linux下鼠标事件丢失与evdev缓冲区溢出问题

最新推荐文章于 2023-10-11 20:17:14 发布

原创最新推荐文章于 2023-10-11 20:17:14 发布 · 1.2k 阅读

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探讨在性能较差的Linux平台上，Qt程序中鼠标事件丢失的原因及解决方案。文章深入分析了Qt鼠标事件的生成与分发过程，指出问题源于内核与Qt循环之间的evdev缓冲区溢出，并提出通过处理SYN_DROPPED事件来解决。

之前遇到这样一个bug：在一个性能较差的linux平台上的一个Qt程序，当UI线程在执行耗时操作时，界面会卡顿，而这时频繁点击滑动鼠标，会出现鼠标事件丢失的问题。举个例子：某个控件收到一个鼠标按下的事件，但再也没有收到鼠标弹起事件，而此时鼠标按键实际上已经弹起了，这就导致程序进入了一种异常状态，除非再次点击鼠标，否则无法恢复。上面这个问题是在QApplication的事件过滤器中确定的，全局的QApplication事件过滤器能记录下所有的Qt事件。

那么如何确定事件是在哪里丢失的呢？首先要大概的了解一下Qt鼠标事件的生成与分发过程，由于上述平台没有窗口管理系统（一般是Xorg），所以大致流程是这样的：

鼠标产生动作
内核响应中断，将鼠标事件放入evdev缓冲区
Qt从evdev缓冲区中读取鼠标事件
Qt分发鼠标事件
Qt处理鼠标事件

那么事件是在哪一步丢失的呢？经过分析，第3步是由QEvdevMouseHandler::readMouseData函数完成的，通过记录日志发现，鼠标弹起事件在这一步就已经不见了。而这一步呢，是Qt能接触到鼠标事件的第一现场，也就是说问题的直接原因并不在于Qt，而在于内核。

回过头来看一下，上面的1-5步看起来像是串行的，实际上并不是：内核的中断响应与Qt的事件读取是两个独立的流程，1-2是一个内核的循环，3-5是一个Qt的循环，而这两个循环共享了同一个evdev缓冲区。如果内核的循环跑的很快，而Qt的循环由于什么原因被卡住而跑的很慢时会发生什么呢？自然evdev缓冲区会发生溢出。以我手上的4.16.0版本的内核源码为例，其中evdev.c中的__pass_event函数用来向evdev缓冲区中压入事件：

static void __pass_event(struct evdev_client *client,
			 const struct input_event *event)
{
	client->buffer[client->head++] = *event;
	client->head &= client->bufsize - 1;

	if (unlikely(client->head == client->tail)) {
		/*
		 * This effectively "drops" all unconsumed events, leaving
		 * EV_SYN/SYN_DROPPED plus the newest event in the queue.
		 */
		client->tail = (client->head - 2) & (client->bufsize - 1);

		client->buffer[client->tail].input_event_sec =
						event->input_event_sec;
		client->buffer[client->tail].input_event_usec =
						event->input_event_usec;
		client->buffer[client->tail].type = EV_SYN;
		client->buffer[client->tail].code = SYN_DROPPED;
		client->buffer[client->tail].value = 0;

		client->packet_head = client->tail;
	}

	if (event->type == EV_SYN && event->code == SYN_REPORT) {
		client->packet_head = client->head;
		kill_fasync(&client->fasync, SIGIO, POLL_IN);
	}
}

可以看出来evdev缓冲区是一个环状缓冲区，如果插入事件导致head与tail相等，即可判定缓冲区发生了溢出，会丢弃缓冲区中的所有事件，同时内核会向缓冲区放入一个SYN_DROPPED事件，通知用户程序事件有丢失。不巧的是，Qt的QEvdevMouseHandler::readMouseData对这个事件没有做任何处理，也就无法自动从异常状态恢复了。如果希望解决这个问题，可以考虑从这个特殊的SYN_DROPPED事件下手。

PS：虽然事件是被内核丢掉的，但Qt和用户程序对此也要负一半责任：为什么Qt要把事件读取和事件响应放在一个UI线程里面去跑呢？用户代码为什么要把耗时操作直接在UI线程中跑呢？

PPS：如果事件源源不断产生，而响应事件平摊耗时总是大于生成事件耗时，不管缓冲区有多大，总有一天会溢出的，不过这种极端情况似乎并不容易出现。