成鵬致遠 | lcw.cnblogs.com | 2013-10-25
Linux輸入子系統回顧
1：為什么要回顧linux輸入子系統？這個問題后面自然就知道了
1.linux輸入子系統設備是基於平台設備機制的，所以先回顧平台設備機制，主要回顧后面用得到的東西
1.申請主設備號
2.創建cdev->將cdev掛載到系統設備哈希鏈表中，同時生成inode節點
3.創建device->將device與剛生成的inode節點關聯起來，為上層調用提供接口
2.注冊輸入子系統設備
1.創建一個設備類class
2.申請主設備號
3.創建cdev->將cdev掛載到系統設備哈希鏈表中，同時生成inode節點
4.創建input_device->將input_device與剛生成的inode節點關聯起來，為事件驅動層提供接口
1.注冊設備支持輸入事件類型（type）->【這個后面會用到】
2.注冊設備支持輸入事件編碼
3.生成/dev/input_device
5.當input_device與input_hander匹配成功
1.生成/dev/input*
2.上層應用通過主設備號打開/dev/input，通過次設備號打開/dev/input_device
3.輸入子系統部分函數
1.read函數->讀【后面會用到】
2.write函數->寫【后面會用到】
3.event函數->上報事件【后面會用到】
【提前思考的問題】
1.Android事件處理系統是怎么捕捉到輸入事件的？
2.Android上層應用是怎么捕捉到輸入事件的？
3.Android上層應用捕捉到輸入事件是怎么響應的？
2.從啟動一個Android程序開始
1.Activity啟動流程：onCreate()->onStart()->onResume()->Activity Running
【Q1】：為什么onStart()后不直接Running，要插入一個onResume()，在onResume()中系統作了什么事情？
<A1>：在onResume()中，系統會為該Activity創建一個ViewRoot！
【Q2】：這個ViewRoot有什么用？它做了哪些事情？這個后面解答
3.Android事件從輸入到輸出的整個流程
1.Activity運行時，用戶點擊觸摸屏操作->｛事件產生｝
1.點擊觸摸屏，必然會調用觸摸屏驅動->｛事件輸入｝
【Q3】：事件傳遞過程？->｛事件傳遞｝
<A3>：以下所有步驟！
1.Android上層應用調用Framework層的JNI本地方法->｛事件消息傳遞到JNI層｝
1.實現JNI層方法，填充本地方法映射表，實現提供Android上層應用的接口
2.生成so動態鏈接庫文件，adb push到/system/lib目錄下
2.JNI本地方法調用HAL層（硬件抽象層：中間件）方法->｛事件消息傳遞到HAL層｝
1.JNI層通過指定ID得到HAL模塊實例，然后調用HAL層函數
2.生成so動態鏈接庫文件，adb push到/system/lib/hw目錄下
3.HAL通過系統調用write進入內核層->｛事件消息傳遞到內核｝
1.copy_from_user()取得用戶層數據
2.調用input_device.write->｛（1.1.2）：事件消息傳遞到驅動層｝
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4.輸入設備驅動獲取事件，調用event函數->｛（1.1.3）｝
5.事件處理層根據事件類型進行上報->｛事件消息傳遞到內核事件處理層｝
1.調用input_event(device，type，code，value)->{【type】后面會用到}
6.到事件處理層時，內核會喚醒read函數->｛（1.1.1）：事件消息傳遞到內核層｝
1.通過copy_to_user()將內核數據傳遞到用戶空間->｛事件消息傳遞到用戶空間｝
【Q4】：read函數被誰調用的？
7.事件消息被Android的事件處理系統捕捉到->｛事件消息傳遞到Android事件處理系統｝
1.Android事件處理系統將這個消息發送到Android應用層
【Q5】：事件消息在Android事件處理系統中是怎么傳遞的？
8.Android上層獲取事件消息，根據事件類型（3.1.1.5.1：type）響應上層View相應回調函數
9.Android界面UI更新->｛事件響應｝
4.至此為此，項目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.切入到項目解讀：電視棒遠程遙控器
1.客戶端APK
1.數據采集->{此數據必須與Linux輸入子系統兼容，這樣才能達到欺騙系統的目的}
2.數據傳遞
2.服務端APK->{實現二個虛擬設備（虛擬鍵盤設備與虛擬鼠標設備}
1.接收數據
2.將數據傳送到虛擬設備
3.虛擬設備上報事件，欺騙系統輸入事件發生
5.剖析Android事件處理系統
【Q5】：事件消息在Android事件處理系統中是怎么傳遞的？
<A5>：看看Android的事件處理系統
1.緊接着3.1.1.7，事件消息傳遞到Android事件處理系統
2.在Android開機時，系統服務（System Server）會初始化Android窗口管理服務（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構造函數中，會初始化事件處理系統中最重要的三個類（InputReader/InputDispatcher/EventHub）
2.然后初始化InputManager（InputManager.initialize()），產生兩個線程（InputReaderThread/InputDispatcherThread，分別負責事件捕獲與事件轉發）
3.InputReaderThread線程工作->{解決問題1：Android事件處理系統是怎么捕捉到輸入事件的}
1.調用InputReader::loopOnce()，在InputReader類中，已經實現looper機制，循環操作
1.調用EventHub::getEvent()函數
1.調用Epoll_wait()函數
1.在Epoll_wait()函數中，會去循環讀取所有的/dev/input設備，一旦有事件產生，就會被此函數捕捉到
【Q6】：Android事件處理系統與/dev/input設備是如何關聯起來的
【A6】：EventHub::Device <---->/dev/input，一一對應關系
2.當有事件發生時，Android事件處理系統會調用read函數->{系統調用，從內核層拿到事件消息}
【Q4】：read函數被誰調用的？
<A4>：read函數是InputReader調用的
2.將從內核層讀取到的事件消息（input_event）保存到RawEvent中
2.根據事件類型（input_event.type）調用相應的消息轉換器（InputMapper）
1.Android系統目前支持5種事件消息（翻滑蓋/軌跡球/多點觸摸/單點觸摸/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隊列中
4.調用InputReader::QueueListener::flush()函數，處理隊列中的事件消息
5.調用Notifyargs::notify函數，將事件消息轉換成對應的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消息
1.丟棄，則直接返回
2.不丟棄
2.獲取當前Activity對應的Connection對象->（這個后面再講）
2.將對應的EventEntry加入到InputDispatcher::OutBoundQueue隊列中
【Q7】：在Notifyargs是怎么獲取InputDispatcher實例的
<A7>：在初始化InputRead::QueueListener::argsQueue隊列時，將InputDispatcher對象傳遞過來了
6.喚醒InputDispatcher::pollOnce()函數
4.InputDispatcherThread線程工作
1.調用InputDispatcher::loopOnce()，在InputDispatcher類中，同樣實現looper機制，循環操作
1.調用pollOnce()函數，輪詢InputDispatcher::OutBoundQueue隊列
1.隊列中的有事件消息
2.被Notifyargs::notify()函數喚醒
2.調用對應的InputDispatcher::dispach函數
1.從InputDispatcher::OutBoundQueue隊列中取得EventEntry對象
2.將EventEntry對象轉換成DispatchEntry對象
3.將DispatchEntry對象加入到InputChannel::Connection::outboundQueue隊列中
【Q8】：這個InputChannel::Connection對象是從哪里來的？有什么用？
【Q9】：現在InputDispatcher得到了轉換后的事件消息，即將要發出去，但是往哪里發？
<A9>：要解決這個問題，需要回到【Q2】
4.【Q2】：ViewRoot有什么用？它做了哪些事情？->｛解決問題2：Android上層應用是怎么捕捉到輸入事件的？｝
<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通信，完成整個GUI窗口系統的繪制
3.創建ViewRoot的時候做了哪些事情？現在來解決問題2：Android上層應用是怎么捕捉到輸入事件的？
1.由前面分析知道，Android的事件輸入來自InputManager，所以ViewRoot需要與InputManager通信
【Q10】：ViewRoot怎么與InputManager通信並取得事件消息？
<A10>：ViewRoot與InputManager之間有一個共享內存（ShareMemory）
1.InputManager::InputDispatcher將最后的事件消息發送到共享內存（ShareMemory）中
2.ViewRoot在知道有事件消息到來時，就去共享內存（ShareMemory）中取此事件消息
【Q11】1.ViewRoot怎么知道有事件消息到來？
<A11>：1.ViewRoot與InputManager是通過管道通信的機制來傳遞消息的
1.在創建ViewRoot后，會創建兩個InputChannel類對象
1.其中一個InputChannel對象注冊到NativeInputQueue中，與ViewRoot綁在一起
【Q12】這個NativeInputQueue是用來干什么的？
<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對象注冊到InputManager類對象中
2.同時會申請上面用到的的共享內存
3.InputChannel類主要封裝管道描述符和共享內存的描述符等信息
1.在ViewRoot與InputManager中各注冊了一個InputChannel類對象，其中各有兩個管道描述符
1.兩個InputChannel對象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信【后面會用到】
【Q13】：在Android中，每創建一個Activity，就會創建一個ViewRoot，所以也會創建一個InputChannel對象，那Android系統怎么來區分這些Activity？
<A13>：還記得【Q8】嗎，兩個問題一起解決：InputChannel::Connection對象是從哪里來的？有什么用？
1.為了區分不同的Activity，NativeInputQueue類中定義了一個子類Connection
2.在注冊InputChannel對象時，每個InputChannel對象中都創建了一個Connection對象
1.所以ViewRoot中的每個InputChannel與InputManager中的InputChannel都包含一個Connection對象
2.這個Connection對象標識了不同的Activity
4.到現在我們就可以回到【Q9】了
5.【Q9】：現在InputDispatcher得到了轉換后的事件消息，即將要發出去，但是往哪里發？
<A9>：1.由上面的分析，我們知道現在需要將事件消息發送給ViewRoot
1.調用InputChannel::Connection::inputPublisher.publishMotionEvent函數將事件消息發送到共享內存（ShareMemory）
2.InputChannel對象向寫管道發送一個dispatch信息
6.現在工作就該轉移到ViewRoot這邊了
【Q14】：在NativeInputQueue中有很多InputChannel對象，究竟哪個InputChannel的管道會收到信息？
<A14>：還記得【Q13】嗎，InputManager的InputChannel對象是由ViewRoot創建后注冊過去的
1.在每個注冊的InputChannel對象中，都包含了一個Connection對象
2.InputManager的InputChannel對象的Connection對象<--->NativeInputQueue中的InputChannel對象的Connection對象，是一一對應的關系
3.所以與InputDispatcher中Connection對象相對應的那個Connection對象將收到管道信息
1.相應的InputChannel對象的Connection對象收到管道信息
2.調用InputChannel::Connection::inputConsumer到共享內存（ShareMemory）中取得事件消息
3.InputChannel再向寫管道中發一個信息，表示此事件已經取得
4.然后InputManager中的InputChannel將會收到管道消息，再繼續進行下一輪事件處理
7.到此為止，事件消息已經傳遞到NativeInputQueue中的InputChannel對象中
1.由前面分析，NativeInputQueue中的每個InputChannel對象都對應一個Activity
2.NativeInputQueue中InputChannel對象是在ViewRoot創建之后創建的，也就是我們的Activity啟動之前
【Q15】：現在Activity關聯的InputChannel對象拿到的這個事件消息，但是怎么處理呢？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么響應的？
<A15>：這個需要回到ViewRoot端InputChannel對象注冊的時候，也就是【Q11】的位置
1.ViewRoot端InputChannel對象在向NativeInputQueue注冊時，需要注冊3個參數
1.其中有一個參數就是ViewRoot的成員變量InputHandler
1.InputHandler就是事件的處理函數，也就是所謂的回調函數
2.傳遞它的作用主要是明確當前ViewRoot的事件處理函數
3.當InputChannel對象取得事件后，就會去調用ViewRoot的InputHandler函數-{到此為止，事件消息就傳遞回了Android應用層}
【Q16】：這個回調函數到底是什么？
<A17>：這個回調函數大多被Android系統實現成抽象函數
1.在我們的電視棒遠程遙控器的客戶端，就重寫了對應的方法，用來獲取我們需要的數據，比如onScroll/onLongPress等
思維導圖
