耳机插拔流程

原址

1.1      耳机

在Android系统中，有线耳机分两种，一种带mic，一种不带mic，带mic的耳机被称为Headset，不带mic的耳机被称为HeadPhone。在audio.h中，有以下几个设备来表示耳机：

       AUDIO_DEVICE_OUT_WIRED_HEADSET             = 0x4,

AUDIO_DEVICE_OUT_WIRED_HEADPHONE           = 0x8,

AUDIO_DEVICE_IN_WIRED_HEADSET         = AUDIO_DEVICE_BIT_IN | 0x10，

         对于Headset的插入检测，一般通过jack耳机插座来完成，大概原理是使用带检测机构的耳机插座，将检测脚连到GPIO中断上，耳机插入时，是的检测脚的电平变化，引起中断。通过GPIO的值判断耳机是插入还是拔出。

1.2      Uevent

目前使用的耳机插拔事件使用的是UEvent。但是也可以使用InputEvent，这种设置在frameworks/base/core/res/res/values/config.xml中，设置项为

<boolname="config_useDevInputEventForAudioJack">false</bool>

值为false，所以目前kernel是用Uevent来通知应用层耳机插拔的。

什么是Uevent：

1.    内核通知应用的一种方式

2.    目前使用socket进行内核和应用的通信

3.    uevent就是一个特殊格式的字符串，如下，这应该是插入鼠标的Uevent

"add@/class/input/input9/mouse2\0    // message

ACTION=add\0                         // action type

DEVPATH=/class/input/input9/mouse2\0 // path in /sys

SUBSYSTEM=input\0                    // subsystem (class)

SEQNUM=1064\0                        // sequence number

PHYSDEVPATH=/devices/pci0000:00/0000:00:1d.1/usb2/2­2/2­2:1.0\0  // device path in /sys

PHYSDEVBUS=usb\0      // bus

PHYSDEVDRIVER=usbhid\0 // driver

MAJOR=13\0            // major number

MINOR=34\0",          // minor number

内核发送uevent使用kobject_uevent_env，它还有一个wrapper是kobject_uevent，这个函数使用的比较多

1.3      UEvent是怎么工作的？

1.3.1       Switch驱动

Switch是在android中实现的一个module，可动态加载，是一个驱动。 Switch相关的代码在在drivers\switch\switch_class.c和drivers\switch\switch_gpio.c中，其中switch_gpio基于platform_device框架，在switch_class.c中，Export了以下两个函数供switch_gpio使用

    EXPORT_SYMBOL_GPL(switch_dev_register);

EXPORT_SYMBOL_GPL(switch_dev_unregister);

而Switch_gpio.c是驱动模块栈的更靠近设备的一层，这个设备就是gpio，初始化函数是

gpio_switch_probe{

         switch_dev_register(&switch_data->sdev);

         gpio_request(switch_data->gpio,pdev->name);

         gpio_direction_input(switch_data->gpio);

         gpio_to_irq(switch_data->gpio);

         request_irq//申请GPIO中断

         gpio_switch_work

}

这货是个platform驱动，它会调用

static int __init gpio_switch_init(void)

{

         returnplatform_driver_register(&gpio_switch_driver);

}

把自己注册成一个platform驱动。Platform是一种虚拟总线，和spi，emmc等都是类似的。

基于platform device/driver框架，在probe函数中完成初始化，包括获取gpio的使用权限，设置gpio方向为输入，注册switch_dev设备，为gpio分配中断，指定中断服务程序，初始化一个gpio_switch_work工作，最后读取gpio初始状态。  

在switch_class.c中，调用switch_set_state->switch_gpio_print_state输出GPIO状态到 sysfs。

Sysfs是一个虚拟的文件系统，由Linux内核提供，通过使用虚拟文件，sysfs向用户空间公布了关于内核子系统的信息，硬件设备和相关的设备驱动。但是这个文件系统并不是被上层直接使用的，它仅仅是作为比较直观的方式提供给human being检查状态用的。

而真正发送uevent是在switch_class.c的这个函数里：

void switch_set_state(struct switch_dev *sdev,int state)

最终通过kobject_uevent_env(&sdev->dev->kobj, KOBJ_CHANGE, envp)发送。

kobject_uevent_env的流程如下：

1.    调用kobject_uevent_env之前，系统已经调用uevent_net_init(struct net *net)完成了初始化工作，也就是创建了socket，并创建了netlink，如下：

         netlink_kernel_create(net,NETLINK_KOBJECT_UEVENT,1, NULL, NULL, THIS_MODULE);

                   sock_create_lite(PF_NETLINK,SOCK_DGRAM, unit, &sock)

                   __netlink_create(&init_net,sock, cb_mutex, unit)

2.    netlink_broadcast_filtered，netlink广播uevent信息。

         sk_for_each_bound

                   do_one_broadcast(sk,&info);

上面提到了Netlink socket，下面看看这是啥：

Netlink socket是一种Linux特有的socket，用于实现用户进程与内核进程之间通信的一种特殊的进程间通信方式(IPC) ，也是网络应用程序与内核通信的最常用的接口。
Netlink 是一种在内核和用户应用间进行双向数据传输的非常好的方式，用户态应用使用标准的 socket API 就能使用 Netlink 提供的强大功能，内核态需要使用专门的内核 API 来使用 Netlink。

1.3.2       Netlink Socket通信

用户空间程序只需要创建一个NETLINK socket描述符，就可以侦听Uevent了，如下：

sockfd=socket(AF_NETLINK,SOCK_RAW,NETLINK_KOBJECT_UEVENT);

AF_NETLINK 是一种“domain”，定义了通信使用的协议，比如我们通常使用的IPV4协议。

<sys/socket.h>定义的所有的协议如下： 

AF_UNIX,

AF_LOCAL

AF_INET

IPv4

AF_INET6

IPv6

AF_IPX

IPX

AF_NETLINK

Kernel

AF_X25

ITU-T

AF_AX25

Amateur

AF_ATMPVC

Access

AF_APPLETALK

AppleTal

AF_PACKET

Low

AF_ALG

Interface

事实上，Framework就是写了一个很简单的socket网络程序：

在uevent.c (hardware\libhardware_legacy\uevent)中，看函数uevent_init，

s =socket(PF_NETLINK, SOCK_DGRAM, NETLINK_KOBJECT_UEVENT);

setsockopt(s,SOL_SOCKET, SO_RCVBUFFORCE, &sz, sizeof(sz));

bind(s,(struct sockaddr *) &addr, sizeof(addr)

再看uevent_next_event(char* buffer, intbuffer_length)

int count =recv(fd, buffer, buffer_length, 0);

其实就是读取socket的内容到buffer中。

1.3.3       观察者模式

拿到socket的内容后，需要通知对它感兴趣的模块。这里就使用了观察者模式。Android在frameworks/base/services/Java/com/android/server/WiredAccessoryManager. java中实现对UEvent的处理。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：

 

UeventObserver持有一个静态的UEventThread对象，所有子类Observer都共享一个Thread。

private staticUEventThread sThread;

UeventThread是一个静态类，有一个Array：

private finalArrayList<Object> mKeysAndObservers = new ArrayList<Object>();

各种子类Observer都添加key和observer到mKeysAndObservers。比如，WiredAccessoryObserver添加（“DEVPATH= /devices/virtual/switch/h2w”，this），（“DEVPATH= /devices/virtual/switch/usb_audio”，this），（“DEVPATH= /devices/virtual/switch/hdmi”，this）到mKeysAndObservers。这个Thread不断的去读取AF_NETLINK中的数据，并对注册进去的key字符串进行匹配，匹配上的调用改key对应的observer的onUevent函数。

如何匹配的？

private voidsendEvent(String message){

for（;;）{

if(message.contains(key))

mTempObserversToSignal.add(observer);

}

for (;;) {

final UEventObserverobserver = mTempObserversToSignal.get(i);

observer.onUEvent(event);

}

}

这个onUEvent经过一系列无聊的调用，最终调到

AudioManager:: setWiredDeviceConnectionState(intdevice, int state, String name)，自此进入Audio子系统

1.4      Audio子系统

最终会到Audio Policy中的setDeviceConnectionState来，它有两个参数，一个表示设备id，另一个表示该设备是插入还是拔出。比如设备id 4代表的是HEADSET，而当state是AUDIO_POLICY_DEVICE_STATE_AVAILABLE时表示插入，当AUDIO_POLICY_DEVICE_STATE_UNAVAILABLE时表示拔出。当设备有hw module与之相对应时（getModuleForDevice），会增加或减少mAvailableOutputDevices和mAvailableInputDevices。