OpenHarmony小型系統(tǒng)輸入子系統(tǒng)解析

作者：落葉亦知冬 2023-06-28 15:00:02

系統(tǒng) OpenHarmony

開源鴻蒙小型系統(tǒng)的輸入功能仍未完善，比如熱插拔問題和屏幕HDF化的設(shè)計(jì)沒有考慮到無觸控屏的開發(fā)板等的問題。

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前言

本文將以鼠標(biāo)為例介紹小型系統(tǒng)上的輸入系統(tǒng)架構(gòu)以及輸入信號(hào)傳遞的整個(gè)流程。

一、大致流程

輸入設(shè)備產(chǎn)生信號(hào)，內(nèi)核接收到并處理信號(hào)。
內(nèi)核將處理后的信號(hào)傳遞給HDF化后的設(shè)備節(jié)點(diǎn)。
HDF對(duì)信號(hào)進(jìn)行事件上報(bào)，也就是通過HDF的消息機(jī)制與用戶空間空間進(jìn)行交互。
最后WMS給用戶程序進(jìn)行事件分發(fā)。

二、內(nèi)核到HDF

1、框架生成部分
由于硬件到內(nèi)核這一步與linux沒有太多的不同，在這里不做過多的介紹。

HDF設(shè)備的注冊(cè)以及后續(xù)的輸入信號(hào)傳遞都是通過給內(nèi)核添加補(bǔ)丁來實(shí)現(xiàn)的。

kernel/linux/patches/linux-4.19/common_patch/hdf.patch。

+	dev->devType = type;
+	dev->devName = hdev->name;
+	hdev->input_dev = HidRegisterHdfInputDev(dev);  //Hid設(shè)備注冊(cè)接口
+	if (hdev->input_dev == NULL) {
+		printk("%s: RegisterInputDevice failed\n", __func__);
+	}
+	kfree(dev);
+	dev = NULL;
+}
+#endif

HidRegisterHdfInputDev()的主要作用是調(diào)用管理器的注冊(cè)接口。

drivers/hdf_core/framework/model/input/driver/hdf_hid_adapter.c

void* HidRegisterHdfInputDev(HidInfo *info)
{
    InputDevice* inputDev = HidConstructInputDev(info);
    if (inputDev == NULL) {
        HDF_LOGE("%s: hid construct input Dev failed", __func__);
        return NULL;
    }

    if (InputDriverLoaded()) {
        DoRegisterInputDev(inputDev); //將調(diào)用管理器的接口RegisterInputDevice（）
    } else {
        CacheHid(inputDev);
    }
    return inputDev;
}

管理器的RegisterInputDevice()完成分配id、緩存和生成HDF設(shè)備節(jié)點(diǎn)。

drivers/hdf_core/framework/model/input/driver/hdf_hid_device_managerr.c

int32_t RegisterInputDevice(InputDevice *inputDev)
{
    int32_t ret;

    HDF_LOGI("%s: enter", __func__);
    if (inputDev == NULL) {
        HDF_LOGE("%s: inputdev is null", __func__);
        return HDF_ERR_INVALID_PARAM;
    }

    if ((g_inputManager == NULL) || (g_inputManager->initialized == false)) {
        HDF_LOGE("%s: dev manager is null or initialized failed", __func__);
        return HDF_FAILURE;
    }

    OsalMutexLock(&g_inputManager->mutex);
    ret = AllocDeviceID(inputDev);  //分配設(shè)備ID
    if (ret != HDF_SUCCESS) {
        goto EXIT;
    }
    ret = CreateDeviceNode(inputDev);  //創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點(diǎn)，也就是上面所述的hdf_input_eventX
    if (ret != HDF_SUCCESS) {
        goto EXIT1;
    }

    ret = AllocPackageBuffer(inputDev);  //分配包的緩存
    if (ret != HDF_SUCCESS) {
        goto EXIT1;
    }

    AddInputDevice(inputDev);
    OsalMutexUnlock(&g_inputManager->mutex);
    HDF_LOGI("%s: exit succ, devCount is %d", __func__, g_inputManager->devCount);
    return HDF_SUCCESS;

EXIT1:
    DeleteDeviceNode(inputDev);
EXIT:
    OsalMutexUnlock(&g_inputManager->mutex);
    return ret;
}

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2、信號(hào)傳遞部分。
上面步驟準(zhǔn)備就緒后，如上提及，鼠標(biāo)的信息傳遞也是通過內(nèi)核調(diào)用了HDF接口向用戶空間傳輸鼠標(biāo)的事件信號(hào)。

補(bǔ)丁調(diào)用適配器接口發(fā)送輸入事件信息。

hdf.patch：

+#if defined(CONFIG_DRIVERS_HDF_INPUT)
+	if (hid->input_dev) {
//內(nèi)核獲取到的輸入設(shè)備產(chǎn)生的信號(hào)，將信號(hào)通過事件上報(bào)傳遞到HDF
+		HidReportEvent(hid->input_dev, usage->type, usage->code, value); 
+	}
+#endif

hdf_hid_adapter.c：

void HidReportEvent(const void *inputDev, uint32_t type, uint32_t code, int32_t value)
{
#ifdef CONFIG_DFX_ZEROHUNG
    if (type == EV_KEY && code == KEY_POWER)
        hung_wp_screen_powerkey_ncb(value);
#endif
    InputDevice *device = (InputDevice *)inputDev;
    PushOnePackage(device, type, code, value);  //調(diào)用了event_hub.c中的接口，先打包，再發(fā)送
    if (type == EV_KEY && KEY_RESERVED < code && code < KEY_MAX && value == 0 && code == g_kbdcode) {
        OsalTimerDelete(&g_timer);
        g_kbdcode = 0;
    }
    if (type == EV_KEY && KEY_RESERVED < code && code < KEY_MAX && value == 1 &&
        device->devType == INDEV_TYPE_KEYBOARD) {
        g_kbdcode = code;
        RepateEvent(device);
    }
}

經(jīng)過event_hub處理進(jìn)行下一步的傳遞。

// PushOnePackage()在這里的作用就是將事件流打成包的形式進(jìn)行傳遞
// 代碼過長(zhǎng)不展示，PushOnePackage()處理完成包后就開始進(jìn)入HDF消息機(jī)制了
static void SendFramePackages(InputDevice *inputDev) //該函數(shù)由PushOnePackage調(diào)用
{
    struct HdfDeviceObject *hdfDev = inputDev->hdfDevObj;
    if (hdfDev == NULL || inputDev->pkgBuf == NULL) {
        HDF_LOGE("%s: hdf dev is null", __func__);
        return;
    }
    //  HDF消息機(jī)制的事件上報(bào)接口
    int32_t ret = HdfDeviceSendEvent(hdfDev, 0, inputDev->pkgBuf);
}

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三、HDF到WMS

1、WMS簡(jiǎn)單介紹。
源碼位置由foundation/graphic/wms變更至/foundation/window/window_manager_lite。
WMS全稱是Window Manager Service，顧名思義，該服務(wù)就是用來管理窗口和繪畫光標(biāo)等操作的。該組件里還包含了另一個(gè)必不可少的組件IMS(Input Manager Service)，同理，它是用來處理輸入事件的。

由圖可知，IMS也有一個(gè)eventhub,很容易想到這邊的eventhub就是用來接收內(nèi)核態(tài)的evenhub發(fā)來的輸入信號(hào)的。

2、消息機(jī)制簡(jiǎn)單介紹。
HDF消息機(jī)制是建立用戶態(tài)應(yīng)用和內(nèi)核態(tài)驅(qū)動(dòng)的交互。主要功能有兩個(gè)，一個(gè)是用戶態(tài)應(yīng)用發(fā)送消息到驅(qū)動(dòng)，另一個(gè)是用戶態(tài)應(yīng)用接收驅(qū)動(dòng)主動(dòng)上報(bào)事件。主要接口有如下：

接口	描述
struct HdfIoService HdfIoServiceBind(const char serviceName);	用戶態(tài)獲取驅(qū)動(dòng)的服務(wù)，獲取該服務(wù)之后通過服務(wù)中的Dispatch方法向驅(qū)動(dòng)發(fā)送消息。
void HdfIoServiceRecycle(struct HdfIoService *service);	釋放驅(qū)動(dòng)服務(wù)。
int HdfDeviceRegisterEventListener(struct HdfIoService target, struct HdfDevEventlistener listener);	用戶態(tài)程序注冊(cè)接收驅(qū)動(dòng)上報(bào)事件的操作方法。
int HdfDeviceSendEvent(struct HdfDeviceObject deviceObject, uint32_t id, struct HdfSBuf data);	驅(qū)動(dòng)主動(dòng)上報(bào)事件接口。

該消息機(jī)制的實(shí)現(xiàn)方法大概就是對(duì)上面相應(yīng)設(shè)備的事件緩存區(qū)進(jìn)行操作，具體可以查閱代碼。

3、信號(hào)傳遞過程。
如上表所示，內(nèi)核態(tài)的eventhub最終調(diào)用了事件上報(bào)接口，但是事件監(jiān)聽器不是在IMS中的eventhub注冊(cè)的。而是由硬件抽象層drivers/peripheral/input/hal中注冊(cè)的。并且封裝成了API供IMS使用。有input_controller,input_manager和input_reporter，分別管理輸入設(shè)備的的上電、開關(guān)以及事件接收。input_reporter.h里的主要接口如下：

接口	描述
int32_t (RegisterReportCallback)(uint32_t devIndex, InputEventCb callback);	注冊(cè)事件上報(bào)的回調(diào)函數(shù)
int32_t (*UnregisterReportCallback)(uint32_t devIndex);	注銷
int32_t (RegisterHotPlugCallback)(InputHostCb callback);	注冊(cè)熱插拔事件上報(bào)的回調(diào)函數(shù)
int32_t (*UnregisterHotPlugCallback)(void);	注銷

4、IMS注冊(cè)事件上報(bào)的回調(diào)函數(shù)。（源碼此處有問題，僅做部分展示）。

// input_event_hub.cpp
ret = inputInterface_->iInputManager->OpenInputDevice(mountDevIndex_[i]);  //首先要打開設(shè)備
if (ret == INPUT_SUCCESS && inputInterface_->iInputReporter != nullptr) {
    callback_.EventPkgCallback = EventCallback;  //進(jìn)行callback綁定
    ret = inputInterface_->iInputReporter->RegisterReportCallback(mountDevIndex_[i], &callback_);  //以設(shè)備號(hào)注冊(cè)回調(diào)函數(shù)，此處設(shè)備號(hào)對(duì)應(yīng)hdf_input_eventX中的X
    if (ret != INPUT_SUCCESS) {
        GRAPHIC_LOGE("device dose not exist, can't register callback to it!");
        return;
    }
    openDev_ = openDev_ | (1 << i);
}

注冊(cè)完畢后，當(dāng)鼠標(biāo)觸發(fā)了輸入信號(hào)，將在回調(diào)函數(shù)中接收到事件。

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