services/inputflinger/EventHub.h

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2005 The Android Open Source Project
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at
   7  *
   8  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 //
  18 #ifndef _RUNTIME_EVENT_HUB_H
  19 #define _RUNTIME_EVENT_HUB_H
  20
  21 #include <input/Input.h>
  22 #include <input/InputDevice.h>
  23 #include <input/Keyboard.h>
  24 #include <input/KeyLayoutMap.h>
  25 #include <input/KeyCharacterMap.h>
  26 #include <input/VirtualKeyMap.h>
  27 #include <utils/String8.h>
  28 #include <utils/threads.h>
  29 #include <utils/Log.h>
  30 #include <utils/threads.h>
  31 #include <utils/List.h>
  32 #include <utils/Errors.h>
  33 #include <utils/PropertyMap.h>
  34 #include <utils/Vector.h>
  35 #include <utils/KeyedVector.h>
  36 #include <utils/BitSet.h>
  37
  38 #include <linux/input.h>
  39 #include <sys/epoll.h>
  40
  41 /* Convenience constants. */
  42
  43 #define BTN_FIRST 0x100  // first button code
  44 #define BTN_LAST 0x15f   // last button code
  45
  46 /*
  47  * These constants are used privately in Android to pass raw timestamps
  48  * through evdev from uinput device drivers because there is currently no
  49  * other way to transfer this information.  The evdev driver automatically
  50  * timestamps all input events with the time they were posted and clobbers
  51  * whatever information was passed in.
  52  *
  53  * For the purposes of this hack, the timestamp is specified in the
  54  * CLOCK_MONOTONIC timebase and is split into two EV_MSC events specifying
  55  * seconds and microseconds.
  56  */
  57 #define MSC_ANDROID_TIME_SEC 0x6
  58 #define MSC_ANDROID_TIME_USEC 0x7
  59
  60 namespace android {
  61
  62 enum {
  63     // Device id of a special "virtual" keyboard that is always present.
  64     VIRTUAL_KEYBOARD_ID = -1,
  65     // Device id of the "built-in" keyboard if there is one.
  66     BUILT_IN_KEYBOARD_ID = 0,
  67 };
  68
  69 /*
  70  * A raw event as retrieved from the EventHub.
  71  */
  72 struct RawEvent {
  73     nsecs_t when;
  74     int32_t deviceId;
  75     int32_t type;
  76     int32_t code;
  77     int32_t value;
  78 };
  79
  80 /* Describes an absolute axis. */
  81 struct RawAbsoluteAxisInfo {
  82     bool valid; // true if the information is valid, false otherwise
  83
  84     int32_t minValue;  // minimum value
  85     int32_t maxValue;  // maximum value
  86     int32_t flat;      // center flat position, eg. flat == 8 means center is between -8 and 8
  87     int32_t fuzz;      // error tolerance, eg. fuzz == 4 means value is +/- 4 due to noise
  88     int32_t resolution; // resolution in units per mm or radians per mm
  89
  90     inline void clear() {
  91         valid = false;
  92         minValue = 0;
  93         maxValue = 0;
  94         flat = 0;
  95         fuzz = 0;
  96         resolution = 0;
  97     }
  98 };
  99
 100 /*
 101  * Input device classes.
 102  */
 103 enum {
 104     /* The input device is a keyboard or has buttons. */
 105     INPUT_DEVICE_CLASS_KEYBOARD      = 0x00000001,
 106
 107     /* The input device is an alpha-numeric keyboard (not just a dial pad). */
 108     INPUT_DEVICE_CLASS_ALPHAKEY      = 0x00000002,
 109
 110     /* The input device is a touchscreen or a touchpad (either single-touch or multi-touch). */
 111     INPUT_DEVICE_CLASS_TOUCH         = 0x00000004,
 112
 113     /* The input device is a cursor device such as a trackball or mouse. */
 114     INPUT_DEVICE_CLASS_CURSOR        = 0x00000008,
 115
 116     /* The input device is a multi-touch touchscreen. */
 117     INPUT_DEVICE_CLASS_TOUCH_MT      = 0x00000010,
 118
 119     /* The input device is a directional pad (implies keyboard, has DPAD keys). */
 120     INPUT_DEVICE_CLASS_DPAD          = 0x00000020,
 121
 122     /* The input device is a gamepad (implies keyboard, has BUTTON keys). */
 123     INPUT_DEVICE_CLASS_GAMEPAD       = 0x00000040,
 124
 125     /* The input device has switches. */
 126     INPUT_DEVICE_CLASS_SWITCH        = 0x00000080,
 127
 128     /* The input device is a joystick (implies gamepad, has joystick absolute axes). */
 129     INPUT_DEVICE_CLASS_JOYSTICK      = 0x00000100,
 130
 131     /* The input device has a vibrator (supports FF_RUMBLE). */
 132     INPUT_DEVICE_CLASS_VIBRATOR      = 0x00000200,
 133
 134     /* The input device has a microphone. */
 135     INPUT_DEVICE_CLASS_MIC           = 0x00000400,
 136
 137     /* The input device is an external stylus (has data we want to fuse with touch data). */
 138     INPUT_DEVICE_CLASS_EXTERNAL_STYLUS = 0x00000800,
 139
 140     /* The input device is virtual (not a real device, not part of UI configuration). */
 141     INPUT_DEVICE_CLASS_VIRTUAL       = 0x40000000,
 142
 143     /* The input device is external (not built-in). */
 144     INPUT_DEVICE_CLASS_EXTERNAL      = 0x80000000,
 145 };
 146
 147 /*
 148  * Gets the class that owns an axis, in cases where multiple classes might claim
 149  * the same axis for different purposes.
 150  */
 151 extern uint32_t getAbsAxisUsage(int32_t axis, uint32_t deviceClasses);
 152
 153 /*
 154  * Grand Central Station for events.
 155  *
 156  * The event hub aggregates input events received across all known input
 157  * devices on the system, including devices that may be emulated by the simulator
 158  * environment.  In addition, the event hub generates fake input events to indicate
 159  * when devices are added or removed.
 160  *
 161  * The event hub provides a stream of input events (via the getEvent function).
 162  * It also supports querying the current actual state of input devices such as identifying
 163  * which keys are currently down.  Finally, the event hub keeps track of the capabilities of
 164  * individual input devices, such as their class and the set of key codes that they support.
 165  */
 166 class EventHubInterface : public virtual RefBase {
 167 protected:
 168     EventHubInterface() { }
 169     virtual ~EventHubInterface() { }
 170
 171 public:
 172     // Synthetic raw event type codes produced when devices are added or removed.
 173     enum {
 174         // Sent when a device is added.
 175         DEVICE_ADDED = 0x10000000,
 176         // Sent when a device is removed.
 177         DEVICE_REMOVED = 0x20000000,
 178         // Sent when all added/removed devices from the most recent scan have been reported.
 179         // This event is always sent at least once.
 180         FINISHED_DEVICE_SCAN = 0x30000000,
 181
 182         FIRST_SYNTHETIC_EVENT = DEVICE_ADDED,
 183     };
 184
 185     virtual uint32_t getDeviceClasses(int32_t deviceId) const = 0;
 186
 187     virtual InputDeviceIdentifier getDeviceIdentifier(int32_t deviceId) const = 0;
 188
 189     virtual int32_t getDeviceControllerNumber(int32_t deviceId) const = 0;
 190
 191     virtual void getConfiguration(int32_t deviceId, PropertyMap* outConfiguration) const = 0;
 192
 193     virtual status_t getAbsoluteAxisInfo(int32_t deviceId, int axis,
 194             RawAbsoluteAxisInfo* outAxisInfo) const = 0;
 195
 196     virtual bool hasRelativeAxis(int32_t deviceId, int axis) const = 0;
 197
 198     virtual bool hasInputProperty(int32_t deviceId, int property) const = 0;
 199
 200     virtual status_t mapKey(int32_t deviceId,
 201             int32_t scanCode, int32_t usageCode, int32_t metaState,
 202             int32_t* outKeycode, int32_t *outMetaState, uint32_t* outFlags) const = 0;
 203
 204     virtual status_t mapAxis(int32_t deviceId, int32_t scanCode,
 205             AxisInfo* outAxisInfo) const = 0;
 206
 207     // Sets devices that are excluded from opening.
 208     // This can be used to ignore input devices for sensors.
 209     virtual void setExcludedDevices(const Vector<String8>& devices) = 0;
 210
 211     /*
 212      * Wait for events to become available and returns them.
 213      * After returning, the EventHub holds onto a wake lock until the next call to getEvent.
 214      * This ensures that the device will not go to sleep while the event is being processed.
 215      * If the device needs to remain awake longer than that, then the caller is responsible
 216      * for taking care of it (say, by poking the power manager user activity timer).
 217      *
 218      * The timeout is advisory only.  If the device is asleep, it will not wake just to
 219      * service the timeout.
 220      *
 221      * Returns the number of events obtained, or 0 if the timeout expired.
 222      */
 223     virtual size_t getEvents(int timeoutMillis, RawEvent* buffer, size_t bufferSize) = 0;
 224
 225     /*
 226      * Query current input state.
 227      */
 228     virtual int32_t getScanCodeState(int32_t deviceId, int32_t scanCode) const = 0;
 229     virtual int32_t getKeyCodeState(int32_t deviceId, int32_t keyCode) const = 0;
 230     virtual int32_t getSwitchState(int32_t deviceId, int32_t sw) const = 0;
 231     virtual status_t getAbsoluteAxisValue(int32_t deviceId, int32_t axis,
 232             int32_t* outValue) const = 0;
 233
 234     /*
 235      * Examine key input devices for specific framework keycode support
 236      */
 237     virtual bool markSupportedKeyCodes(int32_t deviceId, size_t numCodes, const int32_t* keyCodes,
 238             uint8_t* outFlags) const = 0;
 239
 240     virtual bool hasScanCode(int32_t deviceId, int32_t scanCode) const = 0;
 241
 242     /* LED related functions expect Android LED constants, not scan codes or HID usages */
 243     virtual bool hasLed(int32_t deviceId, int32_t led) const = 0;
 244     virtual void setLedState(int32_t deviceId, int32_t led, bool on) = 0;
 245
 246     virtual void getVirtualKeyDefinitions(int32_t deviceId,
 247             Vector<VirtualKeyDefinition>& outVirtualKeys) const = 0;
 248
 249     virtual sp<KeyCharacterMap> getKeyCharacterMap(int32_t deviceId) const = 0;
 250     virtual bool setKeyboardLayoutOverlay(int32_t deviceId, const sp<KeyCharacterMap>& map) = 0;
 251
 252     /* Control the vibrator. */
 253     virtual void vibrate(int32_t deviceId, nsecs_t duration) = 0;
 254     virtual void cancelVibrate(int32_t deviceId) = 0;
 255
 256     /* Requests the EventHub to reopen all input devices on the next call to getEvents(). */
 257     virtual void requestReopenDevices() = 0;
 258
 259     /* Wakes up getEvents() if it is blocked on a read. */
 260     virtual void wake() = 0;
 261
 262     /* Dump EventHub state to a string. */
 263     virtual void dump(String8& dump) = 0;
 264
 265     /* Called by the heatbeat to ensures that the reader has not deadlocked. */
 266     virtual void monitor() = 0;
 267 };
 268
 269 class EventHub : public EventHubInterface
 270 {
 271 public:
 272     EventHub();
 273
 274     virtual uint32_t getDeviceClasses(int32_t deviceId) const;
 275
 276     virtual InputDeviceIdentifier getDeviceIdentifier(int32_t deviceId) const;
 277
 278     virtual int32_t getDeviceControllerNumber(int32_t deviceId) const;
 279
 280     virtual void getConfiguration(int32_t deviceId, PropertyMap* outConfiguration) const;
 281
 282     virtual status_t getAbsoluteAxisInfo(int32_t deviceId, int axis,
 283             RawAbsoluteAxisInfo* outAxisInfo) const;
 284
 285     virtual bool hasRelativeAxis(int32_t deviceId, int axis) const;
 286
 287     virtual bool hasInputProperty(int32_t deviceId, int property) const;
 288
 289     virtual status_t mapKey(int32_t deviceId,
 290             int32_t scanCode, int32_t usageCode, int32_t metaState,
 291             int32_t* outKeycode, int32_t *outMetaState, uint32_t* outFlags) const;
 292
 293     virtual status_t mapAxis(int32_t deviceId, int32_t scanCode,
 294             AxisInfo* outAxisInfo) const;
 295
 296     virtual void setExcludedDevices(const Vector<String8>& devices);
 297
 298     virtual int32_t getScanCodeState(int32_t deviceId, int32_t scanCode) const;
 299     virtual int32_t getKeyCodeState(int32_t deviceId, int32_t keyCode) const;
 300     virtual int32_t getSwitchState(int32_t deviceId, int32_t sw) const;
 301     virtual status_t getAbsoluteAxisValue(int32_t deviceId, int32_t axis, int32_t* outValue) const;
 302
 303     virtual bool markSupportedKeyCodes(int32_t deviceId, size_t numCodes,
 304             const int32_t* keyCodes, uint8_t* outFlags) const;
 305
 306     virtual size_t getEvents(int timeoutMillis, RawEvent* buffer, size_t bufferSize);
 307
 308     virtual bool hasScanCode(int32_t deviceId, int32_t scanCode) const;
 309     virtual bool hasLed(int32_t deviceId, int32_t led) const;
 310     virtual void setLedState(int32_t deviceId, int32_t led, bool on);
 311
 312     virtual void getVirtualKeyDefinitions(int32_t deviceId,
 313             Vector<VirtualKeyDefinition>& outVirtualKeys) const;
 314
 315     virtual sp<KeyCharacterMap> getKeyCharacterMap(int32_t deviceId) const;
 316     virtual bool setKeyboardLayoutOverlay(int32_t deviceId, const sp<KeyCharacterMap>& map);
 317
 318     virtual void vibrate(int32_t deviceId, nsecs_t duration);
 319     virtual void cancelVibrate(int32_t deviceId);
 320
 321     virtual void requestReopenDevices();
 322
 323     virtual void wake();
 324
 325     virtual void dump(String8& dump);
 326     virtual void monitor();
 327
 328 protected:
 329     virtual ~EventHub();
 330
 331 private:
 332     struct Device {
 333         Device* next;
 334
 335         int fd; // may be -1 if device is virtual
 336         const int32_t id;
 337         const String8 path;
 338         const InputDeviceIdentifier identifier;
 339
 340         uint32_t classes;
 341
 342         uint8_t keyBitmask[(KEY_MAX + 1) / 8];
 343         uint8_t absBitmask[(ABS_MAX + 1) / 8];
 344         uint8_t relBitmask[(REL_MAX + 1) / 8];
 345         uint8_t swBitmask[(SW_MAX + 1) / 8];
 346         uint8_t ledBitmask[(LED_MAX + 1) / 8];
 347         uint8_t ffBitmask[(FF_MAX + 1) / 8];
 348         uint8_t propBitmask[(INPUT_PROP_MAX + 1) / 8];
 349
 350         String8 configurationFile;
 351         PropertyMap* configuration;
 352         VirtualKeyMap* virtualKeyMap;
 353         KeyMap keyMap;
 354
 355         sp<KeyCharacterMap> overlayKeyMap;
 356         sp<KeyCharacterMap> combinedKeyMap;
 357
 358         bool ffEffectPlaying;
 359         int16_t ffEffectId; // initially -1
 360
 361         int32_t controllerNumber;
 362
 363         int32_t timestampOverrideSec;
 364         int32_t timestampOverrideUsec;
 365
 366         Device(int fd, int32_t id, const String8& path, const InputDeviceIdentifier& identifier);
 367         ~Device();
 368
 369         void close();
 370
 371         inline bool isVirtual() const { return fd < 0; }
 372
 373         const sp<KeyCharacterMap>& getKeyCharacterMap() const {
 374             if (combinedKeyMap != NULL) {
 375                 return combinedKeyMap;
 376             }
 377             return keyMap.keyCharacterMap;
 378         }
 379     };
 380
 381     status_t openDeviceLocked(const char *devicePath);
 382     status_t openDeviceLocked(const char *devicePath, bool ignoreAlreadyOpened);
 383     void createVirtualKeyboardLocked();
 384     void addDeviceLocked(Device* device);
 385     void assignDescriptorLocked(InputDeviceIdentifier& identifier);
 386
 387     status_t closeDeviceByPathLocked(const char *devicePath);
 388     void closeDeviceLocked(Device* device);
 389     void closeAllDevicesLocked();
 390
 391     status_t scanDirLocked(const char *dirname);
 392     void scanDevicesLocked();
 393     status_t readNotifyLocked();
 394
 395     Device* getDeviceByDescriptorLocked(String8& descriptor) const;
 396     Device* getDeviceLocked(int32_t deviceId) const;
 397     Device* getDeviceByPathLocked(const char* devicePath) const;
 398
 399     bool hasKeycodeLocked(Device* device, int keycode) const;
 400
 401     void loadConfigurationLocked(Device* device);
 402     status_t loadVirtualKeyMapLocked(Device* device);
 403     status_t loadKeyMapLocked(Device* device);
 404
 405     bool isExternalDeviceLocked(Device* device);
 406     bool deviceHasMicLocked(Device* device);
 407
 408     int32_t getNextControllerNumberLocked(Device* device);
 409     void releaseControllerNumberLocked(Device* device);
 410     void setLedForController(Device* device);
 411
 412     status_t mapLed(Device* device, int32_t led, int32_t* outScanCode) const;
 413     void setLedStateLocked(Device* device, int32_t led, bool on);
 414
 415     // Protect all internal state.
 416     mutable Mutex mLock;
 417
 418     // The actual id of the built-in keyboard, or NO_BUILT_IN_KEYBOARD if none.
 419     // EventHub remaps the built-in keyboard to id 0 externally as required by the API.
 420     enum {
 421         // Must not conflict with any other assigned device ids, including
 422         // the virtual keyboard id (-1).
 423         NO_BUILT_IN_KEYBOARD = -2,
 424     };
 425     int32_t mBuiltInKeyboardId;
 426
 427     int32_t mNextDeviceId;
 428
 429     BitSet32 mControllerNumbers;
 430
 431     KeyedVector<int32_t, Device*> mDevices;
 432
 433     Device *mOpeningDevices;
 434     Device *mClosingDevices;
 435
 436     bool mNeedToSendFinishedDeviceScan;
 437     bool mNeedToReopenDevices;
 438     bool mNeedToScanDevices;
 439     Vector<String8> mExcludedDevices;
 440
 441     int mEpollFd;
 442     int mINotifyFd;
 443     int mWakeReadPipeFd;
 444     int mWakeWritePipeFd;
 445
 446     // Ids used for epoll notifications not associated with devices.
 447     static const uint32_t EPOLL_ID_INOTIFY = 0x80000001;
 448     static const uint32_t EPOLL_ID_WAKE = 0x80000002;
 449
 450     // Epoll FD list size hint.
 451     static const int EPOLL_SIZE_HINT = 8;
 452
 453     // Maximum number of signalled FDs to handle at a time.
 454     static const int EPOLL_MAX_EVENTS = 16;
 455
 456     // The array of pending epoll events and the index of the next event to be handled.
 457     struct epoll_event mPendingEventItems[EPOLL_MAX_EVENTS];
 458     size_t mPendingEventCount;
 459     size_t mPendingEventIndex;
 460     bool mPendingINotify;
 461
 462     bool mUsingEpollWakeup;
 463 };
 464
 465 }; // namespace android
 466
 467 #endif // _RUNTIME_EVENT_HUB_H