音频framework杂记1

备注：来源于网络

device：指声卡上有喇叭、耳机

为了便于管理, 把一个设备上具有相同参数的一组device称为output

一个module能支持哪些output，一个output能支持哪些device，使用配置文件/system/etc/audio_policy.conf来描述

module: 硬件操作库, 用来操作device

output: 一组有相同参数的,来自同一硬件的device

device: 喇叭,耳机,....

需要通过设置/system/etc/audio_policy.conf

profile : 配置,用来描述output 

    a. 本可以支持哪些设备

    b. 参数: 采样率,通道

AudioPolicyService启动过程分析

a. 加载解析/vendor/etc/audio_policy.conf或/system/etc/audio_policy.conf

   对于配置文件里的每一个module项, new HwModule(name), 放入mHwModules数组

   对于module里的每一个output, new IOProfile, 放入module的mOutputProfiles

   对于module里的每一个input, new IOProfile, 放入module的mInputProfiles

b. 根据module的name加载厂家提供的so文件 (通过AudioFlinger来加载)

c. 打开对应的output                     (通过AudioFlinger来open output)

问: 默认声卡是? 声卡/有耳机孔/喇叭,如何告知Andrdoi系统?

由厂家决定,用一个配置文件申明

AndroidPolicyService:

a. 读取,解析配置文件

b. AndroidPolicyService根据配置文件,调用AudioFlinger来打开output,创建线程

总结: 对于audio_policy,conf 里的每一个module:   

使用loadHwModule来处理

a. new HwModule(名字"primary")

b. mOutputProfiles: 每一项对应于output的profile

c. mInputProfiles: 每一项对应一个Input的prifile

在创建一个AudioPolicyService对象时，主要是：

1. 创建两个AudioCommand线程，一个线程用于Tone的播放，另一个用于声音的音量及其它参数设置；

2.创建音频策略管理器（AudioPolicyManager）。Android Frameworks为音频策略管理器定义了统一的接口－－AudioPolicyInterface，并提供一个缺省的音频管理器－－AudioPolicyManagerBase，它为运行在模拟器上Android所使用，也可以使用宏激活该通用管理器。不同的硬件厂商，可以编写一个继承AudioPolicyInterface的子类，针对自己的硬件平台，实现自己的音频策略管理。

在音频策略服务（AudioPolicyService）中，会根据一定的条件去判断创建何种音频策略管理器：

AudioPolicyService::AudioPolicyService()
: BnAudioPolicyService() , mpPolicyManager(NULL)
{
char value[PROPERTY_VALUE_MAX];
// start tone playback thread
mTonePlaybackThread = new AudioCommandThread(String8(“”));
// start audio commands thread
mAudioCommandThread = new AudioCommandThread(String8(“ApmCommandThread”));

#if (defined GENERIC_AUDIO) || (defined AUDIO_POLICY_TEST)
mpPolicyManager = new AudioPolicyManagerBase(this);//通用类型
LOGV(“build for GENERIC_AUDIO – using generic audio policy”);
#else
// if running in emulation – use the emulator driver
if (property_get(“ro.kernel.qemu”, value, 0)) {
LOGV(“Running in emulation – using generic audio policy”);
mpPolicyManager = new AudioPolicyManagerBase(this);//Android模拟器上，注意将this指针传递了过去，实际上AudioPolicyService也继承了AudioPolicyClientInterface的缘故，因此可以把它看作该接口的指针。在音频策略管理器AudioPolicyManagerBase中会通过AudioPolicyClientInterface指针去调用AudioFlinger
}
else {
LOGV(“Using hardware specific audio policy”);
mpPolicyManager = createAudioPolicyManager(this);//由硬件平台厂商实现该创建函数，然后返回自己的AudioPolicyManager。亦即，硬件平台厂商应实现一个自己的AudioPolicyInterface子类，然后在该创建函数中返回该子类的对象
}
#endif

// load properties
property_get(“ro.camera.sound.forced”, value, “0″);
mpPolicyManager->setSystemProperty(“ro.camera.sound.forced”, value);
}

下图反映了几个类之间的关系：AudioPolicyService继承自BnAudioPolicyService，所以它提供了IAudioPolicyService接口的真正实现，可以通过该接口跨进程调用到它。AudioPolicyService也继承了AudioPolicyClientInterface，所以它实现了该抽象类的接口，其实现是通过AudioSystem调用到AudioFlinger（下图AudioPolicyService到AudioFlinger的虚线所示）。如上面代码所示，在创建AudioPolicyService时，会创建一个音频策略管理器，如Android默认的管理器AudioPolicyManagerBase，也可能创建的是硬件平台厂家提供的音频管理器，这些管理器实现了AudioPolicyInterface接口。在创建音频管理器时，将this指针传递给了它，意味着音频管理器可以通过AudioPolicyClientInterface接口指针（图中策略管理器到AudioPolicyClientInterface的虚线）来使用AudioPolicyService，进而使用AudioFlinger。

 

 

 

音频策略管理器（Audio Policy Manager）

音频策略管理器用于管理声音的输入输出路由，它决定各种类型的声音（即流类型）优先送往系统中的哪种输出设备，或优先采用哪种输入设备进行声音的采样。如手机连有蓝牙耳机或耳机（HeadPhone）时，将优先使用它们作为输入输出设备。在Android中，有一个通用实现：类AudioPolicyManagerBase。硬件平台厂家往往需要实现自己的音频策略管理器，所有的重新实现必继承抽象类AudioPolicyInterface，该继承类定义了统一的接口函数。继承自该抽象类的通用实现AudioPolicyManagerBase位于文件frameworks/base/services/audioflinger/AudioPolicyManagerBase.cpp中。

在进行播放时，需使用策略管理器的getOutput函数去获得一个音频输入输出句柄audio_io_handle_t。这个句柄用来标识策略管理器中使用的一个数据结构：音频输出描述符AudioOutputDescriptor。一个描述符对应着一次音频输出，由输出句柄标识。音频输出描述符包含了某音频输出对应的输出设备、音量、格式、声道、采样率等信息。在策略管理器中，也维护着句柄和描述符的映射表：

KeyedVector<audio_io_handle_t, AudioOutputDescriptor *> mOutputs;

音频输入输出句柄audio_io_handle_t，实际上是一个整型数，是在AduioFlinger打开输出（openOutput）时递增分配一个整型id号，用于标示新创建的播放线程（DirectOutputThread或MixerThread）。这个id号和新创建的线程作为数据对添加到向量表mPlaybackThreads中。AudioFlinger中维护的播放线程向量表如下，由句柄这个id号标识：

DefaultKeyedVector< int, sp<PlaybackThread> > mPlaybackThreads;

因此，在策略管理中，可以由句柄得到对应的音频输出描述符，进而可以得到对应的音频相关信息和输出设备。在AudioFlinger中，可以由句柄得到对应的播放线程（该线程用于将音频数据送往HAL音频硬件）。

在Android中，将声音区分为不同的流类型。不同的流类型往往使用不同的输入输出设备进行输出，这就是音频策略。流类型由AudioSystem统一定义，但音频策略由平台实现者定义。因不同的平台厂商往往有自己的输入输出设备，音频的输入输出与这些设备有很大的相关性。因此，音频策略由平台厂商定义。在通用的实现AudioPolicyManagerBase中，定义有4种音频策略类型：

enum routing_strategy {
STRATEGY_MEDIA, //媒体类型
STRATEGY_PHONE, //电话类型
STRATEGY_SONIFICATION, //通知类型
STRATEGY_DTMF, //DTMF类型
NUM_STRATEGIES
};

根据流类型（Stream Type），应该可以得到对应的音频输入输出策略，这是由成员函数getStrategyForStream（AudioPolicyInterface中定义的接口之一）来实现。在通用实现AudioPolicyManagerBase中，由成员函数getStrategy真正去完成该功能。该函数实现的对应关系如下表：

Stream类型	Strategy类型
AudioSystem::VOICE_CALL	AudioPolicyManagerBase ::STRATEGY_PHONE
AudioSystem::BLUETOOTH_SCO
AudioSystem::RING	AudioPolicyManagerBase ::STRATEGY_SONIFICATION
AudioSystem::NOTIFICATION
AudioSystem::ALARM
AudioSystem::ENFORCED_AUDIBLE
AudioSystem::DTMF	AudioPolicyManagerBase ::STRATEGY_DTMF
AudioSystem::SYSTEM	AudioPolicyManagerBase ::STRATEGY_MEDIA
AudioSystem::TTS
AudioSystem::MUSIC

第一栏是流的类型，第二栏是音频策略。从表中可以看出，某些流可以使用相同的音频策略进行输出或输入。

通过流确定了策略之后，就可以确定输入输出设备。在通常情况下，一种策略又决定着声音何种输入输出设备。 这由函数AudioPolicyManagerBase::getDeviceForStrategy来实现：

1. 若在调用时第二个实参为true，则表示直接从cache（见数组mDeviceForStrategy，在强制指定输入输出设备和某些设备连接上后会更新该数组）中获取策略对应何种输入或输出设备；否则：
2. 按照一定的优先级顺序，检查有哪些可用的输入输出设备，然后选择一个用来输入输出。下表概略地反映了由策略到选择的设备的映射关系：

音频策略	选择的输入输出设备
STRATEGY_DTMF	非通话状态则进入STRATEGY_MEDIA，通话状态则进入STRATEGY_PHONE
STRATEGY_PHONE	AudioSystem::DEVICE_OUT_BLUETOOTH_SCO_HEADSETAudioSystem::FORCE_BT_SCO   AudioSystem::DEVICE_OUT_WIRED_HEADPHONE AudioSystem::DEVICE_OUT_WIRED_HEADSET AudioSystem::DEVICE_OUT_BLUETOOTH_A2DP AudioSystem::DEVICE_OUT_BLUETOOTH_A2DP_HEADPHONES AudioSystem::DEVICE_OUT_EARPIECE AudioSystem::FORCE_SPEAKER
STRATEGY_SONIFICATION	AudioSystem::DEVICE_OUT_SPEAKER（非通话状态），通话状态则进入STRATEGY_PHONE
STRATEGY_MEDIA	AudioSystem::DEVICE_OUT_AUX_DIGITALAudioSystem::DEVICE_OUT_WIRED_HEADPHONE   AudioSystem::DEVICE_OUT_WIRED_HEADSET AudioSystem::DEVICE_OUT_BLUETOOTH_A2DP AudioSystem::DEVICE_OUT_BLUETOOTH_A2DP_HEADPHONES AudioSystem::DEVICE_OUT_BLUETOOTH_A2DP_SPEAKER AudioSystem::DEVICE_OUT_SPEAKER

 

有时，我们不希望策略管理器选定的设备，而希望自己选择输入输出设备，在SDK的API中，提供了两个函数来为通话状态强制选择扬声器和蓝牙设备，这两个函数API是：android.media.AudioManager的setSpeakerphoneOn和setBluetoothScoOn。它们为通话状态（AudioSystem.FOR_COMMUNICATION）强制指定语音输入和输出设备。这两个API函数调用顺序如下：android.media.AudioManager->android.media.AudioService->android.media.AudioSystem->JNI层(文件android_media_AudioSystem.cpp)->AudioSystem-> AudioPolicyService->AudioPolicyManagerBase::setForceUse。

通过上述调用后，函数setForceUse将记录强制使用的设备，以优先使用。下表第一栏是四种场景类型，第二栏是可以强制使用的语音输入输出设备：

场景类型（AudioSystem::force_use）	强制的输入输出设备类型取值
AudioSystem::FOR_COMMUNICATION（通话，包括通常的语音电话和VoIP）	AudioSystem::FORCE_SPEAKER，AudioSystem::FORCE_BT_SCO，AudioSystem::FORCE_NONE
AudioSystem::FOR_MEDIA（多媒体播放）	AudioSystem::FORCE_HEADPHONES ，AudioSystem::FORCE_BT_A2DP，   AudioSystem::FORCE_WIRED_ACCESSORY， AudioSystem::FORCE_NONE
AudioSystem::FOR_RECORD（录音）	AudioSystem::FORCE_BT_SCO，AudioSystem::FORCE_WIRED_ACCESSORY，   AudioSystem::FORCE_NONE
AudioSystem::FOR_DOCK（）	AudioSystem::FORCE_NONE，AudioSystem::FORCE_BT_CAR_DOCK，   AudioSystem::FORCE_BT_DESK_DOCK， AudioSystem::FORCE_WIRED_ACCESSORY

更多的强制选择，可以修改setForceUse的对应检查后，然后依据自己的代码所在的层次，参照对setForceUse的调用层次，调用适当的函数。

 

对于各种输入输出设备是否可用，如蓝牙耳机或线控耳机是否连接上，则是在Java层的android.media.AudioSystem中进行检测处理。当这些外设连接状态发生变化时，对应的模块会广播发送Intent，而android.media.AudioSystem中的AudioServiceBroadcastReceiver会接收到这些Intent，从而判断出设备状态变化，通过如下调用顺序来修可用IO设备列表：android.media.AudioSystem->JNI层 -> AudioSystem-> AudioPolicyService -> AudioPolicyManagerBase的setDeviceConnectionState。

 

创建AudioPolicyManagerBase时，会在其构造函数里

 

mpClientInterface = clientInterface;//指向AudioPolicyService的指针

for (int i = 0; i < AudioSystem::NUM_FORCE_USE; i++) {
mForceUse[i] = AudioSystem::FORCE_NONE;//初始状态无强制输出
}

// devices available by default are speaker, ear piece and microphone
mAvailableOutputDevices = AudioSystem::DEVICE_OUT_EARPIECE |
AudioSystem::DEVICE_OUT_SPEAKER;//初始默认的可用输出设备
mAvailableInputDevices = AudioSystem::DEVICE_IN_BUILTIN_MIC;//初始默认的输入设备

#ifdef WITH_A2DP//一般情况下A2DP是打开的
mA2dpOutput = 0;
mDuplicatedOutput = 0;
mA2dpDeviceAddress = String8(“”);
#endif
mScoDeviceAddress = String8(“”);

// open hardware output
AudioOutputDescriptor *outputDesc = new AudioOutputDescriptor();
outputDesc->mDevice = (uint32_t)AudioSystem::DEVICE_OUT_SPEAKER;
mHardwareOutput = //打开一个默认到speaker的输出
mpClientInterface->openOutput(&outputDesc->mDevice,
&outputDesc->mSamplingRate,
&outputDesc->mFormat,
&outputDesc->mChannels,
&outputDesc->mLatency,
outputDesc->mFlags);

if (mHardwareOutput == 0) {//失败
LOGE(“Failed to initialize hardware output stream, samplingRate: %d, format %d, channels %d”,
outputDesc->mSamplingRate, outputDesc->mFormat, outputDesc->mChannels);
} else {//成功
addOutput(mHardwareOutput, outputDesc);//添加句柄和描述到表中
setOutputDevice(mHardwareOutput, (uint32_t)AudioSystem::DEVICE_OUT_SPEAKER, true);//为其指定输出设备
//TODO: configure audio effect output stage here
}
updateDeviceForStrategy();//更新数组（cache）中的输出设备

从上面的代码看出，在创建音频管理器的初始时刻，就会打开一个默认的输出，这个输出句柄赋值给mHardwareOutput，并添加到对应的列表中。

 

可以使用函数setOutputDevice为输出句柄（output）指定输出设备：

void AudioPolicyManagerBase::setOutputDevice(audio_io_handle_t output, uint32_t device, bool force, int delayMs)

它首先检查是复制输出，是否是A2DP输出，然后调用mpClientInterface（实际调用到AudioFlinger）的setParameters来设置输出设备。还要将输出设备信息，更新到句柄output对应的输出描述符中。

 

获取音频IO句柄

audio_io_handle_t AudioPolicyManagerBase::getOutput(AudioSystem::stream_type stream,

uint32_t samplingRate,

uint32_t format,

uint32_t channels,

AudioSystem::output_flags flags)

该函数根据steam类型得到strategy，再进而得到输出设备，然后创建一个输出描述符AudioOutputDescriptor，储存相关信息，最后将句柄和描述符添加到策略管理器维护的映射表中。注意：句柄的获取实际调用的是mpClientInterface的openOutput（实际调用到AudioFlinger的openOutput去准备播放线程进行播放输出）。

 

开始输出

status_t AudioPolicyManagerBase::startOutput(audio_io_handle_t output,

AudioSystem::stream_type stream,

int session)

主要是调用setOutputDevice为ouput句柄指定输出设备，最后为其设定流对应的音量

 

主要是调用setOutputDevice为ouput句柄恢复为默认的输出设备

status_t AudioPolicyManagerBase::stopOutput(audio_io_handle_t output,

AudioSystem::stream_type stream,

int session)

将输出

获得输入句柄

audio_io_handle_t AudioPolicyManagerBase::getInput(int inputSource,

uint32_t samplingRate,

uint32_t format,

uint32_t channels,

AudioSystem::audio_in_acoustics acoustics,

AudioSystem::audio_input_clients *inputClientId)

 

开始输入

status_t AudioPolicyManagerBase::startInput(audio_io_handle_t input)

通过输入句柄得到对应的输入描述符，然后通过mpClientInterface（实际调用到AudioFlinger）的setParameters将AudioParameter::keyRouting，inputDesc->mDevice，AudioParameter::keyInputSource，inputDesc->mInputSource

 

停止输入

status_t AudioPolicyManagerBase::stopInput(audio_io_handle_t input)

类似于输入，通过setParameters将AudioParameter::keyRouting对应的值修改为0

 

 

本文地址：https://blog.csdn.net/jlgcumt/article/details/107906528