Android4.x耳机插拔检测实现方法

        本文基于Android 4.4撰写，另外也参看了一下4.2，机制相同，也许细节方面会有所不同，这里以4.4为主。

        Android耳机插拔可以有两个机制实现：

       1.      InputEvent

       2.      UEvent

        其中UEvent是Android系统默认的耳机插拔机制，所以我这里最终代码是基于UEvent实现的，对于InputEvent机制只是大概看了看，并没有具体实现，因此不能保证一定正确，寻求解决方法的同学可以直接移步只对UEvent方式的介绍。

 

1.   耳机检测的硬件原理

        首先我们看看耳机检测的原理。一般的耳机检测包含普通的耳机检测和带mic的耳机检测两种，这两种耳机统称为Headset，而对于不带mic的耳机，一般称之为Headphone。

        对于Headset装置的插入检测，一般通过Jack即耳机插座来完成，大致的原理是使用带检测机械结构的耳机插座，将检测脚连到可GPIO中断上，当耳机插入时，耳机插头的金属会碰到检测脚，使得检测脚的电平产生变化，从而引起中断。这样就可以在中断处理函数中读取GPIO的的值，进一步判断出耳机是插入还是拔出。

        而对于Headset是否带mic的检测，需要通过codec附加的micbias电流的功能，具体可以参考我的下一篇文章。

2.   两种方式的切换

        前面提到Android默认提供了两种解决方法，那么一定也提供了两种方式的切换，这个提供切换的设置名为config_useDevInputEventForAudioJack，对Android源代码进行全局搜索，可以看到它在frameworks/base/core/res/res/values/config.xml中，默认为false，即不使用InputEvent方式，另外在源码包的厂商相关的文件夹中也找到了相关的设置，如下：

/android/4.4/device/asus/flo/overlay/frameworks/base/core/res/res/values/config.xml

 false

/android/4.4/device/samsung/manta/overlay/frameworks/base/core/res/res/values/config.xml

     true

/android/4.4/device/asus/deb/overlay/frameworks/base/core/res/res/values/config.xml

     false

/android/4.4/device/lge/hammerhead/overlay/frameworks/base/core/res/res/values/config.xml

     true

/android/4.4/device/lge/mako/overlay/frameworks/base/core/res/res/values/config.xml

      true

       可以看到有些厂商的确是使用了InputEvent的方式来进行耳机检测。具体对这个变量的修改是在device下还是frameworks下我想应该都可以，device下可能更好。

 

3.   InputEvent

1） Android上层的大概机制

        InputEvent部分的大概机制可以在网上搜索文章，具体流程我也不是特别清楚，这里大概说一下。

        InputEvent的处理主要在InputManagerService.java中。在InputManagerService构造函数中，通过如下函数，

        mUseDevInputEventForAudioJack = context.getResources().getBoolean(R.bool.config_useDevInputEventForAudioJack);

        判断当前是否通过InputEvent实现耳机插拔检测。

        当Android得到InputEvent后，会调用InputManagerService.java中notifySwitch的函数，进而转至WiredAccessoryManager.java文件中的notifyWiredAccessoryChanged函数，之后的流程就和UEvent相同了，在后续会讲到。

 

2） Kernel层的机制

        Kernel层对耳机插拔InputEvent处理主要是通过input_report_key/input_report_switch来实现，而在实际使用中，ASOC已经为我们封装好了相应Jack接口函数，只要符合规范就可以拿来使用。下面列出几个常用的接口函数。

 

• int snd_soc_jack_new(structsnd_soc_codec *codec, const char *id, int type, struct snd_soc_jack *jack)

        生成一个新的jack对象，定义其被检测的类型，即可能插入的设备类型。一般定义为SND_JACK_HEADSET，其余也可以根据接口支持种类添加SND_JACK_LINEOUT，SND_JACK_AVOUT等。

        这个函数中调用了snd_jack_new，而在snd_jack_new中可以看到调用 input_allocate_device()分配了input device，就可以在后续产生input event了。

 

• int snd_soc_jack_add_pins(structsnd_soc_jack *jack, int count, struct snd_soc_jack_pin *pins)

         将之前定义好的pins加入dapm widgets中，方便dapm统一管理。这一步和InputEvent没有一定联系，可以不调用，主要是可以将耳机插座定义为widgets加入dapm进行省电管理。

 

• void snd_soc_jack_report(structsnd_soc_jack *jack, int status, int mask)

         汇报jack插拔状态，主要完成以下两个工作：

         a) 根据插入拔出状态更新前面通过snd_soc_jack_add_pins加入的dapm pin的状态，对其进行上电下电管理。

‚        b) 调用snd_jack_report，在其中通过input_report_key/input_report_switch来向上层汇报input event。

 

         基于上面的函数，可以用以下做法来实现基于InputEvent机制的耳机插拔检测：

         a)  snd_soc_jack_new 创建jack对象

         b)  snd_soc_jack_add_pins将其加入到dapm wigets中

         c)  通过request irq申请耳机插拔中断，在中断处理函数中通过检测线高低电平判断耳机是插入还是拔出，通过读取codec寄存器来判断是headset还是headphone

         d)  根据判断结果调用snd_soc_jack_report发送InputEvent

 

       此外，ASOC还提供了一个封装好的函数来实现上述c)和d)步骤的功能：

• int snd_soc_jack_add_gpios(struct snd_soc_jack *jack, int count, struct snd_soc_jack_gpio *gpios)

       该函数通过标准GPIO驱动申请GPIO及GPIO对应中断，并提供了统一的中断处理函数来汇报事件。此函数只适用于耳机中断接至GPIO且GPIO驱动为Linux标准驱动的情况下，并且不支持mic检测，因此不建议使用。

 

4.   UEvent

        UEvent机制比较简单，它基于switch driver，switch driver会在Android建立耳机插拔的目录/sys/devices/virtual/switch/h2w，在此目录下有个设备结点名为state，driver通过更新state的值，从而通知Android上层耳机状态的改变。   

 

1） Android上层机制

       针对UEvent机制，Android上层在WiredAccessoryManager.java中实现。

       在这个文件中，从UEventObserver中继承了类WiredAccessoryObserver，在makeObservedUEventList中将要观察的事件加入到UEvent系统中：

       if(!mUseDevInputEventForAudioJack) {

            uei = new UEventInfo(NAME_H2W,BIT_HEADSET, BIT_HEADSET_NO_MIC);

                ……

                ……

        }

       可以看到，只有当不使用InputEvent时才添加UEvent事件，NAME_H2W就是headphone对应的switch driver的名字。BIT_HEADSET和BIT_HEADSET_NO_MIC是state结点的两个值，分别表示有mic和无mic的耳机。

       当UEvent事件到来时，类WiredAccessoryObserver中重载的onUEvent函数会被回调，从而调用updateStateLocked(devPath,name, state) ，其中state的值就是通过/sys/devices/virtual/switch/h2w/state结点来获得。

       最后，程序会进入setDeviceStateLocked函数中处理，在setDeviceStateLocked中根据state的值设置device，然后调用mAudioManager.setWiredDeviceConnectionState，最后进入AudioPolicyManagerBase::setDeviceConnectionState。

      

2） Kernel层的机制

        前面说过，基于UEvent的耳机检测机制需要实现一只switch driver，它会建立一个用于耳机插拔检测的目录/sys/devices/virtual/switch/h2w，在此目录下有个设备结点名为state，switch driver通过更新state的值，从而通知Android上层耳机状态的改变。

 

        switch driver的目录在Linux kernel的drivers/staging/android/switch目录下，可以从目录名称中看到这只driver是为了Android专门产生的。在switch目录下有两个已有文件，switch_class.c是switch driver的内部实现，它提供了switch driver所需的一些API；switch_gpio.c是一个例子，它实现了一个基于GPIO中断的switch driver。

        另外，在drivers/switch目录下也有同样的文件，不同之处是两者在Android下生成的结点的位置不同，我们也可以按照drivers/switch目录下的switch driver来实现，不过需要更改WiredAccessoryManager.java文件中getDevPath和getSwitchStatePath下的路径。

 

       下面讲讲如何添加switch driver。添加switch driver很简单，可以仿照switch_gpio.c，大致步骤如下：

        a) 在drivers/staging/android/switch目录下新建一个platform driver，其中包含一个全局变量struct switch_dev sdev，即要注册的switch device。

        b) 在platformdriver的probe函数中调用switch_dev_register将前面的sdev注册到系统中。

             int switch_dev_register(struct switch_dev *sdev)

        c) 申请用于耳机检测的中断处理函数。对于耳机插拔来说，由于用户的插拔快慢等可能产生多次中断，所以一般是在中断处理函数中实现一个延时工作队列，即INIT_DELAYED_WORK，在队列的回调函数中来进行实际判断。

        d) 当中断发生后，通过switch_set_state设置state节点的值，这个值要和WiredAccessoryManager.java文件中定义的一致，可参看BIT_HEADSET和BIT_HEADSET_NO_MIC的定义。目前是0表示无耳机插入，1表示带Mic的耳机，2表示不带Mic的耳机。

              void switch_set_state(struct switch_dev *sdev, int state)

            我们进一步看看switch_set_state这个函数，在这个函数中调用了kobject_uevent_env/kobject_uevent，这两个函数就是kernel通过uevent来通知user space的核心函数了。