Android 中处理POWER/HOME流程

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• Android按键消息处理
• 1kernel中同按键相关代码
• 2framework针对键盘事件的处理
  • Step1 启动服务
  • Step2 InputManagerService创建
  • Step3 com_android_server_InputManagerServicecpp
  • Step4 NativeInputManager
  • Step5 InputManager构造函数
  • Step6 将服务运行起来
  • Step7 InputManagerServicecppbatuveStart
  • Step8 InputManagercpp start
  • Step9 InputReaderloopOnce
  • Step 10 InputDeviceprocess
  • Step 11 KeyboardInputMapperprocess
  • Step 12 KeyboardInputMapperprocessKe
  • Step 13 consumeRawTouche
• Android中针对按键处理的流程图
  • Power短按
  • power长按
  • reboot and shutdown
  • 参考资料

Android按键消息处理

在Android系统中，键盘按键事件是由SystemServer服务来管理的；然后在以消息的形式分发给应用程序处理。产生键盘按键事件则是有Linux kernel的相关驱动来实现。
键盘消息有别于其他类型的消息；需要从Linux kernel drivers产生由上层app来处理。同时按键有着不同的映射值，因此从模块独立性角度各个独立的模块应该拥有不同的键盘映射。这样以来，kernel产生的按键事件必然回经过不同的映射才到app。

1、kernel中同按键相关代码

Android 使用标准的 linux 输入事件设备(/dev/input/)和驱动按键定义在 linux 内核include/linux/input.h 中,按键的定义形式如下（仅以BACK HOME MENU POWER为例）:

有了按键的定义，就需要产生相应的按键事件了。在kernel/arch/arm/mach-msm/xxx/xxx/xxx.c会对BACK HOME和MENU进行注册。这里使用在屏幕上的坐标来对按键进行区分。这部分代码会在系统启动的时候，将相应的数据存储，以供framework查询。
(这里以xxx代替，是因为针对不同的硬件，需要的Linux kernel不同)

当然从核心板原理图到kernel是属于驱动范畴，不讨论。

2、framework针对键盘事件的处理

上层对输入事件的侦听和分发是在InputManagerService 中实现,首先来看看InputManagerService的创建，

Step1 启动服务

SystemServer.Java

class ServerThread extends Thread {    //省略。。    public void run() {        // Create a handler thread just for the window manager to enjoy.        HandlerThread wmHandlerThread = new HandlerThread("WindowManager");        wmHandlerThread.start();        Handler wmHandler = new Handler(wmHandlerThread.getLooper());        //此处省略5k字。。        Slog.i(TAG, "Input Manager");        inputManager = new InputManagerService(context, wmHandler);    }}
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可以看到，在系统启动的时候，会首先创建一个系统级别的Handler线程wmHandlerThread用于处理键盘消息(仅说明键盘消息)。然后在创建输入管理服务 inputManager，InputManagerService 的第二个参数就是用于处理按键消息的Handler。

Step2 InputManagerService创建

在往下走到 InputManagerService.java的构造函数。

public InputManagerService(Context context, Handler handler) {    this.mContext = context;    this.mHandler = new InputManagerHandler(handler.getLooper());    mUseDevInputEventForAudioJack =context.getResources().getBoolean(R.bool.config_useDevInputEventForAudioJack);    Slog.i(TAG, "Initializing input manager, mUseDevInputEventForAudioJack="                    + mUseDevInputEventForAudioJack);    mPtr = nativeInit(this, mContext, mHandler.getLooper().getQueue());}
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这里做了重要的两件事情

• 第一：将SystemServer级别的Handler赋值给 InputManagerService自己的消息处理Handler；
• 第二：调用nativeInit继续进行初始化。

Step3 com_android_server_InputManagerService.cpp

static jint nativeInit(JNIEnv* env, jclass clazz,    jobject serviceObj, jobject contextObj, jobject messageQueueObj) {    sp<MessageQueue> messageQueue = android_os_MessageQueue_getMessageQueue(env, messageQueueObj);    NativeInputManager* im = new NativeInputManager(contextObj, serviceObj,    messageQueue->getLooper());    im->incStrong(serviceObj);    return reinterpret_cast<jint>(im);}
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这里nativeInit直接调用了 NativeInputManager的构造函数

Step4 NativeInputManager

NativeInputManager::NativeInputManager(jobject contextObj,    jobject serviceObj, const sp<Looper>& looper) :    mLooper(looper) {    JNIEnv* env = jniEnv();    mContextObj = env->NewGlobalRef(contextObj);    mServiceObj = env->NewGlobalRef(serviceObj);    {        AutoMutex _l(mLock);        mLocked.systemUiVisibility = ASYSTEM_UI_VISIBILITY_STATUS_BAR_VISIBLE;        mLocked.pointerSpeed = 0;        mLocked.pointerGesturesEnabled = true;        mLocked.showTouches = false;    }    sp<EventHub> eventHub = new EventHub();    mInputManager = new InputManager(eventHub, this, this);}
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这里需要特别注意最后两行代码。第一：创建了 EventHub；第二：创建 InputManager并将 EventHub作为参数传入InputManager。

Step5 InputManager构造函数

InputManager::InputManager(    const sp<EventHubInterface>& eventHub,    const sp<InputReaderPolicyInterface>& readerPolicy,    const sp<InputDispatcherPolicyInterface>& dispatcherPolicy) {        mDispatcher = new InputDispatcher(dispatcherPolicy);        mReader = new InputReader(eventHub, readerPolicy, mDispatcher);        initialize();}void InputManager::initialize() {    mReaderThread = new InputReaderThread(mReader);    mDispatcherThread = new InputDispatcherThread(mDispatcher);}
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创建了InputDispatcher 和InputReader,并调用了initialize函数创建了InputReaderThread和InputDispatcherThread。InputDispatcher类是负责把键盘消息分发给当前激活的Activity窗口的，而InputReader类则是通过 EventHub类来实现读取键盘事件的，InputReader实列mReader就是通过这里的 InputReaderThread线程实列mReaderThread来读取键盘事件的，而InputDispatcher实例mDispatcher 则是通过这里的InputDispatcherThread线程实例mDisptacherThread来分发键盘消息的。
到这里，相关的组件都已经被创建了；

Step6 将服务运行起来

接下来看看他们是如何运行起来的。
在systemServer.java中创建inputManager之后。将InputManagerServer进行注册，并运行start()

ServiceManager.addService(Context.INPUT_SERVICE, inputManager);    inputManager.start();    //InputManager的start函数：    public void start() {    Slog.i(TAG, "Starting input manager");    nativeStart(mPtr);    //省略。。}
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调用nativeStart继续往下走。顺带说一下，这里的参数mPtr是指向nativeinputmanager service对象的，在InputManagerService构造函数中由nativeInit赋值。

Step7 InputManagerService.cpp–>batuveStart

接下来又到了com_android_server_InputManagerService.cpp中。

static void nativeStart(JNIEnv* env, jclass clazz, jint ptr) {    NativeInputManager* im = reinterpret_cast<NativeInputManager*>(ptr);    status_t result = im->getInputManager()->start();    if (result) {        jniThrowRuntimeException(env, "Input manager could not be started.");    }}
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这里的im就是inputManager并且用到了上面传下来的mPtr来重新构建。

Step8 InputManager.cpp start

继续往下则会调用到InputManager.cpp 的start函数

status_t InputManager::start() {    status_t result = mDispatcherThread->run("InputDispatcher", PRIORITY_URGENT_DISPLAY);    if (result) {    ALOGE("Could not start InputDispatcher thread due to error %d.", result);    return result;    }    result = mReaderThread->run("InputReader", PRIORITY_URGENT_DISPLAY);    if (result) {        ALOGE("Could not start InputReader thread due to error %d.", result);        mDispatcherThread->requestExit();        return result;    }    return OK;}
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这个函数主要就是分别启动一个InputDispatcherThread线程和一个InputReaderThread线程来读取和分发键 盘消息的了。这里的InputDispatcherThread线程对象mDispatcherThread和InputReaderThread线程对 象是在前面的Step9中创建的，调用了它们的run函数后，就会进入到它们的threadLoop函数中去，只要threadLoop函数返回true，函数 threadLoop就会一直被循环调用，于是这两个线程就起到了不断地读取和分发键盘消息的作用。

Step9 InputReader::loopOnce()

在下来继续看loopOnce()这个函数。

void InputReader::loopOnce() {    //......    size_t count = mEventHub->getEvents(timeoutMillis, mEventBuffer, EVENT_BUFFER_SIZE);    //......    if (count) {        processEventsLocked(mEventBuffer, count);    }    //......    // Flush queued events out to the listener.    // This must happen outside of the lock because the listener could potentially call    // back into the InputReader's methods, such as getScanCodeState, or become blocked    // on another thread similarly waiting to acquire the InputReader lock thereby    // resulting in a deadlock. This situation is actually quite plausible because the    // listener is actually the input dispatcher, which calls into the window manager,    // which occasionally calls into the input reader.    mQueuedListener->flush();}
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这里面需要注意像神一样的函数 mEventHub->getEvents()。其实现原理，还有点不是很清楚；但是其功能就是负责键盘消息的读取工作，如果当前有键盘事件发生或者有键盘事件等待处理，通过mEventHub的 getEvent函数就可以得到这个事件，然后交给processEventsLocked 函数进行处理。同样需要特别注意最后一行；后面回解释。我们还会回来的～～～

/*     * Wait for events to become available and returns them.     * After returning, the EventHub holds onto a wake lock until the next call to getEvent.     * This ensures that the device will not go to sleep while the event is being processed.     * If the device needs to remain awake longer than that, then the caller is responsible     * for taking care of it (say, by poking the power manager user activity timer).     *     * The timeout is advisory only. If the device is asleep, it will not wake just to     * service the timeout.     *     * Returns the number of events obtained, or 0 if the timeout expired.     */    virtual size_t getEvents(int timeoutMillis, RawEvent* buffer, size_t bufferSize)
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函数原型！
在成功获取input Event之后，就会用到 processEventsLocked函数来处理Event
然后在调用到 processEventsForDeviceLocked(deviceId,rawEvent, batchSize);
最后在void InputDevice::process(constRawEvent* rawEvents, size_t count)
我就在想：问什么不直接到process函数呢？其实我觉得这里体现了设计模式中的单一职责原则；这种设计可以有效的控制函数粒度(有个类粒度，这里自创函数粒度)的大小，函数承担的职责越多其复用的可能性就越小，并且当期中某一个职责发生变化，可能会影响其他职责的运作！

Step 10 InputDevice::process

接下来继续看InputDevice::process函数

void InputDevice::process(const RawEvent* rawEvents, size_t count) {    //。。。。    InputMapper* mapper = mMappers[i];    mapper->process(rawEvent); }
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走到这里才算是真真正正的知道了有按键发生了，调用 KeyboardInputMapper::process(const RawEvent*)处理input event； KeyboardInputMapper 继承自 InputMapper。那为什么调用的是 KeyboardInputMapper而不是SwitchInputMapper等等。。
请留意

InputDevice* InputReader::createDeviceLocked(int32_t deviceId,                                                const InputDeviceIdentifier& identifier, uint32_t classes)
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函数中的片段：

if (keyboardSource != 0) {device->addMapper(new KeyboardInputMapper(device, keyboardSource, keyboardType));}
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这里Event Type有必要提一下，以下是一些常用的Event。在kernel/Documentation/input/event-codes.txt中有详细的描述。

• EV_SYN:
  
  • Used as markers to separate events. Eventsmay be separated in time or in space, such as with the multitouch protocol.
• EV_KEY:
  
  • Used to describe state changes ofkeyboards, buttons, or other key-like devices.
• EV_REL:
  
  • Used to describe relative axis value changes,e.g. moving the mouse 5 units to the left.
• EV_ABS:
  
  • Used to describe absolute axis valuechanges, e.g. describing the coordinates of a touch on a touchscreen.
• EV_MSC:
  
  • Used to describe miscellaneous input datathat do not fit into other types.
• EV_SW:
• Used to describe binary stateinput switches.

Step 11 KeyboardInputMapper::process

void KeyboardInputMapper::process(const RawEvent* rawEvent) {    switch (rawEvent->type) {    case EV_KEY: {        int32_t scanCode = rawEvent->code;        int32_t usageCode = mCurrentHidUsage;        mCurrentHidUsage = 0;        if (isKeyboardOrGamepadKey(scanCode)) {            int32_t keyCode;            uint32_t flags;            if (getEventHub()->mapKey(getDeviceId(), scanCode, usageCode, &keyCode, &flags)) {                keyCode = AKEYCODE_UNKNOWN;                flags = 0;            }            processKey(rawEvent->when, rawEvent->value != 0, keyCode, scanCode, flags);        }        break;    }    }}
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在这里，先判断isKeyboardOrGamepadKey(scanCode)，然后在用getEventHub()->mapKey()检测 提供的key是否正确，在然后就开始处理了processKey

Step 12 KeyboardInputMapper::processKe

void KeyboardInputMapper::processKey(nsecs_t when, bool down, int32_t keyCode,        int32_t scanCode, uint32_t policyFlags) {    //忽略到所有的。。只看最后两行。。    NotifyKeyArgs args(when, getDeviceId(), mSource, policyFlags,        down ? AKEY_EVENT_ACTION_DOWN : AKEY_EVENT_ACTION_UP,         AKEY_EVENT_FLAG_FROM_SYSTEM, keyCode, scanCode, newMetaState, downTime);     getListener()->notifyKey(&args);}
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不用多解释了，直接notifyKey了。。但需要注意，这里的notifyKey 仅仅是 NotifyKeyArgs push到消息队列中去；并没有通知上层！那到底在那儿通知的呢？

还记不记得在void InputReader::loopOnce()这个函数的最后一行代码，其实质是在这个函数中通知上层有按键事件发生。

这个flush()很明显，notify了之后，就delete，不存在了。问什么不是在getListener()->notifyKey(&args);的时候就真正的notify？我觉得可以做如下角度予以考虑：

• 第一：线程是最小的执行单位；因此每当inputThread.start()的时候，如果不flush，回造成数据混乱。
• 第二：flush操作是必须的，同时在loopOnce的最后操作也是最恰当的。其实这里的Listener也就是充当了一个事件分发者的角色。

这说明，到这里已经完全识别了按键了，并按照自己的键盘映射映射了一个值保存在args中，notifyKey给上层应用了。。

Step 13 consumeRawTouche

其实针对BACK HOME MENU这三个按键来说，其实质就是TouchScreen；因此在inputReader.cpp中获取Touch映射是在函数boolTouchInputMapper::consumeRawTouche**s(nsecs_t when, uint32_t policyFlags) 中。这里同上面的**Step 12相同。

首先检测不是多点Touch。然后使用const TouchInputMapper::VirtualKey*TouchInputMapper::findVirtualKeyHit( int32_t x, int32_t y)依据坐标值查找出Touch的映射值。
到最后了啊。。。
呵呵，看看是怎么实现的。。

Android中针对按键处理的流程图

这里使用针对power按键为例进行说明

Power短按

power长按

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