【Android】Android輸入子系統

成鵬緻遠|2013-10-25

1.linux輸入子系統裝置是基于平台裝置機制的，是以先回顧平台裝置機制，主要回顧後面用得到的東西

1.申請主裝置号

2.建立cdev->将cdev挂載到系統裝置哈希連結清單中，同時生成inode節點

3.建立device->将device與剛生成的inode節點關聯起來，為上層調用提供接口

2.注冊輸入子系統裝置

1.建立一個裝置類class

2.申請主裝置号

3.建立cdev->将cdev挂載到系統裝置哈希連結清單中，同時生成inode節點

4.建立input_device->将input_device與剛生成的inode節點關聯起來，為事件驅動層提供接口

1.注冊裝置支援輸入事件類型（type）->【這個後面會用到】

2.注冊裝置支援輸入事件編碼

3.生成/dev/input_device

　　　　　　5.當input_device與input_hander比對成功

1.生成/dev/input*

2.上層應用通過主裝置号打開/dev/input，通過次裝置号打開/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】

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？

　　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

　　1.Activity運作時，使用者點選觸摸屏操作->｛事件産生｝

　　　　1.點選觸摸屏，必然會調用觸摸屏驅動->｛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->｛事件消息傳遞到JNI層｝

　1.實作JNI層方法，填充本地方法映射表，實作提供Android上層應用的接口

　2.生成so動态連結庫檔案，adb push到/system/lib目錄下

　2.JNI本地方法調用HAL層（硬體抽象層：中間件）方法->｛事件消息傳遞到HAL層｝

　1.JNI層通過指定ID得到HAL子產品執行個體，然後調用HAL層函數

　2.生成so動态連結庫檔案，adb push到/system/lib/hw目錄下

　3.HAL通過系統調用write進入核心層->｛事件消息傳遞到核心｝

　1.copy_from_user()取得使用者層資料

　2.調用input_device.write->｛（1.1.2）：事件消息傳遞到驅動層｝

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　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->｛事件消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）：事件消息傳遞到核心層｝

　　　1.通過copy_to_user()将核心資料傳遞到使用者空間->｛事件消息傳遞到使用者空間｝

【Q4】：read函數被誰調用的？

　7.事件消息被Android的事件處理系統捕捉到->｛事件消息傳遞到Android事件處理系統｝

　1.Android事件處理系統将這個消息發送到Android應用層

【Q5】：事件消息在Android事件處理系統中是怎麼傳遞的？

　8.Android上層擷取事件消息，根據事件類型（3.1.1.5.1：type）響應上層View相應回調函數

　9.Android界面UI更新->｛事件響應｝

　　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：×××遠端遙控器

1.用戶端APK

1.資料采集->{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->{實作二個虛拟裝置（虛拟鍵盤裝置與虛拟滑鼠裝置}

1.接收資料

2.将資料傳送到虛拟裝置

3.虛拟裝置上報事件，欺騙系統輸入事件發生

<A5>：看看Android的事件處理系統

1.緊接着3.1.1.7，事件消息傳遞到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發）

1.在InputManager構造函數中，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()），産生兩個線程（InputReaderThread/InputDispatcherThread，分别負責事件捕獲與事件轉發）

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，已經實作looper機制，循環操作

　　　　　　1.調用EventHub::getEvent()函數

　　　　　　　　1.調用Epoll_wait()函數

　　　　　　　　　　1.在Epoll_wait()函數中，會去循環讀取所有的/dev/input裝置，一旦有事件産生，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，一一對應關系

　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，從核心層拿到事件消息}

<A4>：read函數是InputReader調用的

　　　　　　2.将從核心層讀取到的事件消息（input_event）儲存到RawEvent中

2.根據事件類型（input_event.type）調用相應的消息轉換器（InputMapper）

　　1.Android系統目前支援5種事件消息（翻滑蓋/軌迹球/多點觸摸/單點觸摸/鍵盤）

3.InputReader::InputDevice::inputMapper将RawEvent事件轉換成對應的Notifyargs

　　1.InputMapper将RawEvent事件轉換成對應的Notifyargs類

　　2.将Notifyargs加入到InputRead::QueueListener::argsQueue隊列中

4.調用InputReader::QueueListener::flush()函數，處理隊列中的事件消息

5.調用Notifyargs::notify函數，将事件消息轉換成對應的EventEntry再轉交給InputDispatcher

1.對事件進行預處理

　　1.判斷是否丢棄此事件消息

　　　　1.丢棄，則直接傳回

　　　　2.不丢棄

　　2.擷取目前Activity對應的Connection對象->（這個後面再講）

2.将對應的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，将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，同樣實作looper機制，循環操作

　　　　1.調用pollOnce()函數，輪詢InputDispatcher::OutBoundQueue隊列

　　　　　　1.隊列中的有事件消息

　　　　　　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.将EventEntry對象轉換成DispatchEntry對象

　　　　3.将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消息，即将要發出去，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，與目前Activity綁在一起的

　　　　　　2.ViewRoot有一個重要的作用：與WMS通信，完成整個GUI視窗系統的繪制

　　　　　　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，是以ViewRoot需要與InputManager通信

【Q10】：ViewRoot怎麼與InputManager通信并取得事件消息？

　　<A10>：ViewRoot與InputManager之間有一個共享記憶體（ShareMemory）

　　　　1.InputManager::InputDispatcher将最後的事件消息發送到共享記憶體（ShareMemory）中

　　　　2.ViewRoot在知道有事件消息到來時，就去共享記憶體（ShareMemory）中取此事件消息

【Q11】1.ViewRoot怎麼知道有事件消息到來？

　　<A11>：1.ViewRoot與InputManager是通過管道通信的機制來傳遞消息的

　　　　1.在建立ViewRoot後，會建立兩個InputChannel類對象

　　　　　　1.其中一個InputChannel對象注冊到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對象注冊到InputManager類對象中

　　　　2.同時會申請上面用到的的共享記憶體

　　　　3.InputChannel類主要封裝管道描述符和共享記憶體的描述符等資訊

　　　　　　1.在ViewRoot與InputManager中各注冊了一個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.是以在ViewRoot與InputManager之前完成了全雙工的通信【後面會用到】

【Q13】：在Android中，每建立一個Activity，就會建立一個ViewRoot，是以也會建立一個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.在注冊InputChannel對象時，每個InputChannel對象中都建立了一個Connection對象

　　　　　　1.是以ViewRoot中的每個InputChannel與InputManager中的InputChannel都包含一個Connection對象

　　　　　　2.這個Connection對象辨別了不同的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消息，即将要發出去，但是往哪裡發？

　<A9>：1.由上面的分析，我們知道現在需要将事件消息發送給ViewRoot

　　　　1.調用InputChannel::Connection::inputPublisher.publishMotionEvent函數将事件消息發送到共享記憶體（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建立後注冊過去的

　　　　1.在每個注冊的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，是一一對應的關系

　　　　3.是以與InputDispatcher中Connection對象相對應的那個Connection對象将收到管道資訊

　　1.相應的InputChannel對象的Connection對象收到管道資訊

　　2.調用InputChannel::Connection::inputConsumer到共享記憶體（ShareMemory）中取得事件消息

　　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将會收到管道消息，再繼續進行下一輪事件處理

7.到此為止，事件消息已經傳遞到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消息，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對象注冊的時候，也就是【Q11】的位置

　　　　　　1.ViewRoot端InputChannel對象在向NativeInputQueue注冊時，需要注冊3個參數

　　　　　　　　1.其中有一個參數就是ViewRoot的成員變量InputHandler

　　　　　　　　　　1.InputHandler就是事件的處理函數，也就是所謂的回調函數

　　　　　　　　　　2.傳遞它的作用主要是明确目前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，事件消息就傳遞回了Android應用層}

【Q16】：這個回調函數到底是什麼？

　　　　　　　　　　　　<A17>：這個回調函數大多被Android系統實作成抽象函數

　　　　　　　　　　　　　　1.在我們的×××遠端遙控器的用戶端，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