EventHub代码原理详解

一、EventHub简述

Android系统基于Linux系统，由多个子系统组合而成，各子系统分工合作，在各自功能域中扮演关键角色。其中一个比较重要的子系统是Input子系统，正如其名地，挂载于Android的各输入设备的输入事件，会通过Input子系统传输到上层（Android框架层或事件处理层）执行处理流程。

EventHub在Input子系统中可以看做起到连结上下层的一个重要模块：对下，它监听Input设备的加入与删除，获取Input设备的输入事件；往上，它将输入事件整合由InputReader获取并分发至各Android上层服务或应用。简单来说，EventHub的工作原理是，InputReader中持续循环线程loopOnce()调用EventHub的getEvents()，该函数epoll_wait等待着Input设备的输入事件到来。EventHub的工作又可以细分为监听新设备加入与监听设备事件获取两部分。

1、新设备加入

（1）/dev/input/路径下有新设备加入

（2）该路径受mINotifyFd监听，设备加入后得到IN_CREATE事件

（3）mINotifyFd受mEpollFd监听，得知获得新事件，mEpollFd从epoll_wait跳出

（4）得知事件来自mINotifyFd，mPendingINotify设true，下一轮触发readNotifyLocked()

（5）调用openDeviceLocked()打开设备，包括配置identifier、classes、keymap等

（6）将设备交由mEpollFd监听，并加入mDevices与mOpeningDevices

（7）下一轮发现mOpeningDevices里有设备，建立事件

2、设备事件获取

（1）设备来了新事件

（2）设备在加入时都加入mEpollFd监听，此时mEpollFd得知有新事件，从epoll_wait跳出

（3）Device*device = getDeviceByFdLocked(eventItem.data.fd)根据事件的fd定位设备

（4）read(device->fd,readBuffer, sizeof(struct input_event) * capacity)——从设备读取输入事件 count = size_t(readSize) / sizeof(structinput_event)——计算事件的数量

（5）轮询解析事件参数

上述流程中，event+=1后，event != buffer ，此时说明有新事件产生，退出getEvents()，新事件返回至调用者InputReader，待处理完毕后再次进入getEvents()。

EventHub的详细流程图如下：

二、EventHub()：构造函数

EventHub的构造函数通过注册INotify与Epoll监听设备的增删事件及输入事件。INotify作为文件系统变化通知机制，可以监控文件系统的变化，包括Input设备文件节点的新建、删除、读写等等，当被监听的事件发生时，可以通过read()函数从inotify对象中将事件信息读取出来。Epoll可以使用一次等待监听多个描述符的可读可写状态。

构造函数的代码流程为

（1）各种变量初始化

（2）创建epoll对象与inotify对象

（3）将mINotifyFd作为mEpollFd的一个监控对象

（4）创建唤醒pipe，EventHub唤醒时（wake()），往writepipe写值，readpipe受mEpollFd监控

三、getEvents()：输入设备事件的监听与读取

getEvents()于InputReader的循环函数中调用，其实质也是个死循环，由循环末端的epoll_wait执行等待。每当有新的输入事件到来时，函数会从等待中跳出，根据事件的类型执行相应的处理，并通过buffer参数更新事件存储结构体RawEvent；处理完毕后重新进入等待，如此反复。

它处理的事件有如下类型：

1．设备关闭：遍历所有待关闭设备逐一移除

2．设备重打开：先关闭所有设备，进入下次循环扫描所有可用输入设备

3．设备扫描与打开（1）scanDevicesLocked()扫描所有可用输入设备，加入Device结构体

（2）扫描发现处于打开中状态的设备，遍历设备，创建DEVICE_ADDED事件

（3）扫描结束，创建FINISHED_DEVICE_SCAN事件

4．Input事件处理

（1）遍历所有待处理事件

（2）通过epoll事件的data字段确认事件来源，看是否EventHub自身注册的INotify事件或wake唤醒事件

（3）如非上述EventHub事件，getDeviceByFdLocked()获知事件的设备来源，对输入事件执行处理。事件为EPOLLIN类型时，从读fd取输入事件，轮询各input_event结构体数据，转换为RawEvent对象，通过buffer参数返回调用者InputReader

事件为EPOLLHUP类型时，表示设备节点已挂断（hung up），关闭设备。

5．在上面的处理中，如果事件是来自INotify的EPOLLIN，说明设备节点发生了增删操作，调用readNotifyLocked()读取事件，完成设备的加载与卸载。

6．事件处理完毕，进入epoll_wait，等待新事件

四、scanDevicesLocked() & openDeviceLocked()：可用设备扫描及加载

1. scanDevicesLocked()

通过scanDirLocked()扫描目录DEVICE_PATH（/dev/input）下的所有设备,调用 openDeviceLocked()全部打开

2 . openDeviceLocked()根据上面扫描到的设备路径打开设备节点，获取输入设备的InputDeviceIdentifier结构体，其中包括如下信息

输入设备注册时会传入Bitmask，根据Bitmask可将输入设备分为以下类型：

输入设备类型的不同，设备的配置会有一定的区别，此处不展开说明，可参照上面的流程图。

在设备加载的最后阶段，都会统一调用registerDeviceForEpollLocked(device)注册设备，并addDeviceLocked()将设备加入至设备列表。

而registerDeviceForEpollLocked()的本质是将设备fd加入epoll监控。

另外，在上面getEvents()流程中，提及收到INotify事件时会执行readNotifyLocked()函数，完成设备的加载与卸载，此处的加载流程是也是通过调用openDeviceLocked()实现的；而卸载流程调用的closeDeviceLocked()实现逻辑更为简单：

五、小结

EventHub虽然代码简单，但它是Android输入子系统必不可少的一环，是连结底层输入设备与上层InputReader的纽带，了解EventHub的工作原理对了解Android输入子系统很有帮助。参考资料：

1、《深入理解Android 卷III》

2、https://android.googlesource.com/platform/frameworks/native/+/refs/heads/master/services/inputflinger/reader/EventHub.cpp