android：添加usb键盘+按键布局和映射的修改

android下的按键布局和映射

这个笔记整理一下使用usb键盘遇到的问题，比如添加usb键盘的keylayout，添加按键，修改按键映射等。

本文参考了：
http://blog.csdn.net/kieven2008/archive/2011/03/26/6279975.aspx
http://blog.csdn.net/skdev/archive/2010/03/08/5355542.aspx

Android的用户输入系统，自下而上，分成如下部分：

1.驱动程序：/dev/input目录。负责report键值到上层。其中键值定义在input.h中；
2.根文件系统中，KeyLayout(按键布局)和KeyCharacterMap(按键字符映射)：后缀名称分别为kl和kcm；如果使用usb全键盘，则使用/system/usr/keylayout/qwerty.kl.
3.EventHub： libui的一部分，实现了对驱动程序的控制。目录 android/frameworks/base/libs/ui/，读取RawEvent事件。
4.Java框架层的处理：有KeyInputDevice等类来处理EventHub传递上来的信息，这些信息通过RawInputEvent和KeyEvent来表示。
一般情况下，对于按键事件，以后者的形式传送给应用程序，而触摸屏和轨迹球事件以前者的形式转换形成MotionEvent事件传送给应用程序；
5.Android应用程序层：通过重载onKeyDown()和onkeyUp()等方法接收KeyEvent(按键事件)，通过重载onTouchEvent()和onTrackballEvent()等方法接收MotionEvent(运动事件);

keyEvent的处理流程：
1、生成
存在这样一个线程，它不断地从driver读取Event，并把它放到RawEvent队列中。这个队列中的RawEvent既有按键，也有触摸、轨迹球等事件。
RawEvent队列中的每个RawEvent最后都会通过一系列转化，最终变为KeyEvent被发送给另外一个线程，即输入线程，也就是一个Activity的主线程。
2、传递
KeyEvent传递过程主要可以划分为三步：过滤器、View树、Activity
过滤器部分
主要对应着PhoneWindowManager.java中的interceptKeyTq和interceptKeyTi这两个方法。
它们的代码可以在frameworks/base/policy/base/phone/com/android/internal/policy/impl/PhoneWindowManager.java中看到。
这两个过滤器最大的不同就是interceptKeyTq用于RawEvent，而interceptKeyTi用于KeyEvent。

在一个没有实体键盘的机器上，Power键会被interceptKeyTq这个过滤器吃掉用来调用关机对话框或者使机器休眠。而Home键会被interceptKeyTi这个过滤器吃掉，用来把当前Activity切换到后台并把桌面程序切换到前台。所以，应用程序在View和Activity的onKeyDown/Up中是监听不到这两个按键的。除了这两个键以外的按键，都有机会继续前进。接下来，KeyEvent会先经过interceptKeyTi过滤器。
如果这个过滤器不吃掉的话，就会继续前进，进入View树。如果没有被哪个View吃掉的话，最后进入到Activity的onKeyDown/Up方法中。
当一个KeyEvent经过上面的过程还没有被吃掉的话，系统就会利用它做一些定制的功能。比如音量键被系统用来调整声音，多媒体按键用来控制媒体播放，搜索键用来快速打开搜索功能，返回键用来退出当前Activity等。

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如果你的键盘是全键盘（包括了ALT、SHIFT、CAPS_LOCK功能键）,基本上用Android默认的键盘映射文件qwerty.kcm，qwerty.kl就可以了。
如果你需要添加新的按键，或者需要修改按键的映射，就需要修改这两个文件了。

添加新的键盘
比如支持usb键盘，需要导入keylayout.
file： frameworks/base/libs/ui/EventHub.cpp

int EventHub::open_device(const char *deviceName)
{
//.................
// find the .kl file we need for this device
const char* root = getenv("ANDROID_ROOT");
snprintf(keylayoutFilename, sizeof(keylayoutFilename),
"%s/usr/keylayout/%s.kl", root, tmpfn);
bool defaultKeymap = false;
if (access(keylayoutFilename, R_OK)) {
snprintf(keylayoutFilename, sizeof(keylayoutFilename),
"%s/usr/keylayout/%s", root, "qwerty.kl");
defaultKeymap = true;
}
device->layoutMap->load(keylayoutFilename);
}

*********问题：这里在导入keylayout文件的时候，是指定路径，通过后缀获取的，所以kl文件名字不重要？？？

比如使用usb键盘，添加一个按键，物理按键是F1，对应android上的功能是SEARCH：
1 按下物理按键后，驱动通过接口input_report_key向上层input子系统report一个按键SCANCODE：#define KEY_F159 （定义在内核input.h中）
2 查找static const KeycodeLabel KEYCODES[]（在文件frameworks/base/include/ui/KeycodeLabels.h中），得知我们需要的功能键的KEYCODE是“SEARCH”
3 在文件/system/usr/keylayout/qwerty.kl中添加下面一行，
key 59 SEARCH
重新启动即可：

总结：android按键消息通过二次转换：
1 将驱动report上来的SCANCODE，通过文件qwerty.kl的映射，得到KEYCODE字串；
2 通过二维表static const KeycodeLabel KEYCODES[]，将上面的字符串转换成android 需要的键值信息。
如果是输入键，还需要查询keymap，得到相应的字符。

相关文件：
key scancode定义：
文件：include/linux/input.h
......
#define KEY_SPACE 57
#define KEY_CAPSLOCK 58
#define KEY_F1 59
#define KEY_F2 60
#define KEY_F3 61
#define KEY_F4 62
#define KEY_F5 63
#define KEY_F6 64
#define KEY_F7 65
#define KEY_F8 66
#define KEY_F9 67
#define KEY_F10 68
........

KEYLAYOUT 按键布局
文件：/system/usr/keylayout/qwerty.kl
文件格式：
key SCANCODE KEYCODE [FLAGS...]
第一列：key
第二列: SCANCODE是一个整数，是驱动里面定义的，在文件
第三列: KEYCODE 是一个字串，定义在你描述的布局文件frameworks/base/include/ui/KeycodeLabels.h

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。

关于SCANCODE，也无需查找驱动代码。在字符界面下可以使用命令getevent获取按键的scan code：
# getevent
/ $ getevent
add device 1: /dev/input/event4
name: "Fake Touchscreen"
add device 2: /dev/input/event0
name: "gpio-keys"
add device 3: /dev/input/event3
name: "Dell Dell USB Keyboard"
add device 4: /dev/input/event2
name: "PixArt USB Optical Mouse"
add device 5: /dev/input/event1
name: "twl4030_pwrbutton"
支持5种输入设备：触摸屏 GPIOkey usb键盘 usb鼠标 powerkey

点击usb键盘的按键“A”的打印信息：

/dev/input/event3: 0004 0004 00070004
/dev/input/event3: 0001 001e 00000001
/dev/input/event3: 0000 0000 00000000
/dev/input/event3: 0004 0004 00070004
/dev/input/event3: 0001 001e 00000000
/dev/input/event3: 0000 0000 00000000
按下一个GPIO按键的打印信息：
/dev/input/event0: 0001 0114 00000001
/dev/input/event0: 0000 0000 00000000
/dev/input/event0: 0001 0114 00000000
/dev/input/event0: 0000 0000 00000000

其中：
0001实际上是输入设备的类型。（USB键盘上的 0004 0004 00070004不太清楚是什么信息,大概是这个USB设备的各种ID信息吧）
0114是按键的SCANCODE，
00000001和00000000分别是按下和抬起的附加信息。

此文件部分内容如下：
.....
key 30 A
key 31 S
key 32 D
key 33 F
key 34 G
key 35 H
key 36 J
key 79 1
key 80 2
key 81 3
key 96 ENTER
key 69 NUM
key 56 ALT_LEFT
key 100 ALT_RIGHT
key 1 POWER
key 58 NUM
key 111 MUTE
key 1 BACK
key 59 SEARCH
.....

按键码：KEYCODE
frameworks/base/include/ui/KeycodeLabels.h

struct KeycodeLabel {
const char *literal; // KEYCODE
int value; //用于在keymap索引字符的value
};

static const KeycodeLabel KEYCODES[] = {
{ "SOFT_LEFT", 1 },
{ "SOFT_RIGHT", 2 },
{ "HOME", 3 },
{ "BACK", 4 },
{ "CALL", 5 },
{ "ENDCALL", 6 },
{ "0", 7 },
{ "1", 8 },
{ "2", 9 },
{ "3", 10 },
{ "4", 11 },
{ "A", 29 },
{ "B", 30 },
{ "C", 31 },
{ "SEARCH", 84 },
.............

}

字符映射
键字符映射位于：/system/usr/keychars/qwerty.kcm.bin,源文件是android/device/ti/omap3evm/qwerty.kcm

首先，需要理解kcm文件的格式：
# keycode display number base caps fn caps_fn

keycode：由kernel层发出，经*.kl键盘映射文件得到keycode；
base：META_KEY没有被激活时的状态，即MetaState==0时映射的字符；
caps：毫无疑问，是SHIFT或CAPS_LOCK被激活时的状态，此时MetaState==1时，映射的字符；
fn：ALT被激活，对应MetaState==2时映射的字符；
caps_fn：ALT，SHIFT或CAPS_LOCK同时被激活时映射的字符；此时MetaState==3；通过这种方式，实现了一键对应多个字符的输出，

How To修改字符映射：
比如现在的字符映射，is_shitf时按下“，”，映射的字符是“；”，见下面这行：
COMMA ',' ',' ',' ';' ';' '|'
但在usb全键盘里面，这里应该是字符“<”，所以修改这里即可。

注：META Keys:就是ALT、SHIFT、CAPS_LOCK。

[type=QWERTY]
# keycode display number base caps fn caps_fn

A 'A' '2' 'a' 'A' '#' 0x00
B 'B' '2' 'b' 'B' '<' 0x00
C 'C' '2' 'c' 'C' '9' 0x00E7
D 'D' '3' 'd' 'D' '5' 0x00
E 'E' '3' 'e' 'E' '2' 0x0301
F 'F' '3' 'f' 'F' '6' 0x00A5
G 'G' '4' 'g' 'G' '-' '_'
H 'H' '4' 'h' 'H' '[' '{'
I 'I' '4' 'i' 'I' '$' 0x0302
J 'J' '5' 'j' 'J' ']' '}'
K 'K' '5' 'k' 'K' '"' '~'
L 'L' '5' 'l' 'L' ''' '`'
M 'M' '6' 'm' 'M' '!' 0x00
N 'N' '6' 'n' 'N' '>' 0x0303
O 'O' '6' 'o' 'O' '(' 0x00
P 'P' '7' 'p' 'P' ')' 0x00
Q 'Q' '7' 'q' 'Q' '*' 0x0300
R 'R' '7' 'r' 'R' '3' 0x20AC
S 'S' '7' 's' 'S' '4' 0x00DF
T 'T' '8' 't' 'T' '+' 0x00A3
U 'U' '8' 'u' 'U' '&' 0x0308
V 'V' '8' 'v' 'V' '=' '^'
W 'W' '9' 'w' 'W' '1' 0x00
X 'X' '9' 'x' 'X' '8' 0xEF00
Y 'Y' '9' 'y' 'Y' '%' 0x00A1
Z 'Z' '9' 'z' 'Z' '7' 0x00

# on pc keyboards
COMMA ',' ',' ',' ';' ';' '|'
PERIOD '.' '.' '.' ':' ':' 0x2026
AT '@' '0' '@' '0' '0' 0x2022
SLASH '/' '/' '/' '?' '?' '\'

SPACE 0x20 0x20 0x20 0x20 0xEF01 0xEF01
ENTER 0xa 0xa 0xa 0xa 0xa 0xa

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' '(' '(' '('

GRAVE '`' '`' '`' '~' '`' '~'
MINUS '-' '-' '-' '_' '-' '_'
EQUALS '=' '=' '=' '+' '=' '+'
LEFT_BRACKET '[' '[' '[' '{' '[' '{'
RIGHT_BRACKET ']' ']' ']' '}' ']' '}'
BACKSLASH '\' '\' '\' '|' '\' '|'
SEMICOLON ';' ';' ';' ':' ';' ':'
APOSTROPHE ''' ''' ''' '"' ''' '"'
STAR '*' '*' '*' '*' '*' '*'
POUND '#' '#' '#' '#' '#' '#'
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