c - 如何在 X11 上监视所有 Windows(不仅仅是一个)中的鼠标移动事件

Question

我正在尝试编写一个 X11 程序来监视桌面上的所有鼠标移动。每当人类用户移动鼠标或通过 XWarpPointer() 以编程方式移动鼠标时，程序应该能够接收到通知。通过机器人应用程序。我知道通过设置 PointerMotionMask 应该是可能的通过 XSelectInput()和监控MotionNotify ，但我无法从所有窗口接收鼠标事件，而不仅仅是一个。

最初，在下面的演示中，我只是尝试从根窗口接收指针运动事件。

#include <stdio.h>
#include <X11/Xlib.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    Display *display;
    Window root_window;
    XEvent event;

    display = XOpenDisplay(0);
    root_window = XRootWindow(display, 0); 
    XSelectInput(display, root_window, PointerMotionMask);

    while (1) {
        XNextEvent(display, &event);
        switch(event.type) { 
            case MotionNotify:
                printf("x: %d y: %d\n", event.xmotion.x, event.xmotion.y );
                break;
        }
    }   
    return 0;
}

但它不会接收任何事件，除非鼠标指针位于空的桌面背景上。很明显，仅仅从根窗口接收事件是行不通的。然后我尝试了一个解决方法:首先，设置 SubstructureNotifyMask在根窗口监控所有CreateNotify事件捕获所有新创建的窗口，然后调用 XSelectInput()启用 PointerMotionMask在这些 window 上。

#include <stdio.h>
#include <X11/Xlib.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    Display *display;
    Window root_window;
    XEvent event;

    display = XOpenDisplay(0);
    root_window = XRootWindow(display, 0); 
    XSelectInput(display, root_window, SubstructureNotifyMask);

    while (1) {
        XNextEvent(display, &event);
        switch(event.type) { 
            case CreateNotify:
                XSelectInput(display, event.xcreatewindow.window, PointerMotionMask);
                break;
            case MotionNotify:
                printf("x: %d y: %d\n", event.xmotion.x, event.xmotion.y);
                break;
        }
    }   
    return 0;
}

这种方法比较成功，我开始从新窗口接收一些鼠标事件。不幸的是，它仍然不能在窗口内的所有部分工作 - 例如，它不能从终端模拟器的控制台区域接收鼠标事件，但可以在鼠标位于标题栏周围时接收事件。似乎一个窗口可以创建更多的子窗口，因此不会记录鼠标事件。

然后我尝试了另一种解决方法 - 设置 SubstructureNotifyMask和 PointerMotionMask在 CreateNotify ，所以当一个窗口创建一个子窗口时，SubstructureNotifyMask确保更多 CreateNotify事件将以递归方式接收，因此所有子窗口都将获得 PointerMotionMask也是。

#include <stdio.h>
#include <X11/Xlib.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    Display *display;
    Window root_window;
    XEvent event;

    display = XOpenDisplay(0);
    root_window = XRootWindow(display, 0); 
    XSelectInput(display, root_window, SubstructureNotifyMask);

    while (1) {
        XNextEvent(display, &event);
        switch(event.type) { 
            case CreateNotify:
                XSelectInput(display, event.xcreatewindow.window, SubstructureNotifyMask | PointerMotionMask);
                break;
            case MotionNotify:
                printf("x: %d y: %d\n", event.xmotion.x, event.xmotion.y);
                break;
        }
    }   
    return 0;
}

它比第二个例子好一点，但它不可靠:

X 是完全异步的，是否有可能在我们有机会 XSelectInput() 之前创建了子窗口？ ?

有时它只报告 BadWindow错误和崩溃。

X 事件处理变得困惑 - 如果程序已经处理了很多不同的 X 事件，启用 SubstructureNotifyMask递归将使许多不相关的事件传递给其他处理程序，并且添加额外的代码来区分想要的和不需要的事件是很痛苦的。

那么，如何在 X11 上监控所有窗口中的鼠标移动事件呢？

Answer 1

在做了一些研究之后，尤其是阅读了 Xeyes 的源代码(我总是觉得这个演示很愚蠢，但在这里很有帮助!)，我发现:

调用XSelectInput()在所有窗口和子窗口上都是徒劳的尝试，您必须在曾经创建的每个窗口和子窗口上设置一个掩码，这不是一个强大的解决方案，也不推荐。

相反，最好通过 XQueryPointer() 显式地从 X 服务器中不断地拉动鼠标指针。 ，而不是要求 X 服务器将 MotionEvent 推送给我们。

一个简单的解决方案是通过 XtAppAddTimeOut() 设置一个计时器。并调用 XQueryPointer()周期性地，它起作用，而且确实，it was what Xeyes did in the past !但它不必要地浪费了 CPU 时间。如今，最佳实践是利用 XInputExtention 2.0。工作流程是:

初始化 XInput v2.0

通过 XISetMask() 启用各种掩码和 XIEventMask()接收XI_RawMotion来自 XI_Motion 的事件(或 XIAllMasterDevices，见下面的注释) (或 XIAllDevices )。

当一个 XI_RawMotion (或 XI_Motion )事件已收到，请调用 XQueryPointer() .

XQueryPointer()返回:

鼠标相对于根窗口的坐标。

鼠标光标下的事件窗口(如果有)。

执行 XTranslateCoordinates()如果我们想要相对于鼠标光标下的事件窗口的相对坐标。

演示
这是一个演示(另存为 mouse.c ，用 gcc mouse.c -o mouse -lX11 -lXi 编译)。但是，它无法检测到 XWarpPointer() ，请参阅下面的注释。

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <X11/Xlib.h>
#include <X11/extensions/XInput2.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    Display *display;
    Window root_window;

    /* Initialize (FIXME: no error checking). */
    display = XOpenDisplay(0);
    root_window = XRootWindow(display, 0);

    /* check XInput */
    int xi_opcode, event, error;
    if (!XQueryExtension(display, "XInputExtension", &xi_opcode, &event, &error)) {
        fprintf(stderr, "Error: XInput extension is not supported!\n");
        return 1;
    }

    /* Check XInput 2.0 */
    int major = 2;
    int minor = 0;
    int retval = XIQueryVersion(display, &major, &minor);
    if (retval != Success) {
        fprintf(stderr, "Error: XInput 2.0 is not supported (ancient X11?)\n");
        return 1;
    }

    /*
     * Set mask to receive XI_RawMotion events. Because it's raw,
     * XWarpPointer() events are not included, you can use XI_Motion
     * instead.
     */
    unsigned char mask_bytes[(XI_LASTEVENT + 7) / 8] = {0};  /* must be zeroed! */
    XISetMask(mask_bytes, XI_RawMotion);

    /* Set mask to receive events from all master devices */
    XIEventMask evmasks[1];
    /* You can use XIAllDevices for XWarpPointer() */
    evmasks[0].deviceid = XIAllMasterDevices;
    evmasks[0].mask_len = sizeof(mask_bytes);
    evmasks[0].mask = mask_bytes;
    XISelectEvents(display, root_window, evmasks, 1);

    XEvent xevent;
    while (1) {
        XNextEvent(display, &xevent);

        if (xevent.xcookie.type != GenericEvent || xevent.xcookie.extension != xi_opcode) {
            /* not an XInput event */
            continue;
        }
        XGetEventData(display, &xevent.xcookie);
        if (xevent.xcookie.evtype != XI_RawMotion) {
            /*
             * Not an XI_RawMotion event (you may want to detect
             * XI_Motion as well, see comments above).
             */
            XFreeEventData(display, &xevent.xcookie);
            continue;
        }
        XFreeEventData(display, &xevent.xcookie);

        Window root_return, child_return;
        int root_x_return, root_y_return;
        int win_x_return, win_y_return;
        unsigned int mask_return;
        /*
         * We need:
         *     child_return - the active window under the cursor
         *     win_{x,y}_return - pointer coordinate with respect to root window
         */
        int retval = XQueryPointer(display, root_window, &root_return, &child_return,
                                   &root_x_return, &root_y_return,
                                   &win_x_return, &win_y_return,
                                   &mask_return);
        if (!retval) {
            /* pointer is not in the same screen, ignore */
            continue;
        }

        /* We used root window as its reference, so both should be the same */
        assert(root_x_return == win_x_return);
        assert(root_y_return == win_y_return);

        printf("root: x %d y %d\n", root_x_return, root_y_return);

        if (child_return) {
            int local_x, local_y;
            XTranslateCoordinates(display, root_window, child_return,
                                  root_x_return, root_y_return,
                                  &local_x, &local_y, &child_return);
            printf("local: x %d y %d\n\n", local_x, local_y);
        }
    }

    XCloseDisplay(display);

    return 0;
}

样本输出

root: x 631 y 334
local: x 140 y 251

root: x 628 y 338
local: x 137 y 255

root: x 619 y 343
local: x 128 y 260

XWarpPointer()麻烦事
如果指针通过 XWarpPointer() 移动，则上面的演示不起作用通过 X.Org 1.10.4 之后的较新系统上的机器人应用程序。这是故意的，见Bug 30068在 FreeDesktop 上。
为了接收所有鼠标移动触发的鼠标事件，包括XWarpPointer() , 更改 XI_RawMotion至XI_Motion , 并更改 XIAllMasterDevices至XIAllDevices .
引用
此演示缺少错误检查，并且可能包含错误。如有疑问，请查阅以下权威引用资料。

Tracking Cursor Position由 Keith Packard ，真正的 X 专家，自 1980 年代后期以来一直大量参与 X 的开发，并负责许多 X 扩展和技术论文。

Xeyes source code来自 X.Org。