Input系統(tǒng)之InputReader處理按鍵事件詳解

更新時(shí)間：2022年11月23日 09:20:55 作者：大胃粥

這篇文章主要為大家介紹了Input系統(tǒng)之InputReader處理按鍵事件詳解，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進(jìn)步，早日升職加薪

前言

前面幾篇文章已經(jīng)為 Input 系統(tǒng)的分析打好了基礎(chǔ)，現(xiàn)在是時(shí)候進(jìn)行更深入的分析了。

通常，手機(jī)是不帶鍵盤的，但是手機(jī)上仍然有按鍵，就是我們經(jīng)常使用的電源鍵以及音量鍵。因此還是有必要分析按鍵事件的處理流程。

那么，掌握按鍵事件的處理流程，對我們有什么用處呢？例如，手機(jī)上添加了一個(gè)功能按鍵，你知道如何把這個(gè)物理按鍵映射到上層，然后處理這個(gè)按鍵嗎？又例如，如果設(shè)備是不需要電源鍵，但是系統(tǒng)默認(rèn)把某一個(gè)按鍵映射為電源鍵，那么我們?nèi)绾问惯@個(gè)按鍵不成為電源鍵呢？所有這一切，都與按鍵事件的處理流程相關(guān)。

認(rèn)識按鍵事件

很多讀者可能還不知道按鍵事件到底長什么樣，通過 adb shell getevent 可以獲取輸入設(shè)備產(chǎn)生的元輸入事件，按鍵事件當(dāng)然也包括在內(nèi)。

當(dāng)按下電源鍵，可以產(chǎn)生如下的按鍵事件

/dev/input/event0: 0001 0074 00000001
/dev/input/event0: 0000 0000 00000000
/dev/input/event0: 0001 0074 00000000
/dev/input/event0: 0000 0000 00000000

/dev/input/event0 是內(nèi)核為輸入設(shè)備生成的設(shè)備文件，它代表一個(gè)輸入設(shè)備，它后面的數(shù)據(jù)格式為 type code value。

以第一行為例，幾個(gè)數(shù)據(jù)的含義如下

0001 代表輸入設(shè)備產(chǎn)生事件的類型。此時(shí)電源鍵產(chǎn)生的是一個(gè)按鍵類型事件，而如果手指在觸摸設(shè)備上滑動(dòng)，產(chǎn)生是一個(gè)坐標(biāo)類型事件。
0074 表示按鍵的掃描碼(code)，這個(gè)掃描碼是與輸入設(shè)備相關(guān)，因此不同的設(shè)備上的電源鍵，產(chǎn)生的掃描碼可能不同。
00000001 表示按鍵值(value)。 00000001 表示按鍵被按下，00000000 表示按鍵抬起。

因此，一個(gè)輸入設(shè)備產(chǎn)生的事件，可以通過 type + code + value 的形式表示。

注意，以上這些數(shù)據(jù)都是元輸入事件的數(shù)據(jù)，是由內(nèi)核直接為輸入設(shè)備生成的數(shù)據(jù)，因此讀起來沒那么直觀。我們可以通過 adb shell getevent -l 顯示輸入系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，當(dāng)按下電源鍵，會出現(xiàn)如下結(jié)果

/dev/input/event0: EV_KEY KEY_POWER DOWN
/dev/input/event0: EV_SYN SYN_REPORT 00000000
/dev/input/event0: EV_KEY KEY_POWER UP
/dev/input/event0: EV_SYN SYN_REPORT 00000000

第一行數(shù)據(jù)，EV_KEY + KEY_POWER + DOWN 表示電源鍵按下。

第三行數(shù)據(jù)，EV_KEY + KEY_POWER + UP 表示電源鍵抬起。

第二行和第四行的數(shù)據(jù)，EV_SYN + SYN_REPORT 表示之前的一個(gè)事件的數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢，需要系統(tǒng)同步之前一個(gè)事件的所有數(shù)據(jù)。對于一個(gè)按鍵，一個(gè)事件只有一條數(shù)據(jù)，然而對于觸摸板上的滑動(dòng)事件，例如手指按下事件，它的數(shù)據(jù)可不止一條，我們將在后面的文章中看到。

好，既然已經(jīng)以按鍵事件的數(shù)據(jù)有了基本的認(rèn)識，那么接下來開始著手分析按鍵事件的處理流程。

處理按鍵事件

從前面文章可知，InputReader 從 EventHub 中獲取了輸入事件的數(shù)據(jù)，然后調(diào)用如下函數(shù)進(jìn)行處理

void InputReader::processEventsLocked(const RawEvent* rawEvents, size_t count) {
    for (const RawEvent* rawEvent = rawEvents; count;) {
        int32_t type = rawEvent->type;
        size_t batchSize = 1;
        if (type < EventHubInterface::FIRST_SYNTHETIC_EVENT) {
            int32_t deviceId = rawEvent->deviceId;
            // 獲取同一個(gè)設(shè)備的元輸入事件的數(shù)量
            while (batchSize < count) {
                if (rawEvent[batchSize].type >= EventHubInterface::FIRST_SYNTHETIC_EVENT ||
                    rawEvent[batchSize].deviceId != deviceId) {
                    break;
                }
                batchSize += 1;
            }
            // 批量處理同一個(gè)設(shè)備的元輸入事件
            processEventsForDeviceLocked(deviceId, rawEvent, batchSize);
        } else {
            // ...
        }
        count -= batchSize;
        rawEvent += batchSize;
    }
}
void InputReader::processEventsForDeviceLocked(int32_t eventHubId, const RawEvent* rawEvents,
                                               size_t count) {
    auto deviceIt = mDevices.find(eventHubId);
    if (deviceIt == mDevices.end()) {
        return;
    }
    std::shared_ptr<InputDevice>& device = deviceIt->second;
    // 如果 InputDevice 沒有 InputMapper，那么它不能處理事件
    if (device->isIgnored()) {
        return;
    }
    // InputDevice 批量處理元輸入事件
    device->process(rawEvents, count);
}

InputReader 首先找到屬于同一個(gè)設(shè)備的多個(gè)事件，然后交給 InputDevice 進(jìn)行批量處理

// frameworks/native/services/inputflinger/reader/InputDevice.cpp
void InputDevice::process(const RawEvent* rawEvents, size_t count) {
    // 雖然 InputReader 把批量的事件交給 InputDevice，但是 InputDevice 還是逐個(gè)處理事件
    for (const RawEvent* rawEvent = rawEvents; count != 0; rawEvent++) {
        if (mDropUntilNextSync) {
            if (rawEvent->type == EV_SYN && rawEvent->code == SYN_REPORT) {
                mDropUntilNextSync = false;
            } 
        } else if (rawEvent->type == EV_SYN && rawEvent->code == SYN_DROPPED) {
            // EV_SYN + SYN_DROPPED 表明要丟棄后面的事件，直到 EV_SYN + SYN_REPORT
            mDropUntilNextSync = true;
            reset(rawEvent->when);
        } else {
            // 每一個(gè)事件交給 InputMapper 處理
            for_each_mapper_in_subdevice(rawEvent->deviceId, [rawEvent](InputMapper& mapper) {
                mapper.process(rawEvent);
            });
        }
        --count;
    }
}

雖然 InputReader 把事件交給 InputDevice 進(jìn)行批量處理，但是 InputDevice 是逐個(gè)把事件交給它的 InputMapper 處理。

對于鍵盤類型的輸入設(shè)備，它的 InputMapper 實(shí)現(xiàn)類為 KeyboardInputMapper，它對按鍵事件處理如下

void KeyboardInputMapper::process(const RawEvent* rawEvent) {
    switch (rawEvent->type) {
        // 處理 EV_KEY
        case EV_KEY: {
            int32_t scanCode = rawEvent->code;
            int32_t usageCode = mCurrentHidUsage;
            mCurrentHidUsage = 0;
            if (isKeyboardOrGamepadKey(scanCode)) {
                // 注意第三個(gè)參數(shù)，value等于0，才表示按鍵down， 也就是說，value 為1， 表示按鍵被按下
                processKey(rawEvent->when, rawEvent->readTime, rawEvent->value != 0, scanCode,
                           usageCode);
            }
            break;
        }
        case EV_MSC: {
            // ...
        }
        // 處理 EV_SYN + SYN_REPORT
        case EV_SYN: {
            if (rawEvent->code == SYN_REPORT) {
                mCurrentHidUsage = 0;
            }
        }
    }
}

其中，我們只需要關(guān)心類型為 EV_KEY 類型的事件，它表示一個(gè)按鍵事件，它的處理如下

void KeyboardInputMapper::processKey(nsecs_t when, nsecs_t readTime, bool down, int32_t scanCode,
                                     int32_t usageCode) {
    int32_t keyCode;
    int32_t keyMetaState;
    uint32_t policyFlags;
    // 1. 根據(jù)鍵盤配置文件，把 scanCode 轉(zhuǎn)化為 keycode，并獲取 flags
    if (getDeviceContext().mapKey(scanCode, usageCode, mMetaState, &keyCode, &keyMetaState,
                                  &policyFlags)) {
        keyCode = AKEYCODE_UNKNOWN;
        keyMetaState = mMetaState;
        policyFlags = 0;
    }
    // 按下
    if (down) {
        // 根據(jù)屏幕方向，再次轉(zhuǎn)換 keyCode
        // Rotate key codes according to orientation if needed.
        if (mParameters.orientationAware) {
            keyCode = rotateKeyCode(keyCode, getOrientation());
        }
        // Add key down.
        ssize_t keyDownIndex = findKeyDown(scanCode);
        if (keyDownIndex >= 0) {
            // key repeat, be sure to use same keycode as before in case of rotation
            keyCode = mKeyDowns[keyDownIndex].keyCode;
        } else {
            // key down
            if ((policyFlags & POLICY_FLAG_VIRTUAL) &&
                getContext()->shouldDropVirtualKey(when, keyCode, scanCode)) {
                return;
            }
            if (policyFlags & POLICY_FLAG_GESTURE) {
                // 如果設(shè)備通知支持觸摸，那么發(fā)送一個(gè) ACTION_CANCEL 事件
                getDeviceContext().cancelTouch(when, readTime);
            }
            KeyDown keyDown;
            keyDown.keyCode = keyCode;
            keyDown.scanCode = scanCode;
            // 保存按下的按鍵
            mKeyDowns.push_back(keyDown);
        }
        mDownTime = when;
    } else { // 抬起按鍵
        // Remove key down.
        ssize_t keyDownIndex = findKeyDown(scanCode);
        if (keyDownIndex >= 0) {
            // key up, be sure to use same keycode as before in case of rotation
            keyCode = mKeyDowns[keyDownIndex].keyCode;
            // 移除
            mKeyDowns.erase(mKeyDowns.begin() + (size_t)keyDownIndex);
        } else {
            // key was not actually down
            ALOGI("Dropping key up from device %s because the key was not down.  "
                  "keyCode=%d, scanCode=%d",
                  getDeviceName().c_str(), keyCode, scanCode);
            return;
        }
    }
    // 更新meta狀態(tài)
    if (updateMetaStateIfNeeded(keyCode, down)) {
        // If global meta state changed send it along with the key.
        // If it has not changed then we'll use what keymap gave us,
        // since key replacement logic might temporarily reset a few
        // meta bits for given key.
        keyMetaState = mMetaState;
    }
    nsecs_t downTime = mDownTime;
    // 外部設(shè)備的按鍵按下時(shí)，添加喚醒標(biāo)志位
    if (down && getDeviceContext().isExternal() && !mParameters.doNotWakeByDefault &&
        !isMediaKey(keyCode)) {
        policyFlags |= POLICY_FLAG_WAKE;
    }
    // 設(shè)備是否能生成重復(fù)按鍵事件，一般設(shè)備都不支持這個(gè)功能
    // 而是由系統(tǒng)模擬生成重復(fù)按鍵事件
    if (mParameters.handlesKeyRepeat) {
        policyFlags |= POLICY_FLAG_DISABLE_KEY_REPEAT;
    }
    // 2. 生成 NotifyKeyArgs, 并加到 QueuedInputListener 隊(duì)列中
    NotifyKeyArgs args(getContext()->getNextId(), when, readTime, getDeviceId(), mSource,
                       getDisplayId(), policyFlags,
                       down ? AKEY_EVENT_ACTION_DOWN : AKEY_EVENT_ACTION_UP/*action*/,
                       AKEY_EVENT_FLAG_FROM_SYSTEM/*flags*/, keyCode, scanCode, keyMetaState, downTime);
    getListener()->notifyKey(&args);
}

我現(xiàn)在只關(guān)心手機(jī)上電源鍵以及音量鍵的處理流程，因此這里的處理過程主要分為兩步

根據(jù)按鍵配置文件，把掃描碼(scan code)轉(zhuǎn)換為按鍵碼(key code)，并從配置文件中獲取策略標(biāo)志位(policy flag)。不同的輸入設(shè)備的同一種功能的按鍵，例如電源鍵，產(chǎn)生的掃描碼不一定都相同，Android 系統(tǒng)需要把掃描碼映射為同一個(gè)按鍵碼進(jìn)行處理。
創(chuàng)建一個(gè)事件 NotifyKeyArgs，并加入到 QueuedInputListener 隊(duì)列中。從前面的文章可知，當(dāng) InputReader 處理完從 EventHub 讀到的事件后，會刷新這個(gè)隊(duì)列，從而把事件發(fā)送給 InputClassifier。而對于按鍵事件，InputClassifier 不做任何加工，直接把事件傳遞給 InputDispatcher。

現(xiàn)在只要知道如何把一個(gè)按鍵的掃描碼映射為按鍵碼，InputReader 處理按鍵事件的整個(gè)流程都一清二楚了。

掃描碼映射按鍵碼

status_t EventHub::mapKey(int32_t deviceId, int32_t scanCode, int32_t usageCode, int32_t metaState,
                          int32_t* outKeycode, int32_t* outMetaState, uint32_t* outFlags) const {
    std::scoped_lock _l(mLock);
    Device* device = getDeviceLocked(deviceId);
    status_t status = NAME_NOT_FOUND;
    if (device != nullptr) {
        // Check the key character map first.
        const std::shared_ptr<KeyCharacterMap> kcm = device->getKeyCharacterMap();
        if (kcm) {
            // 1. KeyCharacterMapFile :轉(zhuǎn)換 scanCode 為 keyCode
            if (!kcm->mapKey(scanCode, usageCode, outKeycode)) {
                *outFlags = 0;
                status = NO_ERROR;
            }
        }
        // Check the key layout next.
        if (status != NO_ERROR && device->keyMap.haveKeyLayout()) {
            // 2. KeyLayoutFile: 把 scanCode 轉(zhuǎn)換為 keycode
            if (!device->keyMap.keyLayoutMap->mapKey(scanCode, usageCode, outKeycode, outFlags)) {
                status = NO_ERROR;
            }
        }
        if (status == NO_ERROR) {
            if (kcm) {
                // 3. KeyCharacterMapFile: 根據(jù)meta按鍵狀態(tài)，重新映射按鍵字符
                kcm->tryRemapKey(*outKeycode, metaState, outKeycode, outMetaState);
            } else {
                *outMetaState = metaState;
            }
        }
    }
    if (status != NO_ERROR) {
        *outKeycode = 0;
        *outFlags = 0;
        *outMetaState = metaState;
    }
    return status;
}

掃描碼轉(zhuǎn)化為按鍵碼的過程有點(diǎn)小復(fù)雜

首先根據(jù) kcm(key character map) 文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
如果第一步失敗，那么根據(jù) kl(key layout) 文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
如果前兩步，有一個(gè)成功，那么再根據(jù)meta按鍵狀態(tài)，重新使用 kcm 文件對按鍵碼再次進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這個(gè)只對鍵盤起作用，例如按下 shift ，再按字母鍵，那么會產(chǎn)生大寫的字母的按鍵碼。而對于電源鍵和音量鍵，此步驟可以忽略。

可以發(fā)現(xiàn)，kcm 和 kl 文件都可以把按鍵的掃描碼進(jìn)行轉(zhuǎn)換為按鍵碼，然而 kcm 文件一般都只是針對鍵盤按鍵，而對于電源鍵和音量鍵，一般都是通過 kl 文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換的。

那么如何找到輸入設(shè)備的 kl 文件呢？前面通過 adb shell getevent 可以發(fā)現(xiàn)輸入設(shè)備的文件節(jié)點(diǎn)為 /dev/input/event0，再通過 adb shell dumpsys input 導(dǎo)出所有設(shè)備的信息，就可以找到電源鍵屬于哪個(gè)設(shè)備，以及設(shè)備的的按鍵配置文件

    6: qpnp_pon
      Classes: KEYBOARD
      Path: /dev/input/event0
      Enabled: true
      Descriptor: fb60d4f4370f5dbe8267b63d38dea852987571ab
      Location: qpnp_pon/input0
      ControllerNumber: 0
      UniqueId: 
      Identifier: bus=0x0000, vendor=0x0000, product=0x0000, version=0x0000
      KeyLayoutFile: /system/usr/keylayout/Generic.kl
      KeyCharacterMapFile: /system/usr/keychars/Generic.kcm
      ConfigurationFile: 
      VideoDevice: <none>

從這個(gè)信息就可以看出，輸入設(shè)備的 kl 文件為 /system/usr/keylayout/Generic.kl，它的電源鍵映射如下

key 116   POWER

其中，116是十進(jìn)制，它的十六進(jìn)制為 0x74，正好就是 adb shell getevent 顯示的電源按鍵的掃描碼。

POWER 就是被映射成的按鍵碼，但是它是一個(gè)字符，而實(shí)際使用的是 int 類型，這個(gè)關(guān)系的映射是在下面定義的

// frameworks/native/include/android/keycodes.h
/**
 * Key codes.
 */
enum {
AKEYCODE_POWER = 26,
}

因此，電源按鍵的掃描碼 0x74，被映射為按鍵碼 26，正好就是上層 KeyEvent.java 定義的電源按鍵值

// frameworks/base/core/java/android/view/KeyEvent.java
public static final int KEYCODE_POWER           = 26;

在很早的 Android 版本上，配置文件中，電源鍵還會定義一個(gè)策略標(biāo)志位，如下

key 116   POWER WAKE

其中，WAKE 就是一個(gè)策略標(biāo)志位，在把掃描轉(zhuǎn)換為按鍵碼時(shí)，這個(gè)策略標(biāo)志位也會被解析，它表示需要喚醒設(shè)備，上層會根據(jù)這個(gè)標(biāo)志位，讓設(shè)備喚醒。

結(jié)束

InputReader 處理按鍵事件的過程其實(shí)很簡單，就是把按鍵事件交給 KeyboardInputMapper 處理，KeyboardInputMapper 根據(jù)配置文件，把按鍵的掃描碼轉(zhuǎn)換為按鍵碼，并同時(shí)從配置文件中獲取策略標(biāo)志位，然后把這些信息包裝成一個(gè)事件，發(fā)送到下一環(huán)。

現(xiàn)在，如果項(xiàng)目上讓你完成功能按鍵的映射，或者解除某個(gè)按鍵的電源功能，你會了嗎？

以上就是Input系統(tǒng)之InputReader處理按鍵事件詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于InputReader處理按鍵事件的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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