Linux內核：如何捕獲按鍵並將其替換爲另一個鍵？

Question

我試圖涉足低層次的編程。我的目標是讓用戶在終端中鍵入一個密鑰，捕獲並輸出另一個密鑰。例如，如果用戶鍵入「a」，我會輸入「b」，如果他輸入「b」，我輸出「c」等。

這樣做的步驟是什麼？我已經很熟悉如何訪問Linux內核源代碼，編譯它並使用它。

謝謝。

Answer 1

考慮下一個簡單的內核模塊：

#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"); 

這是最起碼的和原始key-logger。它可以很容易地重新替換scan code。

免責聲明

• 這個模塊是不是跨平臺（將只在x86架構上，因爲它使用inb()功能）
• 我認爲只適用於PS/2鍵盤的工作原理（將無法正常工作使用USB鍵盤）
• 它在硬件IRQ處理程序中執行緩慢的I/O操作（我的意思是pr_info()），應該避免此操作（理想情況下應使用threaded IRQs））。

但我認爲這是很好的教育目的 - 它真的很小，證明這個想法相當不錯（不與API搞亂像input_dev，input_register_device()，serio_write()，input_event()，input_report_key()等）。

詳細

真實的中斷處理程序（在keyboard driver）要求爲中斷共享，這讓我們也請求中斷，因此處理它也是我們ISR（除ISR在原來的鍵盤驅動程序）。中斷請求在kbd2_init()中完成。

該模塊的工作原理如下：

1. 漁獲鍵按壓事件（硬件中斷處理程序kbd2_isr()被調用用於每個鍵按壓事件）
2. 讀取的按鍵的掃描代碼（通過inb()功能）
3. 並通過pr_info()

打印它現在，您要替換該掃描代碼。我相信你可以使用outb()這個函數（在x86上）。所以我把它留給你。

如果你想知道爲什麼我們用數字1請求IRQ，請參閱drivers/input/serio/i8042-io.h：

#else 
# define I8042_KBD_IRQ 1 

此外，一定要檢查該IRQ在drivers/input/serio/i8042.c共享：

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

這裏是文檔對於i8042鍵盤控制器：AT keyboard controller。

有用的常量

爲了避免magic numbers，您可以使用下一個定義。

從drivers/input/serio/i8042-io.h：

/* 
* Register numbers. 
*/ 

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

從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