Linux 内核：如何捕获按键并将其替换为另一个按键？

Question

我正在尝试涉足低级编程。我的目标是让用户在终端中键入一个密钥，捕获该密钥并输出另一个密钥。因此，例如，如果用户输入 "a" 我会输入 "b"，如果他输入 "b" 我输出 "c"，等等

这样做的步骤是什么？我已经熟悉如何访问 Linux 内核源代码、编译和使用它。

谢谢。

Answer 1

考虑下一个简单的内核模块：

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <asm/io.h>

#define KBD_IRQ             1       /* IRQ number for keyboard (i8042) */
#define KBD_DATA_REG        0x60    /* I/O port for keyboard data */
#define KBD_SCANCODE_MASK   0x7f
#define KBD_STATUS_MASK     0x80

static irqreturn_t kbd2_isr(int irq, void *dev_id)
{
    char scancode;

    scancode = inb(KBD_DATA_REG);
    /* NOTE: i/o ops take a lot of time thus must be avoided in HW ISRs */
    pr_info("Scan Code %x %s\n",
            scancode & KBD_SCANCODE_MASK,
            scancode & KBD_STATUS_MASK ? "Released" : "Pressed");

    return IRQ_HANDLED;
}

static int __init kbd2_init(void)
{
    return request_irq(KBD_IRQ, kbd2_isr, IRQF_SHARED, "kbd2", (void *)kbd2_isr);
}

static void __exit kbd2_exit(void)
{
    free_irq(KBD_IRQ, (void *)kbd2_isr);
}

module_init(kbd2_init);
module_exit(kbd2_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

这是最简陋的key-logger. It can be easily reworked for replacing of scan code。

免责声明

这个模块不是跨平台的（只能在 x86 架构上工作，因为它使用 inb() 函数）
我认为它只适用于 PS/2 键盘（不适用于 USB 键盘）
它在硬件 IRQ 处理程序中执行缓慢的 I/O 操作（我的意思是 pr_info()），应该避免这种情况（理想情况下应该使用 threaded IRQs）。

但我认为它对教育目的有好处——它真的很小并且很好地展示了这个想法（没有像 input_dev、input_register_device()、[=19= 那样混淆 API ], input_event(), input_report_key(), 等等).

详情

真正的中断处理程序（在keyboard driver) requested as shared interrupt, which allows us also request that interrupt and thus handle it also in our ISR中（除了原始键盘驱动程序中的ISR）。中断请求在kbd2_init()中完成。

该模块的工作原理如下：

捕获按键事件（为每个按键事件调用硬件中断处理程序 kbd2_isr()）
读取按键的扫描码（通过inb()函数）
并通过 pr_info()

现在，您想替换那个扫描码。我相信您可以为此使用 outb() 函数（在 x86 上）。所以我留给你了。

如果您想知道为什么我们请求编号为 1 的 IRQ，请参阅 drivers/input/serio/i8042-io.h:

#else
# define I8042_KBD_IRQ  1

还要确保检查此 IRQ 是否在 drivers/input/serio/i8042.c:

中共享

error = request_irq(I8042_KBD_IRQ, i8042_interrupt, IRQF_SHARED,
                    "i8042", i8042_platform_device);

这是 i8042 键盘控制器的文档：AT keyboard controller。

有用的常量

为避免magic numbers，您可以使用下一个定义。

来自 drivers/input/serio/i8042-io.h:

/*
 * Register numbers.
 */

#define I8042_COMMAND_REG       0x64
#define I8042_STATUS_REG        0x64
#define I8042_DATA_REG          0x60

来自 include/linux/i8042.h:

/*
 * Status register bits.
 */

#define I8042_STR_PARITY        0x80
#define I8042_STR_TIMEOUT       0x40
#define I8042_STR_AUXDATA       0x20
#define I8042_STR_KEYLOCK       0x10
#define I8042_STR_CMDDAT        0x08
#define I8042_STR_MUXERR        0x04
#define I8042_STR_IBF           0x02
#define I8042_STR_OBF           0x01

Linux 内核：如何捕获按键并将其替换为另一个按键？

Linux Kernel: How to capture a key press and replace it with another key?

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