }

    // ...
}

我的理解是我必须以某种方式获取 Wayland wl_seat 对象，该对象包含有关 wl_keyboard 的信息。但是，如果不实例化各种上下文，我无法找到单独从 wl_display 对象访问这些对象的方法。 Qt 应用程序本身已经作为 Wayland 客户端运行，因此我认为应该有一种访问这些对象的方法。不幸的是，关于这方面的 Wayland 文档非常稀少，而且对于不熟悉整个架构的人来说非常不透明，而且 Wayland 的用户群仍然太小，以至于在 Google 上出现了一些东西。

【问题讨论】：

我只是在谷歌上搜索了半个小时，因为我很难相信这不仅仅是keyboardModifiers() 的电话。 :-( 如果没有其他帮助，您仍然可以选择通过源代码woboq: qt5/qtwayland/ online 进行斗争。虽然，对于其他 Qt 问题，我意识到某些有用的东西有时在内部可用，但（无论出于何种原因）被 API 隐藏，即无法访问在应用中。至少，这些东西的实现仍然可以作为“备忘单”。
不幸的是，Capslock 不是真正的修饰符。我能想到的唯一 Qt 解决方案是检查字符是否为大写，但没有按下 shift。但是，这仅适用于显式按键事件，并且仅当键入的字符是字母字符并且您实际上正在键入时（例如，不是复制粘贴）。是的，Qt 倾向于隐藏有用的东西。遗憾的是，即使对于像 QPlatformNativeInterface 这样有用的 API，我也必须使用 Qt 私有标头。我想这就是 OOP 的诅咒。
对于复制粘贴，CAPS-LOCK 的状态应该是无关紧要的，不是吗？所以，你对键盘事件的“解决方法”对我来说听起来很合理......此外，在按下任何键之前不提供警告可能会被认为是令人讨厌的事情，但我（我自己）可以忍受这个......
我仍然想显示警告，而不仅仅是在用户已经输入内容之后，然后必须显示密码字段以更正之后输入的其他字符。此外，字母字符仅构成可能的密码符号的一小部分。如果用户不使用英语，则该部分甚至更小。我认为这是一个非常肮脏且不可靠的解决方法。
嗯，我已经浏览过了，但没有什么立即有用的东西。

标签： c++ qt qt5 wayland

【解决方案1】：

我找到了解决方案，但我对它还很不满意。

我在这里使用 KWayland，当然也可以使用普通的 Wayland C API。不过，请准备好编写 200-300 行额外的样板代码。 KWayland 稍微抽象了一点，但它仍然非常冗长。连 X11 的方案都更短，更别说 Windows 和 macOS 的单行了。

我认为从长远来看，Wayland 不会在这种状态下取得相当大的成功。可以在最低级别进行如此多的控制，但需要适当的高级抽象。

长话短说，以下是所有平台的完整代码：

#include <QGuiApplication>

#if defined(Q_OS_WIN)
#include <windows.h>
#elif defined(Q_OS_MACOS)
#include <CoreGraphics/CGEventSource.h>
#elif defined(Q_OS_UNIX)
#include <qpa/qplatformnativeinterface.h>
// namespace required to avoid name clashes with declarations in XKBlib.h
namespace X11
{
#include <X11/XKBlib.h>
}
#include <KF5/KWayland/Client/registry.h>
#include <KF5/KWayland/Client/seat.h>
#include <KF5/KWayland/Client/keyboard.h>
#endif

void MyCls::checkCapslockState()
{
    const QString platform = QGuiApplication::platformName();

#if defined(Q_OS_WIN)

    newCapslockState = (GetKeyState(VK_CAPITAL) == 1);

#elif defined(Q_OS_MACOS)

    newCapslockState = ((CGEventSourceFlagsState(kCGEventSourceStateHIDSystemState) & kCGEventFlagMaskAlphaShift) != 0);

#elif defined(Q_OS_UNIX)

    // get platform display
    QPlatformNativeInterface* native = QGuiApplication::platformNativeInterface();
    auto* display = native->nativeResourceForWindow("display", nullptr);
    if (!display) {
        return;
    }

    if (platform == "xcb") {
        unsigned state = 0;
        if (X11::XkbGetIndicatorState(reinterpret_cast<X11::Display*>(display), XkbUseCoreKbd, &state) == Success) {
            newCapslockState = ((state & 1u) != 0);
        }
    } else if (platform == "wayland") {
        if (!m_wlRegistry) {
            auto* wlDisplay = reinterpret_cast<struct wl_display*>(display);
            m_wlRegistry.reset(new KWayland::Client::Registry());
            m_wlRegistry->create(wlDisplay);
            m_wlRegistry->setup();

            // wait for a seat to be announced
            connect(m_wlRegistry.data(), &KWayland::Client::Registry::seatAnnounced, [this](quint32 name, quint32 version) {
                auto* wlSeat = new KWayland::Client::Seat(m_wlRegistry.data());
                wlSeat->setup(m_wlRegistry->bindSeat(name, version));

                // wait for a keyboard to become available in the seat
                connect(wlSeat, &KWayland::Client::Seat::hasKeyboardChanged, [wlSeat, this](bool hasKeyboard) {
                    if (hasKeyboard) {
                        auto* keyboard = wlSeat->createKeyboard(wlSeat);

                        // listen for a modifier change
                        connect(keyboard, &KWayland::Client::Keyboard::modifiersChanged,
                            [this](quint32 depressed, quint32 latched, quint32 locked, quint32 group) {
                            Q_UNUSED(depressed)
                            Q_UNUSED(latched)
                            Q_UNUSED(group)
                            newCapslockState = (locked & 2u) != 0;

                            // emit signals etc. here to notify outer non-callback
                            // context of the new value of newCapslockState
                        });
                    }
                });
            });
        }
    }

    // do something with the newCapslockState state for any
    // platform other than Wayland
}

m_wlRegistry 在头文件中定义为QScopedPointer<KWayland::Client::Registry> 成员。

这个解决方案基本上是可行的，但是会受到 KWin 中的错误或协议的怪异（我不知道是哪一个）的影响。按下 Capslock 键将触发内部 lambda 回调两次：第一次设置locked 中的第 2 位，第二次在未设置的情况下释放键。没有可靠的方法可以根据传递的其他参数过滤掉第二次激活（我尝试在depressed != 0 时忽略，但它没有按预期工作）。之后按任何其他键将再次触发回调并再次设置该位。因此，当您实际键入时，代码可以工作，但是当您只是按下 Capslock 时，这种行为很奇怪，并且比其他平台的解决方案更不可靠。由于等离子托盘中的 Capslock 指示器有同样的问题，我认为这是一个错误。

作为特定于 KDE 的解决方案，似乎还有另一个可以收听的接口，称为 org_kde_kwin_keystate (https://github.com/KDE/kwayland/blob/master/src/client/protocols/keystate.xml)。但是，当我在 KDE Neon VM 中测试它时，合成器并没有宣布这个协议扩展，所以我无法使用它。

【讨论】：