android audio 音量设置分析

audiod 中经常遇到的场景是音量调整与输出设备的切换，下面两篇文章针对这两个场景分别分析一下
1，音量调整场景
android 音量调整，可以使用两种方式：
软件mixer的时候修改PCM data
控制DAC硬件的增益

第一种情况，如果是多路mix的情况，就是MixerThread进行软件mixer，然后在mixer计算的时候来缩放PCM data，
首先，JNI层调用了AudioFlinger::setStreamVolume。

status_t AudioFlinger::setStreamVolume(audio_stream_type_t stream, float value,        audio_io_handle_t output){    AutoMutex lock(mLock);    PlaybackThread *thread = NULL;    if (output) {        thread = checkPlaybackThread_l(output);  //获得对应的PlaybackThread        if (thread == NULL) {            return BAD_VALUE;        }    }    if (thread == NULL) {        for (size_t i = 0; i < mPlaybackThreads.size(); i++) {            mPlaybackThreads.valueAt(i)->setStreamVolume(stream, value);        }    } else {        thread->setStreamVolume(stream, value);  //继续向下层设置    }    return NO_ERROR;}

可以看到，最终是调用了PlaybackThread：：setStreamVolume来继续设置音量

void AudioFlinger::PlaybackThread::setStreamVolume(audio_stream_type_t stream, float value){    Mutex::Autolock _l(mLock);    mStreamTypes[stream].volume = value;//把音量数据存起来    broadcast_l();}

AudioFlinger::PlaybackThread::mixer_state AudioFlinger::MixerThread::prepareTracks_l(){                float typeVolume = mStreamTypes[track->streamType()].volume;  //取出暂存的音量数据                float v = masterVolume * typeVolume;                AudioTrackServerProxy *proxy = track->mAudioTrackServerProxy;                uint32_t vlr = proxy->getVolumeLR();                vl = vlr & 0xFFFF;                vr = vlr >> 16;                vl = (uint32_t)(v * vl) << 12;                vr = (uint32_t)(v * vr) << 12;            mAudioMixer->setParameter(name, param, AudioMixer::VOLUME0, (void *)vl);  //设置给audioMixer            mAudioMixer->setParameter(name, param, AudioMixer::VOLUME1, (void *)vr);}

可以看到上述函数把参数设置到了audioMixer里面，在audioMixer章节里面，
我们介绍过在audioMixer的实际操作函数是track__16BitsStereo这种函数，
对track__16BitsStereo的分析中，我们可以看到根据音量对PCM data进行实际的缩放
不再继续赘述了。

对于第二种方式，控制DAC硬件的增益，主要用在了DirectOutputThread，中，因为DirectOutputThread只有一路音频，直接写入HAL层，直接写入硬件的，
所以需要直接调用硬件DAC芯片的控制接口来调整音量。
其主要流程如下：
和mixerThread的流程一样，上层在调用了AudioFlinger::setStreamVolume之后，会调用prepareTracks_l函数

AudioFlinger::PlaybackThread::mixer_state AudioFlinger::DirectOutputThread::prepareTracks_l(    Vector< sp > *tracksToRemove){            // compute volume for this track            processVolume_l(track, last);}

AT章节中，我们提到过prepareTracks_l函数，其中会调用processVolume_l来处理音量

void AudioFlinger::DirectOutputThread::processVolume_l(Track *track, bool lastTrack){    audio_track_cblk_t* cblk = track->cblk();    float left, right;        float typeVolume = mStreamTypes[track->streamType()].volume;  //和mixerThread一样，也是从mStreamTypes里面取出音量数据        float v = mMasterVolume * typeVolume;        AudioTrackServerProxy *proxy = track->mAudioTrackServerProxy;        uint32_t vlr = proxy->getVolumeLR();        float v_clamped = v * (vlr & 0xFFFF);        if (v_clamped > MAX_GAIN) v_clamped = MAX_GAIN;        left = v_clamped/MAX_GAIN;        v_clamped = v * (vlr >> 16);        if (v_clamped > MAX_GAIN) v_clamped = MAX_GAIN;        right = v_clamped/MAX_GAIN;    if (lastTrack) {        if (left != mLeftVolFloat || right != mRightVolFloat) {            mLeftVolFloat = left;            mRightVolFloat = right;            uint32_t vl = (uint32_t)(left * (1 << 24));            uint32_t vr = (uint32_t)(right * (1 << 24));            if (mOutput->stream->set_volume) {                mOutput->stream->set_volume(mOutput->stream, left, right);  //向下层设置音量            }        }    }}

mOutput->stream->set_volume实际上调用的是 libhardware_legacy中的函数

static int out_set_volume(struct audio_stream_out *stream, float left,  //调用libhardware_legacy中的函数                          float right){    struct legacy_stream_out *out =        reinterpret_cast(stream);    return out->legacy_out->setVolume(left, right);}

然后就进入了HAL层代码，HAL层代码中最终调用了 ioctl(ctl->mixer->fd, SNDRV_CTL_IOCTL_ELEM_WRITE, &ev);
写入驱动
由于商业机密，HAL层代码不能贴出来。
到了内核中，则是按照以下调用序列，最终通过IIC总线，将音量控制命令写入了DAC芯片中

ioctl(ctl->mixer->fd, SNDRV_CTL_IOCTL_ELEM_WRITE, &ev);snd_ctl_elem_write_usersnd_ctl_elem_write_usersnd_ctl_elem_writewm8523_controlssnd_soc_put_volswsnd_soc_update_bits_locked

IIC总线写入命令
关于驱动的流程我们在这里不展开讲，后续会单独讲解

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