如何在Linux主机的GNU Forth中通过代码触发Caps Lock

背景说明 #

你目前使用的xdotool临时方案依赖外部工具，下面提供两种无需外部依赖的实现方式：纯Gforth代码（基于Linux uinput子系统）和ABI汇编代码（基于X11桌面环境），同时解释你之前尝试失败的原因。

纯Gforth实现（Linux uinput子系统） #

Linux的uinput接口允许用户空间程序模拟输入设备事件，通过它可以直接发送Caps Lock的按键事件。代码需以root权限运行（或给当前用户分配uinput设备权限）：

\ 定义uinput相关常量
constant UI_SET_EVBIT       0x40045500
constant UI_SET_KEYBIT      0x40045501
constant UI_DEV_CREATE      0x40045501
constant UI_DEV_DESTROY     0x40005502
constant EV_KEY            1
constant KEY_CAPSLOCK       58
constant SYN_REPORT         0

\ 定义input_event结构体（适配32/64位系统）
struct input_event
    timeval: time
    u16: type
    u16: code
    s32: value
end-struct

\ 打开uinput设备
: open-uinput ( -- fd )
    s"/dev/uinput" 2 open-file throw ;

\ 配置uinput设备支持按键事件
: setup-uinput ( fd -- )
    \ 启用EV_KEY事件类型
    EV_KEY 1 swap 4 ioctl UI_SET_EVBIT throw
    \ 启用Caps Lock按键
    KEY_CAPSLOCK 1 swap 4 ioctl UI_SET_KEYBIT throw
    \ 创建虚拟输入设备
    0 swap ioctl UI_DEV_CREATE throw ;

\ 发送单个输入事件
: send-event ( fd type code value -- )
    \ 构造input_event数据
    0 0 \ tv_sec tv_usec
    rot rot rot \ 调整顺序为 timeval type code value
    input_event size write-file throw ;

\ 切换Caps Lock状态
: caps-toggle ( -- )
    open-uinput
    dup setup-uinput
    \ 发送按下事件
    EV_KEY KEY_CAPSLOCK 1 send-event
    \ 同步事件
    EV_KEY SYN_REPORT 0 send-event
    \ 发送松开事件
    EV_KEY KEY_CAPSLOCK 0 send-event
    \ 同步事件
    EV_KEY SYN_REPORT 0 send-event
    \ 销毁设备并关闭文件
    ioctl UI_DEV_DESTROY throw
    close-file throw ;

ABI汇编实现（X11桌面环境） #

如果你的系统运行在X11桌面下，可以通过汇编调用X11 API发送按键事件。启动Gforth时需链接X11库：gforth -lX11 caps.fs

\ 获取默认X显示
: get-display ( -- display )
    s"" dl" XOpenDisplay" catch throw ;

\ 汇编实现发送Caps Lock按键事件
abi-code send-caps-event ( display -- )
    push ebp
    mov ebp, esp
    sub esp, 32  \ 分配XEvent结构体空间（适配32位系统）
    mov eax, [ebp+8]  \ 取display指针

    \ 构造KeyPress事件
    mov dword [ebp-32], 2        \ type = KeyPress
    mov dword [ebp-28], 0        \ serial
    mov dword [ebp-24], 1        \ send_event = True
    mov [ebp-20], eax            \ display
    mov dword [ebp-16], 0        \ window = None
    mov dword [ebp-12], 0        \ root
    mov dword [ebp-8], 0         \ subwindow
    mov dword [ebp-4], 0         \ time = CurrentTime
    mov dword [ebp-32+20], 58    \ keycode = Caps Lock
    mov dword [ebp-32+24], 0     \ state = 0

    \ 调用XSendEvent发送KeyPress
    push ebp-32
    push dword 0x00000001  \ event_mask = KeyPressMask
    push dword 0           \ propagate = False
    push dword 0           \ window = None
    push eax               \ display
    call dl" XSendEvent"

    \ 构造并发送KeyRelease事件
    mov dword [ebp-32], 3  \ type = KeyRelease
    push ebp-32
    push dword 0x00000001
    push dword 0
    push dword 0
    push eax
    call dl" XSendEvent"

    \ 刷新X事件队列
    push eax
    call dl" XFlush"

    add esp, 32
    pop ebp
    ret
end-code

\ 切换Caps Lock状态
: caps-toggle ( -- )
    get-display
    send-caps-event
    dl" XCloseDisplay" catch throw ;

你之前尝试失败的原因 #

1. DOS风格汇编无效：你写的0x80 int是Linux系统调用，但参数和寄存器使用完全错误，且0x3A、0x02是DOS键盘中断的参数，Linux不支持DOS中断机制。
2. /dev/port操作受限：现代Linux默认禁用直接端口访问（安全限制），即使获取root权限，直接操作键盘控制器在多任务环境下也不可靠，内核会接管硬件管理。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者francois P