输入设备之触摸屏
目录
一、解析触摸屏设备上报的数据
单点触摸和多点触摸
单点触摸设备事件上报的流程大概如下：
# 点击触摸屏时
# 滑动
多点触摸设备--事件上报的顺序
MT 协议之 Type B 协议
测试
二、获取触摸屏的信息
代码编写
代码如下
验证
三、多点触摸APP
验证
一、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：
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（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，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。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） ，手指在触摸屏上滑动不会上报 BTN_TOUCH 事件。 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流程大概如下：
# 点击触摸屏时
BTN_TOUCH
ABS_X
ABS_Y
SYN_REPORT
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
# 滑动
此时状态手指已经在屏幕上，是接着上面已经完成点击屏幕但手指没松开的
ABS_X
ABS_Y
SYN_REPORT
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。
# 松开
BTN_TOUCH
SYN_REPORT
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。
上面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
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 协议几乎处于淘汰的边缘，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。 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
测试
用上一章读取input_event结构体数据的代码测试一下触摸屏，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，使用命令"cat /proc/bus/input/devices"，确定触摸屏对应的设备节点
这里使用名字是goodix-ts，使用的是其它屏，那么查看到的名称可能不是"goodix-ts",设备文件是event1
加载APP测试一下
APP是上章使用读取input_event结构体数据的，动作是先放第一个手指在触摸屏上不松开
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 0，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(314, 237)
第四行上报了ABS_MT_TOUCH_MAJOR（code=48）事件
第五行上报了 ABS_MT_WIDTH_MAJOR（code=50）事件
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
1-6行与上同理，第7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8行上报了绝对位移事件 EV_ABS（type=3）中的 ABS_MT_TRACKING_ID 事（code=57）， ID=1，这是之前没有出现过的 ID，表示这是一个新的触摸点
第九、十、十一十二行分别上报了 ABS_MT_POSITION_X事件 、 ABS_MT_POSITION_Y 事件、ABS_MT_TOUCH_MAJOR（code=48事件和 ABS_MT_WIDTH_MAJOR（code=50）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）
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
二、获取触摸屏的信息
先了解一下ioctl()函数，原型如下
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
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
在 input.h 头文件有这样一些宏定义
每一个宏定义后面都有注释，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，EVIOCG（get）开头的表示获取信息， EVIOCS（set）开头表示设置
比如使用 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
想获取触摸屏支持的最大触摸点数，首先了解这个EVIOCGABS(abs)宏，原型如下
#define EVIOCGABS(abs) _IOR('E', 0x40 + (abs), struct input_absinfo)
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：
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;
};代码编写
25行把ABS_MT_SLOT传给宏EVIOCGABS，表示获取触摸屏的 slot 信息，，后面为 struct input_absinfo 结构体，用于接收数据
31行，计算最大触摸点，因为 slot 数组下标从0开始，所以需要将 slot.maximum 加1
代码如下
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include int main(int argc, char *argv[])
{struct input_absinfo info;int fd = -1, max_slots;if (argc != 2){fprintf(stderr, "usage: %s \n", argv[0]);exit(EXIT_FAILURE);}if ((fd = open(argv[1], O_RDONLY)) < 0){perror("open error");exit(EXIT_FAILURE);}if (ioctl(fd, EVIOCGABS(ABS_MT_SLOT), &info) < 0){perror("ioctl error");close(fd);exit(EXIT_FAILURE);}max_slots = info.maximum +1 - info.minimum;printf("max_slots: %d\n", max_slots);close(fd);exit(EXIT_SUCCESS);
} 验证
所以这个屏是一个 5 点触摸屏
三、多点触摸APP
编写代码获取触摸点的坐标信息，并将其打印出来，全部代码如下
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include struct ts_mt
{int x;int y;int id;int valid;
};struct tp_xy
{int x;int y;
};
static int ts_read(const int fd, const int max_slots,struct ts_mt *mt)
{int i;struct input_event in_ev;static int slot = 0;static struct tp_xy xy[12] = {0};memset(mt, 0x0, max_slots * sizeof(struct ts_mt));for (i = 0; i < max_slots; i++)mt[i].id = -2;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_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, i;if (2 != argc){fprintf(stderr, "usage: %s \n", argv[0]);exit(EXIT_FAILURE);}fd = open(argv[1], O_RDONLY);if (0 > fd){perror("open error");exit(EXIT_FAILURE);}if (ioctl(fd, EVIOCGABS(ABS_MT_SLOT), &slot) < 0){perror("ioctl error");close(fd);exit(EXIT_FAILURE);}max_slots = slot.maximum + 1 - slot.minimum;printf("max_slots: %d\n", max_slots);mt = calloc(max_slots, sizeof(struct ts_mt));for (;;){if (ts_read(fd, max_slots, mt) < 0){break;}for (i = 0; i < max_slots; i++){if (mt[i].valid){if (mt[i].id >= 0)printf("slot<%d>, 按下(%d, %d)\n", i, mt[i].x, mt[i].y);else if (mt[i].id == -1)printf("slot<%d>, 松开\n", i);elseprintf("slot<%d>, 移动(%d, %d)\n", i, mt[i].x, mt[i].y);}}}close(fd);free(mt);exit(EXIT_SUCCESS);
} 代码开头定义两个结构体，第一个结构体用于描述多点触摸中每一个触摸点的信息，第二个结构体就是一个触摸点中的x和y坐标
在main函数中，实例一个input_absinfo 用来描述输入设备上的一个信息的结构体，接着定义mt结构体指针，下面用if判断传参是否等于2，接收打开文件，获取触摸屏支持的最大触摸点数max_slots，然后给mt指针申请空间，calloc()在动态分配完内存后，自动初始化该内存空间为零
进入for死循环中，把文件描述符，最大触摸点传给ts_read函数。
进入ts_read函数，这个函数用于读取输入设备文件中的事件数据。首先定义一个input_event 结构体用于描述输入设备事件，定义的结构体数组xy为12个元素，主要是用于保存上一次的x和y坐标值，这里假设触摸屏支持的最大触摸点数不会超过12，然后用memset函数初始化缓冲区，全部清零，然后把触摸点的idc全部初始化为-2（因为 id=-1表示触摸点删除, id>=0表示创建），进入ts_read函数的for死循环，先用if来判断读取量是否相等，不相等则意味着读取的数据大小不正确，可能会导致错误。开始判断type类型，如果事件类型是EV_ABS（表示绝对事件），则根据事件代码来处理。例如，如果事件代码是ABS_MT_SLOT（表示触摸点的槽位），则更新当前的槽位；如果事件代码是ABS_MT_POSITION_X或ABS_MT_POSITION_Y（表示触摸点的x坐标和y坐标），则更新当前槽位对应的xy坐标，并将该触摸点的有效标志位设为1；如果事件代码是ABS_MT_TRACKING_ID（表示跟踪ID），则将该跟踪ID保存到当前槽位对应的mt结构体中，并将该触摸点的有效标志位设为1。如果事件类型是EV_SYN（表示同步事件），则根据事件代码来处理。例如，如果事件代码是SYN_REPORT（表示一组事件已经结束），则将保存在xy数组中的坐标值赋值给mt结构体，并返回0。
返回到main函数的for死循环中，下一步就是在读取事件数据成功后，程序遍历mt结构体数组，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），如果发生更新，则输出相应的信息，例如按下、松开或移动等。最后，程序关闭输入设备文件，释放内存，并退出。
验证
实现5点触摸的信息读取