如何在 X11 上监视所有 Windows（不只是一个）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，或机器人应用程序通过 XWarpPointer() 以编程方式移动鼠标时，程序应该能够收到通知。我知道应该可以通过 XSelectInput() 设置 PointerMotionMask 并监视 MotionNotify，但是我在从 all 接收鼠标事件时遇到问题 windows，不止一个。

最初，在下面的演示中，我只是尝试从根 window 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;
}

但它不会收到任何事件，除非鼠标指针位于空白桌面背景上。很明显，仅从根 window 接收事件是行不通的。然后我尝试了一个解决方法：首先，在根 window 上设置 SubstructureNotifyMask 以监视所有 CreateNotify 事件以捕获所有新创建的 windows，然后调用 XSelectInput() 以在这些 windows 上启用 PointerMotionMask。

#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windows接收一些鼠标事件。不幸的是，它仍然无法在 window 内的所有部分工作 - 例如，它无法从终端仿真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。看来一个window可以创建更多子windows，所以鼠标事件不会被记录。

然后我尝试了另一种解决方法 - 在 CreateNotify 中同时设置 SubstructureNotifyMask 和 PointerMotionMask，所以当 window 创建 child window, SubstructureNotifyMask 确保将以递归方式接收更多 CreateNotify 事件，因此所有 child windows 也将获得 PointerMotionMask。

#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，但不可靠：

X 是完全异步的，是否有可能 child window 在我们有机会 XSelectInput() 之前创建？
有时它只是报告 BadWindow 错误并崩溃。
X 事件处理变得混乱 - 如果程序已经处理了很多不同的 X 事件，递归启用 SubstructureNotifyMask 将使许多不相关的事件传递给其他处理程序，这很痛苦添加额外的代码来区分想要的和不需要的事件。

那么，我如何在 X11 上监控所有 windows 中的鼠标移动事件？

Answer 1

经过一些研究，尤其是阅读了 Xeyes 的源代码（我总是觉得这个演示很愚蠢，但在这里帮助很大！），我发现：

在所有 windows 和 subwindows 上调用 XSelectInput() 是徒劳的尝试，您必须在每个 window 上设置掩码和子 window 曾经创建过，这不是一个可靠的解决方案，因此不推荐。
相反，通过 XQueryPointer() 直接从 X 服务器明确地持续拉出鼠标指针，而不是要求 X 服务器将 MotionEvent 推送给我们更好。

一个天真的解决方案是简单地通过 XtAppAddTimeOut() 设置一个计时器并定期调用 XQueryPointer()，它有效，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()和XIEventMask()启用各种掩码以接收来自[=20=的XI_RawMotion事件（或XI_Motion，见下面的注释） ]（或XIAllDevices）。
收到XI_RawMotion（或XI_Motion）事件后，调用XQueryPointer()。
XQueryPointer() returns:
- 鼠标坐标相对于根 window。
- 鼠标光标下的活动window，如果有的话。
如果我们想要相对于鼠标光标下的活动 window 的相对坐标，请执行 XTranslateCoordinates()。

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;
}

示例输出

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()` 烦恼

如果 X.Org 1.10.4 之后的较新系统上的机器人应用程序通过 XWarpPointer() 移动指针，则上述演示将不起作用。这是故意的，请参阅 FreeDesktop 上的 Bug 30068。

为了接收所有鼠标移动触发的鼠标事件，包括XWarpPointer()，将XI_RawMotion改为XI_Motion，将XIAllMasterDevices改为XIAllDevices .

参考资料

此演示缺少错误检查，可能包含错误。如有疑问，请查看以下权威参考资料。

Tracking Cursor Position by 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.

如何在 X11 上监视所有 Windows（不只是一个）的鼠标移动事件

How do I Monitor Mouse Movement Events in All Windows (Not Just One) on X11

c

linux

x11

user-interface

演示

示例输出

`XWarpPointer()` 烦恼

参考资料

如何在 X11 上监视所有 Windows（不只是一个）的鼠标移动事件

How do I Monitor Mouse Movement Events in All Windows (Not Just One) on X11

c

linux

x11

user-interface

演示

示例输出

XWarpPointer() 烦恼

参考资料

`XWarpPointer()` 烦恼