input事件的获取

全栈程序员站长

发布于 2022-06-28 15:12:36

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文章被收录于专栏：全栈程序员必看

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

loop线程已经运行起来了，如果不出意外，它是不会终止的；不妨以此为起点，再开始一段新的旅程，我要去探索input事件的获取。

一 EventHub构造函数

EventHub是所有输入事件的中央处理站，凡是与输入事件有关的事它都管。上帝创造万事万物都是有原因的，看看构造它是出于什么目的。

EventHub::EventHub(void) :
        mBuiltInKeyboardId(NO_BUILT_IN_KEYBOARD), mNextDeviceId(1),
        mOpeningDevices(0), mClosingDevices(0),
        mNeedToSendFinishedDeviceScan(false),
        mNeedToReopenDevices(false), mNeedToScanDevices(true),
        mPendingEventCount(0), mPendingEventIndex(0), mPendingINotify(false) {
    acquire_wake_lock(PARTIAL_WAKE_LOCK, WAKE_LOCK_ID);

    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);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF(result != 0, "Could not add INotify to epoll instance.  errno=%d", errno);

    int wakeFds[2];
    result = pipe(wakeFds);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF(result != 0, "Could not create wake pipe.  errno=%d", errno);

    mWakeReadPipeFd = wakeFds[0];
    mWakeWritePipeFd = wakeFds[1];

    result = fcntl(mWakeReadPipeFd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF(result != 0, "Could not make wake read pipe non-blocking.  errno=%d",
            errno);

    result = fcntl(mWakeWritePipeFd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF(result != 0, "Could not make wake write pipe non-blocking.  errno=%d",
            errno);

    eventItem.data.u32 = EPOLL_ID_WAKE;
    result = epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, mWakeReadPipeFd, &eventItem);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF(result != 0, "Could not add wake read pipe to epoll instance.  errno=%d",
            errno);
}

前面一堆类似mBuiltInKeyboardId(NO_BUILT_IN_KEYBOARD)初始化成员变量的就比较简单了，向下看需要补充点知识，epoll机制和inotify机制。 1 epoll_create()生成一个epoll专用的描述符mEpollFd。 mINotifyFd = inotify_init(); 2 添加一个epoll事件，监测mINotifyFd文件描述符可读，eventItem.events = EPOLLIN表示可读。 eventItem.data.u32 = EPOLL_ID_INOTIFY; result = epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, mINotifyFd, &eventItem); 3 创建一个inotify实例，返回一个文件描述符。 mINotifyFd = inotify_init(); 4 添加一个watch，监测DEVICE_PATH的创建和删除。 static const char *DEVICE_PATH = “/dev/input”; IN_DELETE | IN_CREATE表示添加和删除。 int result = inotify_add_watch(mINotifyFd, DEVICE_PATH, IN_DELETE | IN_CREATE); 至此，要知道的是有个inotify的watch一直监视着”/dev/input”的创建和删除；有个epoll可以查询，要使用epoll_wait查询imINotifyFd的变化是否可读)。 5 貌似出现了一个系统调用，它是pipe()，于是我们得到了唤醒读pipe和唤醒写pipe，如果向mWakeWritePipeFd写，那么mWakeReadPipeFd就会有变化。 mWakeReadPipeFd = wakeFds[0]; 　　mWakeWritePipeFd = wakeFds[1]; 6 用fcntl()将读写pipe都设置为非阻塞方式，避免读空pipe、写满pipe时的阻塞。 result = fcntl(mWakeReadPipeFd, F_SETFL, O_NONBLOCK); result = fcntl(mWakeWritePipeFd, F_SETFL, O_NONBLOCK); 7 又添加了一个epoll事件，这次是为了查询读pipe可读。 eventItem.data.u32 = EPOLL_ID_WAKE; result = epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, mWakeReadPipeFd, &eventItem); 8 下面的用于epoll通知，与device无关，后面会用到。 eventItem.data.u32 = EPOLL_ID_INOTIFY; eventItem.data.u32 = EPOLL_ID_WAKE;

二 EventHub::getEvents

说好InputReader::loopOnce是起点的，该回来集合了。

class InputReader : public InputReaderInterface {
......
　　static const int EVENT_BUFFER_SIZE = 256;
　　RawEvent mEventBuffer[EVENT_BUFFER_SIZE];
}
void InputReader::loopOnce() {
......
　　size_t count = mEventHub->getEvents(timeoutMillis, mEventBuffer, EVENT_BUFFER_SIZE);
......
}

EventHub::getEvents()要做的事情太多了，一点一点分析吧。

1 RawEvent

从EventHub中取出的原始事件。

struct RawEvent {
    nsecs_t when; //时间
    int32_t deviceId; //device ID，如果是内嵌键盘mBuiltInKeyboardId为0
    int32_t type; //device操作，添加，移除或者事件类型
    int32_t code; //事件编码
    int32_t value; //值
};

2 input_event

这是kernel里完全对应的一个事件结构

struct input_event {
 struct timeval time;
 __u16 type;
 __u16 code;
 __s32 value;
};

3 mNeedToReopenDevices是说需要重复打开，构造EventHub的时候，它肯定是false的；还不知道什么时候需要这个东东，先放一放。 4 mClosingDevices是说有device added/removed了，初始化的时候它是0，又飘过。 5 mNeedToScanDevices是说需要扫描设备，它是true不能再飘了。

void EventHub::scanDevicesLocked() {
    status_t res = scanDirLocked(DEVICE_PATH);
    if(res < 0) {
        ALOGE("scan dir failed for %s\n", DEVICE_PATH);
    }
    if (mDevices.indexOfKey(VIRTUAL_KEYBOARD_ID) < 0) {
        createVirtualKeyboardLocked();
    }
}

status_t EventHub::scanDirLocked(const char *dirname)
{
    char devname[PATH_MAX];
    char *filename;
    DIR *dir;
    struct dirent *de;
    dir = opendir(dirname); //打开目录"/dev/input"
    if(dir == NULL)
        return -1;
    strcpy(devname, dirname); //devname = "/dev/input"
    filename = devname + strlen(devname);//filename就是devname上的一个游标，此时游到了strlen(devname)处
    *filename++ = '/';//devname = "/dev/input/"，filename又游了一格
    while((de = readdir(dir))) {//返回目录中下一个文件的文件名,文件名以在文件系统中的排序返回。

        if(de->d_name[0] == '.' &&//一个点表示当前目录
           (de->d_name[1] == '\0' ||//两个点表示上一级目录
            (de->d_name[1] == '.' && de->d_name[2] == '\0')))//这些都不是想要的
            continue;
        strcpy(filename, de->d_name);//假设找到为event0，则devname = "/dev/input/event0"
        openDeviceLocked(devname);
/*openDeviceLocked创建device，并初始化device->configuration(IDC配置文件)，device->KeyMap->keyLayoutMap(*kl按键布局文件)、device->KeyMap->keyCharacterMap(按键字符映射文件)。还初始化了device->classes输入设备类别，比如device->classes |= INPUT_DEVICE_CLASS_TOUCH | INPUT_DEVICE_CLASS_TOUCH_MT。创建device->id和device的映射。
*/
    }//通过while循环创建/dev/input目录文件对应的所以device
    closedir(dir);
    return 0;
}

status_t EventHub::openDeviceLocked(const char *devicePath) scanDevicesLocked()中如果没有找到device->id为VIRTUAL_KEYBOARD_ID(-1)的device，则创建一个device为-1的虚拟键盘device。之所以能这样找就是因为openDeviceLocked()创建了device->id和device的映射。扫描完device要设置标志mNeedToSendFinishedDeviceScan = true。 6 while (mOpeningDevices != NULL)一直到open的device处理完为止，event就是InputReader的mEventBuffer[EVENT_BUFFER_SIZE]，capacity是EVENT_BUFFER_SIZE(256)，也就是说目前支持同时处理256个device。这些device都是需要add的。 7 FINISHED_DEVICE_SCAN是个什么事件？这是event最后一次一定会发送的事件，会上报所有添加/删除设备事件中最后一次扫描到的事件。 8 mPendingEventIndex和mPendingEventCount构造的时候是0，所以第一次for循环不会进来，所以mPendingINotify为false，所以deviceChanged也为false，而event != buffer，这个for就退出来了。返回到loopOnce()，进入处理流程。

       if (count) {
            processEventsLocked(mEventBuffer, count);
        }

InputReader::processEventsLocked()中根据rawEvent->type进行事件处理。到下一次进入getEvents()时，event != buffer就不会成立了，就可以epoll_wait()来查询前面设置的几个事件是否发生，有几个？一个是mINotifyFd，一个是mWakeReadPipeFd，一个是我们open的input device。 9 到下下一次进入getEvents()时，mPendingEventIndex < mPendingEventCount就满足了，接着分类处理epoll_event。 (1) eventItem.data.u32 == EPOLL_ID_INOTIFY，mPendingINotify = true。在后面， readNotify()将会改变deives列表，所以必须在处理了所有event之后执行，确保关闭device之前，我们读完了所以剩余事件。可见，这个notify机制是监测是否有device移除的。 InputReader::processEventsLocked()中根据rawEvent->type进行事件处理。到下一次进入getEvents()时，event != buffer就不会成立了，就可以epoll_wait()来查询前面设置的几个事件是否发生，有几个？一个是mINotifyFd，一个是mWakeReadPipeFd，一个是我们open的input device。 9 到下下一次进入getEvents()时，mPendingEventIndex < mPendingEventCount就满足了，接着分类处理epoll_event。 (1) eventItem.data.u32 == EPOLL_ID_INOTIFY，mPendingINotify = true。在后面， readNotify()将会改变deives列表，所以必须在处理了所有event之后执行，确保关闭device之前，我们读完了所以剩余事件。可见，这个notify机制是监测是否有device移除的。

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

status_t EventHub::readNotifyLocked() {
    int res;
    char devname[PATH_MAX];
    char *filename;
    char event_buf[512];
    int event_size;
    int event_pos = 0;
    struct inotify_event *event;

    ALOGV("EventHub::readNotify nfd: %d\n", mINotifyFd);
    res = read(mINotifyFd, event_buf, sizeof(event_buf));//读取notify的事件，就是dev/input有没有增加或者删除
    if(res < (int)sizeof(*event)) {//没读到事件
        if(errno == EINTR)
            return 0;
        ALOGW("could not get event, %s\n", strerror(errno));
        return -1;
    }
    //printf("got %d bytes of event information\n", res);

    strcpy(devname, DEVICE_PATH);
    filename = devname + strlen(devname);
    *filename++ = '/';//dev/input/

    while(res >= (int)sizeof(*event)) {//读到了事件
        event = (struct inotify_event *)(event_buf + event_pos);
        //printf("%d: %08x \"%s\"\n", event->wd, event->mask, event->len ? event->name : "");
        if(event->len) {
            strcpy(filename, event->name);
            if(event->mask & IN_CREATE) {//如果事件掩码是创建新文件
                openDeviceLocked(devname);//这个函数专门一篇文章说了一下
            } else {
                ALOGI("Removing device '%s' due to inotify event\n", devname);
                closeDeviceByPathLocked(devname);
/*
mOpeningDevices标记的刚刚open的第一个device，当所有RawEvent的DEVICE_ADDED事件都处理完后，mOpeningDevices为NULL。所以close的时候，先看一下通过mOpeningDevices能不能找到要close的device，如果能，分情况：
要删除的device是mOpeningDevices链中的一个，那么找到要删除的前一个pred，pred->next = device->next;然后delete device。
要删除的device是mOpeningDevices，那就没有前一个了mOpeningDevices = device->next;然后delete device。
如果不能，现在就不能删除了，万一还有事件没有处理完，它的client还在呢，得通知它。现在只做标记：
        device->next = mClosingDevices;
        mClosingDevices = device;
显然在下一次getEvents()中会处理。
*/
            }
        }
        event_size = sizeof(*event) + event->len;
        res -= event_size;
        event_pos += event_size;
    }
    return 0;
}

(2) eventItem.data.u32 == EPOLL_ID_WAKE，awoken = true。还要读mWakeReadPipeFd，一直读到没有东西可读为止。为什么能读到，说明有写mWakeWritePipeFd阿。

void EventHub::wake() {
    ALOGV("wake() called");

    ssize_t nWrite;
    do {
        nWrite = write(mWakeWritePipeFd, "W", 1);
    } while (nWrite == -1 && errno == EINTR);

    if (nWrite != 1 && errno != EAGAIN) {
        ALOGW("Could not write wake signal, errno=%d", errno);
    }
}

那什么时候需要wake()呢？比如requestRefreshConfiguration，需要重新load配置文件的时候，我们就不能继续处理epoll_wait()查询到的事件了，要break出for循环，更新了配置文件后再来处理epoll_wait()查询到的事件。 (3) 最后就到了input event了。eventItem.data.u32就是device->id，如果存在，就能找到对应的device。如果device不存在了，执行close动作。读错了给出警告。再继续就是正确的动作了。一个input事件确实产生的时候，与内核进入evdev所有事件的简单时间戳相比，有些input外设可能有更好的时间概念。这是Android定制的input协议扩展，主要用于基于device drivers的虚拟input设备。iev.type == EV_MSC表示事件类型是重写时间戳。iev.code == MSC_ANDROID_TIME_SEC是秒，iev.code == MSC_ANDROID_TIME_USEC是微妙。接下来重要的是copy事件。

#else
                        event->when = now;
#endif
                        event->deviceId = deviceId;
                        event->type = iev.type;
                        event->code = iev.code;
                        event->value = iev.value;

每copy一个事件event += 1;事件buffer加1，capacity -= 1;buffer长度减一。capacity == 0表示buffer已经满了，只能下一次循环再把事件读到buffer里了，先break出处理epoll事件的while，去loopOnce()里处理下满的buffer；别忘了事件指针mPendingEventIndex -= 1，不然下次不读了。 eventItem.events & EPOLLHUP表示有事件删除，需要close input设备。上述(1)、(4)和mPendingINotify && mPendingEventIndex >= mPendingEventCount满足时涉及到/dev/input device增加和减少的都会设置deviceChanged = true. 10 如果deviceChanged = true立即处理device的add和remove，用了个continue，返回到for的开始了，有需要close的设备就执行while (mClosingDevices)，增加一个DEVICE_REMOVED事件；需要add的设备，readNotifyLocked()时，mOpeningDevices就不为NULL了，再添加DEVICE_ADDED，最后还要添加FINISHED_DEVICE_SCAN。这里就很疑问，如果deviceChanged = true和buffer满了，同时出现就有问题，要立即处理deviceChanged，event会溢出；仔细看，同时出现的情况是不存在的。 11 至此，还有一个mNeedToReopenDevices的标志没有说，什么时候用到这个标志？例如刷新了config文件，refreshConfigurationLocked()->(mEventHub->requestReopenDevices())->mNeedToReopenDevices = true。

        // Reopen input devices if needed.
        if (mNeedToReopenDevices) {
            mNeedToReopenDevices = false;

            ALOGI("Reopening all input devices due to a configuration change.");

            closeAllDevicesLocked();
            mNeedToScanDevices = true;
            break; // return to the caller before we actually rescan
        }

这很简单了，先关闭所有device，设置重新扫描标志，break出while，就进入loopOnce()处理了；再回来的时候就重新扫描了。写完这些input事件就获取到了，会保存在RawEvent mEventBuffer[EVENT_BUFFER_SIZE]中。

发布者：全栈程序员栈长，转载请注明出处：https://javaforall.cn/132897.html原文链接：https://javaforall.cn

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原始发表：2022年6月1，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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