Android .kl按键布局文件

1.介绍

一个硬件按键的处理流程大致为：当用户按下或释放一个键时，键盘硬件会生成一个扫描码scan code，然后操作系统读取这个scan code，并将scan code扫描码映射到虚拟键码key code，最后操作系统根据映射的keycode生成输入事件，并将这些事件传递给应用程序或系统服务，进而执行相应的操作。

scan code和key code通过Key layout file 映射，Key layout file一般用于定义物理键盘上各个键的功能和映射关系。文件通常以 .kl 为后缀，例如我们熟知的 Generic.kl文件。

2.scan code和key code

先来介绍下scan code和key code：

scan code：扫描码，用于表示物理键盘或其他输入设备上按键的唯一标识符。scan code是硬件级别的编码，用于告诉操作系统哪个键被按下。

key code：键码，是操作系统层面上用于识别和处理输入事件的编码，可以将硬件层面的按键映射到更高层次的抽象，使得应用程序能够处理输入事件而不必直接关心底层硬件的细节。key code定义在KeyEvent.java中，一些常见的按键：

    public static final int KEYCODE_DPAD_UP         = 19;//方向上键的keycode为19public static final int KEYCODE_DPAD_DOWN       = 20;//方向下键public static final int KEYCODE_DPAD_LEFT       = 21;//方向左键public static final int KEYCODE_DPAD_RIGHT      = 22;//方向右键public static final int KEYCODE_DPAD_CENTER     = 23;//中间键

3.按键声明

按键映射关系声明在kl文件内，下面以一些常见的按键声明来说明它的语法规则：

frameworks/base/data/keyboards/Generic.klkey 103   DPAD_UP
key 104   PAGE_UP
key 105   DPAD_LEFT
key 106   DPAD_RIGHT
key 465   ESCAPE            FUNCTION

按键声明包含关键字 key（后跟一个 Linux 按键代码编号和 Android 按键代码名称），任何一项声明都可以后跟一组由空格分隔的可选 flag。

常见的 flag：

FUNCTION：按键应解读为如同也按下了 FUNCTION 键。
GESTURE：按键由用户手势（例如手掌摸触摸屏）生成。
VIRTUAL：按键是与主触摸屏相邻的虚拟软键（电容式按钮）。这会导致启用特殊的去抖动逻辑

上述例子表明：scan code为103映射KeyEvent上的KEYCODE_DPAD_UP(后面以此类推)。

4.位置

按键布局文件由 USB vendor、product（可能还包括version）ID 或输入设备名称来确定位置。系统会按顺序查阅以下路径：

/odm/usr/keylayout/Vendor_XXXX_Product_XXXX_Version_XXXX.kl
/vendor/usr/keylayout/Vendor_XXXX_Product_XXXX_Version_XXXX.kl
/system/usr/keylayout/Vendor_XXXX_Product_XXXX_Version_XXXX.kl
/data/system/devices/keylayout/Vendor_XXXX_Product_XXXX_Version_XXXX.kl
/odm/usr/keylayout/Vendor_XXXX_Product_XXXX.kl
/vendor/usr/keylayout/Vendor_XXXX_Product_XXXX.kl
/system/usr/keylayout/Vendor_XXXX_Product_XXXX.kl
/data/system/devices/keylayout/Vendor_XXXX_Product_XXXX.kl
/odm/usr/keylayout/DEVICE_NAME.kl
/vendor/usr/keylayout/DEVICE_NAME.kl
/system/usr/keylayout/DEVICE_NAME.kl
/data/system/devices/keylayout/DEVICE_NAME.kl
/odm/usr/keylayout/Generic.kl
/vendor/usr/keylayout/Generic.kl
/system/usr/keylayout/Generic.kl
/data/system/devices/keylayout/Generic.kl

5.Generic.kl

系统提供了一个常规按键布局文件，名为 Generic.kl。此按键布局旨在支持各种标准外部键盘和操纵杆,一般情况下不要轻易修改这个文件。

6.自定义kl文件

Android支持为硬件设备自定义kl文件，kl文件的定制需要遵循一定的规则，以帮助系统和开发者区分不同的硬件设备或输入设备。

命名规则：

命名规则通常包括硬件的制造商（Vendor）、设备型号（Product）以及布局类型等信息，格式通常为：

Vendor_XXX_Product_XXX.kl

Vendor：代表设备的制造商或供应商。通常是一个厂商的标识符或名称的缩写。
Product：代表具体的硬件产品型号。这个部分通常与设备的具体型号相关联，帮助区分不同的硬件设备。例如：

某个厂商制造了一个键盘设备，厂商ID为 abcd，产品ID为 efgh，则键盘布局文件的命名可能是：
Vendor_abcd_Product_efgh.kl

除了基本的 Vendor、Product 形式外，一些设备可能会使用其他的命名约定来包含更多的信息，例如：

Vendor_1234_Product_5678_Layout1.kl：可能表示设备 5678 的布局1。
Vendor_1234_Product_5678_Pro.kl：可能表示设备 5678 的专业版布局。

目录和位置：
这些 .kl 文件通常存放在Android设备的系统目录中，例如 /system/usr/keylayout/。系统会根据这些文件的定义来正确处理与物理键盘相关的输入事件。

文件内容：
.kl 文件的内容包括键位定义和映射，和Generic.kl语法一致

如果没有可用的设备专属kl文件，则系统将使用默认Generic.kl文件。

7.加载流程

kl文件的加载流程主要是在EventHub.cpp里的openDeviceLocked()方法里进行的

frameworks/native/services/inputflinger/reader/EventHub.cpp
void EventHub::openDeviceLocked(const std::string& devicePath) {......// Load the key map.// We need to do this for joysticks too because the key layout may specify axes, and for// sensor as well because the key layout may specify the axes to sensor data mapping.status_t keyMapStatus = NAME_NOT_FOUND;if (device->classes.any(InputDeviceClass::KEYBOARD | InputDeviceClass::JOYSTICK |InputDeviceClass::SENSOR)) {// Load the keymap for the device.keyMapStatus = device->loadKeyMapLocked();}......
}

调用loadKeyMapLocked()方法继续加载

frameworks/native/services/inputflinger/reader/EventHub.cpp
status_t EventHub::Device::loadKeyMapLocked() {return keyMap.load(identifier, configuration.get());
}

 调用frameworks/native/libs/input/Keyboard.cpp里的load方法，用来加载和配置键盘映射

frameworks/native/libs/input/Keyboard.cpp
status_t KeyMap::load(const InputDeviceIdentifier& deviceIdentifier,const PropertyMap* deviceConfiguration) {// Use the configured key layout if available.if (deviceConfiguration) {//如果.idc文件里有指定使用的kl文件，则首先加载指定的文件std::optional<std::string> keyLayoutName =deviceConfiguration->getString("keyboard.layout");//根据keyboard.layout字段来获取指定的.kl文件if (keyLayoutName.has_value()) {//如果存在指定的kl文件status_t status = loadKeyLayout(deviceIdentifier, *keyLayoutName);//加载键盘布局if (status == NAME_NOT_FOUND) {//未找到对应名称的kl文件ALOGE("Configuration for keyboard device '%s' requested keyboard layout '%s' but ""it was not found.",deviceIdentifier.name.c_str(), keyLayoutName->c_str());}}std::optional<std::string> keyCharacterMapName =deviceConfiguration->getString("keyboard.characterMap");//根据keyboard.characterMap字段来获取字符映射表的名称，一般是以.kcm结尾的文件if (keyCharacterMapName.has_value()) {status_t status = loadKeyCharacterMap(deviceIdentifier, *keyCharacterMapName);//加载kcm文件。if (status == NAME_NOT_FOUND) {//未找到对应名称字符映射表ALOGE("Configuration for keyboard device '%s' requested keyboard character ""map '%s' but it was not found.",deviceIdentifier.name.c_str(), keyCharacterMapName->c_str());}}if (isComplete()) {//加载完成之后返回return OK;}}// Try searching by device identifier.if (probeKeyMap(deviceIdentifier, "")) {//通过设备标识符查找键盘映射，即查找对应目录下是否有自定义的kl文件return OK;}// Fall back on the Generic key map.// TODO Apply some additional heuristics here to figure out what kind of//      generic key map to use (US English, etc.) for typical external keyboards.if (probeKeyMap(deviceIdentifier, "Generic")) {//如果没有找到合适的kl文件，返回Generic.kl文件return OK;}// Try the Virtual key map as a last resort.if (probeKeyMap(deviceIdentifier, "Virtual")) {//查找虚拟键盘return OK;}// Give up!ALOGE("Could not determine key map for device '%s' and no default key maps were found!",deviceIdentifier.name.c_str());return NAME_NOT_FOUND;//以上方式都找不到kl文件，查找失败
}

可以看出kl文件的加载遵循以下顺序：

（1）如果.idc文件里keyboard.layout何keyboard.characterMap有指定使用的kl、kcm文件，则首先加载指定的kl、kcm文件

（2）如果.idc文件里没有配置指定的kl文件，那么通过设备信息去查找kl文件，一般为Vendor_XXX_Product_XXX(_Version_XXX).kl文件

（3）如果上述两种情况都没有找到kl文件，那么加载默认的Generic.kl文件

（4）最后尝试加载虚拟键盘映射表