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ANDROID音频系统散记之四:4.0音频系统HAL初探

昨天(2011-11-15)发布了Android4.0的源码,今天download下来,开始挺进4.0时代。简单看了一下,发现音频系统方面与2.3的有较多地方不同,下面逐一描述。

一、代码模块位置

1、AudioFlinger

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  1. frameworks/base/services/audioflinger/  
  2. +-- Android.mk  
  3. +-- AudioBufferProvider.h  
  4. +-- AudioFlinger.cpp  
  5. +-- AudioFlinger.h  
  6. +-- AudioMixer.cpp  
  7. +-- AudioMixer.h  
  8. +-- AudioPolicyService.cpp  
  9. +-- AudioPolicyService.h  
  10. +-- AudioResampler.cpp  
  11. +-- AudioResamplerCubic.cpp  
  12. +-- AudioResamplerCubic.h  
  13. +-- AudioResampler.h  
  14. +-- AudioResamplerSinc.cpp  
  15. +-- AudioResamplerSinc.h  

frameworks/base/services/audioflinger/

+--

Android.mk

+-- AudioBufferProvider.h

+-- AudioFlinger.cpp

+-- AudioFlinger.h

+-- AudioMixer.cpp

+-- AudioMixer.h

+-- AudioPolicyService.cpp

+-- AudioPolicyService.h

+-- AudioResampler.cpp

+-- AudioResamplerCubic.cpp

+-- AudioResamplerCubic.h

+-- AudioResampler.h

+-- AudioResamplerSinc.cpp

+-- AudioResamplerSinc.hAudioFlinger相关代码,好像这部分与2.3相差不大,至少接口是兼容的。值得注意的是:2.3位于这里的还有AudioHardwareGeneric、AudioHardwareInterface、 A2dpAudioInterface等一系列接口代码,现在都移除了。实际上,这些接口变更为legacy(有另外更好的实现方式,但也兼容之前的方法),取而代之的是要实现hardware/libhardware/include/hardware/audio.h提供的接口,这是一个较大的变化。

两种Audio Hardware HAL接口定义: 1/ legacy:hardware/libhardware_legacy/include/hardware_legacy /AudioHardwareInterface.h 2/ 非legacy:hardware/libhardware/include/hardware/audio.h

2、audio_hw

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  1. hardware/libhardware_legacy/audio/  
  2. +-- A2dpAudioInterface.cpp  
  3. +-- A2dpAudioInterface.h  
  4. +-- Android.mk  
  5. +-- AudioDumpInterface.cpp  
  6. +-- AudioDumpInterface.h  
  7. +-- AudioHardwareGeneric.cpp  
  8. +-- AudioHardwareGeneric.h  
  9. +-- AudioHardwareInterface.cpp  
  10. +-- AudioHardwareStub.cpp  
  11. +-- AudioHardwareStub.h  
  12. +-- audio_hw_hal.cpp  
  13. +-- AudioPolicyCompatClient.cpp  
  14. +-- AudioPolicyCompatClient.h  
  15. +-- audio_policy_hal.cpp  
  16. +-- AudioPolicyManagerBase.cpp  
  17. +-- AudioPolicyManagerDefault.cpp  
  18. +-- AudioPolicyManagerDefault.h  

hardware/libhardware_legacy/audio/

+--

A2dpAudioInterface.cpp

+-- A2dpAudioInterface.h

+-- Android.mk

+-- AudioDumpInterface.cpp

+-- AudioDumpInterface.h

+-- AudioHardwareGeneric.cpp

+-- AudioHardwareGeneric.h

+-- AudioHardwareInterface.cpp

+-- AudioHardwareStub.cpp

+-- AudioHardwareStub.h

+-- audio_hw_hal.cpp

+-- AudioPolicyCompatClient.cpp

+-- AudioPolicyCompatClient.h

+-- audio_policy_hal.cpp

+-- AudioPolicyManagerBase.cpp

+-- AudioPolicyManagerDefault.cpp

+-- AudioPolicyManagerDefault.h上面提及的AudioHardwareGeneric、 AudioHardwareInterface、A2dpAudioInterface等都放到libhardware_legacy里。 事实上legacy也要封装成非legacy中的audio.h,确切的说需要一个联系legacy interface和not legacy interface的中间层,这里的audio_hw_hal.cpp就充当这样的一个角色了。因此,我们其实也可以把2.3之前的alsa_sound 这一套东西也搬过来。

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  1. hardware/libhardware/modules/audio/  
  2. +-- Android.mk  
  3. +-- audio_hw.c  
  4. +-- audio_policy.c  

hardware/libhardware/modules/audio/

+--

Android.mk

+-- audio_hw.c

+-- audio_policy.c这是一个stub(类似于2.3中的AudioHardwareStub),大多数函数只是简单的返回一个值,并没有实际操作,只是保证Android能得到一个audio hardware hal实例,从而启动运行,当然声音没有输出到外设的。在底层音频驱动或audio hardware hal还没有实现好的情况下,可以使用这个stub device,先让Android跑起来。

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  1. device/samsung/tuna/audio/  
  2. +-- Android.mk  
  3. +-- audio_hw.c  
  4. +-- ril_interface.c  
  5. +-- ril_interface.h  

device/samsung/tuna/audio/

+--

Android.mk

+-- audio_hw.c

+-- ril_interface.c

+-- ril_interface.h这是Samsung Tuna的音频设备抽象层,很有参考价值,计划以后就在它的基础上进行移植。它调用tinyalsa的接口,可见这个方案的底层音频驱动是alsa。

3、tinyalsa

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  1. external/tinyalsa/  
  2. +-- Android.mk  
  3. +-- include  
  4. |   +-- tinyalsa  
  5. |       +-- asoundlib.h  
  6. +-- mixer.c      ##类alsa-lib的control,作用音频部件开关、音量调节等  
  7. +-- pcm.c        ##类alsa-lib的pcm,作用音频pcm数据回放录制  
  8. +-- README  
  9. +-- tinycap.c    ## 类alsa_arecord  
  10. +-- tinymix.c    ##类 alsa_amixer  
  11. +-- tinyplay.c   ##类 alsa_aplay  

external/tinyalsa/

+-- Android.mk

+-- include

| +-- tinyalsa

| +-- asoundlib.h

+-- mixer.c ##类alsa-lib的control,作用音频部件开关、音量调节等

+-- pcm.c ##类alsa-lib的pcm,作用音频pcm数据回放录制

+-- README

+-- tinycap.c ##类alsa_arecord

+-- tinymix.c ##类alsa_amixer

+-- tinyplay.c ##类alsa_aplay在2.3时代,Android还隐晦把它放在 android2.3.1-gingerbread/device/samsung/crespo/libaudio,现在终于把alsa-lib一脚踢开,小三变正室了,正名tinyalsa。 这其实是历史的必然了,alsa-lib太过复杂繁琐了,我看得也很不爽;更重要的商业上面的考虑,必须移除被GNU GPL授权证所约束的部份,alsa-lib并不是个例。

注意:上面的hardware/libhardware_legacy/audio/、hardware/libhardware/modules /audio/、device/samsung/tuna/audio/是同层的。之一是legacy audio,用于兼容2.2时代的alsa_sound;之二是stub audio接口;之三是Samsung Tuna的音频抽象层实现。调用层次:AudioFlinger -> audio_hw -> tinyalsa。

二、Audio Hardware HAL加载

1、AudioFlinger

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  1. // 加载audio hardware hal  
  2. static int load_audio_interface(const char *if_name, const hw_module_t **mod,  
  3.                                 audio_hw_device_t **dev)  
  4. {  
  5.     int rc;  
  6.     //根据classid和if_name找到指定的动态库并加载,这里加载的是音频动态库,如libaudio.primary.tuna.so  
  7.     rc = hw_get_module_by_class(AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID, if_name, mod);  
  8.     if (rc)  
  9.         goto out;  
  10.     //加载好的动态库模块必有个open方法,调用open方法打开音频设备模块  
  11.     rc = audio_hw_device_open(*mod, dev);  
  12.     LOGE_IF(rc, "couldn't open audio hw device in %s.%s (%s)",  
  13.             AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID, if_name, strerror(-rc));  
  14.     if (rc)  
  15.         goto out;  
  16.     return 0;  
  17. out:  
  18.     *mod = NULL;  
  19.     *dev = NULL;  
  20.     return rc;  
  21. }  
  22. //音频设备接口,hw_get_module_by_class需要根据这些字符串找到相关的音频模块库  
  23. static const char *audio_interfaces[] = {  
  24.     "primary", //主音频设备,一般为本机codec  
  25.     "a2dp",    //a2dp设备,蓝牙高保真音频  
  26.     "usb",     //usb-audio设备,这个东东我2.3就考虑要实现了,现在终于支持了  
  27. };  
  28. #define ARRAY_SIZE(x) (sizeof((x))/sizeof(((x)[0])))  
  29. // ----------------------------------------------------------------------------  
  30. AudioFlinger::AudioFlinger()  
  31.     : BnAudioFlinger(),  
  32.         mPrimaryHardwareDev(0), mMasterVolume(1.0f), mMasterMute(false), mNextUniqueId(1),  
  33.         mBtNrecIsOff(false)  
  34. {  
  35. }  
  36. void AudioFlinger::onFirstRef()  
  37. {  
  38.     int rc = 0;  
  39.     Mutex::Autolock _l(mLock);  
  40.     mHardwareStatus = AUDIO_HW_IDLE;  
  41.     //打开audio_interfaces数组定义的所有音频设备  
  42.     for (size_t i = 0; i < ARRAY_SIZE(audio_interfaces); i++) {  
  43.         const hw_module_t *mod;  
  44.         audio_hw_device_t *dev;  
  45.         rc = load_audio_interface(audio_interfaces[i], &mod, &dev);  
  46.         if (rc)  
  47.             continue;  
  48.         LOGI("Loaded %s audio interface from %s (%s)", audio_interfaces[i],  
  49.              mod->name, mod->id);  
  50.         mAudioHwDevs.push(dev); //mAudioHwDevs 是一个Vector,存储已打开的audio hw devices  
  51.         if (!mPrimaryHardwareDev) {  
  52.             mPrimaryHardwareDev = dev;  
  53.             LOGI("Using '%s' (%s.%s) as the primary audio interface",  
  54.                  mod->name, mod->id, audio_interfaces[i]);  
  55.         }  
  56.     }  
  57.     mHardwareStatus = AUDIO_HW_INIT;  
  58.     if (!mPrimaryHardwareDev || mAudioHwDevs.size() == 0) {  
  59.         LOGE("Primary audio interface not found");  
  60.         return;  
  61.     }  
  62.     //对audio hw devices进行一些初始化,如 mode、master volume的设置  
  63.     for (size_t i = 0; i < mAudioHwDevs.size(); i++) {  
  64.         audio_hw_device_t *dev = mAudioHwDevs[i];  
  65.         mHardwareStatus = AUDIO_HW_INIT;  
  66.         rc = dev->init_check(dev);  
  67.         if (rc == 0) {  
  68.             AutoMutex lock(mHardwareLock);  
  69.             mMode = AUDIO_MODE_NORMAL;  
  70.             mHardwareStatus = AUDIO_HW_SET_MODE;  
  71.             dev->set_mode(dev, mMode);  
  72.             mHardwareStatus = AUDIO_HW_SET_MASTER_VOLUME;  
  73.             dev->set_master_volume(dev, 1.0f);  
  74.             mHardwareStatus = AUDIO_HW_IDLE;  
  75.         }  
  76.     }  
  77. }  

//加载audio hardware

hal

static int load_audio_interface(const char *if_name, const hw_module_t

**mod,

audio_hw_device_t **dev)

{

int rc;

//根据classid和if_name找到指定的动态库并加载,这里加载的是音频动态库,如libaudio.primary.tuna.so

rc = hw_get_module_by_class(AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID, if_name, mod);

if (rc)

goto out;

//加载好的动态库模块必有个open方法,调用open方法打开音频设备模块

rc = audio_hw_device_open(*mod, dev);

LOGE_IF(rc, "couldn't open audio hw device in %s.%s (%s)",

AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID, if_name, strerror(-rc));

if (rc)

goto out;

return 0;

out:

*mod = NULL;

*dev = NULL;

return rc;

}

//音频设备接口,hw_get_module_by_class需要根据这些字符串找到相关的音频模块库

static const char *audio_interfaces[] = {

"primary", //主音频设备,一般为本机codec

"a2dp", //a2dp设备,蓝牙高保真音频

"usb", //usb-audio设备,这个东东我2.3就考虑要实现了,现在终于支持了

};

#define ARRAY_SIZE(x) (sizeof((x))/sizeof(((x)[0])))

//

----------------------------------------------------------------------------

AudioFlinger::AudioFlinger()

: BnAudioFlinger(),

mPrimaryHardwareDev(0), mMasterVolume(1.0f), mMasterMute(false),

mNextUniqueId(1),

mBtNrecIsOff(false)

{

}

void AudioFlinger::onFirstRef()

{

int rc = 0;

Mutex::Autolock _l(mLock);

/* TODO: move all this work into an Init() function */

mHardwareStatus = AUDIO_HW_IDLE;

//打开audio_interfaces数组定义的所有音频设备

for (size_t i = 0; i < ARRAY_SIZE(audio_interfaces); i++) {

const hw_module_t *mod;

audio_hw_device_t *dev;

rc = load_audio_interface(audio_interfaces[i], &mod,

&dev);

if (rc)

continue;

LOGI("Loaded %s audio interface from %s (%s)",

audio_interfaces[i],

mod->name, mod->id);

mAudioHwDevs.push(dev); //mAudioHwDevs是一个Vector,存储已打开的audio hw

devices

if (!mPrimaryHardwareDev) {

mPrimaryHardwareDev = dev;

LOGI("Using '%s' (%s.%s) as the primary audio interface",

mod->name, mod->id, audio_interfaces[i]);

}

}

mHardwareStatus = AUDIO_HW_INIT;

if (!mPrimaryHardwareDev || mAudioHwDevs.size() == 0) {

LOGE("Primary audio interface not found");

return;

}

//对audio hw devices进行一些初始化,如mode、master volume的设置

for (size_t i = 0; i < mAudioHwDevs.size(); i++) {

audio_hw_device_t *dev = mAudioHwDevs[i];

mHardwareStatus = AUDIO_HW_INIT;

rc = dev->init_check(dev);

if (rc == 0) {

AutoMutex lock(mHardwareLock);

mMode = AUDIO_MODE_NORMAL;

mHardwareStatus = AUDIO_HW_SET_MODE;

dev->set_mode(dev, mMode);

mHardwareStatus = AUDIO_HW_SET_MASTER_VOLUME;

dev->set_master_volume(dev, 1.0f);

mHardwareStatus = AUDIO_HW_IDLE;

}

}

}

以上对AudioFlinger进行的分析,主要是通过hw_get_module_by_class()找到模块接口名字if_name相匹配的模块库,加载,然后audio_hw_device_open()调用模块的open方法,完成音频设备模块的初始化。

留意AudioFlinger的构造函数只有简单的私有变量的初始化操作了,把音频设备初始化放到onFirstRef(),Android终于改进了这一点,好的设计根本不应该把可能会失败的操作放到构造函数中。onFirstRef是RefBase类的一个虚函数,在构造sp的时候就会被调用。因此,在构造sp<AudioFlinger>的时候就会触发onFirstRef方法,从而完成音频设备模块初始化。

2、hw_get_module_by_class

我们接下来看看hw_get_module_by_class,实现在hardware/libhardware/ hardware.c中,它作用加载指定名字的模块库(.so文件),这个应该是用于加载所有硬件设备相关的库文件,并不只是音频设备。

view plain print ?

  1. int hw_get_module_by_class(const char *class_id, const char *inst,  
  2.                            const struct hw_module_t **module)  
  3. {  
  4.     int status;  
  5.     int i;  
  6.     const struct hw_module_t *hmi = NULL;  
  7.     char prop[PATH_MAX];  
  8.     char path[PATH_MAX];  
  9.     char name[PATH_MAX];  
  10.     if (inst)  
  11.         snprintf(name, PATH_MAX, "%s.%s", class_id, inst);  
  12.     else  
  13.         strlcpy(name, class_id, PATH_MAX);  
  14.     //这里我们以音频库为例,AudioFlinger调用到这个函数时,  
  15.     //class_id=AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID="audio",inst="primary" (或"a2dp"或"usb")  
  16.     //那么此时name="audio.primary"  
  17.     for (i=0 ; i<HAL_VARIANT_KEYS_COUNT+1 ; i++) {  
  18.         if (i < HAL_VARIANT_KEYS_COUNT) {  
  19.               //通过property_get找到厂家标记如"ro.product.board=tuna",这时prop="tuna"  
  20.             if (property_get(variant_keys[i], prop, NULL) == 0) {  
  21.                 continue;  
  22.             }  
  23.             snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.%s.so",  
  24.                      HAL_LIBRARY_PATH2, name, prop); //#define HAL_LIBRARY_PATH2 "/vendor/lib/hw"  
  25.             if (access(path, R_OK) == 0) break;  
  26.             snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.%s.so",  
  27.                      HAL_LIBRARY_PATH1, name, prop); //#define HAL_LIBRARY_PATH1 "/system/lib/hw"  
  28.             if (access(path, R_OK) == 0) break;  
  29.         } else {  
  30.             snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.default.so", //如没有指定的库文件,则加载default.so,即stub-device  
  31.                      HAL_LIBRARY_PATH1, name);  
  32.             if (access(path, R_OK) == 0) break;  
  33.         }  
  34.     }  
  35.     //到这里,完成一个模块库的完整路径名称,如path="/system/lib/hw /audio.primary.tuna.so"  
  36.     //如何生成audio.primary.tuna.so?请看相关的Android.mk文件,其中有定义 LOCAL_MODULE := audio.primary.tuna  
  37.     status = -ENOENT;  
  38.     if (i < HAL_VARIANT_KEYS_COUNT+1) {  
  39.         status = load(class_id, path, module); //加载模块库  
  40.     }  
  41.     return status;  
  42. }  

int

hw_get_module_by_class(const char *class_id, const char *inst,

const struct hw_module_t **module)

{

int status;

int i;

const struct hw_module_t *hmi = NULL;

char prop[PATH_MAX];

char path[PATH_MAX];

char name[PATH_MAX];

if (inst)

snprintf(name, PATH_MAX, "%s.%s", class_id, inst);

else

strlcpy(name, class_id, PATH_MAX);

//这里我们以音频库为例,AudioFlinger调用到这个函数时,

//class_id=AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID="audio",inst="primary"(或"a2dp"

或"usb")

//那么此时name="audio.primary"

/*

* Here we rely on the fact that calling dlopen multiple times on

* the same .so will simply increment a refcount (and not load

* a new copy of the library).

* We also assume that dlopen() is thread-safe.

*/

/* Loop through the configuration variants looking for a module */

for (i=0 ; i<HAL_VARIANT_KEYS_COUNT+1 ; i++) {

if (i < HAL_VARIANT_KEYS_COUNT) {

//通过property_get找到厂家标记如"ro.product.board=tuna",这时prop="tuna"

if (property_get(variant_keys[i], prop, NULL) == 0) {

continue;

}

snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.%s.so",

HAL_LIBRARY_PATH2, name, prop); //#define

HAL_LIBRARY_PATH2 "/vendor/lib/hw"

if (access(path, R_OK) == 0) break;

snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.%s.so",

HAL_LIBRARY_PATH1, name, prop); //#define

HAL_LIBRARY_PATH1 "/system/lib/hw"

if (access(path, R_OK) == 0) break;

} else {

snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.default.so",

//如没有指定的库文件,则加载default.so,即stub-device

HAL_LIBRARY_PATH1, name);

if (access(path, R_OK) == 0) break;

}

}

//到这里,完成一个模块库的完整路径名称,如path="/system/lib/hw/audio.primary.tuna.so"

//如何生成audio.primary.tuna.so?请看相关的Android.mk文件,其中有定义LOCAL_MODULE :=

audio.primary.tuna

status = -ENOENT;

if (i < HAL_VARIANT_KEYS_COUNT+1) {

/* load the module, if this fails, we're doomed, and we should

not try

* to load a different variant. */

status = load(class_id, path, module); //加载模块库

}

return status;

}

load()函数不详细分析了,它通过dlopen加载库文件,然后dlsym找到hal_module_info的首地址。我们先看看 hal_module_info的定义: view plain print ?

  1. typedef struct hw_module_t {  
  2.     uint32_t tag;  
  3.     uint16_t version_major;  
  4.     uint16_t version_minor;  
  5.     const char *id;  
  6.     const char *name;  
  7.     const char *author;  
  8.     struct hw_module_methods_t* methods;  
  9.     void* dso;  
  10.     uint32_t reserved[32-7];  
  11. } hw_module_t;  
  12. typedef struct hw_module_methods_t {  
  13.     int (*open)(const struct hw_module_t* module, const char* id,  
  14.             struct hw_device_t** device);  
  15. } hw_module_methods_t;  

/**

* Every hardware module must have a data structure named

HAL_MODULE_INFO_SYM

* and the fields of this data structure must begin with hw_module_t

* followed by module specific information.

*/

typedef struct hw_module_t {

/** tag must be initialized to HARDWARE_MODULE_TAG */

uint32_t tag;

/** major version number for the module */

uint16_t version_major;

/** minor version number of the module */

uint16_t version_minor;

/** Identifier of module */

const char *id;

/** Name of this module */

const char *name;

/** Author/owner/implementor of the module */

const char *author;

/** Modules methods */

struct hw_module_methods_t* methods;

/** module's dso */

void* dso;

/** padding to 128 bytes, reserved for future use */

uint32_t reserved[32-7];

} hw_module_t;

typedef struct hw_module_methods_t {

/** Open a specific device */

int (*open)(const struct hw_module_t* module, const char* id,

struct hw_device_t** device);

} hw_module_methods_t;这个结构体很重要,注释很详细。dlsym拿到这个结构体的首地址后,就可以调用 Modules methods进行设备模块的初始化了。设备模块中,都应该按照这个格式初始化好这个结构体,否则dlsym找不到它,也就无法调用Modules methods进行初始化了。

例如,在audio_hw.c中,它是这样定义的: view plain print ?

  1. static struct hw_module_methods_t hal_module_methods = {  
  2.     .open = adev_open,  
  3. };  
  4. struct audio_module HAL_MODULE_INFO_SYM = {  
  5.     .common = {  
  6.         .tag = HARDWARE_MODULE_TAG,  
  7.         .version_major = 1,  
  8.         .version_minor = 0,  
  9.         .id = AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID,  
  10.         .name = "Tuna audio HW HAL",  
  11.         .author = "The Android Open Source Project",  
  12.         .methods = &hal_module_methods,  
  13.     },  
  14. };  

static

struct hw_module_methods_t hal_module_methods = {

.open = adev_open,

};

struct audio_module HAL_MODULE_INFO_SYM = {

.common = {

.tag = HARDWARE_MODULE_TAG,

.version_major = 1,

.version_minor = 0,

.id = AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID,

.name = "Tuna audio HW HAL",

.author = "The Android Open Source Project",

.methods = &hal_module_methods,

},

};

3、audio_hw

好了,经过一番周折,又dlopen又dlsym的,终于进入我们的audio_hw。这部分没什么好说的,按照 hardware/libhardware/include/hardware/audio.h定义的接口实现就行了。这些接口全扔到一个结构体里面的,这样做的好处是:不必用大量的dlsym来获取各个接口函数的地址,只需找到这个结构体即可,从易用性和可扩充性来说,都是首选方式。

接口定义如下:

view plain print ?

  1. struct audio_hw_device {  
  2.     struct hw_device_t common;  
  3.     uint32_t (*get_supported_devices)(const struct audio_hw_device *dev);  
  4.     int (*init_check)(const struct audio_hw_device *dev);  
  5.     int (*set_voice_volume)(struct audio_hw_device *dev, float volume);  
  6.     int (*set_master_volume)(struct audio_hw_device *dev, float volume);  
  7.     int (*set_mode)(struct audio_hw_device *dev, int mode);  
  8.     int (*set_mic_mute)(struct audio_hw_device *dev, bool state);  
  9.     int (*get_mic_mute)(const struct audio_hw_device *dev, bool *state);  
  10.     int (*set_parameters)(struct audio_hw_device *dev, const char *kv_pairs);  
  11.     char * (*get_parameters)(const struct audio_hw_device *dev,  
  12.                              const char *keys);  
  13.     size_t (*get_input_buffer_size)(const struct audio_hw_device *dev,  
  14.                                     uint32_t sample_rate, int format,  
  15.                                     int channel_count);  
  16.     int (*open_output_stream)(struct audio_hw_device *dev, uint32_t devices,  
  17.                               int *format, uint32_t *channels,  
  18.                               uint32_t *sample_rate,  
  19.                               struct audio_stream_out **out);  
  20.     void (*close_output_stream)(struct audio_hw_device *dev,  
  21.                                 struct audio_stream_out* out);  
  22.     int (*open_input_stream)(struct audio_hw_device *dev, uint32_t devices,  
  23.                              int *format, uint32_t *channels,  
  24.                              uint32_t *sample_rate,  
  25.                              audio_in_acoustics_t acoustics,  
  26.                              struct audio_stream_in **stream_in);  
  27.     void (*close_input_stream)(struct audio_hw_device *dev,  
  28.                                struct audio_stream_in *in);  
  29.     int (*dump)(const struct audio_hw_device *dev, int fd);  
  30. };  
  31. typedef struct audio_hw_device audio_hw_device_t;  

struct

audio_hw_device {

struct hw_device_t common;

/**

* used by audio flinger to enumerate what devices are supported by

* each audio_hw_device implementation.

*

* Return value is a bitmask of 1 or more values of audio_devices_t

*/

uint32_t (*get_supported_devices)(const struct audio_hw_device

*dev);

/**

* check to see if the audio hardware interface has been

initialized.

* returns 0 on success, -ENODEV on failure.

*/

int (*init_check)(const struct audio_hw_device *dev);

/** set the audio volume of a voice call. Range is between 0.0 and

1.0 */

int (*set_voice_volume)(struct audio_hw_device *dev, float volume);

/**

* set the audio volume for all audio activities other than voice

call.

* Range between 0.0 and 1.0. If any value other than 0 is returned,

* the software mixer will emulate this capability.

*/

int (*set_master_volume)(struct audio_hw_device *dev, float volume);

/**

* setMode is called when the audio mode changes. AUDIO_MODE_NORMAL

mode

* is for standard audio playback, AUDIO_MODE_RINGTONE when a

ringtone is

* playing, and AUDIO_MODE_IN_CALL when a call is in progress.

*/

int (*set_mode)(struct audio_hw_device *dev, int mode);

/* mic mute */

int (*set_mic_mute)(struct audio_hw_device *dev, bool state);

int (*get_mic_mute)(const struct audio_hw_device *dev, bool *state);

/* set/get global audio parameters */

int (*set_parameters)(struct audio_hw_device *dev, const char

*kv_pairs);

/*

* Returns a pointer to a heap allocated string. The caller is

responsible

* for freeing the memory for it.

*/

char * (*get_parameters)(const struct audio_hw_device *dev,

const char *keys);

/* Returns audio input buffer size according to parameters passed or

* 0 if one of the parameters is not supported

*/

size_t (*get_input_buffer_size)(const struct audio_hw_device *dev,

uint32_t sample_rate, int format,

int channel_count);

/** This method creates and opens the audio hardware output stream

*/

int (*open_output_stream)(struct audio_hw_device *dev, uint32_t

devices,

int *format, uint32_t *channels,

uint32_t *sample_rate,

struct audio_stream_out **out);

void (*close_output_stream)(struct audio_hw_device *dev,

struct audio_stream_out* out);

/** This method creates and opens the audio hardware input stream */

int (*open_input_stream)(struct audio_hw_device *dev, uint32_t

devices,

int *format, uint32_t *channels,

uint32_t *sample_rate,

audio_in_acoustics_t acoustics,

struct audio_stream_in **stream_in);

void (*close_input_stream)(struct audio_hw_device *dev,

struct audio_stream_in *in);

/** This method dumps the state of the audio hardware */

int (*dump)(const struct audio_hw_device *dev, int fd);

};

typedef struct audio_hw_device audio_hw_device_t;

注:这是比较标准的C接口设计方法了,但是个人感觉还是用C++比较好,直观易读。2.3之前都是用C++实现这些接口设计的,到了4.0,不知道为何采纳用C?不会理由是做底层的不懂C++吧?!

三、Audio Hardware HAL的legacy实现

之前提到两种Audio Hardware HAL接口定义:

1/ legacy:hardware/libhardware_legacy/include/hardware_legacy /AudioHardwareInterface.h

2/ 非legacy:hardware/libhardware/include/hardware/audio.h

前者是2.3及之前的音频设备接口定义,后者是4.0的接口定义。

为了兼容以前的设计,4.0实现一个中间层:hardware/libhardware_legacy/audio/audio_hw_hal.cpp,结构与其他的audio_hw.c大同小异,差别在于open方法:

view plain print ?

  1. static int legacy_adev_open(const hw_module_t* module, const char* name,  
  2.                             hw_device_t** device)  
  3. {  
  4.     ......  
  5.     ladev->hwif = createAudioHardware();  
  6.     if (!ladev->hwif) {  
  7.         ret = -EIO;  
  8.         goto err_create_audio_hw;  
  9.     }  
  10.     ......  
  11. }  

static

int legacy_adev_open(const hw_module_t* module, const char* name,

hw_device_t** device)

{

......

ladev->hwif = createAudioHardware();

if (!ladev->hwif) {

ret = -EIO;

goto err_create_audio_hw;

}

......

}看到那个熟悉的createAudioHardware()没有?这是以前我提到的Vendor Specific Audio接口,然后新的接口再调用ladev->hwif的函数就是了。 因此老一套的alsa-lib、alsa-utils和alsa_sound也可以照搬过来,这里的文件被编译成静态库的,因此你需要修改 alsa_sound里面的Android.mk文件,链接这个静态库。还有alsa_sound的命名空间原来是“android”,现在需要改成 “android_audio_legacy”。

四、a2dp Audio HAL的实现

4.0的a2dp audio hal放到bluez里实现了,我找了好一会才找到:

external/Bluetooth/bluez/audio/android_audio_hw.c

大致与上面提到的audio_hw.c类似,因为都是基于audio.h定义的接口来实现的。

如果需要编译这个库,须在BoardConfig.mk里定义:

BOARD_HAVE_BLUETOOTH := true

开始还提到现在支持3种audio设备了,分别是primary、a2dp和usb。目前剩下usb audio hal我没有找到,不知是否需要自己去实现?其实alsa-driver都支持大部分的usb-audio设备了,因此上层也可调用tinyalsa的接口,就像samsung tuna的audio_hw.c那样。

五、音质改进???

可使用audio echo cancel和更好的resampler(SRC)???