Android平台开发-Android keypad map-Android按键识别及映射过程

一、Android底层按键事件处理过程 在系统启动后，在文件。。。中，android 会通过 static const char *device_path = "/dev/input";

bool EventHub::penPlatformInput(void)

res = scan_dir(device_path); 通过下面的函数打开设备。

int EventHub::pen_device(const char *deviceName)

{

...

fd = open(deviceName, O_RDWR);

...

mFDs[mFDCount].fd = fd;

mFDs[mFDCount].events = POLLIN;

...

ioctl(mFDs[mFDCount].fd, EVIOCGNAME(sizeof(devname)-1), devname);

...

const char* root = getenv("ANDROID_ROOT");

snprintf(keylayoutFilename, sizeof(keylayoutFilename),

"%s/usr/keylayout/%s.kl", root, tmpfn);

...

device->layoutMap->load(keylayoutFilename);

...

} 打开设备的时候，如果 device->classes&CLASS_KEYBOARD 不等于 0 表明是键盘。

常用输入设备的定义有：

enum {

CLASS_KEYBOARD = 0x00000001, //键盘

CLASS_ALPHAKEY = 0x00000002, //

CLASS_TOUCHSCREEN = 0x00000004, //触摸屏

CLASS_TRACKBALL = 0x00000008 //轨迹球

}; 打开键盘设备的时候通过上面的 ioctl 获得设备名称，命令字 EVIOCGNAME 的定义在文件： kernel/include/linux/input.h 中。

对于按键事件，调用mDevices->layoutMap->map进行映射，调用的是文件 KeyLayoutMap.cpp (frameworks\base\libs\ui)中的函数：

status_t KeyLayoutMap::load(const char* filename)通过解析 <Driver name>.kl 把按键的 映射关系保存在 ：KeyedVector<int32_t,Key> m_keys; 中。 当获得按键事件以后调用： status_t KeyLayoutMap::map(int32_t scancode, int32_t *keycode, uint32_t *flags)

由映射关系 KeyedVector<int32_t,Key> m_keys 把扫描码转换成andorid上层可以识别的按键。

二、按键映射 Key layout maps的路径是 /system/usr/keylayout，第一个查找的名字是按键驱动的名字，例如 mxckpd.kl。如果没有的话，默认为qwerty.kl。

Key character maps的路径是 /system/usr/keychars，第一个查找的名字是按键驱动的名字，例如 mxckpd.kcm。如果没有的话，默认为qwerty.kl。



qwerty.kl是 UTF-8类型的，格式为：key SCANCODE KEYCODE [FLAGS...]。



SCANCODE表示按键扫描码；

KEYCODE表示键值，例如HOME,BACK,1,2,3...

FLAGS有如下定义：

SHIFT: While pressed, the shift key modifier is set

ALT: While pressed, the alt key modifier is set

CAPS: While pressed, the caps lock key modifier is set

WAKE: When this key is pressed while the device is asleep, the device will wake up and the key event gets sent to the app.

WAKE_DROPPED: When this key is pressed while the device is asleep, the device will wake up and the key event does not get sent to the app



qwerty.kcm文件为了节省空间，在编译过程中会用工具makekcharmap转化为二进制文件qwerty.bin。三、按键分发 1、输入事件分发线程



在frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java里创 建了一个输入事件分发线程，它负责把事件分发到相应的窗口上去。



在WindowManagerService类的构造函数WindowManagerService()中：

mQueue = new KeyQ(); //读取按键

mInputThread = new InputDispatcherThread(); //创建分发线程

...

mInputThread.start();



在启动的线程InputDispatcherThread中：

run()

process();

QueuedEvent ev = mQueue.getEvent(...)



在process() 方法中进行处理事件：

switch (ev.classType)

case RawInputEvent.CLASS_KEYBOARD:

...

dispatchKey((KeyEvent)ev.event, 0, 0);

mQueue.recycleEvent(ev);

break;

case RawInputEvent.CLASS_TOUCHSCREEN:

//Log.i(TAG, "Read next event " + ev);

dispatchPointer(ev, (MotionEvent)ev.event, 0, 0);

break;

　 case RawInputEvent.CLASS_TRACKBALL:

dispatchTrackball(ev, (MotionEvent)ev.event, 0, 0);

break;



2、上层读取按键的流程 WindowManagerService() //(frameworks\base\services\java\com\android\server \WindowManagerService.java)

|

KeyQ() //KeyQ 是抽象类 KeyInputQueue 的实现

|

InputDeviceReader //在 KeyInputQueue 类中创建的线程

|

readEvent() //

|

android_server_KeyInputQueue_readEvent() //frameworks\base\services\jni\ com_android_server_KeyInputQueue.cpp

|

hub->getEvent()

|

EventHub::getEvent() //frameworks\base\libs\ui\EventHub.cpp

|

res = read(mFDs.fd, &iev, sizeof(iev)); //



Android的应用不仅仅是平板电脑，MID，phone,还可以放到STB机顶盒，智能家庭终端上面去，所以按键的映射是一定要自定义的，不管按键是固定在设备上，还是通过无线设备还是蓝牙遥控，都需要键的映射。

Android也是基于Linux的核心，大部分时候都是操作系统在调度任务，执行任务。相应的，Android输入系统也是遵循LINUX的input输入输出子系统，关于这部分的分析可以Google，有许多原理方面的分析。Android使用标准的Linux输入事件设备（/dev/event0)，驱动描述可以查看内核树头文件include/linux/input.h。如果想深入学习Linux input subsystem，可以访问：http://git.kernel.org/?p=linux/kernel/git/stable/linux-2.6.24.y.git;a=blob;f=Documentation/input/input.txt

注：event0是您的keypad/gpio-key注册到内核的节点号，如果有其他的输入设备注册进内核，也可以是event1。

功能性

Android输入事件设备，用的是中断（硬件触发）或者轮询结构（软件模拟),捕获设备具体的扫描码，通过input_event()转化成标准的内核可接受的事件。

键映射驱动的其他主要驱动是建立一个probe函数，用于注册中断或者您的软件模拟的轮询功能函数，硬件初始化，用input_register_device()注册驱动/设备到输入输出系统。

注：关于probe属于linux设备驱动模型相关知识，可以阅读LDD3或者LINUX设备驱动原理与实践，有很详细的描述。

下面表描述了从键盘输入最终转成相应应用行为的转化步骤

步骤 行为 解释

1 窗口管理器从Linux键盘驱动获取键盘事件 按键消息不指定任何逻辑事件，它只与其硬件位置有关, 也就是说，按键的键盘码没有任何软件含义,映射键盘码

2 窗口管理器映射扫描码为键码。 当窗口管理器从驱动读到一个键，它利用那个键布局映射文件将扫描码映射为键值。特别的，这个键值就是屏幕显示的条码。例如

KEYCODE_DPAD_CENTER是导航五位键的中间的键，即使ALT＋G产生一个"?"字符，事实上KEYCODE_G就是这个键值。

3 窗口管理器发送扫描码和键码到应用程序` 扫描码和键码被当前焦点所在界面处理，具体"翻译"要看具体的应用场合。

键布局映射

如何选择一个键布局映射文件

键布局映射文件通常放在/system/usr/keylayout和/data/usr/keylayout

对于每一个键盘设备xxx,设置系统属性android.keylayout.xxx,如果没有为自己的硬件设备创建一个特定的设备，Android将去读/system/usr/keylayout/qwerty.kl这个配置文件。

注：如果设置系统属性，请查看ttp://www.kandroid.org/android_pdk/build_new_device.html



Android键盘的默认配置路径是sdk/emulator/keymaps

有两个最重要的文件：

qwerty.kl 默认的KeyLayout文件，是映射键盘物理矩阵的ScanCode到系统的KeyCode的一个关系。这个需要我们事先知道我们的键盘矩阵值。如果厂家不提供，就自己一个一个Log打印。

这个文件的格式，很多网络的资料都提供，可以了解下。下面只简单的说明

key 158 BACK WAKE_DROPPED

key 230 SOFT_RIGHT WAKE

第一列Key 表示一行有效的开始，注释行用#开头

第二列表示Scancode ,是键盘物理设备的矩阵扫描码值

第三列表示系统里面的按键码Keycode,这样物理键盘和操作系统就对应起来了。

第四列表示KeyCode的Flag信息，可有可无，一般有三种状态

空 没有附加信息

WAKE 当机器处理Sleep状态，可以唤醒，按键信息继续被处理

WAKE_DROPPED 当机器处于Sleep状态，可以唤醒，但是丢弃按键信息

这里是一一映射的关系。需要根据键盘的不同来处理。

如果是正规的做法，ScanCode对应键盘值在不同的国家键盘中时不会变的，例如常用的US键盘。但是有时没有UK的矩阵，只能用US的，

这个时候就需要我们软件去更改这个ScanCode和KeyCode的映射关系。严重不推荐这种非标准化做法。



文件格式:

键映射文件通常以UTF8文本文件格式存储于设备，通常有如下特性：

注释：用＃表示，以＃开头的内容都将被忽略。

空白：所有的空行被忽略

键定义：键定义遵循如下格式key SCANCODE KEYCODE [FLAGS...],当扫描码是一个数字，键码定义在你描述的布局文件android.keylayout.xxx，另外可以设置相关的FLAGS:

SHIFT: 当按下，自动加上SHIFT键值

ALT:当按下，自动加上ALT

CAPS:当按下，自动带上CAPS大写

WAKE:当按下，当设备进入睡眠的时候，按下这个键将唤醒，而且发送消息给应用层。

WAKE_DROPPED:当按下，且设备正处于睡眠，设备被唤醒，但是不发送消息给应用层。

键盘映射文件示例：

android/src/device/product/generic/tuttle2.kl

# Copyright 2007 The Android Open Source Project

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

key 11 0

key 158 BACK WAKE_DROPPED

key 230 SOFT_RIGHT WAKE

key 60 SOFT_RIGHT WAKE

key 107 ENDCALL WAKE_DROPPED

key 62 ENDCALL WAKE_DROPPED

key 229 MENU WAKE_DROPPED

key 59 MENU WAKE_DROPPED

key 228 POUND

key 227 STAR

key 231 CALL WAKE_DROPPED

key 61 CALL WAKE_DROPPED

key 232 DPAD_CENTER WAKE_DROPPED

key 108 DPAD_DOWN WAKE_DROPPED

key 103 DPAD_UP WAKE_DROPPED

key 102 HOME WAKE

key 105 DPAD_LEFT WAKE_DROPPED

key 106 DPAD_RIGHT WAKE_DROPPED

key 115 VOLUME_UP

key 114 VOLUME_DOWN

key 116 POWER WAKE

key 212 SLASH

key 16 Q

key 17 W

key 18 E

key 19 R

key 20 T

key 21 Y

key 22 U

key 23 I

key 24 O

key 25 P

key 30 A

key 31 S

key 32 D

key 33 F

key 34 G

key 35 H

key 36 J

key 37 K

key 38 L

key 14 DEL



key 44 Z

key 45 X

key 46 C

key 47 V

key 48 B

key 49 N

key 50 M

key 51 COMMA

key 52 PERIOD

key 28 ENTER



key 56 ALT_LEFT

key 42 SHIFT_LEFT

key 215 AT

key 57 SPACE

key 53 SLASH

key 127 SYM

key 100 ALT_LEFT

key 399 GR***E

键字符映射：

键字符映射位于：/system/usr/keychars和/data/usr/keychars!

比如对于一个特定的设备xxx，设置android.keychar.xxx系统属性，用全路径表示去描述所需的键字符映射。如果你没有描述任何一个键字符映射，系统将默认使用/system/usr/keychar/qwerty.kl！

注：这一点可以在开发板接USB KEYBOARD的时候，将logcat打开看调试信息，会看到default to qwerty.kl类似的信息。

文件格式：

键字符映射文件以二进制减少加载时间的形式存储于设备中，键字符映射文件有如下特征：

注释：以＃开始为注释

空行：所有的空行被忽略

列定义：当一个事件来临的时候按下组合键。这个事通常是MODIFIER_SHIFT,MODIFIER_CTRL,MODIFIER_ALT的组合。

O no modifiers

S MODIFIER_SHIFT

C MODIFIER_CONTROL

L MODIFIER_CAPS_LOCK

A MODIFIER_ALT

键值定义：键值定义遵循如下规则：

键 扫描码 字符[....]

扫描码和字符通常是一个十进制的值或者是UTF8字符，可以通过strtol的解析。

键字符文件的示例：

下面这个文件来自于android/src/device/product/generic/tuttle2.kcm，代表了一个完整的键字符文件。

以type开始的语句描述了你所要描述键盘的类型，大体分为三种

1：NUMERIC,12键的数字键盘

2：Q14：键盘包括所有的字符，但是可以一键多个字符。

3：QWERTY键盘包括了所有可能的字符和数字，类似于全键盘。

下面是一个QWERTY全键盘的定义示例，因为android主要用于手机，手机一般是全键。

# Copyright 2007 The Android Open Source Project

[type=QWERTY]

# keycode base caps fn caps_fn number display_label

A 'a' 'A' '%' 0x00 '%' 'A'

B 'b' 'B' '=' 0x00 '=' 'B'

C 'c' 'C' '8' 0x00E7 '8' 'C'

D 'd' 'D' '5' 0x00 '5' 'D'

E 'e' 'E' '2' 0x0301 '2' 'E'

F 'f' 'F' '6' 0x00A5 '6' 'F'

G 'g' 'G' '-' '_' '-' 'G'

H 'h' 'H' '[' '{' '[' 'H'

I 'i' 'I' '$' 0x0302 '$' 'I'

J 'j' 'J' ']' '}' ']' 'J'

K 'k' 'K' '"' '~' '"' 'K'

L 'l' 'L' ''' '`' ''' 'L'

M 'm' 'M' '>' 0x00 '>' 'M'

N 'n' 'N' '<' 0x0303 '<' 'N'

O 'o' 'O' '(' 0x00 '(' 'O'

P 'p' 'P' ')' 0x00 ')' 'P'

Q 'q' 'Q' '*' 0x0300 '*' 'Q'

R 'r' 'R' '3' 0x20AC '3' 'R'

S 's' 'S' '4' 0x00DF '4' 'S'

T 't' 'T' '+' 0x00A3 '+' 'T'

U 'u' 'U' '&' 0x0308 '&' 'U'

V 'v' 'V' '9' '^' '9' 'V'

W 'w' 'W' '1' 0x00 '1' 'W'

X 'x' 'X' '7' 0xEF00 '7' 'X'

Y 'y' 'Y' '!' 0x00A1 '!' 'Y'

Z 'z' 'Z' '#' 0x00 '#' 'Z'

COMMA ',' ';' ';' '|' ',' ','

PERIOD '.' ':' ':' 0x2026 '.' '.'

AT '@' '0' '0' 0x2022 '0' '@'

SLASH '/' '?' '?' '/' '/' '/'

SPACE 0x20 0x20 0x9 0x9 0x20 0x20

NEWLINE 0xa 0xa 0xa 0xa 0xa 0xa

# on pc keyboards

TAB 0x9 0x9 0x9 0x9 0x9 0x9

0 '0' ')' ')' ')' '0' '0'

1 '1' '!' '!' '!' '1' '1'

2 '2' '@' '@' '@' '2' '2'

3 '3' '#' '#' '#' '3' '3'

4 '4' '$' '$' '$' '4' '4'

5 '5' '%' '%' '%' '5' '5'

6 '6' '^' '^' '^' '6' '6'

7 '7' '&' '&' '&' '7' '7'

8 '8' '*' '*' '*' '8' '8'

9 '9' '(' '(' '(' '9' '9'

GR***E '`' '~' '`' '~' '`' '`'

MINUS '-' '_' '-' '_' '-' '-'

EQUALS '=' '+' '=' '+' '=' '='

LEFT_BRACKET '[' '{' '[' '{' '[' '['

RIGHT_BRACKET ']' '}' ']' '}' ']' ']'

BACKSLASH '/' '|' '/' '|' '/' '/'

SEMICOLON ';' ':' ';' ':' ';' ';'

APOSTROPHE ''' '"' ''' '"' ''' '''

STAR '*' '*' '*' '*' '*' '*'

POUND '#' '#' '#' '#' '#' '#'

PLUS '+' '+' '+' '+' '+' '+'

这里第一列KeyCode就是我们通过.kl文件的ScanCode转换过来的了。

KeyCode 提供给系统的KeyCode

display 键盘上显示的字符(丝印)

number 一般不需要

base 不使用组合键默认显示的字符

caps Shift + 按键 显示的字符

fn Alt + 按键 显示的字符

caps_fn Shift +Alt+按键 显示的字符

其中base,caps,fn,caps_fn都可以通过Unicode码制来表示。例如你可以写

'A',也可以写0x41.

一般键盘中会有很多的组合键，可能会碰见各种奇怪的字符，这里我列举以下字符，他们的Unicode可以通过
http://www.unicodemap.org/search.asp?search=
复制你所需要的字符，然后可以查询到字符对应的Unicode码制。

资源二进制格式

上面所描述的一段通过makekcharmap工具转换成下面的格式，用户可以通过mmap这个文件，用于进程之间共享大概4K数据，可以节省加载时间。

Offset Size (bytes) Description

0x00-0x0b The ascii value "keycharmap1" including the null character

0x0c-0x0f padding

0x10-0x13 The number of entries in the modifiers table (COLS)

0x14-0x17 The number of entries in the characters table (ROWS)

0x18-0x1f padding

4*COLS Modifiers table. The modifier mask values that each of the columns in the characters table correspond to.

padding to the next 16 byte boundary

4*COLS*ROWS Characters table. The modifier mask values that each of the columns correspond to.

完善你自己的键盘事件驱动（略）