Input调用流程(好文)
来源:互联网 发布:windows终端机 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 17:30
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先介绍一下每个模块的工作职责:EventHub, InputReader, InputManager...
1 模块功能
1.1 EventHub
它是系统中所有事件的中央处理站。它管理所有系统中可以识别的输入设备的输入事件,此外,当设备增加或删除时,EventHub将产生相应的输入事件给系统。
EventHub通过getEvents函数,给系统提供一个输入事件流。它也支持查询输入设备当前的状态(如哪些键当前被按下)。而且EventHub还跟踪每个输入调入的能力,比如输入设备的类别,输入设备支持哪些按键。
1.2 InputReader
InputReader从EventHub中读取原始事件数据(RawEvent),并由各个InputMapper处理之后输入对应的input listener.
InputReader拥有一个InputMapper集合。它做的大部分工作在InputReader线程中完成,但是InputReader可以接受任意线程的查询。为了可管理性,InputReader使用一个简单的Mutex来保护它的状态。
InputReader拥有一个EventHub对象,但这个对象不是它创建的,而是在创建InputReader时作为参数传入的。
1.3 InputDispatcher
InputDispatcher负责把事件分发给输入目标,其中的一些功能(如识别输入目标)由独立的policy对象控制。
1.4 InputManager
InputManager是系统事件处理的核心,它虽然不做具体的事,但管理工作还是要做的,比如接受我们客户的投诉和索赔要求,或者老板的出所筒。
InputManager使用两个线程:
1)InputReaderThread叫做"InputReader"线程,它负责读取并预处理RawEvent,applies policy并且把消息送入DispatcherThead管理的队列中。
2)InputDispatcherThread叫做"InputDispatcher"线程,它在队列上等待新的输入事件,并且异步地把这些事件分发给应用程序。
InputReaderThread类与InputDispatcherThread类不共享内部状态,所有的通信都是单向的,从InputReaderThread到InputDispatcherThread。两个类可以通过InputDispatchPolicy进行交互。
InputManager类从不与Java交互,而InputDispatchPolicy负责执行所有与系统的外部交互,包括调用DVM业务。
2 创建流程
1)在android_server_InputManager_nativeInit中创建NativeInputManager对象,并保存到gNativeInputManager中;
2)在创建NativeInputManager对象时,它会创建EventHub对象<且创建是其成员mNeedToScanDevices的值为true>,然后把刚创建的EventHub对象作为参数创建InputManager对象;
3)在创建InputManager对象时,创建InputReader对象,然后把它作为参数创建InputReaderThread;创建InputDispatcher对象,然后把它作为参数创建InputDispatcherThread对象;(注:以上两个线程对象都有自己的threadLoop函数,它将在Thread::_threadLoop中被调用,这个Thread::_threadLoop是线程入口函数,线程在Thread::run中被真正地创建)
4.1)创建InputReader对象
4.1.1)把EventHub、readerPolicy<实质为NativeInputManager对象>和创建的InputDispatcher对象作为参数创建InputReader对象:mReader = new InputReader(eventHub, readerPolicy, mDispatcher);
4.1.2)在创建InputReader时, 保存EventHub对象到mEventHub中,并创建QueuedInputListener对象并保存在mQueuedListener中
4.2)创建InputDispatcher对象
4.2.1)把传入的参数dispatcherPolicy<实质为NativeInputManager对象>作为参数创建InputDispatcher对象:mDispatcher = new InputDispatcher(dispatcherPolicy);
4.2.1)在创建InputDispatcher时,创建了一个looper对象:mLooper = new Looper(false);
3 启动流程
1)在android_server_InputManager_nativeStart中调用InputManager::start,代码如下:
result = gNativeInputManager->getInputManager()->start();
2)在InputManager::start中,调用mDispatcherThread->run和mReaderThread->run,代码如下:
result = mDispatcherThread->run("InputDispatcher", PRIORITY_URGENT_DISPLAY);
result = mReaderThread->run("InputReader", PRIORITY_URGENT_DISPLAY);
3)在上面的Thread::run中,调用createThreadEtc函数,并以Thread::_threadLoop作为入口函数,以上面的mDispatcherThread或mReaderThread作为userdata创建线程
4)至此InputReader线程和InputDispatcher线程都已经工作,详细信息见Thread::_threadLoop,在此函数中它将调用mDispatcherThread或mReaderThread的threadLoop函数来做真正的事
5.1)mReaderThread->threadLoop
bool InputReaderThread::threadLoop() {
mReader->loopOnce();
return true;
}
5.2)mDispatcherThread->threadLoop
bool InputDispatcherThread::threadLoop() {
mDispatcher->dispatchOnce();
return true;
}
EventInput对象关系图
4. 设备操作流程
从EventHub::getEvents读取的事件数据结构如下:
读取事件时的调用流程为:
Thread::_threadLoop->
InputReaderThread::threadLoop->
InputReader::loopOnce->
EventHub::getEvents->
4.1 打开设备
在EventHub::getEvents中,当mNeedToScanDevices为true时<当创建EventHub对象时,它就为true>,它将从/dev/input目录下查找所有设备,并进行打开,获取其相关属性,最后加入mDevices列表中。
EventHub::scanDevicesLocked->
EventHub::scanDirLocked("/dev/input")->
EventHub::openDeviceLocked
4.1.1 打开事件输入设备
打开事件输入设备,在用户态调用open,则在kernel态中调用evdev_open函数,evdev_open处理流程如下:
1)首先从参数inode中获取在evdev_table中的索引,从而获取对应的evdev对象
2)创建evdev_client对象,创建此对象时同时为其buffer成员分配对应的内存
3)把新创建evdev_client对象添加到client_list链表中
4)把client保存在file的private_data中
5)调用evdev_open_device->input_open_device->input_dev.open函数打开设备。
4.2 读取输入事件
要说EventHub::getEvents如何获取输入事件,不得不先说说它的几个相关的成员变量:
1)mPendingEventCount:调用epoll_wait时的返回值,当然如果没有事件,则其值为0;
2)mPendingEventIndex:当前需要处理的事件索引
3)mEpollFd:epoll实例,在EventHub::EventHub中初始化此例,所有输入事件通过epoll_wait来获取,每一个事件的数据结构为:struct epoll_event,为了搞明白如何读取输入事件的原理,不得不对epoll相关的东东搞个清清楚楚,明明白白,见epoll kernel实现原理。注:epoll_event只表明某个设备上有事件,并不包含事件内容,具体事件内容需要通过read来读取。
struct epoll_event定义如下:
每个设备被创建(在函数EventHub::openDeviceLocked中)时,都会向epoll注册,代码如下:
4.2.1 查看设备上是否有事件
在调用epoll_wait(mEpollFd, mPendingEventItems, EPOLL_MAX_EVENTS, timeoutMillis)之后,读到的epoll_event事件保存在mPendingEventItems,总共的事件数保存在mPendingEventCount,当然,在调用epoll_event之前,mPendingEventIndex被清0,直正的事件处理在下面的代码中。
4.2.2 读取设备上真正的事件
epoll_wait只是告诉我们Device已经有事件了,让我们去读,真正读取设备输入事件的代码如上,其流程如下:
1)根据eventItem.data.u32获取设备索引,从而获取对应的Device
2)从device->fd中读取input_event事件。read(device->fd, readBuffer, sizeof(struct input_event) * capacity);这些input_event是由各个注册的input_device报告给input子系统的。具体读入流程参见Input Core和evdev基本知识 - Kernel3.0.8
至此,事件已经读取到用户态,哪我们就看看EventHub怎么处理这些事件了。
4.3 处理输入事件
在4.2中,首先通过epoll_wait查看哪些设备有事件,然后通过read从有事件的设备中读取事件,现在事件已经读取到用户态,且数据结构为input_event,保存在EventHub::getEvents的readBuffer中。下面就看看这些事件下一步的东家是谁?
1)首先把input_event的信息填入RawEvent中,其相关代码如下:
2)如果是input_event的类型为EV_KEY,则需要调用device->keyMap.keyLayoutMap->mapKey函数把iput_event.code映射为RawEvent.keyCode。相关数据结构关系如下图所示:
至此,EventHub::getEvents读取事件的任务已经完成,下面看看这些RawEvent的命运如何呢?
4.3.1 InputReader::loopOnce如何处理RawEvent?
为此,先温习一下读取事件时的调用流程为:
Thread::_threadLoop->
InputReaderThread::threadLoop->
InputReader::loopOnce->
EventHub::getEvents->
在InputReader::loopOnce中,当调用EventHub->getEvents获取到RawEvent之后,调用InputReader::processEventsLocked来处理这些事件,然后调用mQueuedListener->flush()把这些队列中的事件发送到Listener。
4.3.1.1 InputReader::processEventsLocked
在InputReader::processEventsLocked主要分两步处理:
1)处理来自于事件驱动设备的事件(processEventsForDeviceLocked)
2)处理设备增加、删除和修改事件
按照程序执行流程,应该是先有设备,然后才会有设备事件,所以先分析设备增加。 其代码如下:
4.3.1.1.1 设备增加事件处理 addDeviceLocked
它处理其中的EventHubInterface::DEVICE_ADDED, EventHubInterface:: DEVICE_REMOVED和EventHubInterface::FINISHED_DEVICE_SCAN事件,即与Device相关的事件,这些事件是在EventHub::getEvents中产生的,并不是Kernel态的事件输入设备产生的。
下面分析它如何处理EventHubInterface::DEVICE_ADDED事件。查看其它代码,它是调用InputReader::addDeviceLocked(nsecs_t when, int32_t deviceId)来处理此事件。
在InputReader::addDeviceLocked中的调用流程:
1)先根据mContext, deviceId, name, classes创建一个InputDevice对象,它用于表示单个输入设备的状态。其中的classes为对应Device的classes成员,它用于表示设备类型,其定义如下:
创建InputDevice对象之后, 对于多点触摸设备(class为INPUT_DEVICE_CLASS_TOUCH_MT),创建MultiTouchInputMapper对象并增加到InputDevice的mMappers向量列表中。
对于单点触摸设备(class为INPUT_DEVICE_CLASS_TOUCH),创建SingleTouchInputMapper对象并增加到InputDevice的mMappers向量列表中。相关代码如下:
总之,它调用createDeviceLocked创建一个InputDevice设备,并根据class类别创建对应的事件转换器(InputMapper),然后把这些新那建的InputMapper增加到InputDevice::mMappers中。InputMapper关系如下图所示:
2)调用InputDevice::configure配置此InputDevice
3)调用InputDevice::reset重置此InputDevice
4)把新建的InputDevice增加到InputReader::mDevices中。
InputReader::processEventsLocked设备增加、删除处理总结:
它负责处理Device 增加、删除事件。增加事件的流程为:为一个新增的Device创建一个InputDevice,并增加到InputReader::mDevices中;根据新增加设备的class类别,创建对应的消息转换器(InputMapper),然后此消息转换器加入InputDevice::mMappers中。消息转换器负责把读取的RawEvent转换成特定的事件,以供应用程序使用。
EventHub与InputReader各自管理功能:
1)EventHub管理一堆Device,每一个Device与Kernel中一个事件输入设备对应
2)InputReader管理一堆InputDevice,每一个InputDevice与EventHub中的Device对应
3)InputDevice管理一些与之相关的InputMapper,每一个InputMapper与一个特定的应用事件相对应,如:SingleTouchInputMapper。
4.3.1.1.2 事件驱动设备事件处理processEventsForDeviceLocked
下面的分析处理以单点触摸为例,对于单点触摸Touch Down时,它将报告以下事件:
代码:
input_report_abs(myInputDev, ABS_X, event->x);
input_report_abs(myInputDev, ABS_Y, event->y);
产生的事件:*type, code, value
EV_ABS,ABS_X,event->x
EV_ABS,ABS_Y,event->y
代码:
input_report_key(myInputDev, BTN_TOUCH, 1);
产生的事件:*type, code, value
EV_KEY, BTN_TOUCH, 1
代码:
input_sync(myInputDev);
它调用input_event(dev, EV_SYN, SYN_REPORT, 0);
产生的事件:*type, code, value
EV_SYN, SYN_REPORT, 0
它负责处理来自于同一个设备且在mEventBuffer中连续的多个事件,其函数原型如下:
它其实很简单,根据输入的deviceId找到对应的InputDevice,然后调用InputDevice::process以对设备输入事件进行处理。InputDevice::process主要源码如下:
从上面的代码中可以看出,在InputDevice::process中,对于传入的每一个RawEvent,依次调用InputDevice中的每一个InputMapper来进行处理。前面提到过,InputDevice包含一组处理对应设备事件InputMapper,现在这些InputMapper开始干活了。
下面以处理一个单点触摸事件设备的事件为例,进行分析,其它的处理流程类似。对于mapper->process需要查看InputReader::createDeviceLocked中创建的具体的InputMapper的process函数。下面就看看SingleTouchInputMapper的process是如何处理的,其代码如下:
1)TouchInputMapper::process
由此可见,它将首先调用TouchInputMaaper::process处理此事件,其处理代码如下:
1.1) mCursorButtonAccumulator.process(rawEvent)
记录mouse或touch pad按键状态,记录rawEvent->type为EV_KEY,且rawEvent->scanCode为BTN_LEFT、BTN_RIGHT、BTN_MIDDLE、BTN_BACK、BTN_SIDE、BTN_FORWARD、BTN_EXTRA、BTN_TASK的事件。
1.2) mCursorScrollAccumulator.process(rawEvent)
记录cursor scrolling motions,记录rawEvent->type为EV_REL,且rawEvent->scanCode为REL_WHEEL、REL_HWHEEL的事件。
1.3) mTouchButtonAccumulator.process(rawEvent)
记录touch, stylus and tool buttons状态,记录rawEvent->type为EV_KEY,且rawEvent->scanCode为BTN_TOUCH、BTN_STYLUS、BTN_STYLUS2、BTN_TOOL_FINGER、BTN_TOOL_PEN、BTN_TOOL_RUBBER、BTN_TOOL_BRUSH、BTN_TOOL_PENCIL、BTN_TOOL_AIRBRUSH、BTN_TOOL_MOUSE、BTN_TOOL_LENS、BTN_TOOL_DOUBLETAP、BTN_TOOL_TRIPLETAP、BTN_TOOL_QUADTAP的事件。
看到了吧,我们的BTN_TOUCH在这儿被处理了,且其value被保存在mBtnTouch成员变量中。
1.4) sync(rawEvent->when)
处理EV_SYN:SYN_REPORT,我们的EV_SYN就在这儿被处理了,当然它是Touch Down时,所发事件的最后一个事件。这儿才是处理的重点。
TouchInputMapper::sync将调用SingleTouchInputMapper::syncTouch函数。
a)SingleTouchInputMapper::syncTouch
把mCurrentRawPointerData中的ABS_X和ABS_Y的值保存在TouchInputMapper::mCurrentRawPointerData->pointers中。
单点触摸的syncTouch一次处理一个RawEvent,在pointers中只有一个值;而多点触摸的syncTouch一次处理多个RawEvent,在pointers中有多个值,最多16个。
b)TouchInputMapper::cookPointerData
根据TouchInputMapper::mCurrentRawPointerData->pointers中的数据,通过计算,最后生成TouchInputMapper::mCurrentCookedPointerData.pointerCoords,mCurrentCookedPointerData.pointerProperties和mCurrentCookedPointerData.idToIndex的数据。把Raw进行cook,之后生成了cooked数据。
c)TouchInputMapper::dispatchHoverExit
d)TouchInputMapper::dispatchTouches
d.a)它调用dispatchMotion
d.b)在dispatchMotion中,根据cooked数据创建NotifyMotionArg对象,它描述了一个移动事件
d.c)调用TouchInputMapper::getListener()->notifyMotion(&args)
TouchInputMapper::getListener()调用mContext->getListener(),此mContext为InputReader::mContext,所以其getListener()返回的则为InputReader::mQueuedListener,则最后调用QueuedInputListener::notifyMotion
补充1) InputReader::mContext在构造时用自己的指针初始化了mContext,从而mContext::mReader则为此InputReader实例。
补充2) 在InputReader::createDeviceLocked中创建InputDevice时,把自己的mContext作为参数传入,从而把它保存在InputDevice::mContext中;在创建InputMapper时,以InputDevice作为参数,且InputMapper把它保存在mDevice中,然后从把InputDevice中的mContext也保存在InputMapper的mContext中。
d.d)把传递过来的NotifyMotionArg参数复制一份,然后加入QueuedInputListener::mArgsQueue例表中。
e)TouchInputMapper::dispatchHoverEnterAndMove
2)mSingleTouchMotionAccumulator.process
记录ABS相关的值,记录rawEvent->type为EV_ABS,且rawEvent->scanCode为ABS_X、ABS_Y、ABS_PRESSURE、ABS_TOOL_WIDTH、ABS_DISTANCE、ABS_TILT_X、ABS_TILT_Y的事件。我们发的ABS_X和ABS_Y在这儿被处理了。
事件处理相关数据结构如下图所示:
4.3.1.2 InputReader::mQueuedListener->flush()
先温习一下,至此的消息结构变化流程:
processEventsLocked已经把来自于事件设备的事件煮熟之后放入到各种NotifyArgs(如NotifyMotionArgs)之中,然后把这些各种NotifyArgs加入InputReader::mQueuedListener::mArgsQueue链表中。本Flush函数就是要把mArgsQueue中的所有NotifyArgs进行处理。为描述方便,先看看其代码:
看到了吧,确实很简单,调用链表中每个NotifyArgs的notify函数,且有一个有意思的参数 mInnerListener,这个参数在前面多次提到过,它是在创建mQueuedListener时提供的,它其实就是InputManager中的mDispatcher,前面一直在InputReader中打转转,现在终于看到InputDispatcher登场了,说明事件很快就可以谢幕了。
再向下看一下吧,这么多类NotifyArgs,为描述方便,下面以NotifyMotionArgs为例,其代码为:
下面就看看InputDispatcher(mDispatcher)的notifyMotion函数做了些什么。这个InputDispatcher::notifyMotion(const NotifyMotionArgs* args)可就不简单了。
在InputDispatcher::notifyMotion中,
1)根据NotifyMotionArgs提供的信息,构造一个MotionEvent,再调用mPolicy->filterInputEvent看是否需要丢弃此事件,如果需要丢弃则马上返加。其中mPolicy为NativeInputManager实例,在构造InputDispatcher时提供的参数。
2)对于AMOTION_EVENT_ACTION_UP或AMOTION_EVENT_ACTION_DOWN事件,则直接根据NotifyMotionArgs提供的信息,构造一个MotionEntry。
3)调用InputDispatcher::enqueueInboundEventLocked把新构造的MotionEntry添加到InputDispatcher::mInboundQueue中,并返回是否需要唤醒mLooper<向pipe中写入数据>的标识。
以上操作都是在InputReader线程中完成的,现在应该InputDispatcher线程开始工作了。
4. 4 分发输入事件
InputDispatcherThread主循环如下:
Thread::_threadLoop->
InputDispatcherThread::threadLoop->
mDispatcher->dispatchOnce(InputDispatcher::dispatchOnce)->
dispatchOnceInnerLocked then
mLooper->pollOnce
下面先看看简单的mLooper->pollOnce
4.4.1 mLooper->pollOnce
其功能为等待超时或被pipe唤醒(InputReader线程调用InputDispatcher::notifyMotion时, InputDispatcher::notifyMotion根据情况调用mLooper->wake)。
其调用流程如下:
mLooper->pollOnce(int timeoutMillis)->
Looper::pollOnce(int timeoutMillis, int* outFd, int* outEvents, void** outData)->
4.4.2 dispatchOnceInnerLocked
1)从mInboundQueue从中依次取出EventEntry<MotionEntry的基类>,
2)调用InputDispatcher::dispatchMotionLocked处理此MotionEntry
3)调用InputDispatcher::dispatchEventToCurrentInputTargetsLocked
对于InputDispatcher::mCurrentInputTargets中的每一个InputTarget,并获取对应的Connection,调用InputDispatcher::prepareDispatchCycleLocked,
其相关代码如下:
4)InputDispatcher::prepareDispatchCycleLocked
4.1)调用enqueueDispatchEntryLocked创建DispatchEntry对象,并把它增加到Connection::outboundQueue队列中。
4.2)调用activateConnectionLocked把当前Connection增加到InputDispatcher::mActiveConnections链表中
4.3)调用InputDispatcher::startDispatchCycleLocked,接着它调用Connection::inputPublisher.publishMotionEvent来发布事件到ashmem buffer中,调用Connection::inputPublisher.sendDispatchSignal发送一个dispatch信号到InputConsumer通知它有一个新的消息到了,快来消费吧! 关于消费者如何注册和如何消息的流程在下一个专题中再写。本文到此结束!!!
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