Input系统之键值映射

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一. 概述
android 系统的输入事件来源在 linux 内核提供的 /dev/input 的设备节点下, 当该设备下及诶点有数据刻度时, 将数据独处并进行一系列的翻译和加工, 然后在所有的窗口中寻找合适的接受者, 并派发给它;
输入系统总体流程如下 (引之深入理解 android 卷 3):

1.1 开发环境

系统: ubuntu 16.04
运行环境: firefly-rk3288
android 版本: arm-5.1.0

二. 准备工作
2.1 模拟输入事件
为了接下来讲解原理方便, 在这里模拟一个输入设备, 方法 - 写一个驱动;
驱动源码
/* 参考 drivers\input\keyboard\gpio_keys.c */

#include <linux/module.h>
#include <linux/version.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/input.h>

static struct input_dev *input_emulator_dev;

static int input_emulator_init(void)
{
int i;
int ret;

/* 1. 分配一个 input_dev 结构体 */
input_emulator_dev = input_allocate_device();

/* 2. 设置 */
/* 2.1 能产生哪类事件 */
set_bit(EV_KEY, input_emulator_dev->evbit);
set_bit(EV_REP, input_emulator_dev->evbit);

/* 2.2 能产生所有的按键 */
for (i = 0; i < BITS_TO_LONGS(KEY_CNT); i++)
input_emulator_dev->keybit[i] = ~0UL;

/* 2.3 为 android 构造一些设备信息 */
input_emulator_dev->name = “smart remote”;
input_emulator_dev->id.bustype = 1;
input_emulator_dev->id.vendor = 0x0001;
input_emulator_dev->id.product = 0x0010;
input_emulator_dev->id.version = 1;

/* 3. 注册 */
ret = input_register_device(input_emulator_dev);
if (ret < 0) {
return -1;
}

return 0;
}

static void input_emulator_exit(void)
{
input_unregister_device(input_emulator_dev);
input_free_device(input_emulator_dev);
}

module_init(input_emulator_init);
module_exit(input_emulator_exit);
MODULE_LICENSE(“GPL”);
makefile
KERN_DIR = /media/sourcelink/Backups/5.CompileCode/firefly3288/kernel

all:
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules

clean:
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
rm -rf modules.order

obj-m += smart_remote.o
编译完后, 放到板子上加载, 使用命令 cat /proc/bus/input/devices 查看设备加载情况如下:
root@firefly:/data/nfs # ins
insmod installd
root@firefly:/data/nfs # insmod smart_remote.ko
root@firefly:/data/nfs # cat /proc/bus/input/devices

….
I: Bus=0001 Vendor=0001 Product=0010 Version=0001
N: Name=”smart remote”
P: Phys=
S: Sysfs=/devices/virtual/input/input3
U: Uniq=
H: Handlers=sysrq event3 ddr_freq keychord
B: PROP=0
B: EV=100003
B: KEY=ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff fffffffe

如上是我板子加载完驱动的情况, 原默认的信息我已经删除, 也可以看下在 /dev/input, 节点下多了个 event3;
root@firefly:/data/nfs # ls /dev/input/
event0
event1
event2
event3
这样就完成一个输入设备的模拟, 接下来介绍两个工具模拟事件的产生;
2.2 工具使用
android 系统提供了 getevent 与 sendevent 两个工具供开发从设备节点中读取和写入事件;
getevent
语法:
getevent [-opera] [节点路径]
可以使用 getevent -help 查看一些具体的 operation;
如果不带指定设备节点, 这样会监控所有的设备节点:
root@firefly:/data/nfs # getevent
add device 1: /dev/input/event3
name: “smart remote”
add device 2: /dev/input/event2
name: “RK_ES8323 Headphone Jack”
add device 3: /dev/input/event1
name: “rk29-keypad”
add device 4: /dev/input/event0
name: “ff680000.pwm”
现在我将自己的键盘插到开发板上了, 使用 getevent 命令来监控事件;
当我按下并松开键盘上的数字 1 键获取到的数据如下:
root@firefly:/data/nfs # getevent /dev/input/event4
0004 0004 0007001e
0001 0002 00000001
0000 0000 00000000
0004 0004 0007001e
0001 0002 00000000
0000 0000 00000000
数据意义依次是: 事件类型, 事件代码, 事件值
事件值的 1 表示按下, 0 表示抬起, 观察数据可以发现每次按下或抬起都会获取到 0000 0000 00000000 的数据, 表示同步事件, 通知此次事件已经结束可以进行处理了; 这里的事件代码是 linux 端发来的原始数据, 在 android 端还会进行一次键值布局, 下面笔者会讲解这个映射关系;
setevent
语法:
setevent [节点路径] [事件类型] [事件代码] [事件值]
现在操作下往设备几点写入一个事件, 打开我开发板的浏览器:

依次输入如下指令:
sendevent /dev/input/event3 1 2 1
sendevent /dev/input/event3 1 2 0
sendevent /dev/input/event3 0 0 0
效果如下:

屏幕上出现了一个数字 1, 最后发送的 0 0 0 表示同步事件, 通知此次事件已经结束可以进行处理了.
三. 按键布局和键值映射
3.1 Key Layout
按键事件来源于 linux 内核, 但是在 android 端对按键的值有重新做一个布局, 即将 linux key code 转换为 android key code, 这个布局依赖于个.kl 文件, 全称: Key Layout Files;
该文件搜索路径如下:
/odm/usr/keylayout/Vendor_XXXX_Product_XXXX_Version_XXXX.kl /vendor/usr/keylayout/Vendor_XXXX_Product_XXXX_Version_XXXX.kl /system/usr/keylayout/Vendor_XXXX_Product_XXXX_Version_XXXX.kl /data/system/devices/keylayout/Vendor_XXXX_Product_XXXX_Version_XXXX.kl /odm/usr/keylayout/Vendor_XXXX_Product_XXXX.kl /vendor/usr/keylayout/Vendor_XXXX_Product_XXXX.kl /system/usr/keylayout/Vendor_XXXX_Product_XXXX.kl /data/system/devices/keylayout/Vendor_XXXX_Product_XXXX.kl /odm/usr/keylayout/DEVICE_NAME.kl /vendor/usr/keylayout/DEVICE_NAME.kl /system/usr/keylayout/DEVICE_NAME.kl /data/system/devices/keylayout/DEVICE_NAME.kl /odm/usr/keylayout/Generic.kl /vendor/usr/keylayout/Generic.kl /system/usr/keylayout/Generic.kl /data/system/devices/keylayout/Generic.kl
从上面路径信息可以看出 Key Layout Files 文件的命名和厂家信息有关, 具体为供应商 id, 产品 id 和设备名有关; 比如我们的模拟输入设备的需要的.kl 文件可以命名为 Vendor_0001_Product_0010.kl 或 smart remote.kl;
输入系统在检测到有新设备接入时, 在上述路径查找对应符合规则的.kl 文件并加载它, 如果没有找到则加载 Generic.kl 文件;
修改测试
拷贝一个 Generic.kl 和我们模拟按键设备名字一样, 并加上权限, 如果你的板子上没有该目录的话则创建它;
cp /system/usr/keylayout/Generic.kl /data/system/devices/keylayout/smart_remote.kl
chmod 777 /data/system/devices/keylayout/smart_remote.kl
我们打开这个文件看下里面的内容:
key 1 ESCAPE
key 2 1
key 3 2
key 4 3
key 5 4
key 6 5
key 7 6
key 8 7
key 9 8
key 10 9
….
看到这就明白了为什么我们前面输入的键值 2, 最后在浏览器上看到了 1; 我们修改下这个文件:
key 1 ESCAPE
key 2 3
…
卸载驱动, 再重新加载驱动后, 再依次输入如下指令:
sendevent /dev/input/event3 1 2 1
sendevent /dev/input/event3 1 2 0
sendevent /dev/input/event3 0 0 0
效果如下:

这样就达到了输入同样按键却得到不同之的效果了;
3.2 Key Character Map
负责将 android key code 与修饰符的组合映射到 Unicode 字符。
/odm/usr/keychars/Vendor_XXXX_Product_XXXX_Version_XXXX.kcm /vendor/usr/keychars/Vendor_XXXX_Product_XXXX_Version_XXXX.kcm /system/usr/keychars/Vendor_XXXX_Product_XXXX_Version_XXXX.kcm /data/system/devices/keychars/Vendor_XXXX_Product_XXXX_Version_XXXX.kcm /odm/usr/keychars/Vendor_XXXX_Product_XXXX.kcm /vendor/usr/keychars/Vendor_XXXX_Product_XXXX.kcm /system/usr/keychars/Vendor_XXXX_Product_XXXX.kcm /data/system/devices/keychars/Vendor_XXXX_Product_XXXX.kcm /odm/usr/keychars/DEVICE_NAME.kcm /vendor/usr/keychars/DEVICE_NAME.kcm /system/usr/keychars/DEVICE_NAME.kcm /data/system/devices/keychars/DEVICE_NAME.kcm /odm/usr/keychars/Generic.kcm /vendor/usr/keychars/Generic.kcm /system/usr/keychars/Generic.kcm /data/system/devices/keychars/Generic.kcm /odm/usr/keychars/Virtual.kcm /vendor/usr/keychars/Virtual.kcm /system/usr/keychars/Virtual.kcm /data/system/devices/keychars/Virtual.kcm
输入系统在创建设备时会在这些路径下查找对应的.kl 和.kcm 文件进行加载, 如果没有找到对应的文件将会加载 Generic.kl 和 Generic.kcm 文件
修改测试
我们现在根据我们的模拟设备来更改下 kcm 文件, 操作如下:
mkdir /data/system/devices/keychars
cp /system/usr/keychars/Generic.kcm /data/system/devices/keychars/smart_remote.kcm
打开该文件查看下里面内容:
### Basic QWERTY keys ###

key A {
label: ‘A’
base: ‘a’
shift, capslock: ‘A’
}

key B {
label: ‘B’
base: ‘b’
shift, capslock: ‘B’
}

key C {
label: ‘C’
base: ‘c’
shift, capslock: ‘C’
alt: ‘\u00e7’
shift+alt: ‘\u00c7’
}
….
以按键 A 为例, 查看.kl 文件当输入事件代码为 30 时, 对应到 android 的 key A, 根据.kcm 文件知道此时会映射成字符 a, 当按下 shift 键时再按下 A 会显示字符 A;
输入如下指令看下效果:
sendevent /dev/input/event3 1 30 1
sendevent /dev/input/event3 1 30 0
sendevent /dev/input/event3 0 0 0
效果如下:

为了方便大家查看都使用了文件前面的内容进行修改并演示;
如果想当按下 a 键时显示字符 b, 按下 shift+ a 时显示字符 2 修改下 kcm 文件, 如下:
key A {
label: ‘A’
base: ‘b’
shift, capslock: ‘2’
}
…
重新卸载驱动并加载驱动, 再次执行:
sendevent /dev/input/event3 1 30 1
sendevent /dev/input/event3 1 30 0
sendevent /dev/input/event3 0 0 0
效果如下:

现在试下同时按下 shift 键的效果, 依次输入如下:
sendevent /dev/input/event3 1 42 1
sendevent /dev/input/event3 1 30 1
sendevent /dev/input/event3 1 30 0
sendevent /dev/input/event3 0 0 0
效果如下:

果然和我们修改的 kcm 文件映射的字符保持了一致;
3.3 总结
按键事件的转化流程大致如下图:

如果想个性化定制输入的按键的键值和字符显示只需要修改 kl 和 kcm 文件;

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