代码是基于android4.1的。
1recovery输入事件及处理分析
1.1时序图
1.2代码分析
1.2.1 输入事件初始化
Recovery的入口是recovery.cpp中的main函数，当然会根据参数的不同，进入recovery的模式也就不一样，这里我们就不一一介绍了，我们这里主要看图形界面模式，即有个人机交互的见面，用户可以通过按键选择不同的执行操作。
根据上面的时序图中，我们可以看到，在main函数中，需要做一些界面显示、输入事件的初始化工作。而在这里，我们就主要先关注输入事件的初始化工作，即在main函数中调用了ui.cpp的Init()方法，下面看看其代码：
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void RecoveryUI::Init() { ev_init(input_callback, NULL); //输入事件初始化，并注册回调函数 pthread_create(&input_t, NULL, input_thread, NULL); //创建新的线程读取输入事件 }
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在该方法中，主要完成了两个动作，第一就是初始化话输入事件，注册了回调函数，当有输入事件的时候回调，第二就是创建了一个新的线程，用于读取输入事件的数据。
我们先看看events.c中的ev_init()方法，输入事件初始化，代码如下：
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int ev_init(ev_callback input_cb, void *data) { ...... dir = opendir("/dev/input");//打开文件 if(dir != 0) { while((de = readdir(dir))) { unsigned long ev_bits[BITS_TO_LONGS(EV_MAX)]; if(strncmp(de->d_name,"event",5)) continue; fd = openat(dirfd(dir), de->d_name, O_RDONLY); //打开设备节点 if(fd < 0) continue;
if (ioctl(fd, EVIOCGBIT(0, sizeof(ev_bits)), ev_bits) < 0) {//获取节点特性 close(fd); continue; } //判断是否是按键设备 if (!test_bit(EV_KEY, ev_bits) && !test_bit(EV_REL, ev_bits) ) { close(fd); continue; } //保存设备的信息 ev_fds[ev_count].fd = fd; ev_fds[ev_count].events = POLLIN; ev_fdinfo[ev_count].cb = input_cb; ev_fdinfo[ev_count].data = data; ev_count++; ev_dev_count++; if(ev_dev_count == MAX_DEVICES) break; } } return 0; } #define test_bit(bit, array) \ ((array)[(bit)/BITS_PER_LONG] & (1 << ((bit) % BITS_PER_LONG))) |
代码看起来还是非常简单的，输入设备的设备节点都在/dev/input/目录下，所以需要扫面下面所有的设备节点。
调用openat()打开设备节点，这是linux的系统调用，这里就不说了。
调用ioctl的,并用宏EVIOCGBIT产生参数，获取一个设备的特性，这里特性会说明该设备是按键设备还是触摸设备等，并将特性存在中数组ev_bits中。
定义了test_bit的宏，用于判断ev_bits中的特性是否是我们想要的，在linux input系统中，EV_KEY指的是按键设备，EV_REL值相对坐标,如光标移动。看到这里了，如果我们想要接受触摸消息，那么我将在这里添加EV_ABS的支持。后续会说明添加具体方法。
当打开的设备是我们想要监听的设备的时候，我们将设备节点的文件描述符等信息添加到ev_fds结构体数组中，还有将注册的回调函数input_cb添加到结构体数据ev_fdinfo中。
到此就完成了输入事件的初始化，接下来就看在创建的新线程中读取输入事件。
1.2.2 创建线程读取输入事件
在前面的RecoveryUI::Init() 方法中，我们看到了这么一句：
pthread_create(&input_t, NULL, input_thread, NULL); //创建新的线程读取输入事件 |
调用了pthread_create()方法创建新的线程，该方法的原型如下：
int pthread_create(pthread_t*restrict tidp,const pthread_attr_t *restrict_attr,void*（*start_rtn)(void*),void *restrict arg);
若成功则返回0，否则返回出错编号
返回成功时，由tidp指向的内存单元被设置为新创建线程的线程ID。attr参数用于制定各种不同的线程属性。新创建的线程从start_rtn函数的地址开始运行，该函数只有一个万能指针参数arg，如果需要向start_rtn函数传递的参数不止一个，那么需要把这些参数放到一个结构中，然后把这个结构的地址作为arg的参数传入。
linux下用C开发多线程程序，Linux系统下的多线程遵循POSIX线程接口，称为pthread。 由 restrict 修饰的指针是最初唯一对指针所指向的对象进行存取的方法，仅当第二个指针基于第一个时，才能对对象进行存取。对对象的存取都限定于基于由 restrict 修饰的指针表达式中。 由 restrict 修饰的指针主要用于函数形参，或指向由 malloc() 分配的内存空间。restrict 数据类型不改变程序的语义。编译器能通过作出 restrict 修饰的指针是存取对象的唯一方法的假设，更好地优化某些类型的例程。下面看四个参数：
第二个参数用来设置线程属性。
第三个参数是线程运行函数的起始地址。
第四个参数是运行函数的参数。
另外，在编译时注意加上-lpthread参数，以调用链接库。因为pthread并非Linux系统的默认库。
在我们这里用到的代码中，第一个参数的定义为：pthread_t input_t;为指向线程标识符的指针。接下来我们主要看新线程的入口函数input_thread()方法，代码如下：
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void* RecoveryUI::input_thread(void *cookie) { for (;;) { if (!ev_wait(-1)) //查看是否有输入事件 ev_dispatch();//有输入事件，那么将派发输入事件 } return NULL; } |
在一个循环里面不断的查询是否有输入事件，那么，我们看看events.c中的ev_wait()方法，代码如下：
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int ev_wait(int timeout) { int r; r = poll(ev_fds, ev_count, timeout); if (r <= 0) return -1; return 0; } |
还记得在输入事件初始化的时候，将按键等我们想监听的设备点信息添加到了ev_fds结构体中，在这里我们将用到了。
系统调用poll()方法，如果ev_fds包含的设备节点中有消息，那么返回的值r将大于0，所以ev_wait()方法的返回值为0。再回头看看input_thread()方法，当ev_wait()返回值等于零的时候，将调用ev_dispatch()派发输入消息。那么我们看看events.c中的该方法代码：
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void ev_dispatch(void) { unsigned n; int ret; for (n = 0; n < ev_count; n++) { ev_callback cb = ev_fdinfo[n].cb; if (cb && (ev_fds[n].revents & ev_fds[n].events)) cb(ev_fds[n].fd, ev_fds[n].revents, ev_fdinfo[n].data);//回调 } } |
找到ev_fdinfo结构体数组中之前注册的回调函数，实际是调用了ui.cpp中的RecoveryUI::input_callback()方法，下面看看其代码：
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int RecoveryUI::input_callback(int fd, short revents, void* data) { struct input_event ev; int ret; ret = ev_get_input(fd, revents, &ev);//读取输入消息 if (ret) return -1; if (ev.type == EV_SYN) { return 0; } else if (ev.type == EV_REL) { ...... } if (ev.type == EV_KEY && ev.code <= KEY_MAX)//按键消息 self->process_key(ev.code, ev.value);//处理按键消息
return 0; } |
在之前的调用用，只是通知有输入消息，那么在回调函数中，我们就需要去读取输入消息了，定义了结构体input_event的变量ev，调用了events.c的ev_get_input()方法，看下其代码：
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int ev_get_input(int fd, short revents, struct input_event *ev) { int r; if (revents & POLLIN) { r = read(fd, ev, sizeof(*ev));//读取input消息，数据存在ev变量中 if (r == sizeof(*ev)) return 0; } return -1; }
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在该方法中，非常简单，系统调用read()方法去读fd指定的设备节点的数据，并保存在ev变量中。
我们回到input_callback()方法中看，调用ev_get_input()后，读取到的input数据存储在ev结构体中，我们看看其结构体的定义：
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struct input_event { struct timeval time;//时间 __u16 type; //事件的类型，可以确定出是按键消息还是触摸消息，或者其他. __u16 code; //数据的类型，假如是触摸消息，那么code可以确定消息是x坐标还y坐标或者其他 __s32 value; //数据的值 }; |
在input_callback()方法中，我们看到了调用ui.cpp的RecoveryUI::process_key()方法处理按键消息。
1.2.3 处理按键消息
在上一小节中，讲到了在ui.cpp的RecoveryUI::process_key()方法中处理按键消息，下面我们看看其代码：
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void RecoveryUI::process_key(int key_code, int updown) { bool register_key = false; if (updown) { } else { register_key = true;//表示是按键的up消息 } if (register_key) { switch (CheckKey(key_code)) { case RecoveryUI::IGNORE: break; case RecoveryUI::TOGGLE: ShowText(!IsTextVisible()); break;
case RecoveryUI::REBOOT: android_reboot(ANDROID_RB_RESTART, 0, 0); break; case RecoveryUI::ENQUEUE: pthread_mutex_lock(&key_queue_mutex);//互斥锁 const int queue_max = sizeof(key_queue) / sizeof(key_queue[0]); if (key_queue_len < queue_max) { key_queue[key_queue_len++] = key_code; //将按键号记录下来 pthread_cond_signal(&key_queue_cond);//唤醒阻塞线程开始读数据 } pthread_mutex_unlock(&key_queue_mutex); break; } } } |
在代码中，我们可以看到，这里指处理按键的up消息，所以我们只需要关注switch语句中的RecoveryUI::ENQUEUE:处理。
其实传进来的参数 key_code就是按键号，在这里的处理，就是把它存入key_queue[]数组中。但是我们知道，process_key()方法是在新开的线程中被调用的，当然还需要将消息传送到主线程中去，所以，这里就需要用到了互斥锁和线程阻塞和唤醒。
在主线程初始化的时候，就初始化了互斥锁和线程阻塞唤醒的条件变量，代码如下：
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pthread_mutex_t key_queue_mutex; pthread_cond_t key_queue_cond; pthread_mutex_init(&key_queue_mutex, NULL);//初始化互斥锁 pthread_cond_init(&key_queue_cond, NULL);//初始化条件变量 |
我对互斥锁的理解是被锁的代码保证当前只有一个调用着，这样可以完成代码的同步操作。
我们在设计的时候，当没有输入消息的时候，主线程会进入阻塞状态，当有输入消息的时候，将会唤醒主线程。
所以，在上面代码中，将对数组key_queue[]的赋值放到互斥锁里面，然后调用pthread_cond_signal(&key_queue_cond)唤醒主线程开始读取按键消息。
1.2.4 主线程读取输入消息
在这节介绍之前，先来学习两个知识点吧，互斥锁和线程阻塞唤醒。
为了跟上一节的输入消息处理衔接上，我们这里先看ui.ccp的RecoveryUI::WaitKey()方法，因为该方法直接读取到了key_queue[]数组中的数据，其代码如下：
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int RecoveryUI::WaitKey() { pthread_mutex_lock(&key_queue_mutex);//互斥锁 do { struct timeval now; struct timespec timeout; gettimeofday(&now, NULL); timeout.tv_sec = now.tv_sec; timeout.tv_nsec = now.tv_usec * 1000; timeout.tv_sec += UI_WAIT_KEY_TIMEOUT_SEC; int rc = 0; while (key_queue_len == 0 && rc != ETIMEDOUT) { rc = pthread_cond_timedwait(&key_queue_cond, &key_queue_mutex, &timeout);//主线程阻塞了 } } while (usb_connected() && key_queue_len == 0);
int key = -1; if (key_queue_len > 0) { key = key_queue[0];//获取数组里面第一个值 memcpy(&key_queue[0], &key_queue[1], sizeof(int) * --key_queue_len);//数据移动 } pthread_mutex_unlock(&key_queue_mutex); return key; } |
这里的整个函数代码都放在互斥锁里面，是在主线程中被调用的。我们知道当没有输入消息的时候，key_queue_len=0，所以将在中 pthread_cond_timedwait()阻塞。对于这个阻塞，解除阻塞有两种方法，第一种当然是在有输入事件的时候，调用pthread_cond_signal(...)解除阻塞,第二种的timeout时间到了，会解除阻塞唤醒主线程。
所以，当有输入事件的时候，主线程被唤醒，然后将key_queue[]数组中的第一个元素赋值给key变量，然后返回。这里还有一个对key_queue[]的操作，当取出数组第一个元素的时候，将后面的元素通过指针的方式，移动到前面一位。
好了，这时候应该知道了主线程如何获取到案件消息了。下面我们将从recovery.cpp的main函数开始，讲解主线程得得到按键消息是怎么处理的。在main方法中，进入人机交互界面调用的方法是prompt_and_wait(),其代码如下：
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static void prompt_and_wait(Device* device) { const char* const* headers = prepend_title(device->GetMenuHeaders()); for (;;) { finish_recovery(NULL); //等待用户线程菜单 int chosen_item = get_menu_selection(headers, device->GetMenuItems(), 0, 0, device); chosen_item = device->InvokeMenuItem(chosen_item); int status; int wipe_cache; switch (chosen_item) { case Device::REBOOT://重启 return; case Device::WIPE_DATA://格式化data分区 ...... break; case Device::WIPE_CACHE://格式化cache分区 ...... break; case Device::APPLY_EXT://从SD卡中选择升级包升级 ....... break; case Device::APPLY_CACHE://从cache分区中选择升级包升级 ...... break;
case Device::APPLY_ADB_SIDELOAD://通过adb进行升级 ...... break; } } } |
在该方法中，有一个for的无线循环，在该循环中，调用了get_menu_selection()方法，这个方法是核心，它会经过一步步调用，最终调用到RecoveryUI::WaitKey()方法获取到按键事件，然后做出相应的处理，并返回体现用户选择的chosen_item变量，再经过InvokeMenuItem()处理，得到用户真正的操作，下面的switch方法中，就是对用户选择做出相应的动作。
那么，在这里，我们就主要关注get_menu_selection()方法，里面有我们想要的东西，其代码如下：
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static int get_menu_selection(const char* const * headers, const char* const * items, int menu_only, int initial_selection, Device* device) { ui->StartMenu(headers, items, initial_selection);//显示在屏幕上的菜单 int selected = initial_selection; int chosen_item = -1; while (chosen_item < 0) { int key = ui->WaitKey();//看到了这个苦等的方法，获取按键号 int visible = ui->IsTextVisible(); int action = device->HandleMenuKey(key, visible);//处理按键消息 if (action < 0) { switch (action) { case Device::kHighlightUp:;//光标上移 --selected; selected = ui->SelectMenu(selected) break; case Device::kHighlightDown://光标下移 ++selected; selected = ui->SelectMenu(selected); break; case Device::kInvokeItem://选择了当前的菜单 chosen_item = selected; break; case Device::kNoAction: break; } } else if (!menu_only) { chosen_item = action; } } ui->EndMenu(); return chosen_item; } |
这里首先需要调用 ui->StartMenu()，在屏幕上显示菜单对话框，接着在一个while()循环中等待用户按键消息。这里我们看到了调用ui->WaitKey()方法，其实就是我们前面介绍的，读取按键消息，返回的是按键号，然后根据按键号，调用HandleMenuKey()方法处理，得到用户的意图，有上下移动光标，选择当前菜单进入。
好了，有了上面的介绍，那么现在我们开始加入触摸的支持了。
2 添加touch支持
有了上面的介绍，加入触摸的支持应该就不是什么难事了的。说起来应该有三个步骤：
第一，应该添加触摸消息的输入。
第二，处理触摸消息，将触摸消息处理成上、下移动、点击三种事件。
第三，添加主线程读取触摸消息及处理。
当然，还必须保证在recovery模式中，触摸驱动的加载。按照上面定的三个步骤，我们一步步来实现。
2.1添加触摸消息的输入
这个非常简单，只需要在events.c中的ev_init()方法中添加EV_ABS的支持即可，代码如下：
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int ev_init(ev_callback input_cb, void *data) { ......
if (!test_bit(EV_KEY, ev_bits) && !test_bit(EV_REL, ev_bits) &&!test_bit(EV_ABS,ev_bits)) { close(fd); continue; } ...... } |
添加了这么一句，就可以将触摸事件的设备节点添加到了ev_fds[]结构体的数组中了。
2.2 处理触摸消息
在处理触摸消息之前，我给大家一个打印信息，是对一次触摸消息的打印：
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printf,type=3,code=57,value=0 //触摸屏幕的手指id号，0表示第一个手指 printf,type=3,code=48,value=200 //表示触摸的工具的接触面为200 printf,type=3,code=53,value=549 //x坐标 printf,type=3,code=54,value=596 //y坐标 printf,type=3,code=50,value=1 //可以不关注
printf,type=0,code=2,value=0 //上报了一次触摸消息完毕 printf,type=0,code=0,value=0
printf,type=3,code=57,value=0 printf,type=3,code=48,value=200 printf,type=3,code=53,value=549 printf,type=3,code=54,value=596 printf,type=3,code=50,value=1
printf,type=0,code=2,value=0 printf,type=0,code=0,value=0
printf,type=3,code=48,value=0 //手指离开了触摸面 printf,type=0,code=0,value=0 |
我触摸了屏幕立即抽开，就有了上面的打印。在上面我们可以看到，一条打印代表一条输入消息，需要5条消息才能描述一个触摸面，上面描述了两个触摸面，两次的坐标是一样的。input_event,type=3,说明是触摸消息。下面看看input_event.code代表的意思：
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#define ABS_MT_POSITION_X 0x35 //表示x坐标 #define ABS_MT_POSITION_Y 0x36 //表示y坐标 #define ABS_MT_TOUCH_MAJOR 0x30 //接触面的长轴。 #define ABS_MT_WIDTH_MAJOR 0x32 //接触工具的长轴 #define ABS_MT_TRACKING_ID 0x39 //表示当前多触摸手指分配的ID号 |
好了，有了上面的一点点介绍，就可以对其处理了。
需要在回到函数中添加处理触摸事件的方法，代码如下：
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int RecoveryUI::input_callback(int fd, short revents, void* data) { struct input_event ev; int ret; ret = ev_get_input(fd, revents, &ev); ...... if(self->touch_handle_input(ev)) //处理触摸消息 return 0; ...... if (ev.type == EV_KEY && ev.code <= KEY_MAX) self->process_key(ev.code, ev.value);
return 0; } |
在介绍touch_handle_input()方法方法之前，先看看我定义的几个变量及方法，在ui.h中添加如下：
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struct TouchEvent{ int x; int y; }mTouchEvent[5],lastEvent,firstEvent; int touch_id,move_pile; |
定义了结构体TouchEvent用来存储触摸事件的x、y轴坐标，因为触摸屏支持5个手指触摸，所以mTouchEvent[5]数组分别存储5个手指的坐标，lastEvent表示最新的一个触摸坐标，firstEvent表示触摸按下的第一个坐标。
我自己定义了touch_handle_input()方法，处理触摸消息，其定义在ui.cpp中，代码如下：
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int RecoveryUI::touch_handle_input(input_event ev){ if(ev.type==EV_ABS){ int touch_code = 0; switch(ev.code){ case ABS_MT_TRACKING_ID: touch_id = ev.value; break; case ABS_MT_TOUCH_MAJOR: if(ev.value==0){//所有手指离开触摸面 if((firstEvent.y==lastEvent.y)){ int *sreenPara=self->GetScreenPara();//获取当前屏幕显示数据 int select =mTouchEvent[0].y/sreenPara[2]-sreenPara[0]; if(select>=0&&select<sreenPara[1]){ menu_select = select;//记录点击的菜单列编号 touch_code = Device::kInvokeItem;//点击动作 } } for(int i=0;i<5;i++){ mTouchEvent[i].x = 0; mTouchEvent[i].y = 0; } lastEvent.x=lastEvent.y=0; firstEvent.x=firstEvent.y=0;
} break; case ABS_MT_WIDTH_MAJOR: break; case ABS_MT_POSITION_X: //记录x坐标 lastEvent.x = ev.value; if(mTouchEvent[touch_id].x == 0){ mTouchEvent[touch_id].x = ev.value; } if(firstEvent.x==0&&touch_id==0){ firstEvent.x = ev.value; }
break; case ABS_MT_POSITION_Y: //记录y坐标 if((ev.value-lastEvent.y)*move_pile<0){ move_pile = 0; key_queue_len = 0; }else if(lastEvent.y!=0){ move_pile += ev.value-lastEvent.y; } lastEvent.y = ev.value; if(firstEvent.y==0&&touch_id==0){ firstEvent.y = ev.value; } if(mTouchEvent[touch_id].y == 0){ mTouchEvent[touch_id].y = ev.value; }else if((ev.value-mTouchEvent[touch_id].y)>20){ touch_code = Device::kHighlightDown;//向下移动 mTouchEvent[touch_id].y = ev.value; mTouchEvent[touch_id].x = lastEvent.x; }else if((ev.value-mTouchEvent[touch_id].y)<-20){ touch_code = Device::kHighlightUp;//向上移动 mTouchEvent[touch_id].y = ev.value; mTouchEvent[touch_id].x = lastEvent.x; } break; default : break; } pthread_mutex_lock(&key_queue_mutex); const int queue_max = sizeof(key_queue) / sizeof(key_queue[0]); if (key_queue_len < queue_max&&touch_code!=0) { key_queue[key_queue_len++] = touch_code;//往数组中添加数据 pthread_cond_signal(&key_queue_cond); //唤醒主线程猪肚数据 } pthread_mutex_unlock(&key_queue_mutex); return 1; }else if(ev.type == EV_SYN){ touch_id = -1; return 0; } return 0; } |
其实代码量也没多少的。触摸消息是一条条传过来的，而且需要5条消息才能描述一个触摸面，所以需要定义一些变量来存储消息。
对于滑动消息，我是根据一次滑动的距离为20个坐标点的时候，认为是一次up、或down动作，而根据第一次触摸的坐标和离开的时候的坐标相等的时候，认为is一次点击动作。
我们看下手指离开触摸屏的处理，当手指离开的时候，如果firstEvent.y==lastEvent.y，那么然为是一个点击的动作，则需要作出响应。GetScreenPara()方法是在screen_ui.cpp中定义的，代码如下：
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int* ScreenRecoveryUI::GetScreenPara() { int *ScreenPara = new int[3]; ScreenPara[0] = menu_top; //菜单的头信息的列数 ScreenPara[1] = menu_items; //用户可以选择的菜单列数 ScreenPara[2] = CHAR_HEIGHT; //每列菜单占的高度 return ScreenPara; } |
其实这个方法就是获取了当前显示菜单的布局数据，通过这三个数据，我就可以计算出每列菜单所在的坐标范围，举个列子，用户可以选择的第2个菜单的坐标范围应该是从
(menu_top+1)*CHAR_HEIGHT到(menu_top+2)*CHAR_HEIGHT之间。有了这些数据，我就可以根据点击的y坐标，计算出用户点击的是哪一列菜单了。
好了，触摸处理的三个动作，我存储在一个变量touch_code中，触摸消息与按键消息公用一个数据数组key_queue[],所以为了避免与按键消息的冲突，我将触摸消息处理后定义了负数，存在touch_code变量中。描述三个动作的三个变量，是在Device中原来已经定义好了的：
Device::kInvokeItem = -4 //选中
Device::kHighlightDown = -3 //向下移动
Device::kHighlightUp = -2 //向上移动
与按键消息类似，将消息存在key_queue[]数组中，主线程还是需要通过WaitKey()获取。下面看主线程的处理。
2.3 主线程处理触摸消息
主线程触摸消息的处理，在get_menu_selection()方法中，该后的代码如下：
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static int get_menu_selection(const char* const * headers, const char* const * items, int menu_only, int initial_selection, Device* device) { ui->StartMenu(headers, items, initial_selection); int selected = initial_selection; int chosen_item = -1; while (chosen_item < 0) { int key = ui->WaitKey();//读取输入消息 int visible = ui->IsTextVisible(); int action ; if (key == -1) { // ui_wait_key() timed out if (ui->WasTextEverVisible()) { continue; } else { LOGI("timed out waiting for key input; rebooting.\n"); ui->EndMenu(); return 0; // XXX fixme } }else if(key<=Device::kHighlightUp&&key>=Device::kInvokeItem){//触摸消息 action = key; }else { action = device->HandleMenuKey(key, visible);//按键消息 } if (action < 0) { switch (action) { case Device::kHighlightUp: --selected; selected = ui->SelectMenu(selected); break; case Device::kHighlightDown: ++selected; selected = ui->SelectMenu(selected); break; case Device::kInvokeItem: if(ui->menu_select!=-1){//触摸消息 chosen_item = ui->menu_select; ui->menu_select = -1; }else{ chosen_item = selected; } break; case Device::kNoAction: break; } } else if (!menu_only) { chosen_item = action; } } ui->EndMenu(); return chosen_item; } |
ui->WaitKey()读取的输入消息存在key变量中，key=-1，说明是主线程阻塞超时，不需要任何操作。当key是为-2、-3、-4的任意一个值时，说明是触摸事件。那么就可以做处理了。