Android按键添加和处理的方案 _Android

今日长缨在手，何时缚住苍龙。这篇文章主要讲述Android按键添加和处理的方案相关的知识，希望能为你提供帮助。
本文转载自：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3142851.html
android按键添加和处理的方案

版本号	说明	作者	日期
1.0	Android按键添加和处理的方案	Sky Wang	2013/06/18

需求：Android机器上有个Wifi物理按键，现在需求通过点击“wifi物理按键”能够快速的开启/关闭wifi。
实现方案
经过思考之后，拟出下面几种方案：
方案一，在linux kernel的驱动中捕获“wifi物理按键”。在kernel的按键驱动中截获“wifi”按键，并对其进行处理：若是“wifi”是开启的，则关闭wifi；否则，打开wifi。
方案二，在Android中添加一个服务，监听wifi按键消息。若监听到“wifi”按键，则读取wifi的状态：若是“wifi”是开启的，则关闭wifi；否则，打开wifi。
方案三，在Android的input输入子系统的框架层中捕获wifi按键，并进行相应处理。若捕获到“wifi”按键，则读取wifi的状态：若是“wifi”是开启的，则关闭wifi；否则，打开wifi。

方案一方案思路: 在linux kernel的驱动中捕获“wifi物理按键”。在kernel的按键驱动中截获“wifi”按键，并对其进行处理：若是“wifi”是开启的，则关闭wifi；否则，打开wifi。
方案分析: 若采用此方案需要解决以下问题
01，在kerne的按键驱动中捕获“wifi”按键。
-- 这个问题很好实现。在kernel的按键驱动中，对按键值进行判断，若是wifi按键，则进行相应处理。
02，在kernel中读取并设置wifi的开/关状态。
-- 这个较难实现。因为wifi驱动的开/关相关的API很难获取到。一般来来说，wifi模组的驱动都是wifi厂家写好并以.ko文件加载的。若需要获取wifi的操作API，需要更厂家一起合作；让它们将接口开放，并让其它设备在kernel中可以读取到。
03，在kernel中将wifi的状态上报到Android系统中。若单单只是实现02步，只是简单的能开/关wifi了；但还需要向办法让Android系统直到wifi的开/关行为。
-- 可以实现，但是太麻烦了。
方案结论: 实现难度太大！

方案二方案思路: 在Android中添加一个服务，监听wifi按键消息。若监听到“wifi”按键，则读取wifi的状态：若是“wifi”是开启的，则关闭wifi；否则，打开wifi。
方案分析: 若采用此方案需要解决以下问题
01，将kernel的wifi按键上传到Android系统中。
-- 这个可以实现。首先，我们将wifi按键映射到一个sys文件节点上：按下wifi按键时，sys文件节点的值为1；未按下wifi按键时，sys文件节点的值为0。其次，通过NDK编程，读取该sys文件节点，并将读取的接口映射注册到JNI中。最后，通过JNI，将该接口对应注册到Android系统中，使应用程序能够读取该接口。
02，在Android系统中添加一个服务，不断读取wifi按键状态。
-- 这个也可以实现。由于“01”中，我们已经将wifi的按键状态通过JNI注册到Android系统中；我们这里就可以读取到。
03，读取并设置wifi的开/关状态。
-- 这个也可以实现。在Android系统中，我们可以通过WifiManager去读取/设置wifi的开/关状态。通过WifiManager设置的wifi状态，是全局的。
架构图:

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具体实现:
通过驱动，将wifi按键状态映射到文件节点。由于不同平台差异，具体的代码接口可能有所差异；我所工作的平台是RK3066，所以还是以此来进行介绍。
01 将kernel的wifi按键上传到Android系统中
在按键驱动中编辑wifi按键的驱动：主要的目的是将wifi按键映射到某个键值上，方便后面Android系统调用。因为Android系统使用的按键值和Linux内核使用的按键值不一样，Android会通过一个键值映射表，将Linux的按键值和Android的按键值映射起来。
我们的项目中，wifi按键是通过ADC值来捕获的，而不是中断。下面是“wifi按键相关信息”，代码如下：

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static struct rk29_keys_button key_button[] = { ... // 将 wifi 开关按键定义为KEY_F16， // 处理时，捕获KEY_F16进行处理即可。 { .desc= "wifi", .code= KEY_F16, .adc_value= https://www.songbingjia.com/android/4, .gpio = INVALID_GPIO, .active_low = PRESS_LEV_LOW, }, ... };

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从中，我们可以看出wifi的adc值大概是4，它所对应的按键值(即code值)是KEY_F16。
这里，KEY_F16是我们自己定义的(因为linux中没有wifi开关按键)，你也可以定义为别的值。记得两点：一，这里的所定义的wifi的code，必须和Android中要处理的按键值(后面会讲到)保持一致；二，不要使用系统中已用到的值。另外，KEY_F16的值为186，可以参考“include/linux/input.h”文件去查看。

在按键驱动中，会将key_button注册到系统中。在按键驱动中，我们将下面的callback函数注册到adc总线上；adc驱动会通过工作队列，判断的读取adc值，并调用callback，从而判断是否有响应的按键按下。下面是callback函数：

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static void callback(struct adc_client *client, void *client_param, int result) { struct rk29_keys_drvdata *ddata = https://www.songbingjia.com/android/(struct rk29_keys_drvdata *)client_param; int i; if(result < EMPTY_ADVALUE) ddata-> result = result; // 依次查找key_button中的按键，判断是否需要响应 for (i = 0; i < ddata-> nbuttons; i++) { struct rk29_button_data *bdata = & ddata-> data[i]; struct rk29_keys_button *button = bdata-> button; if(!button-> adc_value) continue; int pre_state = button-> adc_state; if(result < button-> adc_value + DRIFT_ADVALUE & & result > button-> adc_value - DRIFT_ADVALUE) {button-> adc_state = 1; } else { button-> adc_state = 0; } // 同步按键状态 synKeyDone(button-> code, pre_state, button-> adc_state); if(bdata-> state != button-> adc_state) mod_timer(& bdata-> timer, jiffies + msecs_to_jiffies(DEFAULT_DEBOUNCE_INTERVAL)); } return; }

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【Android按键添加和处理的方案】前面已经说过，这个callback会不断的被adc检测的工作队列调用。若检测到adc值在“某按键定义的adc值范围”内，则该按键被按下；否则，没有按下。
下面是synKeyDone()的代码：

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static void synKeyDone(int keycode, int pre_status, int cur_status) { if (cur_status == pre_status) return ; if (keycode==KEY_F16) set_wifikey(cur_status); }

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它的作用是同步wifi按键按下状态，根据wifi按键状态，通过set_wifikey()改变对应wifi节点状态。
例如：wifi键按下时，sys/devices/platform/misc_ctl/wifikey_onoff为1; wifi未按下时，sys/devices/platform/misc_ctl/wifikey_onoff为0。

set_wifikey()本身以及它相关的函数如下：

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// 保存按键状态的结构体 typedef structcombo_module__t { unsigned charstatus_wifikey; }combo_module_t; staticcombo_module_tcombo_module; // 设置wifi状态。 // 这是对外提供的接口 void set_wifikey(int on) { printk("%s on=%d\\n", __func__, on); combo_module.status_wifikey = on; } EXPORT_SYMBOL(set_wifikey); // 应用层读取wifi节点的回调函数 staticssize_t show_wifikey_onoff(struct device *dev, struct device_attribute *attr, char *buf) { returnsprintf(buf, "%d\\n", combo_module.status_wifikey); }// 应用层设置wifi节点的回调函数 staticssize_t set_wifikey_onoff(struct device *dev, struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count) { unsigned intval; if(!(sscanf(buf, "%d\\n", & val))) { printk("%s error\\n", __func__); return-EINVAL; }if(!val) { combo_module.status_wifikey = 0; } else { combo_module.status_wifikey = 1; } printk("%s status_wifikey=%d\\n", __func__, combo_module.status_wifikey); return 0; }// 将wifi的读取/设置函数和节点对应 staticssize_t show_wifikey_onoff(struct device *dev, struct device_attribute *attr, char *buf); staticssize_t set_wifikey_onoff(struct device *dev, struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count); staticDEVICE_ATTR(wifikey_onoff, S_IRWXUGO, show_wifikey_onoff, set_wifikey_onoff);

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代码说明：
(01) set_wifikey()提供的对外接口。用于在按键驱动中，当wifi按键按下/松开时调用；这样，就对应的改变wifi节点的值。
(02) DEVICE_ATTR(wifikey_onoff, S_IRWXUGO, show_wifikey_onoff, set_wifikey_onoff); 声明wifi的节点为wifikey_onoff节点，并且设置节点的权限为S_IRWXUGO，设置“应用程序读取节点时的回调函数”为show_wifikey_onoff()，设置“应用程序设置节点时的回调函数”为set_wifikey_onoff()，

DEVICE_ATTR只是声明了wifi节点，具体的注册要先将wifikey_onoff注册到attribute_group中；并且将attribute_group注册到sysfs中才能在系统中看到文件节点。下面是实现代码：

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// 将wifikey_onoff注册到attribute中 static struct attribute *control_sysfs_entries[] = { & dev_attr_wifikey_onoff.attr, NULL }; static struct attribute_group control_sysfs_attr_group = { .name= NULL, .attrs= control_sysfs_entries, }; // 对应的probe函数。主要作用是将attribute_group注册到sysfs中 static int control_sysfs_probe(struct platform_device *pdev) { returnsysfs_create_group(& pdev-> dev.kobj, & control_sysfs_attr_group); }// 对应的remove函数。主要作用是将attribute_group从sysfs中注销 staticintcontrol_sysfs_remove(struct platform_device *pdev) { sysfs_remove_group(& pdev-> dev.kobj, & control_sysfs_attr_group); return0; }

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02 将Wifi读取接口注册到Android系统中
通过JNI，将wifi读取接口注册到Android系统中，下面是对应的JNI函数control_service.c的代码：

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#include < stdlib.h> #include < string.h> #include < stdio.h> #include < jni.h> #include < fcntl.h> #include < assert.h> // 获取数组的大小 # define NELEM(x) ((int) (sizeof(x) / sizeof((x)[0]))) // 指定要注册的类，对应完整的java类名 #define JNIREG_CLASS "com/skywang/control/ControlService"// 引入log头文件 #include < android/log.h> // log标签 #defineTAG"WifiControl" // 定义debug信息 #define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, TAG, __VA_ARGS__) // 定义error信息 #define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,TAG,__VA_ARGS__)#define WIFI_ONOFF_CONTROL"/sys/devices/platform/misc_ctl/wifikey_onoff"// 设置wifi电源开关 JNIEXPORT jint JNICALL is_wifi_key_down(JNIEnv *env, jclass clazz) { int fd; int ret; char buf[2]; //LOGD("%s \\n", __func__); if((fd = open(WIFI_ONOFF_CONTROL, O_RDONLY)) < 0) { LOGE("%s : Cannot access \\"%s\\"", __func__, WIFI_ONOFF_CONTROL); return; // fd open fail }memset((void *)buf, 0x00, sizeof(buf)); ssize_t count = read(fd, buf, 1); if (count == 1) { buf[count] = \'\\0\'; ret = atoi(buf); } else { buf[0] = \'\\0\'; }//LOGD("%s buf=%s, ret=%d\\n", __func__, buf, ret); close(fd); return ret; }// 清除wifi的按下状态 JNIEXPORT void JNICALL clr_wifi_key_status(JNIEnv *env, jclass clazz) { int fd; int nwr; char buf[2]; if((fd = open(WIFI_ONOFF_CONTROL, O_RDWR)) < 0) { LOGE("%s : Cannot access \\"%s\\"", __func__, WIFI_ONOFF_CONTROL); return; // fd open fail }nwr = sprintf(buf, "%d\\n", 0); write(fd, buf, nwr); LOGE("%s \\n", __func__); close(fd); }// Java和JNI函数的绑定表 static JNINativeMethod method_table[] = { // wifi按键相关函数 { "is_wifi_key_down", "()I", (void*)is_wifi_key_down }, { "clr_wifi_key_status", "()V", (void*)clr_wifi_key_status }, }; // 注册native方法到java中 static int registerNativeMethods(JNIEnv* env, const char* className, JNINativeMethod* gMethods, int numMethods) { jclass clazz; clazz = (*env)-> FindClass(env, className); if (clazz == NULL) { return JNI_FALSE; } if ((*env)-> RegisterNatives(env, clazz, gMethods, numMethods) < 0) { return JNI_FALSE; }return JNI_TRUE; }int register_wifi_control(JNIEnv *env) { // 调用注册方法 return registerNativeMethods(env, JNIREG_CLASS, method_table, NELEM(method_table)); }JNIEXPORT jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) { JNIEnv* env = NULL; jint result = -1; if ((*vm)-> GetEnv(vm, (void**) & env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) { return result; }register_wifi_control(env); // 返回jni的版本 return JNI_VERSION_1_4; }

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代码说明：
(01) Android 的JVM会回调JNI_OnLoad()函数。在JNI_OnLoad()中，调用register_wifi_control(env)。
(02) register_wifi_control(env)调用 registerNativeMethods(env, JNIREG_CLASS, method_table, NELEM(method_table)) 将method_table表格中的函数注册到Android的JNIREG_CLASS类中。JNIREG_CLASS为com/skywang/control/ControlService，所以它对应的类是com.skywang.control.ControlService.java。
(03) method_table的内容如下：

JNINativeMethod method_table[] = { // wifi按键相关函数 { "is_wifi_key_down", "()I", (void*)is_wifi_key_down }, { "clr_wifi_key_status", "()V", (void*)clr_wifi_key_status }, }

这意味着，将该文件中的is_wifi_key_down()函数和JNIREG_CLASS类的is_wifi_key_down()绑定。
将该文件中的clr_wifi_key_status()函数和JNIREG_CLASS类的clr_wifi_key_status()绑定。

该文件对应的Android.mk的代码如下：

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LOCAL_PATH := $(call my-dir)include $(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE:= control_service LOCAL_SRC_FILES := control_service.c # 添加对log库的支持 LOCAL_LDLIBS:=-L$(SYSROOT)/usr/lib -llog #注：若生成static的.a，只需添加 LOCAL_LDLIBS:=-llog include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)LOCAL_PATH := $(call my-dir)

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用ndk-build编译上面两个文件，得到so库文件libcontrol_service.so。

关于Android NDK编程更详细的内容，请参考“Android JNI和NDK学习”

03 Android读取wifi的开关/状态
在Android创建一个com.skywang.control.ControlService.java。例如，在Launcher的目录下创建packages/apps/Launcher2/src/com/skywang/control/ControlService.java
ControlService.java代码如下：

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package com.skywang.control; import android.os.IBinder; import android.app.Service; import android.content.Intent; import android.content.Context; import android.net.wifi.WifiManager; import android.util.Log; public class ControlService extends Service { private static final String TAG = "ControlService"; private WifiManager mWM; private ReadThread mReadThread; private boolean bWifi; @Override public void onCreate() { super.onCreate(); Log.e(TAG, "start ControlService"); mWM = (WifiManager) this.getSystemService(Context.WIFI_SERVICE); mReadThread = new ReadThread(); mReadThread.start(); bWifi = mWM.isWifiEnabled(); }@Override public void onDestroy() { super.onDestroy(); if (mReadThread != null) mReadThread.interrupt(); }@Override public IBinder onBind(Intent intent) { return null; }// 处理wifi按键 private synchronized void handleWifiKey() { if (is_wifi_key_down()==1) {// 清空wifi的按下状态。目的是“防止不断的产生wifi按下事件” clr_wifi_key_status(); Log.d(TAG, "wifi key down"); if (!mWM.isWifiEnabled()) { Log.e(TAG, "open wifi"); mWM.setWifiEnabled(true); } else { Log.e(TAG, "close wifi"); mWM.setWifiEnabled(false); } } }// 和Activity界面通信的接口 private class ReadThread extends Thread {@Override public voidrun() { super.run(); while (!isInterrupted()) { handleWifiKey(); } } }// wifi按键相关函数 private native int is_wifi_key_down(); private native void clr_wifi_key_status(); static { // 加载本地.so库文件 System.loadLibrary("control_service"); } }

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代码说明：
(01) System.loadLibrary("control_service"); 这是在ControlService启动的时候自动执行的，目的是加载libcontrol_service.so库。即上一步所生成的so库文件。
(02) ControlService.java是服务程序，它继承于Service。ReadThread是启动时会自动开启的线程。ReadThread的作用就是不断的调用handleWifiKey()处理wifi按键值。
接下来，我们在AndroidManifest.xml中声明该服务，就可以在其它地方调用执行了。下面是manifest中声明ControlService的代码：

< service android:name="com.skywang.control.ControlService"> < intent-filter > < action android:name="com.skywang.control.CONTROLSERVICE" /> < /intent-filter> < /service>

我们在Launcher.java的onCreate()函数中启动该服务。这样，随着系统系统服务就会一直运行了。启动服务的代码如下：

startService(new Intent("com.skywang.control.CONTROLSERVICE"));

方案结论: 工作正常，但消耗系统资源较多，会增加系统功耗！
经过测试发现，此方案运行很正常。但存在一个问题：由于添加了一个不停运行的服务，消耗很多系统资源，导致机器的功能也增加了很多。
因此，再实现方案三，对比看看效果如何。

方案三方案思路: 在Android的input输入子系统的框架层中捕获wifi按键，并进行相应处理。若捕获到“wifi”按键，则读取wifi的状态：若是“wifi”是开启的，则关闭wifi；否则，打开wifi。
方案分析: 若采用此方案需要解决以下问题
01, 将kernel的wifi按键值映射到Android系统的某键值上。
-- 这个可以实现。和“方案二”一样，我们通过ADC驱动将wifi按键映射到键值KEY_F16上；然后，将kernel的KEY_F16和Android的某一键值对应。
02, 在Android的framework层的键值处理函数中，捕获按键，并进行相应处理。
-- 这个可以实现。在input子系统的framework层，捕获到wifi按键对应的Android系统中的按键

架构图:

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具体实现:
01, 将kernel的wifi按键值映射到Android系统的某键值上。
01.01, wifi按键驱动
在按键驱动中编辑wifi按键的驱动：主要的目的是将wifi按键映射到某个键值上，方便后面Android系统调用。因为Android系统使用的按键值和Linux内核使用的按键值不一样，Android会通过一个键值映射表，将Linux的按键值和Android的按键值映射起来。
我们的项目中，wifi按键是通过ADC值来捕获的，而不是中断。下面是“wifi按键相关信息”，代码如下：

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static struct rk29_keys_button key_button[] = { ... // 将 wifi 开关按键定义为KEY_F16， // 处理时，捕获KEY_F16进行处理即可。 { .desc= "wifi", .code= KEY_F16, .adc_value= https://www.songbingjia.com/android/4, .gpio = INVALID_GPIO, .active_low = PRESS_LEV_LOW, }, ... };

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static void callback(struct adc_client *client, void *client_param, int result) { struct rk29_keys_drvdata *ddata = https://www.songbingjia.com/android/(struct rk29_keys_drvdata *)client_param; int i; if(result < EMPTY_ADVALUE) ddata-> result = result; // 依次查找key_button中的按键，判断是否需要响应 for (i = 0; i < ddata-> nbuttons; i++) { struct rk29_button_data *bdata = & ddata-> data[i]; struct rk29_keys_button *button = bdata-> button; if(!button-> adc_value) continue; int pre_state = button-> adc_state; if(result < button-> adc_value + DRIFT_ADVALUE & & result > button-> adc_value - DRIFT_ADVALUE) {button-> adc_state = 1; } else { button-> adc_state = 0; }if(bdata-> state != button-> adc_state) mod_timer(& bdata-> timer, jiffies + msecs_to_jiffies(DEFAULT_DEBOUNCE_INTERVAL)); } return; }

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这里的callback和“方案二”中的callback有区别。这里没有调用synKeyDone()函数。

01.02, 键值映射
映射文件：
Linux中的按键值和Android中的按键值不一样。它们是通过.kl映射文件，建立对应关系的。
默认的映射文件是 qwerty.kl；但不同的平台可能有效的映射文件不同。用户可以通过查看"/system/usr/keylayout/"目录下的.kl映射文件，来进行验证哪个是有效的。映射方法：一，可以通过查看调用.kl的代码。二，修改.kl文件来验证。
在rk3066中，有效的映射文件是“rk29-keypad.kl”。在“rk29-keypad.kl”中添加以下代码将wifi按键和Android中的“AVR_POWER按键”对应。
key 186 AVR_POWER
说明：
key -- 是关键字。固定值，不需要改变。
186 -- wifi按键在linux驱动中对应的键值，这里对应KEY_F16的键值，即wifi对应的按键值。关于linux驱动中的各个键值，可以查看“include/linux/input.h”
AVR_POWER -- wifi按键映射到Android中的按键，它对应是“KeycodeLabels.h”文件中的KEYCODES表格元素的“literal”值。
KeycodeLabels.h中KEYCODES定义如下：

文章图片
View Code
KeycodeLabels.h中的按键与Android框架层的KeyEvent.java中的按键值对应。
例如：“AVR_POWER”对应“KeyEvent.java中的键值”如下：
public static final int KEYCODE_AVR_POWER = 181;
这样，我们发现：将驱动的wifi按键就和Android系统中的KEYCODE_AVR_POWER就对应起来了！

02, 在Android的framework层的键值处理函数中，捕获按键，并进行相应处理。
在framework层的input系统中，加入对wifi按键的捕获。
添加的文件是：frameworks/base/policy/src/com/android/internal/policy/impl/PhoneWindowManager.java
添加的具体方法：在PhoneWindowManager.java的interceptKeyBeforeQueueing()函数中，捕获wifi按键。
代码如下：

文章图片
View Code在上面的代码中，我们捕获了KeyEvent.KEYCODE_AVR_POWER，并对其进行处理。

方案结论: 方案可行。而且运行效率比“方案二”高，不会造成功耗很大的问题。

最终总结：方案三最好！