Несколько раз я пытался найти пример кода, который бы позволял отслеживать события нажатия и отжатия клавиш в нашем любимом X-сервере. Важный момент: нужно было, чтобы события клавиатуры отлавливались глобально, а не только в текущем окне. В интернете я находил только беспомощные просьбы дать кусок работающего кода. Но весь код, что в этих обсуждениях выкладывался, работал только в одном окне.

В конце концов я плюнул на все, и задался вопросом: а есть ли вообще в природе простая программа под X11, которая была бы способна глобально отследить нажатия клавиш? Я пробовал xev - он работал только с текущим окном. Мне советовали showkey и screenkey - но оказалось, что эти программы не имеюют отношения к Иксам. Мне снова и снова давали ссылки на код, который ловил события клавиатуры только в своем окне. Я чистал обсуждения, в которых гуру утверждали, что по-другому быть не может, ибо это была бы дыра в безопасности, поэтому требуемого мной функционала в X11 вообще не предусмотрено.

Наконец, я нашел программу xinput, которая без лишних слов просто показывала события нажатия-отжатия клавиш, причем делала это глобально, независимо от того, какое окно в настоящий момент активно.

Пользоваться этой программой надо так. Вначале нужно узнать ID виртуального устройства клавиатуры, с которым нужно работать:

$ xinput

⎡ Virtual core pointer id=2 [master pointer (3)]

⎜  ↳ Virtual core XTEST pointer id=4 [slave pointer (2)]

⎜  ↳ HID 1241:1177 id=8 [slave pointer (2)]

⎜  ↳ SIGMACH1P USB Keykoard id=10 [slave pointer (2)]

⎣ Virtual core keyboard id=3 [master keyboard (2)]

   ↳ Virtual core XTEST keyboard id=5 [slave keyboard (3)]

   ↳ Power Button id=6 [slave keyboard (3)]

   ↳ Power Button id=7 [slave keyboard (3)]

   ↳ SIGMACH1P USB Keykoard id=9 [slave keyboard (3)]

В нашем случае, устройство клавиатуры видно как id=9. Далее можно ловить события клавиатуры следующей командой:

$ xinput test 9

key release 36

key press 48

key press 47

key release 48

key press 46

lkey release 47

key release 46

key press 41

key press 36

key release 41

key release 36

key press 62

key release 62

key press 50

key release 50

key press 37

Это было то, что нужно. Я выкачал исходники xinput, поковырялся с ними, и сделал минимально работающий пример кода, который глобально перехватывал события клавиатуры. Здесь я его привожу.

Примечание 1: для правильной работы надо узнать и прописать ID виртуального устройства в следующую строку файла mian.cpp:

sprintf(deviceId, "9");

Примечание 2: компилировать можно командой:

gcc ./main.cpp -lstdc++ -lX11 -lXext -lXi

Примечание 3: для компиляции необходимо будет установить пакет libxi-dev:

apt-get install libxi-dev

Далее сам код.

Файл main.h

#include <X11/Xlib.h>
#include <X11/extensions/XInput.h>

#ifdef HAVE_XI2
#include <X11/extensions/XInput2.h>
#endif

#include <X11/Xutil.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

extern int xi_opcode; /* xinput extension op code */

XDeviceInfo* find_device_info( Display *display, char *name, Bool only_extended);

#if HAVE_XI2
XIDeviceInfo* xi2_find_device_info(Display *display, char *name);
int xinput_version(Display* display);
#endif

Файл main.cpp

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <X11/Xlib.h>
#include <X11/Xutil.h>

#include "main.h"
#include <ctype.h>
#include <string.h>

using namespace std;

int xi_opcode;

#define INVALID_EVENT_TYPE -1

static int motion_type = INVALID_EVENT_TYPE;
static int button_press_type = INVALID_EVENT_TYPE;
static int button_release_type = INVALID_EVENT_TYPE;
static int key_press_type = INVALID_EVENT_TYPE;
static int key_release_type = INVALID_EVENT_TYPE;
static int proximity_in_type = INVALID_EVENT_TYPE;
static int proximity_out_type = INVALID_EVENT_TYPE;

static int register_events(Display *dpy,
                           XDeviceInfo *info,
                           char *dev_name,
                           Bool handle_proximity)
{
    int            number = 0;    /* number of events registered */
    XEventClass        event_list[7];
    int            i;
    XDevice        *device;
    Window        root_win;
    unsigned long    screen;
    XInputClassInfo    *ip;

    screen = DefaultScreen(dpy);
    root_win = RootWindow(dpy, screen);

    device = XOpenDevice(dpy, info->id);

    if (!device) {
    printf("unable to open device '%s'\n", dev_name);
    return 0;
    }

    if (device->num_classes > 0) {
    for (ip = device->classes, i=0; i<info->num_classes; ip++, i++) {
        switch (ip->input_class) {
        case KeyClass:
        DeviceKeyPress(device, key_press_type, event_list[number]); number++;
        DeviceKeyRelease(device, key_release_type, event_list[number]); number++;
        break;

        case ButtonClass:
        DeviceButtonPress(device, button_press_type, event_list[number]); number++;
        DeviceButtonRelease(device, button_release_type, event_list[number]); number++;
        break;

        case ValuatorClass:
        DeviceMotionNotify(device, motion_type, event_list[number]); number++;
        if (handle_proximity) {
            ProximityIn(device, proximity_in_type, event_list[number]); number++;
            ProximityOut(device, proximity_out_type, event_list[number]); number++;
        }
        break;

        default:
        printf("unknown class\n");
        break;
        }
    }

    if (XSelectExtensionEvent(dpy, root_win, event_list, number)) {
        printf("error selecting extended events\n");
        return 0;
    }
    }
    return number;
}


static void print_events(Display *dpy)
{
    XEvent        Event;

    setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);

    while(1) {
    XNextEvent(dpy, &Event);

    if (Event.type == motion_type) {
        int    loop;
        XDeviceMotionEvent *motion = (XDeviceMotionEvent *) &Event;

        printf("motion ");

        for(loop=0; loop<motion->axes_count; loop++) {
        printf("a[%d]=%d ", motion->first_axis + loop, motion->axis_data[loop]);
        }
        printf("\n");
    } else if ((Event.type == button_press_type) ||
           (Event.type == button_release_type)) {
        int    loop;
        XDeviceButtonEvent *button = (XDeviceButtonEvent *) &Event;

        printf("button %s %d ", (Event.type == button_release_type) ? "release" : "press  ",
           button->button);

        for(loop=0; loop<button->axes_count; loop++) {
        printf("a[%d]=%d ", button->first_axis + loop, button->axis_data[loop]);
        }
        printf("\n");
    } else if ((Event.type == key_press_type) ||
           (Event.type == key_release_type)) {
        int    loop;
        XDeviceKeyEvent *key = (XDeviceKeyEvent *) &Event;

        printf("key %s %d ", (Event.type == key_release_type) ? "release" : "press  ",
           key->keycode);

        for(loop=0; loop<key->axes_count; loop++) {
        printf("a[%d]=%d ", key->first_axis + loop, key->axis_data[loop]);
        }
        printf("\n");
    } else if ((Event.type == proximity_out_type) ||
           (Event.type == proximity_in_type)) {
        int    loop;
        XProximityNotifyEvent *prox = (XProximityNotifyEvent *) &Event;

        printf("proximity %s ", (Event.type == proximity_in_type) ? "in " : "out");

        for(loop=0; loop<prox->axes_count; loop++) {
        printf("a[%d]=%d ", prox->first_axis + loop, prox->axis_data[loop]);
        }
        printf("\n");
    }
    else {
        printf("what's that %d\n", Event.type);
    }
    }
}


// Определение версии библиотеки расширений, установленной для X11
int xinput_version(Display    *display)
{
    XExtensionVersion    *version;
    static int vers = -1;

    if (vers != -1)
        return vers;

    version = XGetExtensionVersion(display, INAME);

    if (version && (version != (XExtensionVersion*) NoSuchExtension)) {
    vers = version->major_version;
    XFree(version);
    }

#if HAVE_XI2
    /* Announce our supported version so the server treats us correctly. */
    if (vers >= XI_2_Major)
    {
        const char *forced_version;
        int maj = 2,
            min = 0;

#if HAVE_XI22
        min = 2;
#elif HAVE_XI21
        min = 1;
#endif

        forced_version = getenv("XINPUT_XI2_VERSION");
        if (forced_version) {
            if (sscanf(forced_version, "%d.%d", &maj, &min) != 2) {
                fprintf(stderr, "Invalid format of XINPUT_XI2_VERSION "
                                "environment variable. Need major.minor\n");
                exit(1);
            }
            printf("Overriding XI2 version to: %d.%d\n", maj, min);
        }

        XIQueryVersion(display, &maj, &min);
    }
#endif

    return vers;
}


// Поиск информации об устройстве
XDeviceInfo* find_device_info(Display *display,
                              char *name,
                              Bool only_extended)
{
    XDeviceInfo *devices;
    XDeviceInfo *found = NULL;
    int        loop;
    int        num_devices;
    int        len = strlen(name);
    Bool    is_id = True;
    XID        id = (XID)-1;

    for(loop=0; loop<len; loop++) {
    if (!isdigit(name[loop])) {
        is_id = False;
        break;
    }
    }

    if (is_id) {
    id = atoi(name);
    }

    devices = XListInputDevices(display, &num_devices);

    for(loop=0; loop<num_devices; loop++) {
    if ((!only_extended || (devices[loop].use >= IsXExtensionDevice)) &&
        ((!is_id && strcmp(devices[loop].name, name) == 0) ||
         (is_id && devices[loop].id == id))) {
        if (found) {
            fprintf(stderr,
                    "Warning: There are multiple devices named '%s'.\n"
                    "To ensure the correct one is selected, please use "
                    "the device ID instead.\n\n", name);
        return NULL;
        } else {
        found = &devices[loop];
        }
    }
    }
    return found;
}


int test(Display *display, char *deviceId)
{
    XDeviceInfo *info;

    Bool handle_proximity = True;

    info = find_device_info(display, deviceId, True);

    if(!info)
    {
      printf("unable to find device '%s'\n", deviceId);
      exit(1);
    }
    else
    {
      if(register_events(display, info, deviceId, handle_proximity))
         print_events(display);
      else
      {
        fprintf(stderr, "no event registered...\n");
        exit(1);
      }
    }

    return 0;
}


int main()
{
  Display *display;
  int event, error;

  // Инициируется указатель на текущий дисплей
  display = XOpenDisplay(NULL);
  if (display == NULL)
  {
    printf("Unable to connect to X server\n");
    exit(1);
  }

  // Проверяется наличие расширений
  if(!XQueryExtension(display, "XInputExtension", &xi_opcode, &event, &error))
  {
    printf("X Input extension not available.\n");
    exit(1);
  }

  // Проверяется версия расширения, она не должна быть нулевой
  if(!xinput_version(display))
  {
    printf("%s extension not available\n", INAME);
    exit(1);
  }

  char deviceId[10];
  sprintf(deviceId, "9");

  test(display, deviceId);

  XSync(display, False);
  XCloseDisplay(display);

  return 0;
}