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

AudioFlinger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

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

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

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

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audiohardwarehal
2. staticintload_audio_interface(constchar*if_name,consthw_module_t**mod,
3. audio_hw_device_t**dev)
4. {
5. intrc;
7. //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
8. rc=hw_get_module_by_class(AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID,if_name,mod);
9. if(rc)
10. gotoout;
12. //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
13. rc=audio_hw_device_open(*mod,dev);
14. LOGE_IF(rc,"couldn'topenaudiohwdevicein%s.%s(%s)",
15. AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID,if_name,strerror(-rc));
16. if(rc)
17. gotoout;
19. return0;
21. out:
22. *mod=NULL;
23. *dev=NULL;
24. returnrc;
25. }
27. //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
28. staticconstchar*audio_interfaces[]={
29. "primary",//主音频设备，一般为本机codec
30. "a2dp",//a2dp设备，蓝牙高保真音频
31. "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
32. };
33. #defineARRAY_SIZE(x)(sizeof((x))/sizeof(((x)[0])))
35. //----------------------------------------------------------------------------
37. AudioFlinger::AudioFlinger()
38. :BnAudioFlinger(),
39. mPrimaryHardwareDev(0),mMasterVolume(1.0f),mMasterMute(false),mNextUniqueId(1),
40. mBtNrecIsOff(false)
41. {
42. }
44. voidAudioFlinger::onFirstRef()
45. {
46. intrc=0;
48. Mutex::Autolock_l(mLock);
50. /*TODO:moveallthisworkintoanInit()function*/
51. mHardwareStatus=AUDIO_HW_IDLE;
53. //打开audio_interfaces数组定义的所有音频设备
54. for(size_ti=0;i<ARRAY_SIZE(audio_interfaces);i++){
55. consthw_module_t*mod;
56. audio_hw_device_t*dev;
58. rc=load_audio_interface(audio_interfaces[i],&mod,&dev);
59. if(rc)
60. continue;
62. LOGI("Loaded%saudiointerfacefrom%s(%s)",audio_interfaces[i],
63. mod->name,mod->id);
64. mAudioHwDevs.push(dev);//mAudioHwDevs是一个Vector，存储已打开的audiohwdevices
66. if(!mPrimaryHardwareDev){
67. mPrimaryHardwareDev=dev;
68. LOGI("Using'%s'(%s.%s)astheprimaryaudiointerface",
69. mod->name,mod->id,audio_interfaces[i]);
70. }
71. }
73. mHardwareStatus=AUDIO_HW_INIT;
75. if(!mPrimaryHardwareDev||mAudioHwDevs.size()==0){
76. LOGE("Primaryaudiointerfacenotfound");
77. return;
78. }
80. //对audiohwdevices进行一些初始化，如mode、mastervolume的设置
81. for(size_ti=0;i<mAudioHwDevs.size();i++){
82. audio_hw_device_t*dev=mAudioHwDevs[i];
84. mHardwareStatus=AUDIO_HW_INIT;
85. rc=dev->init_check(dev);
86. if(rc==0){
87. AutoMutexlock(mHardwareLock);
89. mMode=AUDIO_MODE_NORMAL;
90. mHardwareStatus=AUDIO_HW_SET_MODE;
91. dev->set_mode(dev,mMode);
92. mHardwareStatus=AUDIO_HW_SET_MASTER_VOLUME;
93. dev->set_master_volume(dev,1.0f);
94. mHardwareStatus=AUDIO_HW_IDLE;
95. }
96. }
97. }

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。
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1. inthw_get_module_by_class(constchar*class_id,constchar*inst,
2. conststructhw_module_t**module)
3. {
4. intstatus;
5. inti;
6. conststructhw_module_t*hmi=NULL;
7. charprop[PATH_MAX];
8. charpath[PATH_MAX];
9. charname[PATH_MAX];
11. if(inst)
12. snprintf(name,PATH_MAX,"%s.%s",class_id,inst);
13. else
14. strlcpy(name,class_id,PATH_MAX);
16. //这里我们以音频库为例，AudioFlinger调用到这个函数时，
17. //class_id=AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID="audio"，inst="primary"(或"a2dp"或"usb")
18. //那么此时name="audio.primary"
20. /*
21. *Herewerelyonthefactthatcallingdlopenmultipletimeson
22. *thesame.sowillsimplyincrementarefcount(andnotload
23. *anewcopyofthelibrary).
24. *Wealsoassumethatdlopen()isthread-safe.
25. */
27. /*Loopthroughtheconfigurationvariantslookingforamodule*/
28. for(i=0;i<HAL_VARIANT_KEYS_COUNT+1;i++){
29. if(i<HAL_VARIANT_KEYS_COUNT){
30. //通过property_get找到厂家标记如"ro.product.board=tuna"，这时prop="tuna"
31. if(property_get(variant_keys[i],prop,NULL)==0){
32. continue;
33. }
34. snprintf(path,sizeof(path),"%s/%s.%s.so",
35. HAL_LIBRARY_PATH2,name,prop);//#defineHAL_LIBRARY_PATH2"/vendor/lib/hw"
36. if(access(path,R_OK)==0)break;
38. snprintf(path,sizeof(path),"%s/%s.%s.so",
39. HAL_LIBRARY_PATH1,name,prop);//#defineHAL_LIBRARY_PATH1"/system/lib/hw"
40. if(access(path,R_OK)==0)break;
41. }else{
42. 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
43. HAL_LIBRARY_PATH1,name);
44. if(access(path,R_OK)==0)break;
45. }
46. }
47. //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"
48. //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
50. status=-ENOENT;
51. if(i<HAL_VARIANT_KEYS_COUNT+1){
52. /*loadthemodule,ifthisfails,we'redoomed,andweshouldnottry
53. *toloadadifferentvariant.*/
54. status=load(class_id,path,module);//加载模块库
55. }
57. returnstatus;
58. }

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： [cpp] view plain copy

1. /**
2. *EveryhardwaremodulemusthaveadatastructurenamedHAL_MODULE_INFO_SYM
3. *andthefieldsofthisdatastructuremustbeginwithhw_module_t
4. *followedbymodulespecificinformation.
5. */
6. typedefstructhw_module_t{
7. /**tagmustbeinitializedtoHARDWARE_MODULE_TAG*/
8. uint32_ttag;
10. /**majorversionnumberforthemodule*/
11. uint16_tversion_major;
13. /**minorversionnumberofthemodule*/
14. uint16_tversion_minor;
16. /**Identifierofmodule*/
17. constchar*id;
19. /**Nameofthismodule*/
20. constchar*name;
22. /**Author/owner/implementorofthemodule*/
23. constchar*author;
25. /**Modulesmethods*/
26. structhw_module_methods_t*methods;
28. /**module'sdso*/
29. void*dso;
31. /**paddingto128bytes,reservedforfutureuse*/
32. uint32_treserved[32-7];
34. }hw_module_t;
36. typedefstructhw_module_methods_t{
37. /**Openaspecificdevice*/
38. int(*open)(conststructhw_module_t*module,constchar*id,
39. structhw_device_t**device);
41. }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： [cpp] view plain copy

1. staticstructhw_module_methods_thal_module_methods={
2. .open=adev_open,
3. };
5. structaudio_moduleHAL_MODULE_INFO_SYM={
6. .common={
7. .tag=HARDWARE_MODULE_TAG,
8. .version_major=1,
9. .version_minor=0,
10. .id=AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID,
11. .name="TunaaudioHWHAL",
12. .author="TheAndroidOpenSourceProject",
13. .methods=&hal_module_methods,
14. },
15. };

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：
[cpp] view plain copy

1. structaudio_hw_device{
2. structhw_device_tcommon;
4. /**
5. *usedbyaudioflingertoenumeratewhatdevicesaresupportedby
6. *eachaudio_hw_deviceimplementation.
7. *
8. *Returnvalueisabitmaskof1ormorevaluesofaudio_devices_t
9. */
10. uint32_t(*get_supported_devices)(conststructaudio_hw_device*dev);
12. /**
13. *checktoseeiftheaudiohardwareinterfacehasbeeninitialized.
14. *returns0onsuccess,-ENODEVonfailure.
15. */
16. int(*init_check)(conststructaudio_hw_device*dev);
18. /**settheaudiovolumeofavoicecall.Rangeisbetween0.0and1.0*/
19. int(*set_voice_volume)(structaudio_hw_device*dev,floatvolume);
21. /**
22. *settheaudiovolumeforallaudioactivitiesotherthanvoicecall.
23. *Rangebetween0.0and1.0.Ifanyvalueotherthan0isreturned,
24. *thesoftwaremixerwillemulatethiscapability.
25. */
26. int(*set_master_volume)(structaudio_hw_device*dev,floatvolume);
28. /**
29. *setModeiscalledwhentheaudiomodechanges.AUDIO_MODE_NORMALmode
30. *isforstandardaudioplayback,AUDIO_MODE_RINGTONEwhenaringtoneis
31. *playing,andAUDIO_MODE_IN_CALLwhenacallisinprogress.
32. */
33. int(*set_mode)(structaudio_hw_device*dev,intmode);
35. /*micmute*/
36. int(*set_mic_mute)(structaudio_hw_device*dev,boolstate);
37. int(*get_mic_mute)(conststructaudio_hw_device*dev,bool*state);
39. /*set/getglobalaudioparameters*/
40. int(*set_parameters)(structaudio_hw_device*dev,constchar*kv_pairs);
42. /*
43. *Returnsapointertoaheapallocatedstring.Thecallerisresponsible
44. *forfreeingthememoryforit.
45. */
46. char*(*get_parameters)(conststructaudio_hw_device*dev,
47. constchar*keys);
49. /*Returnsaudioinputbuffersizeaccordingtoparameterspassedor
50. *0ifoneoftheparametersisnotsupported
51. */
52. size_t(*get_input_buffer_size)(conststructaudio_hw_device*dev,
53. uint32_tsample_rate,intformat,
54. intchannel_count);
56. /**Thismethodcreatesandopenstheaudiohardwareoutputstream*/
57. int(*open_output_stream)(structaudio_hw_device*dev,uint32_tdevices,
58. int*format,uint32_t*channels,
59. uint32_t*sample_rate,
60. structaudio_stream_out**out);
62. void(*close_output_stream)(structaudio_hw_device*dev,
63. structaudio_stream_out*out);
65. /**Thismethodcreatesandopenstheaudiohardwareinputstream*/
66. int(*open_input_stream)(structaudio_hw_device*dev,uint32_tdevices,
67. int*format,uint32_t*channels,
68. uint32_t*sample_rate,
69. audio_in_acoustics_tacoustics,
70. structaudio_stream_in**stream_in);
72. void(*close_input_stream)(structaudio_hw_device*dev,
73. structaudio_stream_in*in);
75. /**Thismethoddumpsthestateoftheaudiohardware*/
76. int(*dump)(conststructaudio_hw_device*dev,intfd);
77. };
78. typedefstructaudio_hw_deviceaudio_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：
[cpp] view plain copy

1. staticintlegacy_adev_open(consthw_module_t*module,constchar*name,
2. hw_device_t**device)
3. {
4. ......
6. ladev->hwif=createAudioHardware();
7. if(!ladev->hwif){
8. ret=-EIO;
9. gotoerr_create_audio_hw;
10. }
12. ......
13. }

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）？？？

--to be continued…

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