成鵬致遠 | lcw.cnblogs.com | 2013-10-25
Linux輸入子系統回顧
1：為什麼要回顧linux輸入子系統？這個問題後面自然就知道了
1.linux輸入子系統裝置是基於平臺裝置機制的，所以先回顧平臺裝置機制，主要回顧後面用得到的東西
1.申請主裝置號
2.建立cdev->將cdev掛載到系統裝置雜湊連結串列中，同時生成inode節點
3.建立device->將device與剛生成的inode節點關聯起來，為上層呼叫提供介面
2.註冊輸入子系統裝置
1.建立一個裝置類class
2.申請主裝置號
3.建立cdev->將cdev掛載到系統裝置雜湊連結串列中，同時生成inode節點
4.建立input_device->將input_device與剛生成的inode節點關聯起來，為事件驅動層提供介面
1.註冊裝置支援輸入事件型別（type）->【這個後面會用到】
2.註冊裝置支援輸入事件編碼
3.生成/dev/input_device
5.當input_device與input_hander匹配成功
1.生成/dev/input*
2.上層應用通過主裝置號開啟/dev/input，通過次裝置號開啟/dev/input_device
3.輸入子系統部分函式
1.read函式->讀【後面會用到】
2.write函式->寫【後面會用到】
3.event函式->上報事件【後面會用到】
【提前思考的問題】
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？
2.從啟動一個Android程式開始
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
3.Android事件從輸入到輸出的整個流程
1.Activity執行時，使用者點選觸控式螢幕操作->｛事件產生｝
1.點選觸控式螢幕，必然會呼叫觸控式螢幕驅動->｛事件輸入｝
【Q3】：事件傳遞過程？->｛事件傳遞｝
<A3>：以下所有步驟！
1.Android上層應用呼叫Framework層的JNI本地方法->｛事件訊息傳遞到JNI層｝
1.實現JNI層方法，填充本地方法對映表，實現提供Android上層應用的介面
2.生成so動態連結庫檔案，adb push到/system/lib目錄下
2.JNI本地方法呼叫HAL層（硬體抽象層：中介軟體）方法->｛事件訊息傳遞到HAL層｝
1.JNI層通過指定ID得到HAL模組例項，然後呼叫HAL層函式
2.生成so動態連結庫檔案，adb push到/system/lib/hw目錄下
3.HAL通過系統呼叫write進入核心層->｛事件訊息傳遞到核心｝
1.copy_from_user()取得使用者層資料
2.呼叫input_device.write->｛（1.1.2）：事件訊息傳遞到驅動層｝
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4.輸入裝置驅動獲取事件，呼叫event函式->｛（1.1.3）｝
5.事件處理層根據事件型別進行上報->｛事件訊息傳遞到核心事件處理層｝
1.呼叫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函式->｛（1.1.1）：事件訊息傳遞到核心層｝
1.通過copy_to_user()將核心資料傳遞到使用者空間->｛事件訊息傳遞到使用者空間｝
【Q4】：read函式被誰呼叫的？
7.事件訊息被Android的事件處理系統捕捉到->｛事件訊息傳遞到Android事件處理系統｝
1.Android事件處理系統將這個訊息傳送到Android應用層
【Q5】：事件訊息在Android事件處理系統中是怎麼傳遞的？
8.Android上層獲取事件訊息，根據事件型別（3.1.1.5.1：type）響應上層View相應回撥函式
9.Android介面UI更新->｛事件響應｝
4.至此為此，專案中用到的框架知識已經介紹完畢
1.Android事件處理系統作為一個黑盒子，暫時略過
2.切入到專案解讀：電視棒遠端遙控器
1.客戶端APK
1.資料採集->{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->{實現二個虛擬裝置（虛擬鍵盤裝置與虛擬滑鼠裝置}
1.接收資料
2.將資料傳送到虛擬裝置
3.虛擬裝置上報事件，欺騙系統輸入事件發生
5.剖析Android事件處理系統
【Q5】：事件訊息在Android事件處理系統中是怎麼傳遞的？
<A5>：看看Android的事件處理系統
1.緊接著3.1.1.7，事件訊息傳遞到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建構函式中，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()），產生兩個執行緒（InputReaderThread/InputDispatcherThread，分別負責事件捕獲與事件轉發）
3.InputReaderThread執行緒工作->{解決問題1：Android事件處理系統是怎麼捕捉到輸入事件的}
1.呼叫InputReader::loopOnce()，在InputReader類中，已經實現looper機制，迴圈操作
1.呼叫EventHub::getEvent()函式
1.呼叫Epoll_wait()函式
1.在Epoll_wait()函式中，會去迴圈讀取所有的/dev/input裝置，一旦有事件產生，就會被此函式捕捉到
【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，一一對應關係
2.當有事件發生時，Android事件處理系統會呼叫read函式->{系統呼叫，從核心層拿到事件訊息}
【Q4】：read函式被誰呼叫的？
<A4>：read函式是InputReader呼叫的
2.將從核心層讀取到的事件訊息（input_event）儲存到RawEvent中
2.根據事件型別（input_event.type）呼叫相應的訊息轉換器（InputMapper）
1.Android系統目前支援5種事件訊息（翻滑蓋/軌跡球/多點觸控/單點觸控/鍵盤）
3.InputReader::InputDevice::inputMapper將RawEvent事件轉換成對應的Notifyargs
1.InputMapper將RawEvent事件轉換成對應的Notifyargs類
2.將Notifyargs加入到InputRead::QueueListener::argsQueue佇列中
4.呼叫InputReader::QueueListener::flush()函式，處理佇列中的事件訊息
5.呼叫Notifyargs::notify函式，將事件訊息轉換成對應的EventEntry再轉交給InputDispatcher
1.對事件進行預處理
1.判斷是否丟棄此事件訊息
1.丟棄，則直接返回
2.不丟棄
2.獲取當前Activity對應的Connection物件->（這個後面再講）
2.將對應的EventEntry加入到InputDispatcher::OutBoundQueue佇列中
【Q7】：在Notifyargs是怎麼獲取InputDispatcher例項的
<A7>：在初始化InputRead::QueueListener::argsQueue佇列時，將InputDispatcher物件傳遞過來了
6.喚醒InputDispatcher::pollOnce()函式
4.InputDispatcherThread執行緒工作
1.呼叫InputDispatcher::loopOnce()，在InputDispatcher類中，同樣實現looper機制，迴圈操作
1.呼叫pollOnce()函式，輪詢InputDispatcher::OutBoundQueue佇列
1.佇列中的有事件訊息
2.被Notifyargs::notify()函式喚醒
2.呼叫對應的InputDispatcher::dispach函式
1.從InputDispatcher::OutBoundQueue佇列中取得EventEntry物件
2.將EventEntry物件轉換成DispatchEntry物件
3.將DispatchEntry物件加入到InputChannel::Connection::outboundQueue佇列中
【Q8】：這個InputChannel::Connection物件是從哪裡來的？有什麼用？
【Q9】：現在InputDispatcher得到了轉換後的事件訊息，即將要發出去，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，與當前Activity綁在一起的
2.ViewRoot有一個重要的作用：與WMS通訊，完成整個GUI視窗系統的繪製
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，所以ViewRoot需要與InputManager通訊
【Q10】：ViewRoot怎麼與InputManager通訊並取得事件訊息？
<A10>：ViewRoot與InputManager之間有一個共享記憶體（ShareMemory）
1.InputManager::InputDispatcher將最後的事件訊息傳送到共享記憶體（ShareMemory）中
2.ViewRoot在知道有事件訊息到來時，就去共享記憶體（ShareMemory）中取此事件訊息
【Q11】1.ViewRoot怎麼知道有事件訊息到來？
<A11>：1.ViewRoot與InputManager是通過管道通訊的機制來傳遞訊息的
1.在建立ViewRoot後，會建立兩個InputChannel類物件
1.其中一個InputChannel物件註冊到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物件註冊到InputManager類物件中
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中各註冊了一個InputChannel類物件，其中各有兩個管道描述符
1.兩個InputChannel物件中都包含一個讀和一個寫描述符
2.所以在ViewRoot與InputManager之前完成了全雙工的通訊【後面會用到】
【Q13】：在Android中，每建立一個Activity，就會建立一個ViewRoot，所以也會建立一個InputChannel物件，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物件是從哪裡來的？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.在註冊InputChannel物件時，每個InputChannel物件中都建立了一個Connection物件
1.所以ViewRoot中的每個InputChannel與InputManager中的InputChannel都包含一個Connection物件
2.這個Connection物件標識了不同的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訊息，即將要發出去，但是往哪裡發？
<A9>：1.由上面的分析，我們知道現在需要將事件訊息傳送給ViewRoot
1.呼叫InputChannel::Connection::inputPublisher.publishMotionEvent函式將事件訊息傳送到共享記憶體（ShareMemory）
2.InputChannel物件向寫管道傳送一個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物件，究竟哪個InputChannel的管道會收到資訊？
<A14>：還記得【Q13】嗎，InputManager的InputChannel物件是由ViewRoot建立後註冊過去的
1.在每個註冊的InputChannel物件中，都包含了一個Connection物件
2.InputManager的InputChannel物件的Connection物件<--->NativeInputQueue中的InputChannel物件的Connection物件，是一一對應的關係
3.所以與InputDispatcher中Connection物件相對應的那個Connection物件將收到管道資訊
1.相應的InputChannel物件的Connection物件收到管道資訊
2.呼叫InputChannel::Connection::inputConsumer到共享記憶體（ShareMemory）中取得事件訊息
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將會收到管道訊息，再繼續進行下一輪事件處理
7.到此為止，事件訊息已經傳遞到NativeInputQueue中的InputChannel物件中
1.由前面分析，NativeInputQueue中的每個InputChannel物件都對應一個Activity
2.NativeInputQueue中InputChannel物件是在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物件拿到的這個事件訊息，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物件註冊的時候，也就是【Q11】的位置
1.ViewRoot端InputChannel物件在向NativeInputQueue註冊時，需要註冊3個引數
1.其中有一個引數就是ViewRoot的成員變數InputHandler
1.InputHandler就是事件的處理函式，也就是所謂的回撥函式
2.傳遞它的作用主要是明確當前ViewRoot的事件處理函式
3.當InputChannel物件取得事件後，就會去呼叫ViewRoot的InputHandler函式-{到此為止，事件訊息就傳遞迴了Android應用層}
【Q16】：這個回撥函式到底是什麼？
<A17>：這個回撥函式大多被Android系統實現成抽象函式
1.在我們的電視棒遠端遙控器的客戶端，就重寫了對應的方法，用來獲取我們需要的資料，比如onScroll/onLongPress等
思維導圖
