Android Keyboard/Touch Panel分析

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上載者:User
分析一下 Android 是如何讀取按鍵及Touch Panel 的驅動的。主要在$(ANDROID_DIR)/frameworks/base/libs/ui/EventHub.cpp這個檔案中,這是在 HAL 層,將一步步分析 Android 上層是如何接受事件的。 一, 先看一下 Android HALClass EventHub 在  $(ANDROID_DIR)/frameworks/base/include/ui/eventhub.h 定義. i. scan_dir(const char *dirname) // dirname = "/dev/input"    掃描 dirname 目錄, 該目錄下有 event0, event1 ..., 等裝置. ii.  open_device(devname);  開啟 /dev/input/event0, /dev/input/event1 等裝置.  這裡以開啟 /dev/input/event0 裝置為例, 分析按鍵的底層處理.     for (attempt = 0; attempt < 10; attempt++) {
        fd = open(deviceName, O_RDWR);
        if (fd >= 0) break;
        usleep(100);
    }    首先會開啟傳進來的裝置. 然後會擷取version, id等資訊.     if(ioctl(fd, EVIOCGNAME(sizeof(name) - 1), &name) < 1) {
    //fprintf(stderr, "could not get device name for %s, %s/n", deviceName, strerror(errno));
        name[0] = '/0';
    }
    擷取 driver name, 在這裡也就是 /dev/input/evevnt0, 也就是要到 Driver 裡面去讀取.    這個名字很重要, 之後要與 keyboard map 相匹配.    這裡返回的值是: name = "wayland_m_ebook_key_input"    為什麼會返回這個值? 請看 event0 的 linux driver.    wayland_m_ebook_keypad_probe() 函數中,有以下語句:    gpio_key_input->name = "wayland_m_ebook_key_input".    所以這個值是在這個時候設定的。      int devid = 0;
    while (devid < mNumDevicesById) {
        if (mDevicesById[devid].device == NULL) {
            break;
        }
        devid++;
    }
    if (devid >= mNumDevicesById) {
        device_ent* new_devids = (device_ent*)realloc(mDevicesById,
                sizeof(mDevicesById[0]) * (devid + 1));
        if (new_devids == NULL) {
            LOGE("out of memory");
            return -1;
        }
        mDevicesById = new_devids;
        mNumDevicesById = devid+1;
        mDevicesById[devid].device = NULL;
        mDevicesById[devid].seq = 0;
    }     分配 new device, 將 device 資訊儲存至 mDeviceById[] 數組中.    mNumDevicesById: device 的數量    mDevicesById: devive 的資訊        new_mFDs = (pollfd*)realloc(mFDs, sizeof(mFDs[0]) * (mFDCount + 1));
    new_devices = (device_t**)realloc(mDevices, sizeof(mDevices[0]) * (mFDCount + 1));
    為 new_mFDs, mFDs 分配空間, 以備之後儲存每個 event(x) 的fd.     mFDs[mFDCount].fd = fd;
    mFDs[mFDCount].events = POLLIN;
    將 fd 放到 mFDs 數組中.         // See if this is a keyboard, and classify it.
    uint8_t key_bitmask[(KEY_MAX+1)/8];
    memset(key_bitmask, 0, sizeof(key_bitmask));
    LOGV("Getting keys...");
    if (ioctl(fd, EVIOCGBIT(EV_KEY, sizeof(key_bitmask)), key_bitmask) >= 0) {
        //LOGI("MAP/n");
        //for (int i=0; i<((KEY_MAX+1)/8); i++) {
        //    LOGI("%d: 0x%02x/n", i, key_bitmask[i]);
        //}
        for (int i=0; i<((BTN_MISC+7)/8); i++) {
            if (key_bitmask[i] != 0) {
                device->classes |= CLASS_KEYBOARD;
                break;
            }
        }
        if ((device->classes & CLASS_KEYBOARD) != 0) {
            device->keyBitmask = new uint8_t[sizeof(key_bitmask)];
            if (device->keyBitmask != NULL) {
                memcpy(device->keyBitmask, key_bitmask, sizeof(key_bitmask));
            } else {
                delete device;
                LOGE("out of memory allocating key bitmask");
                return -1;
            }
        }
    }
    如果是 keyboard 的裝置.          if (test_bit(BTN_TOUCH, key_bitmask)) {
        uint8_t abs_bitmask[(ABS_MAX+1)/8];
        memset(abs_bitmask, 0, sizeof(abs_bitmask));
        LOGV("Getting absolute controllers...");
        if (ioctl(fd, EVIOCGBIT(EV_ABS, sizeof(abs_bitmask)), abs_bitmask) >= 0)
        {
            if (test_bit(ABS_X, abs_bitmask) && test_bit(ABS_Y, abs_bitmask)) {
                device->classes |= CLASS_TOUCHSCREEN;
            }
        }    }         繼續分析 Android 是如何進行 keyboard 映射的:        char tmpfn[sizeof(name)];
        char keylayoutFilename[300];        // a more descriptive name
        device->name = name;        // replace all the spaces with underscores
        strcpy(tmpfn, name);
        for (char *p = strchr(tmpfn, ' '); p && *p; p = strchr(tmpfn, ' '))
            *p = '_';        // find the .kl file we need for this device
        const char* root = getenv("ANDROID_ROOT");
        snprintf(keylayoutFilename, sizeof(keylayoutFilename),
                 "%s/usr/keylayout/%s.kl", root, tmpfn);
        bool defaultKeymap = false;
        if (access(keylayoutFilename, R_OK)) {
            snprintf(keylayoutFilename, sizeof(keylayoutFilename),
                     "%s/usr/keylayout/%s", root, "qwerty.kl");
            defaultKeymap = true;
        }        ANDROID_ROOT 一般都設定為 /system        tmpfn 也就是 name 中的內容。而 name = wayland_m_ebook_key_input        所以 keylayoutFilename = /system/usr/keylayout/wayland_m_ebook_key_input.kl.        這個檔案儲存有按鍵的資訊。 可以在這個檔案中修改按鍵的索引值。        如果沒有這個檔案則會去讀 define 的 qwerty.kl.                 device->layoutMap->load(keylayoutFilename);        load /system/usr/keylayout/wayland_m_ebook_key_input.kl 這個檔案進行分析。        KeyLayoutMap::load 在 KeyLayoutMap.cpp 中實現。        把按鍵的映射關係儲存在 :KeyedVector<int32_t,Key> m_keys; 中。    iii. EventHub::getEvent()     主要通過 read() 函數讀取按鍵事件 及進行 Map 索引值映射。  二、再來看看 jni 層    com_android_server_KeyInputQueue.cpp 看看其中幾行的代碼:static JNINativeMethod gInputMethods[] = {
    /* name, signature, funcPtr */
    { "readEvent",       "(Landroid/view/RawInputEvent;)Z",
            (void*) android_server_KeyInputQueue_readEvent },  可以看出, 上層(即 framework層)調用的介面是 readEvent, 實現函數是本檔案的android_server_KeyInputQueue_readEvent(). 這個函數調用了 getEvent 讀取事件。也就是 EventHub.cpp 中的 EventHub::getEvent(). readEvent調用hub->getEvent讀了取事件,然後轉換成JAVA的結構。  三、再看看 jni 層對應的 java 層(經常封裝成 .jar 檔案)   KeyInputQueue.java     在frameworks/base/services/java/com/android/server/KeyInputQueue.java 裡建立了一個  InputDeviceReader 線程,它迴圈的讀取事件,然後把事件放入事件隊列裡,包括 key / touch panel. 
 四、事件分發

輸入事件分發線程 在frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java裡建立了一個輸入事件分發線程,它負責把事件分發到相應的視窗上去。

按鍵觸控螢幕流程分析:

    WindowManagerService類的建構函式

    WindowManagerService()

    mQueue = new KeyQ();

因為 WindowManagerService.java (frameworks/base/services/java/com/android/server)中有:

private class KeyQ extends KeyInputQueue implements KeyInputQueue.FilterCallback

KeyQ 是抽象類別 KeyInputQueue 的實現,所以 new KeyQ類的時候實際上在 KeyInputQueue 類中建立了一個線程 InputDeviceReader 專門用來從裝置讀取按鍵事件.

代碼:

{
function onclick()
{
function onclick()
{
cnblogs_code_show('62132c69-fd85-40d9-94ab-bfc6127ab80d')
}
}
}">Thread mThread = new Thread("InputDeviceReader") { 

    public void run() { 

        // 在迴圈中調用:     readEvent(ev); 
        ... 
        send = preprocessEvent(di, ev); 
          //實際調用的是 KeyQ 類的 preprocessEvent 函數 
         ... 
        int keycode = rotateKeyCodeLocked(ev.keycode); 
         int[] map = mKeyRotationMap; 

        for (int i=0; i<N; i+=2) { 

            if (map == keyCode)  

            return map[i+1]; 

        } // 

        addLocked(di, curTime, ev.flags,RawInputEvent.CLASS_KEYBOARD,
                  newKeyEvent(di, di.mDownTime, curTime, down,keycode, 0, scancode,...)); 

        QueuedEvent ev = obtainLocked(device, when, flags, classType, event); 
    } 
}; 

 

readEvent() 實際上調用的是 com_android_server_KeyInputQueue.cpp (frameworks/base/services/jni)中的

static jboolean android_server_KeyInputQueue_readEvent(JNIEnv* env, jobject clazz,jobject event) 來讀取事件,

 

bool res = hub->getEvent(&deviceId, &type, &scancode, &keycode,&flags, &value, &when)調用的是EventHub.cpp (frameworks/base/libs/ui)中的:

    bool EventHub::getEvent (int32_t* outDeviceId, int32_t* outType,

            int32_t* outScancode, int32_t* outKeycode, uint32_t *outFlags,

            int32_t* outValue, nsecs_t* outWhen)

在函數中調用了讀裝置操作:res = read(mFDs.fd, &iev, sizeof(iev));

在建構函式 WindowManagerService()調用 new KeyQ() 以後接著調用了:

    mInputThread = new InputDispatcherThread();       
    ...     

    mInputThread.start();

來啟動一個線程 InputDispatcherThread

    run()
    process(); 
    QueuedEvent ev = mQueue.getEvent(...)

因為WindowManagerService類中: final KeyQ mQueue;

所以實際上 InputDispatcherThread 線程實際上從 KeyQ 的事件隊列中讀取按鍵事件,在process() 方法中進行處理事件。

    switch (ev.classType) 
    case RawInputEvent.CLASS_KEYBOARD: 
        ... 
        dispatchKey((KeyEvent)ev.event, 0, 0); 
        mQueue.recycleEvent(ev); 
        break;
    case RawInputEvent.CLASS_TOUCHSCREEN: 
        //Log.i(TAG, "Read next event " + ev); 
        dispatchPointer(ev, (MotionEvent)ev.event, 0, 0); 
        break;

  case RawInputEvent.CLASS_TRACKBALL:
        dispatchTrackball(ev, (MotionEvent)ev.event, 0, 0);
        break;

 

===============================================================

補充一些內容:

在寫程式時,需要捕獲KEYCODE_HOME、KEYCODE_ENDCALL、KEYCODE_POWER這幾個按鍵,但是這幾個按鍵系統做了特殊處理,

在進行dispatch之前做了一些操作,HOME除了Keygaurd之外,不分發給任何其他APP,ENDCALL和POWER也類似,所以需要我們系統

處理之前進行處理。

我的做法是自己定義一個FLAG,在自己的程式中添加此FLAG,然後在WindowManagerServices.java中擷取當前視窗的FLAG屬性,如果是我

們自己設定的那個FLAG,則不進行特殊處理,直接分發按鍵訊息到我們的APP當中,由APP自己處理。

這部分代碼最好添加在

@Override
boolean preprocessEvent(InputDevice device, RawInputEvent event)

方法中,這個方法是KeyInputQueue中的一個虛函數,在處理按鍵事件之前的一個“預先處理”。

PS:對HOME鍵的處理好像必需要修改PhoneWindowManager.java中的interceptKeyTi方法,具體可以參考對KeyGuard程式的處理。

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