Android系统input设备的插拔和事件监听

Android系统input设备的插拔和事件监听

我们平台的build system移植于android，在android组件中，我们使用了Binder驱动，来实现进程间的交互，对于input系统，因为我们将android的java application framework换成了Qt，为了实现更好的图形渲染，主要是我们需要实现主从设备的显示屏公用，这样我们需要将从设备的surface传输到主设备的来实现不同设备间的surface合成，来实现主从设备共同显示。我们使用了Wayland，其自带input系统。今天我深入android源码，看看android是怎么样来完成input设备的插拔和事件监听，和事件的分发。

源码位置

这个我们以4.4.4的源码为基础。
一个在先android源码阅读网站:androidxref

input相关源码
/frameworks/native/include/android/
/frameworks/native/include/input/
/frameworks/native/libs/input/
/frameworks/base/services/input/
/frameworks/base/services/java/com/android/server/input/
/frameworks/base/services/jni/

先看这个文件
/frameworks/native/include/android/input.h
这个文件定义了android系统input相关的枚举值和一些辅助函数。input事件主要分为两种一种是Key按下抬起事件，另一种是移动事件，比如触摸屏手势，TouchPad的Cursor移动。

整个流程

Input系统分为分为两个部分，一个是事件的读取，一个是分发，分别对应/frameworks/base/services/input/InputReader.cpp和/frameworks/base/services/input/InputDispatcher.cpp。他们分别运行在不同的线程。

input事件监听

linux系统input系统，当有输入设备插拔的时候，会在/dev/input目录下生成和删除相应的驱动文件。这里介绍一个重要的类EventHub，其封装了事件监听相关的操作。android使用epoll来实现I/O的事件的监听，以前我也在博文中介绍过epoll，用于高性能的服务器开发。

   mEpollFd = epoll_create(EPOLL_SIZE_HINT);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF(mEpollFd < 0, "Could not create epoll instance.  errno=%d", errno);

   mINotifyFd = inotify_init();
   int result = inotify_add_watch(mINotifyFd, DEVICE_PATH, IN_DELETE | IN_CREATE);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF(result < 0, "Could not register INotify for %s.  errno=%d",
            DEVICE_PATH, errno);

    struct epoll_event eventItem;
    memset(&eventItem, 0, sizeof(eventItem));
    eventItem.events = EPOLLIN;
  eventItem.data.u32 = EPOLL_ID_INOTIFY;
   result = epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, mINotifyFd, &eventItem);

使用inotify来实现/dev/input目录的监听，将inotify的句柄加入到epoll的监听链表中实现当设备插拔时的事件监听。
InputReader在loopOnce中通过调用EventHub的getEvent函数来驱input事件监听。
设备插拔监听
在将inotify的id加入epoll时

    struct epoll_event eventItem;
  memset(&eventItem, 0, sizeof(eventItem));
  eventItem.events = EPOLLIN;
   eventItem.data.u32 = EPOLL_ID_INOTIFY;

EPOLL_ID_INOTIFY作为额外参数传入
这样

   const struct epoll_event& eventItem = mPendingEventItems[mPendingEventIndex++];
          if (eventItem.data.u32 == EPOLL_ID_INOTIFY) {
             if (eventItem.events & EPOLLIN) {
                 mPendingINotify = true;
              } else {
                  ALOGW("Received unexpected epoll event 0x%08x for INotify.", eventItem.events);
               }
               continue;
            }

根据这个标识我们mPendingINotify置成true，这样在epell_wait 调用后来执行设备插拔操作

     if (mPendingINotify && mPendingEventIndex >= mPendingEventCount) {
         mPendingINotify = false;
         readNotifyLocked();
            deviceChanged = true;
     }

readNotifyLocked函数去读取/dev/input目录下的create和delete的事件。

1462 status_t EventHub::readNotifyLocked() {
1463    int res;
1464    char devname[PATH_MAX];
1465    char *filename;
1466    char event_buf[512];
1467    int event_size;
1468    int event_pos = 0;
1469    struct inotify_event *event;
1470
1471    ALOGV("EventHub::readNotify nfd: %d\n", mINotifyFd);
1472    res = read(mINotifyFd, event_buf, sizeof(event_buf));
1473    if(res < (int)sizeof(*event)) {
1474        if(errno == EINTR)
1475            return 0;
1476        ALOGW("could not get event, %s\n", strerror(errno));
1477        return -1;
1478    }
1479    //printf("got %d bytes of event information\n", res);
1480
1481    strcpy(devname, DEVICE_PATH);
1482    filename = devname + strlen(devname);
1483    *filename++ = '/';
1484
1485    while(res >= (int)sizeof(*event)) {
1486        event = (struct inotify_event *)(event_buf + event_pos);
1487        //printf("%d: %08x \"%s\"\n", event->wd, event->mask, event->len ? event->name : "");
1488        if(event->len) {
1489            strcpy(filename, event->name);
1490            if(event->mask & IN_CREATE) {
1491                openDeviceLocked(devname);
1492            } else {
1493                ALOGI("Removing device '%s' due to inotify event\n", devname);
1494                closeDeviceByPathLocked(devname);
1495            }
1496        }
1497        event_size = sizeof(*event) + event->len;
1498        res -= event_size;
1499        event_pos += event_size;
1500    }
1501    return 0;
1502}

这里读出每个事件然后与/dev/input拼接成devicename来，然后根据是插拔来调用打开还是关闭驱动文件。
opendeviceLocked函数根据传入的设备名，来开发设备，然后实例化一个Device对象，然后通过ioctl调用来获得设备的各种信息，然后给设备分配一个deviceId，其初始值为1，然后递加分配。

    int32_t deviceId = mNextDeviceId++;

然后是比较重要的一步，就是知道是什么输入设备，是KeyBoard,Cursor,单点屏幕，多点屏幕还是joystick。这个很重要，决定了对raw数据的解析和上层将数据作为Key还是Motion处理。这之后还有一些需要处理，比如为KeyBoard配置Key映射表，设备是否有特殊的部分，内核驱动是否KEY支持repeat。
重要的一步

1245    struct epoll_event eventItem;
1246    memset(&eventItem, 0, sizeof(eventItem));
1247    eventItem.events = EPOLLIN;
1248    eventItem.data.u32 = deviceId;
1249    if (epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &eventItem)) {
1250        ALOGE("Could not add device fd to epoll instance.  errno=%d", errno);
1251        delete device;
1252        return -1;
1253    }

将设备加入到epoll中，这样就能监听设备操作了，eventItem.data.u32 = deviceId;可以知道那个设备的事件，根据deviceId可以知道那个设备，就知道怎么对数据进行处理了。
在’InputReadner’中在loopOnce调用了EventHub::getEvents后使用

void InputReader::processEventsLocked(const RawEvent* rawEvents, size_t count) {
311    for (const RawEvent* rawEvent = rawEvents; count;) {
312        int32_t type = rawEvent->type;
313        size_t batchSize = 1;
314        if (type < EventHubInterface::FIRST_SYNTHETIC_EVENT) {
315            int32_t deviceId = rawEvent->deviceId;
316            while (batchSize < count) {
317                if (rawEvent[batchSize].type >= EventHubInterface::FIRST_SYNTHETIC_EVENT
318                        || rawEvent[batchSize].deviceId != deviceId) {
319                    break;
320                }
321                batchSize += 1;
322            }
323#if DEBUG_RAW_EVENTS
324            ALOGD("BatchSize: %d Count: %d", batchSize, count);
325#endif
326            processEventsForDeviceLocked(deviceId, rawEvent, batchSize);
327        } else {
328            swit