Android(安卓)Keyboard/Touch Panel分析

分析一下 Android 是如何读取按键及Touch Panel 的驱动的。主要在 $(ANDROID_DIR)/frameworks/base/libs/ui/EventHub.cpp 这个文件中，这是在 HAL 层，将一步步分析 Android 上层是如何接受事件的。一，先看一下 Android HAL Class EventHub 在$(ANDROID_DIR)/frameworks/base/include/ui/eventhub.h 定义. i. scan_dir(const char *dirname) // dirname = "/dev/input" 扫描 dirname 目录, 该目录下有 event0, event1 ..., 等设备. ii.open_device(devname); 打开 /dev/input/event0,/dev/input/event1 等设备. 这里以打开 /dev/input/event0 设备为例, 分析按键的底层处理. for (attempt = 0; attempt < 10; attempt++) {
fd = open(deviceName, O_RDWR);
if (fd >= 0) break;
usleep(100);
} 首先会打开传进来的设备. 然后会获取version, id等信息. 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';
}
获取 driver name, 在这里也就是 /dev/input/evevnt0, 也就是要到 Driver 里面去读取. 这个名字很重要, 之后要与 keyboard map 相匹配. 这里返回的值是： name = "wayland_m_ebook_key_input" 为什么会返回这个值？请看 event0 的 linux driver. wayland_m_ebook_keypad_probe() 函数中，有以下语句： gpio_key_input->name = "wayland_m_ebook_key_input". 所以这个值是在这个时候设置的。 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, 将 device 信息保存至 mDeviceById[] 数组中. mNumDevicesById: device 的数量 mDevicesById: devive 的信息 new_mFDs = (pollfd*)realloc(mFDs, sizeof(mFDs[0]) * (mFDCount + 1));
new_devices = (device_t**)realloc(mDevices, sizeof(mDevices[0]) * (mFDCount + 1));
为 new_mFDs, mFDs 分配空间, 以备之后保存每个event(x)的fd. mFDs[mFDCount].fd = fd;
mFDs[mFDCount].events = POLLIN;
将 fd 放到 mFDs 数组中. // 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 的设备. 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;
}
} } 继续分析 Android 是如何进行 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 一般都设置为 /system tmpfn 也就是 name 中的内容。而 name = wayland_m_ebook_key_input 所以 keylayoutFilename = /system/usr/keylayout/wayland_m_ebook_key_input.kl. 这个文件保存有按键的信息。可以在这个文件中修改按键的键值。如果没有这个文件则会去读 define 的 qwerty.kl. device->layoutMap->load(keylayoutFilename); load /system/usr/keylayout/wayland_m_ebook_key_input.kl 这个文件进行分析。 KeyLayoutMap::load 在 KeyLayoutMap.cpp 中实现。把按键的映射关系保存在：KeyedVector<int32_t,Key> m_keys; 中。 iii. EventHub::getEvent() 主要通过 read() 函数读取按键事件及进行 Map 键值映射。
二、再来看看 jni 层 com_android_server_KeyInputQueue.cpp 看看其中几行的代码： static JNINativeMethod gInputMethods[] = {
/* name, signature, funcPtr */
{ "readEvent", "(Landroid/view/RawInputEvent;)Z",
(void*) android_server_KeyInputQueue_readEvent }, 可以看出，上层(即 framework层)调用的接口是 readEvent, 实现函数是本文件的android_server_KeyInputQueue_readEvent(). 这个函数调用了 getEvent 读取事件。也就是 EventHub.cpp 中的 EventHub::getEvent(). readEvent调用hub->getEvent读了取事件，然后转换成JAVA的结构。三、再看看 jni 层对应的 java 层（经常封装成 .jar 档案） KeyInputQueue.java 在frameworks/base/services/java/com/android/server/KeyInputQueue.java 里创建了一个 InputDeviceReader 线程，它循环的读取事件，然后把事件放入事件队列里，包括 key / touch panel.
四、事件分发

输入事件分发线程在frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java里创建了一个输入事件分发线程，它负责把事件分发到相应的窗口上去。

按键触摸屏流程分析:

WindowManagerService类的构造函数

WindowManagerService()

mQueue = new KeyQ();

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

private class KeyQ extends KeyInputQueue implements KeyInputQueue.FilterCallback

KeyQ 是抽象类 KeyInputQueue 的实现，所以 new KeyQ类的时候实际上在 KeyInputQueue 类中创建了一个线程 InputDeviceReader 专门用来从设备读取按键事件.

代码：

ThreadmThread=newThread("InputDeviceReader" ){

publicvoid run(){

// 在循环中调用：　　　　 readEvent(ev);
...
send= preprocessEvent(di,ev);
//实际调用的是KeyQ类的preprocessEvent函数
...
intkeycode= rotateKeyCodeLocked(ev.keycode);
int[]map= mKeyRotationMap;

for(inti=0;i<N;i+=2 ){

if(map== keyCode)

returnmap[i+1 ];

}//

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

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

readEvent() 实际上调用的是 com_android_server_KeyInputQueue.cpp (frameworks/base/services/jni)中的

static jboolean android_server_KeyInputQueue_readEvent(JNIEnv* env, jobject clazz,jobject event) 来读取事件，

bool res = hub->getEvent(&deviceId, &type, &scancode, &keycode,&flags, &value, &when)调用的是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)

在函数中调用了读设备操作：res = read(mFDs.fd, &iev, sizeof(iev));

在构造函数 WindowManagerService()调用 new KeyQ() 以后接着调用了：

mInputThread = new InputDispatcherThread();
...

mInputThread.start();

来启动一个线程 InputDispatcherThread

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

因为WindowManagerService类中： final KeyQ mQueue;

所以实际上 InputDispatcherThread 线程实际上从 KeyQ 的事件队列中读取按键事件，在process() 方法中进行处理事件。

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;

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补充一些内容：

在写程序时，需要捕获KEYCODE_HOME、KEYCODE_ENDCALL、KEYCODE_POWER这几个按键，但是这几个按键系统做了特殊处理，

在进行dispatch之前做了一些操作，HOME除了Keygaurd之外，不分发给任何其他APP，ENDCALL和POWER也类似，所以需要我们系统

处理之前进行处理。

我的做法是自己定义一个FLAG，在自己的程序中添加此FLAG，然后在WindowManagerServices.java中获取当前窗口的FLAG属性，如果是我

们自己设置的那个FLAG，则不进行特殊处理，直接分发按键消息到我们的APP当中，由APP自己处理。

这部分代码最好添加在

@Override
boolean preprocessEvent(InputDevice device, RawInputEvent event)

方法中，这个方法是KeyInputQueue中的一个虚函数，在处理按键事件之前的一个“预处理”。

PS:对HOME键的处理好像必需要修改PhoneWindowManager.java中的interceptKeyTi方法，具体可以参考对KeyGuard程序的处理。

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