Android輸入子系統

Linux輸入子系統回顧1：為什麼要回顧linux輸入子系統？這個問題後面自然就知道了　　1.linux輸入子系統裝置是基於平台裝置機制的，所以先回顧平台裝置機制，主要回顧後面用得到的東西 1.申請主裝置號2.建立cdev->將cdev掛載到系統裝置雜湊鏈表中，同時產生inode節點3.建立device->將device與剛產生的inode節點關聯起來，為上層調用提供介面 　　2.註冊輸入子系統裝置 1.建立一個裝置類class2.申請主裝置號3.建立cdev->將cdev掛載到系統裝置雜湊鏈表中，同時產生inode節點4.建立input_device->將input_device與剛產生的inode節點關聯起來，為事件驅動層提供介面 1.註冊裝置支援輸入事件類型（type）->【這個後面會用到】2.註冊裝置支援輸入事件編碼3.產生/dev/input_device 　　　  　5.當input_device與input_hander匹配成功 1.產生/dev/input*2.上層應用通過主裝置號開啟/dev/input，通過次裝置號開啟/dev/input_device 　　3.輸入子系統部分函數 1.read函數->讀【後面會用到】2.write函數->寫【後面會用到】3.event函數->上報事件【後面會用到】 【提前思考的問題】1.Android事件處理系統是怎麼捕捉到輸入事件的？2.Android上層應用是怎麼捕捉到輸入事件的？3.Android上層應用捕捉到輸入事件是怎麼響應的？  2.從啟動一個Android程式開始　　1.Activity啟動流程：onCreate()->onStart()->onResume()->Activity Running 【Q1】：為什麼onStart()後不直接Running，要插入一個onResume()，在onResume()中系統作了什麼事情？<A1>：在onResume()中，系統會為該Activity建立一個ViewRoot！ 　　【Q2】：這個ViewRoot有什麼用？它做了哪些事情？這個後面解答  3.Android事件從輸入到輸出的整個流程　　1.Activity運行時，使用者點擊觸控螢幕操作->｛事件產生｝　　　　1.點擊觸控螢幕，必然會調用觸控螢幕驅動->｛事件輸入｝ 【Q3】：事件傳遞過程？->｛事件傳遞｝<A3>：以下所有步驟！　1.Android上層應用調用Framework層的JNI本地方法->｛事件訊息傳遞到JNI層｝ 　1.實現JNI層方法，填充本地方法映射表，實現提供Android上層應用的介面　2.產生so動態連結程式庫檔案，adb push到/system/lib目錄下 　2.JNI本地方法調用HAL層（硬體抽象層：中介軟體）方法->｛事件訊息傳遞到HAL層｝ 　1.JNI層通過指定ID得到HAL模組執行個體，然後調用HAL層函數　2.產生so動態連結程式庫檔案，adb push到/system/lib/hw目錄下 　3.HAL通過系統調用write進入核心層->｛事件訊息傳遞到核心｝ 　1.copy_from_user()取得使用者層資料　2.調用input_device.write->｛（1.1.2）：事件訊息傳遞到驅動層｝ ------------------------------------------------------------------------------------------　4.輸入裝置驅動擷取事件，調用event函數->｛（1.1.3）｝　5.事件處理層根據事件類型進行上報->｛事件訊息傳遞到核心事件處理層｝　　　1.調用input_event(device，type，code，value)->{【type】後面會用到}　6.到事件處理層時，核心會喚醒read函數->｛（1.1.1）：事件訊息傳遞到核心層｝　　　1.通過copy_to_user()將核心資料傳遞到使用者空間->｛事件訊息傳遞到使用者空間｝　 　 【Q4】：read函數被誰調用的？　7.事件訊息被Android的事件處理系統捕捉到->｛事件訊息傳遞到Android事件處理系統｝ 　1.Android事件處理系統將這個訊息發送到Android應用程式層 【Q5】：事件訊息在Android事件處理系統中是怎麼傳遞的？ 　8.Android上層擷取事件訊息，根據事件類型（3.1.1.5.1：type）響應上層View相應回呼函數　9.Android介面UI更新->｛事件響應｝  4.至此為此，項目中用到的架構知識已經介紹完畢　　1.Android事件處理系統作為一個黑盒子，暫時略過　　2.切入到項目解讀：電視棒遠程遙控器 1.用戶端APK 1.資料擷取->{此資料必須與Linux輸入子系統相容，這樣才能達到欺騙系統的目的}2.資料傳遞 2.服務端APK->{實現二個虛擬設備（虛擬鍵盤裝置與虛擬滑鼠裝置} 1.接收資料2.將資料傳送到虛擬設備3.虛擬設備上報事件，欺騙系統輸入事件發生  5.剖析Android事件處理系統【Q5】：事件訊息在Android事件處理系統中是怎麼傳遞的？<A5>：看看Android的事件處理系統1.緊接著3.1.1.7，事件訊息傳遞到Android事件處理系統2.在Android開機時，系統服務（System Server）會初始化Android視窗管理服務（WindowManagerService）3.WMS服務會初始化InputManager（InputManager是Framework層的一個C++類，負責管理所有的輸入事件的捕獲與轉寄） 1.在InputManager建構函式中，會初始化事件處理系統中最重要的三個類（InputReader/InputDispatcher/EventHub）2.然後初始化InputManager（InputManager.initialize()），產生兩個線程（InputReaderThread/InputDispatcherThread，分別負責事件捕獲與事件轉寄）3.InputReaderThread線程工作->{解決問題1：Android事件處理系統是怎麼捕捉到輸入事件的} 　　　　1.調用InputReader::loopOnce()，在InputReader類中，已經實現looper機制，迴圈操作　　　　　　1.調用EventHub::getEvent()函數　　　　　　　　1.調用Epoll_wait()函數　　　　　　　　　　1.在Epoll_wait()函數中，會去迴圈讀取所有的/dev/input裝置，一旦有事件產生，就會被此函數捕捉到 【Q6】：Android事件處理系統與/dev/input裝置是如何關聯起來的【A6】：EventHub::Device <---->/dev/input，一一對應關係 　2.當有事件發生時，Android事件處理系統會調用read函數->{系統調用，從核心層拿到事件訊息} 【Q4】：read函數被誰調用的？<A4>：read函數是InputReader調用的 　　　　　　2.將從核心層讀取到的事件訊息（input_event）儲存到RawEvent中 2.根據事件類型（input_event.type）調用相應的訊息轉換器（InputMapper）　　1.Android系統目前支援5種事件訊息（翻滑蓋/軌跡球/多點觸摸/單點觸摸/鍵盤）3.InputReader::InputDevice::inputMapper將RawEvent事件轉換成對應的Notifyargs　　1.InputMapper將RawEvent事件轉換成對應的Notifyargs類　　2.將Notifyargs加入到InputRead::QueueListener::argsQueue隊列中4.調用InputReader::QueueListener::flush()函數，處理隊列中的事件訊息5.調用Notifyargs::notify函數，將事件訊息轉換成對應的EventEntry再轉交給InputDispatcher 1.對事件進行預先處理　　1.判斷是否丟棄此事件訊息　　　　1.丟棄，則直接返回　　　　2.不丟棄　　2.擷取當前Activity對應的Connection對象->（這個後面再講）2.將對應的EventEntry加入到InputDispatcher::OutBoundQueue隊列中　　【Q7】：在Notifyargs是怎麼擷取InputDispatcher執行個體的　　<A7>：在初始化InputRead::QueueListener::argsQueue隊列時，將InputDispatcher對象傳遞過來了 6.喚醒InputDispatcher::pollOnce()函數 4.InputDispatcherThread線程工作　　1.調用InputDispatcher::loopOnce()，在InputDispatcher類中，同樣實現looper機制，迴圈操作　　　　1.調用pollOnce()函數，輪詢InputDispatcher::OutBoundQueue隊列　　　　　　1.隊列中的有事件訊息　　　　　　2.被Notifyargs::notify()函數喚醒　　2.調用對應的InputDispatcher::dispach函數　　　　1.從InputDispatcher::OutBoundQueue隊列中取得EventEntry對象　　　　2.將EventEntry對象轉換成DispatchEntry對象　　　　3.將DispatchEntry對象加入到InputChannel::Connection::outboundQueue隊列中　　　　　　【Q8】：這個InputChannel::Connection對象是從哪裡來的？有什麼用？【Q9】：現在InputDispatcher得到了轉換後的事件訊息，即將要發出去，但是往哪裡發？<A9>：要解決這個問題，需要回到【Q2】  4.【Q2】：ViewRoot有什麼用？它做了哪些事情？->｛解決問題2：Android上層應用是怎麼捕捉到輸入事件的？｝　　<A2>：1.首先，ViewRoot是一個Hander，與當前Activity綁在一起的　　　　　　2.ViewRoot有一個重要的作用：與WMS通訊，完成整個GUI視窗系統的繪製　　　　　　3.建立ViewRoot的時候做了哪些事情？現在來解決問題2：Android上層應用是怎麼捕捉到輸入事件的？ 1.由前面分析知道，Android的事件輸入來自InputManager，所以ViewRoot需要與InputManager通訊　　【Q10】：ViewRoot怎麼與InputManager通訊並取得事件訊息？　　<A10>：ViewRoot與InputManager之間有一個共用記憶體（ShareMemory）　　　　1.InputManager::InputDispatcher將最後的事件訊息發送到共用記憶體（ShareMemory）中　　　　2.ViewRoot在知道有事件訊息到來時，就去共用記憶體（ShareMemory）中取此事件訊息　　【Q11】1.ViewRoot怎麼知道有事件訊息到來？　　<A11>：1.ViewRoot與InputManager是通過管道通訊的機制來傳遞訊息的　　　　1.在建立ViewRoot後，會建立兩個InputChannel類對象　　　　　　1.其中一個InputChannel對象註冊到NativeInputQueue中，與ViewRoot綁在一起　　　　　　　　【Q12】這個NativeInputQueue是用來幹什麼的？　　　　　　　　<A12>：這個NativeInputQueue是Android系統用來維護事件接收的，因為同一時刻，會有很多Activity在等待事件輸入　　　　　　2.另一個InputChannel對象註冊到InputManager類對象中　　　　2.同時會申請上面用到的的共用記憶體　　　　3.InputChannel類主要封裝管道描述符和共用記憶體的描述符等資訊　　　　　　1.在ViewRoot與InputManager中各註冊了一個InputChannel類對象，其中各有兩個管道描述符　　　　　　　　1.兩個InputChannel對象中都包含一個讀和一個寫描述符　　　　　　　　2.所以在ViewRoot與InputManager之前完成了全雙工系統的通訊【後面會用到】　　【Q13】：在Android中，每建立一個Activity，就會建立一個ViewRoot，所以也會建立一個InputChannel對象，那Android系統怎麼來區分這些Activity？　　<A13>：還記得【Q8】嗎，兩個問題一起解決：InputChannel::Connection對象是從哪裡來的？有什麼用？　　　　1.為了區分不同的Activity，NativeInputQueue類中定義了一個子類Connection　　　　2.在註冊InputChannel對象時，每個InputChannel對象中都建立了一個Connection對象　　　　　　1.所以ViewRoot中的每個InputChannel與InputManager中的InputChannel都包含一個Connection對象　　　　　　2.這個Connection對象標識了不同的Activity 　　　　　　　　4.到現在我們就可以回到【Q9】了 5.【Q9】：現在InputDispatcher得到了轉換後的事件訊息，即將要發出去，但是往哪裡發？　<A9>：1.由上面的分析，我們知道現在需要將事件訊息發送給ViewRoot　　　　1.調用InputChannel::Connection::inputPublisher.publishMotionEvent函數將事件訊息發送到共用記憶體（ShareMemory）　　　　2.InputChannel對象向寫管道發送一個dispatch資訊 6.現在工作就該轉移到ViewRoot這邊了　　【Q14】：在NativeInputQueue中有很多InputChannel對象，究竟哪個InputChannel的管道會收到資訊？　　<A14>：還記得【Q13】嗎，InputManager的InputChannel對象是由ViewRoot建立後註冊過去的　　　　1.在每個註冊的InputChannel對象中，都包含了一個Connection對象　　　　2.InputManager的InputChannel對象的Connection對象<--->NativeInputQueue中的InputChannel對象的Connection對象，是一一對應的關係　　　　3.所以與InputDispatcher中Connection對象相對應的那個Connection對象將收到管道資訊　　1.相應的InputChannel對象的Connection對象收到管道資訊　　2.調用InputChannel::Connection::inputConsumer到共用記憶體（ShareMemory）中取得事件訊息　　3.InputChannel再向寫管道中發一個資訊，表示此事件已經取得　　4.然後InputManager中的InputChannel將會收到管道訊息，再繼續進行下一輪事件處理 7.到此為止，事件訊息已經傳遞到NativeInputQueue中的InputChannel對象中　　1.由前面分析，NativeInputQueue中的每個InputChannel對象都對應一個Activity　　2.NativeInputQueue中InputChannel對象是在ViewRoot建立之後建立的，也就是我們的Activity啟動之前　　　　【Q15】：現在Activity關聯的InputChannel對象拿到的這個事件訊息，但是怎麼處理呢？現在我們就來回答問題3：Android上層應用捕捉到輸入事件是怎麼響應的？　　　　<A15>：這個需要回到ViewRoot端InputChannel對象註冊的時候，也就是【Q11】的位置　　　　　　1.ViewRoot端InputChannel對象在向NativeInputQueue註冊時，需要註冊3個參數　　　　　　　　1.其中有一個參數就是ViewRoot的成員變數InputHandler　　　　　　　　　　1.InputHandler就是事件的處理函數，也就是所謂的回呼函數　　　　　　　　　　2.傳遞它的作用主要是明確當前ViewRoot的事件處理函數　　　　　　　　　　3.當InputChannel對象取得事件後，就會去調用ViewRoot的InputHandler函數-{到此為止，事件訊息就傳遞迴了Android應用程式層}　　　　　　　　　　　　【Q16】：這個回呼函數到底是什嗎？　　　　　　　　　　　　<A17>：這個回呼函數大多被Android系統實現成抽象函數　　　　　　　　　　　　　　1.在我們的電視棒遠程遙控器的用戶端，就重寫了對應的方法，用來擷取我們需要的資料，比如onScroll/onLongPress等