Android 2.3 input输入事件处理

linux内核提供了一个Input子系统来实现的，Input子系统会在/dev/input/路径下创建我们硬件输入设备的节点，一般情况下在我们的手机中这些节点是以eventXX来命名的，如event0，event1等等，可以利用EVIOCGNAME获取此事件结点名称。这就是android中对于input事件处理数据的来源点，至于驱动写入数据这块就不说了。

首先，简而言之的介绍一下android事件传递的流程，按键，触屏等事件是经由WindowManagerService获取，并通过共享内存和管道的方式传递给ViewRoot，ViewRoot再dispatch给Application的View。当有事件从硬件设备输入时，system_server端在检测到事件发生时，通过管道(pipe)通知ViewRoot事件发生，此时ViewRoot再去的内存中读取这个事件信息。下面以一个模块划分图了解一下整个过程：



下面详细介绍一个各个模块主要处理流程：

1、建立通读通道初始化：

A、WindowManagerService与ViewRoot建立管道初始化

WindowManagerService ： 主要负责事件传递，运行于system_server中，主要利用inputmanager启动input事件启动线程

读取event数据

WindowManagerService--->ViewRoot方向的管道通信，表示WMS通知ViewRoot有新事件被写入到共享内存；

     ViewRoot-->WindowManagerService方向的管道通信，表示ViewRoot已经消化完共享内存中的新事件，特此通知WMS。

     ViewRoot和WindowManagerService的管道的文件描述符都是被存储在一个名为InputChannel的类中，这个InputChannel类是

管道通信的载体。而这两者间通过ashmem_create_region创建匿名内存进行数据的传递 。

ViewRoot.java 端建立管道：

mInputChannel = new InputChannel();
                try {
                    res = sWindowSession.add(mWindow, mWindowAttributes,
                            getHostVisibility(), mAttachInfo.mContentInsets,
                            mInputChannel);
                } catch (RemoteException e)

WindowManagerService.java 建立管道：

if (outInputChannel != null) {
                String name = win.makeInputChannelName();
                InputChannel[] inputChannels = InputChannel.openInputChannelPair(name);
                win.mInputChannel = inputChannels[0];
                inputChannels[1].transferToBinderOutParameter(outInputChannel);
                
                mInputManager.registerInputChannel(win.mInputChannel);
            }

创建一对InputChannel，这一对InputChannel中实现了一组全双工管道及申请共享内存，其中outInputChannel为ViewRoot传递来的

InputChannel对象，在addWindow中对其进行赋值。如此两者利用pipe建立控制通道，利用共享内存建立数据通道。

这是涉及到的文件如下：

frameworks/base/service/java/com/android/server/WindowManagerService.java

frameworks/base/core/java/android/view/ViewRoot.java

--> jni android_view_InputChannel.cpp

--> InputTransport.cpp

B、InputChannel的注册过程

一个管道通信只是对应一个Activity的事件处理，也就是当前系统中有多少个Activity就会有多少个全双工管道，那么系统需要一个管理者来管理以及调度每一个管道通信，因此我们在创建完InputChannel对象后，需要将其注册到这个InputManager管理中。

采用Looper来轮询是否有事件发生，InputManager启动了2个进程来管理事件发生与传递，InputReaderThread和InputDispatcherThread，InputReaderThread进程负责轮询事件发生； InputDispatcherThread负责dispatch事件。

2、数据处理流程：

Eventhub 从设备/dev/input/eventX中读取数据:

bool EventHub::getEvent(RawEvent* outEvent)
{

int pollResult = poll(mFDs, mFDCount, -1);

if (pfd.revents & POLLIN) {
                int32_t readSize = read(pfd.fd, mInputBufferData,
                        sizeof(struct input_event) * INPUT_BUFFER_SIZE);

...

}

InputReader 根据mapper处理不同的数据，这里有SwitchInputMapper、KeyboardInputMapper，TrackballInputMapper，TouchInputMapper，MouseInputMapper 等处理mapper过滤数据

void InputReader::loopOnce() {
     RawEvent rawEvent;
     mEventHub->getEvent(& rawEvent);

    process(& rawEvent);
}

void InputReader::process(const RawEvent* rawEvent) {

    switch (rawEvent->type) {
    case EventHubInterface::DEVICE_ADDED:
        addDevice(rawEvent->deviceId);
        break;


    case EventHubInterface::DEVICE_REMOVED:
        removeDevice(rawEvent->deviceId);
        break;


    case EventHubInterface::FINISHED_DEVICE_SCAN:
        handleConfigurationChanged(rawEvent->when);
        break;


    default:
        consumeEvent(rawEvent);
        break;
    }
}

分别通过：

    virtual void notifyKey(nsecs_t eventTime, int32_t deviceId, int32_t source,
            uint32_t policyFlags, int32_t action, int32_t flags, int32_t keyCode,
            int32_t scanCode, int32_t metaState, nsecs_t downTime) = 0;
    virtual void notifyMotion(nsecs_t eventTime, int32_t deviceId, int32_t source,
            uint32_t policyFlags, int32_t action, int32_t flags,
            int32_t metaState, int32_t edgeFlags,
            uint32_t pointerCount, const int32_t* pointerIds, const PointerCoords* pointerCoords,
            float xPrecision, float yPrecision, nsecs_t downTime) = 0;
    virtual void notifySwitch(nsecs_t when,
            int32_t switchCode, int32_t switchValue, uint32_t policyFlags) = 0;

将数据回调给inputDisplatcher模块

 

 InputDispatcher 对于接收到的数据进行分发：

InputDispatcherThread线程的轮询过程dispatchOnce()-->dispatchOnceInnerLocked()， InputDispatcherThread线程不停的执行该操作，以达到轮询的目的。

处理进行分发给不同的应用
bool InputDispatcherThread::threadLoop() {
dispatchOnceInnerLocked{
case EventEntry::TYPE_KEY:
dispatchKeyLocked(); --> dispatchEventToCurrentInputTargetsLocked
--> prepareDispatchCycleLocked
case EventEntry::TYPE_MOTION:
dispatchMotionLocked();
}
}

dispatchKeyLocked函数，它接下来就调用dispatchEventToCurrentInputTargetsLocked来进一步处理了。把当前需要接受键盘事件的Activity窗口添加到mCurrentInputTargets中去了，因此，这里就分别把它们取出来，然后调用prepareDispatchCycleLocked函数把键盘事件分发给它们处理。

inputDispatcherThread处理流程：

inputDispatcherThread的主要操作是分两块同时进行的，

    一部分是对InputReader传递过来的事件进行dispatch前处理，比如确定focus window，特殊按键处理如HOME/ENDCALL等，在预处理完成 后，InputDispatcher会将事件存储到对应的focus window的outBoundQueue，这个outBoundQueue队列是InputDispatcher::Connection的成员函数，因此它是和ViewRoot相关的。

    一部分是对looper的轮询，这个轮询过程是检查NativeInputQueue是否处理完成上一个事件，如果NativeInputQueue处理完成事件，它就会向通过管道向InputDispatcher发送消息指示consume完成，只有NativeInputQueue consume完成一个事件，InputDispatcher才会向共享内存写入另一个事件。

这里主要用到了两个Queue队列：

Queue outboundQueue; 利用handleReceiveCallback 处理收到的数据

利用inputPublisher中的publishKeyEvent及publishMotionEvent将event写入到共享内存中。

Queue mInboundQueue; 处理notify回调来的数据

针对客户端数据处理逻辑：
InputConsumer 用于消费数据 （InputChannel.cpp中），其中核心的函数是：
status_t InputConsumer::consume(InputEventFactoryInterface* factory, InputEvent** outEvent) {
    switch (mSharedMessage->type) {
    case AINPUT_EVENT_TYPE_KEY: {
        KeyEvent* keyEvent = factory->createKeyEvent();
        if (! keyEvent) return NO_MEMORY;


        populateKeyEvent(keyEvent);


        *outEvent = keyEvent;
        break;
    }


    case AINPUT_EVENT_TYPE_MOTION: {
        MotionEvent* motionEvent = factory->createMotionEvent();
        if (! motionEvent) return NO_MEMORY;


        populateMotionEvent(motionEvent);


        *outEvent = motionEvent;
        break;
    }
    ...
}


JNI 函数处理数据： android_view_InputQueue.cpp
int NativeInputQueue::handleReceiveCallback(int receiveFd, int events, void* data) {
        /* 先收到信号 */
        status_t status = connection->inputConsumer.receiveDispatchSignal();
      
        /* 再处理数据 */
        status = connection->inputConsumer.consume(& connection->inputEventFactory, & inputEvent);

        /* 转换成java对象native数据 */

        android_view_KeyEvent_fromNative 及 android_view_MotionEvent_fromNative      

        /*  回调数据给Java层*/

env->CallStaticVoidMethod(gInputQueueClassInfo.clazz,

            dispatchMethodId, inputHandlerObjLocal, inputEventObj,
            jlong(finishedToken));

}

对于最后C++调用Java的方法说明一下：

首先注册两个方法：

env->CallStaticVoidMethod(gInputQueueClassInfo.clazz,
            dispatchMethodId, inputHandlerObjLocal, inputEventObj,
            jlong(finishedToken));
    GET_STATIC_METHOD_ID(gInputQueueClassInfo.dispatchKeyEvent, gInputQueueClassInfo.clazz,
            "dispatchKeyEvent",
            "(Landroid/view/InputHandler;Landroid/view/KeyEvent;J)V");


    GET_STATIC_METHOD_ID(gInputQueueClassInfo.dispatchMotionEvent, gInputQueueClassInfo.clazz,
            "dispatchMotionEvent",
            "(Landroid/view/InputHandler;Landroid/view/MotionEvent;J)V");

然后在InputQueue.java中有这两个方法的定义：

env->CallStaticVoidMethod(gInputQueueClassInfo.clazz,
            dispatchMethodId, inputHandlerObjLocal, inputEventObj,
            jlong(finishedToken));
    private static void dispatchKeyEvent(InputHandler inputHandler,
            KeyEvent event, long finishedToken) {
        Runnable finishedCallback = FinishedCallback.obtain(finishedToken);
        inputHandler.handleKey(event, finishedCallback);
    }


    @SuppressWarnings("unused")
    private static void dispatchMotionEvent(InputHandler inputHandler,
            MotionEvent event, long finishedToken) {
        Runnable finishedCallback = FinishedCallback.obtain(finishedToken);
        inputHandler.handleMotion(event, finishedCallback);
    }

env->CallStaticVoidMethod(gInputQueueClassInfo.clazz,
            dispatchMethodId, inputHandlerObjLocal, inputEventObj,
            jlong(finishedToken));

handleKey最后由InputHandler 处理keyevent及motionevent事件

客户端数据回调机制：

对于每个客户端注册了一个InputChannel 

status_t NativeInputQueue::registerInputChannel(JNIEnv* env, jobject inputChannelObj,

添加notify回调函数

        looper->addFd(receiveFd, 0, ALOOPER_EVENT_INPUT, handleReceiveCallback, this); 

 

env->CallStaticVoidMethod(gInputQueueClassInfo.clazz,
            dispatchMethodId, inputHandlerObjLocal, inputEventObj,
            jlong(finishedToken));