【轉】【Android】事件輸入系統-代碼層次解讀

時間 2019-11-12

標籤 Android 事件輸入系統代碼層次解讀欄目 Android 简体版

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　　本文基於Android-4.0 原文：http://www.cnblogs.com/lcw/p/3374466.htmlhtml

理論層次解讀

　　請看：www.cnblogs.com/lcw/p/3373214.htmlnode

如何管理各類驅動設備

　　在理論中談到EventHub，這個一看就是一個作實事的，確定不是領導，哪它的領導是誰呢?android

　　從如下幾方面來分析此問題：數據結構

每一個功能模塊是怎麼產生的？
讀取設備輸入流程？
事件分發流程？

各個功能模塊是怎麼產生的?

　　先看一下每一個模塊的工做職責：EventHub, InputReader, InputManager...app

模塊功能

EventHub

　　它是系統中全部事件的中央處理站。它管理全部系統中能夠識別的輸入設備的輸入事件，此外，當設備增長或刪除時，EventHub將產生相應的輸入事件給系統。異步

　　EventHub經過getEvents函數，給系統提供一個輸入事件流。它也支持查詢輸入設備當前的狀態（如哪些鍵當前被按下）。並且EventHub還跟蹤每一個輸入調入的能力，好比輸入設備的類別，輸入設備支持哪些按鍵。函數

InputReader

　　InputReader從EventHub中讀取原始事件數據(RawEvent)，並由各個InputMapper處理以後輸入對應的input listener.oop

　　InputReader擁有一個InputMapper集合。它作的大部分工做在InputReader線程中完成，可是InputReader能夠接受任意線程的查詢。爲了可管理性，InputReader使用一個簡單的Mutex來保護它的狀態。this

　　InputReader擁有一個EventHub對象，但這個對象不是它建立的，而是在建立InputReader時做爲參數傳入的。spa

InputDispatcher

　　InputDispatcher負責把事件分發給輸入目標，其中的一些功能（如識別輸入目標）由獨立的policy對象控制。

InputManager

　　InputManager是系統事件處理的核心，它雖然不作具體的事，但管理工做仍是要作的，好比接受咱們客戶的投訴和索賠要求，或者老闆的出所筒。

InputManager使用兩個線程：

InputReaderThread叫作"InputReader"線程，它負責讀取並預處理RawEvent，applies policy而且把消息送入DispatcherThead管理的隊列中。
InputDispatcherThread叫作"InputDispatcher"線程，它在隊列上等待新的輸入事件，而且異步地把這些事件分發給應用程序。

　　InputReaderThread類與InputDispatcherThread類不共享內部狀態，全部的通訊都是單向的，從InputReaderThread到InputDispatcherThread。兩個類能夠經過InputDispatchPolicy進行交互。

　　InputManager類從不與Java交互，而InputDispatchPolicy負責執行全部與系統的外部交互，包括調用DVM業務。

建立流程

在android_server_InputManager_nativeInit中建立NativeInputManager對象，並保存到gNativeInputManager中；
在建立NativeInputManager對象時，它會建立EventHub對象<且建立是其成員mNeedToScanDevices的值爲true>，而後把剛建立的EventHub對象做爲參數建立InputManager對象；
在建立InputManager對象時，建立InputReader對象，而後把它做爲參數建立InputReaderThread；建立InputDispatcher對象，而後把它做爲參數建立InputDispatcherThread對象；（注意：以上兩個線程對象都有本身的threadLoop函數，它將在Thread::_threadLoop中被調用，這個Thread::_threadLoop是線程入口函數，線程在Thread::run中被真正地建立）

建立InputReader對象

把EventHub、readerPolicy<實質爲NativeInputManager對象>和建立的InputDispatcher對象做爲參數建立InputReader對象:mReader = new InputReader(eventHub, readerPolicy, mDispatcher);
在建立InputReader時，保存EventHub對象到mEventHub中，並建立QueuedInputListener對象並保存在mQueuedListener中

建立InputDispatcher對象

把傳入的參數dispatcherPolicy<實質爲NativeInputManager對象>做爲參數建立InputDispatcher對象:mDispatcher = new InputDispatcher(dispatcherPolicy);
在建立InputDispatcher時，建立了一個looper對象：mLooper = new Looper(false);

啓動流程

在android_server_InputManager_nativeStart中調用InputManager::start,代碼以下：
```
result = gNativeInputManager->getInputManager()->start();
```

在InputManager::start中，調用mDispatcherThread->run和mReaderThread->run，代碼以下：

result = mDispatcherThread->run("InputDispatcher", PRIORITY_URGENT_DISPLAY);
result = mReaderThread->run("InputReader", PRIORITY_URGENT_DISPLAY);

　　在上面的Thread::run中，調用createThreadEtc函數，並以Thread::_threadLoop做爲入口函數，以上面的mDispatcherThread或mReaderThread做爲userdata建立線程。

　　至此InputReader線程和InputDispatcher線程都已經工做，詳細信息見Thread::_threadLoop，在此函數中它將調用mDispatcherThread或mReaderThread的threadLoop函數來作真正的事。

mReaderThread->threadLoop

bool InputReaderThread::threadLoop() {
    mReader->loopOnce();
    return true;
}

mDispatcherThread->threadLoop

bool InputDispatcherThread::threadLoop() {
    mDispatcher->dispatchOnce();
    return true;
}

EventInput對象關係圖

設備操做流程

　　從EventHub::getEvents讀取的事件數據結構以下：

View Code

　　讀取事件時的調用流程爲：

Thread::_threadLoop->

     InputReaderThread::threadLoop->

          InputReader::loopOnce->

               EventHub::getEvents->

打開設備

　　在EventHub::getEvents中，當mNeedToScanDevices爲true時<當建立EventHub對象時，它就爲true>，它將從/dev/input目錄下查找全部設備，並進行打開，獲取其相關屬性，最後加入mDevices列表中。

EventHub::scanDevicesLocked->

EventHub::scanDirLocked("/dev/input")->

EventHub::openDeviceLocked

打開事件輸入設備

　　打開事件輸入設備，在用戶態調用open，則在kernel態中調用evdev_open函數，evdev_open處理流程以下：

首先從參數inode中獲取在evdev_table中的索引，從而獲取對應的evdev對象
建立evdev_client對象，建立此對象時同時爲其buffer成員分配對應的內存
把新建立evdev_client對象添加到client_list鏈表中
把client保存在file的private_data中
調用evdev_open_device->input_open_device->input_dev.open函數打開設備。

讀取輸入事件

　　要說EventHub::getEvents如何獲取輸入事件，不得不先說說它的幾個相關的成員變量：

mPendingEventCount：調用epoll_wait時的返回值，若是沒有事件，則其值爲0；
mPendingEventIndex：當前須要處理的事件索引
mEpollFd：epoll實例，在EventHub::EventHub中初始化此例，全部輸入事件經過epoll_wait來獲取，每個事件的數據結構爲：struct epoll_event

　　注：epoll_event只代表某個設備上有事件，並不包含事件內容，具體事件內容須要經過read來讀取。

查看設備上是否有事件

　　在調用epoll_wait(mEpollFd, mPendingEventItems, EPOLL_MAX_EVENTS, timeoutMillis)以後，讀到的epoll_event事件保存在mPendingEventItems，總共的事件數保存在mPendingEventCount，固然，在調用epoll_event以前，mPendingEventIndex被清0，直正的事件處理在下面的代碼中。

View Code

讀取設備上真正的事件

　　epoll_wait只是告訴咱們Device已經有事件了，讓咱們去讀，真正讀取設備輸入事件的代碼如上，其流程以下：

根據eventItem.data.u32獲取設備索引，從而獲取對應的Device
從device->fd中讀取input_event事件。

　　read(device->fd, readBuffer, sizeof(struct input_event) * capacity);這些input_event是由各個註冊的input_device報告給input子系統的。

　　至此，事件已經讀取到用戶態，如今看看EventHub怎麼處理這些事件？

處理輸入事件

　　首先經過epoll_wait查看哪些設備有事件，而後經過read從有事件的設備中讀取事件，如今事件已經讀取到用戶態，且數據結構爲input_event，保存在EventHub::getEvents的readBuffer中。

　　下面就看看這些事件下一步的東家是誰？

1）首先把input_event的信息填入RawEvent中，其相關代碼以下：

View Code

　　2）若是是input_event的類型爲EV_KEY，則須要調用device->keyMap.keyLayoutMap->mapKey函數把iput_event.code映射爲RawEvent.keyCode。

　　相關數據結構關係以下圖所示：

　　至此，EventHub::getEvents讀取事件的任務已經完成。

　　下面看看RawEvent的命運如何呢?

InputReader::loopOnce如何處理RawEvent?

　　先溫習一下讀取事件時的調用流程爲：

Thread::_threadLoop->

     InputReaderThread::threadLoop->

          InputReader::loopOnce->

               EventHub::getEvents->

　　在InputReader::loopOnce中，當調用EventHub->getEvents獲取到RawEvent以後，調用InputReader::processEventsLocked來處理這些事件，而後調用mQueuedListener->flush()把這些隊列中的事件發送到Listener。

InputReader::processEventsLocked

　　在InputReader::processEventsLocked主要分兩步處理：

處理來自於事件驅動設備的事件（processEventsForDeviceLocked）
處理設備增長、刪除和修改事件

　　增長事件的流程爲：爲一個新增的Device建立一個InputDevice，並增長到InputReader::mDevices中；根據新增長設備的class類別，建立對應的消息轉換器（InputMapper），而後此消息轉換器加入InputDevice::mMappers中。消息轉換器負責把讀取的RawEvent轉換成特定的事件，以供應用程序使用。

　　InputMapper關係以下圖所示

EventHub與InputReader各自管理功能

EventHub管理一堆Device，每個Device與Kernel中一個事件輸入設備對應

InputReader管理一堆InputDevice，每個InputDevice與EventHub中的Device對應

InputDevice管理一些與之相關的InputMapper，每個InputMapper與一個特定的應用事件相對應，如：SingleTouchInputMapper。

InputReader::mQueuedListener->flush()

　　processEventsLocked已經把來自於事件設備的事件煮熟以後放入到各類NotifyArgs（如NotifyMotionArgs）之中，而後把這些各類NotifyArgs加入InputReader::mQueuedListener::mArgsQueue鏈表中。本Flush函數就是要把mArgsQueue中的全部NotifyArgs進行處理。

View Code

　　調用鏈表中每一個NotifyArgs的notify函數，且有一個有意思的參數 mInnerListener，這個參數在前面屢次提到過，它是在建立mQueuedListener時提供的，它其實就是InputManager中的mDispatcher，前面一直在InputReader中打轉轉，如今終於看到InputDispatcher登場了，說明事件很快就能夠謝幕了。

　　再向下看一下，這麼多類NotifyArgs，爲描述方便，以NotifyMotionArgs爲例，其代碼爲：

void NotifyMotionArgs::notify(const sp<InputListenerInterface>& listener) const {  
    listener->notifyMotion(this);  
}

　　下面就看看InputDispatcher(mDispatcher)的notifyMotion函數作了些什麼。

　　這個InputDispatcher::notifyMotion(const NotifyMotionArgs* args)可就不簡單了。

　　在InputDispatcher::notifyMotion中:

根據NotifyMotionArgs提供的信息，構造一個MotionEvent，再調用mPolicy->filterInputEvent看是否須要丟棄此事件，若是須要丟棄則立刻返加。其中mPolicy爲NativeInputManager實例，在構造InputDispatcher時提供的參數。

對於AMOTION_EVENT_ACTION_UP或AMOTION_EVENT_ACTION_DOWN事件，則直接根據NotifyMotionArgs提供的信息，構造一個MotionEntry。

調用InputDispatcher::enqueueInboundEventLocked把新構造的MotionEntry添加到InputDispatcher::mInboundQueue中，並返回是否須要喚醒mLooper<向pipe中寫入數據>的標識。

　　以上操做都是在InputReader線程中完成的，如今應該InputDispatcher線程開始工做了。

分發輸入事件

　　InputDispatcherThread主循環以下：

Thread::_threadLoop->

   InputDispatcherThread::threadLoop->

      mDispatcher->dispatchOnce(InputDispatcher::dispatchOnce)->

          dispatchOnceInnerLocked then

          mLooper->pollOnce

　　先看看簡單的mLooper->pollOnce

mLooper->pollOnce

　　其功能爲等待超時或被pipe喚醒(InputReader線程調用InputDispatcher::notifyMotion時， InputDispatcher::notifyMotion根據狀況調用mLooper->wake)。

　　其調用流程以下：

mLooper->pollOnce(int timeoutMillis)->

　　Looper::pollOnce(int timeoutMillis, int* outFd, int* outEvents, void** outData)->

dispatchOnceInnerLocked

從mInboundQueue從中依次取出EventEntry<MotionEntry的基類>，

調用InputDispatcher::dispatchMotionLocked處理此MotionEntry

調用InputDispatcher::dispatchEventToCurrentInputTargetsLocked

　　對於InputDispatcher::mCurrentInputTargets中的每個InputTarget，並獲取對應的Connection，調用InputDispatcher::prepareDispatchCycleLocked，

　　其相關代碼以下：

View Code

InputDispatcher::prepareDispatchCycleLocked

調用enqueueDispatchEntryLocked建立DispatchEntry對象，並把它增長到Connection::outboundQueue隊列中。
調用activateConnectionLocked把當前Connection增長到InputDispatcher::mActiveConnections鏈表中
調用InputDispatcher::startDispatchCycleLocked，接着它調用Connection::inputPublisher.publishMotionEvent來發布事件到ashmem buffer中，調用Connection::inputPublisher.sendDispatchSignal發送一個dispatch信號到InputConsumer通知它有一個新的消息到了，快來消費吧！

　　至此，整個Android事件處理系統就介紹完了。