Linux内核：如何捕获按键并将其替换为另一个键？

Question

我试图涉足低层次的编程。我的目标是让用户在终端中键入一个密钥，捕获并输出另一个密钥。例如，如果用户键入“a”，我会输入“b”，如果他输入“b”，我输出“c”等。

这样做的步骤是什么？我已经很熟悉如何访问Linux内核源代码，编译它并使用它。

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"); 

这是最起码的和原始key-logger。它可以很容易地重新替换scan code。

免责声明

• 这个模块是不是跨平台（将只在x86架构上，因为它使用inb()功能）
• 我认为只适用于PS/2键盘的工作原理（将无法正常工作使用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()），应该避免此操作（理想情况下应使用threaded IRQs））。

但我认为这是很好的教育目的 - 它真的很小，证明这个想法相当不错（不与API搞乱像input_dev，input_register_device()，serio_write()，input_event()，input_report_key()等）。

详细

真实的中断处理程序（在keyboard driver）要求为中断共享，这让我们也请求中断，因此处理它也是我们ISR（除ISR在原来的键盘驱动程序）。中断请求在kbd2_init()中完成。

该模块的工作原理如下：

1. 渔获键按压事件（硬件中断处理程序kbd2_isr()被调用用于每个键按压事件）
2. 读取的按键的扫描代码（通过inb()功能）
3. 并通过pr_info()

打印它现在，您要替换该扫描代码。我相信你可以使用outb()这个函数（在x86上）。所以我把它留给你。

如果你想知道为什么我们用数字1请求IRQ，请参阅drivers/input/serio/i8042-io.h：

#else 
# define I8042_KBD_IRQ 1 

此外，一定要检查该IRQ在drivers/input/serio/i8042.c共享：

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

这里是文档对于i8042键盘控制器：AT keyboard controller。

有用的常量

为了避免magic numbers，您可以使用下一个定义。

从drivers/input/serio/i8042-io.h：

/* 
* Register numbers. 
*/ 

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

从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