Android(安卓): android 9.0 audio 接口分析

    Android : android 8.0 audio 接口分析
1、HIDL 的概念

　　HIDL 读作 hide-l，全称是 Hardware Interface Definition Language。它在 Android Project Treble 中被起草，在 Android 8.0 中被全面使用，其诞生目的是使 Android 可以在不重新编译 HAL 的情况下对 Framework 进行 OTA 升级。
　　使用 HIDL 描述的 HAL 描述文件替换旧的用头文件描述的 HAL 文件的过程称为 * HAL 的 binder 化（binderization）。所有运行 Android O 的设备都必须只支持 binder 化后的 HAL 模块。
　　已发布的 HIDL package包位于 Android 代码库的hardware/interfaces/或vendor/目录下。使用 HDIL 描述的 HAL 接口存放在这些目录下的.hal文件中。比如我们可以在hardware/interfaces/audio/2.0/目录下找到部分 Audio HAL 描述文件，如下：

Android.bpAndroid.mkIDevice.halIDevicesFactory.halIPrimaryDevice.halIStream.halIStreamIn.halIStreamOutCallback.halIStreamOut.haltypes.hal

另外在frameworks/av/media/下多了个文件夹 libaudiohal ：

Android.mk                DeviceHalLocal.h             DevicesFactoryHalLocal.h  EffectHalHidl.h             EffectsFactoryHalLocal.h  StreamHalLocal.hConversionHelperHidl.cpp  DevicesFactoryHalHidl.cpp    EffectBufferHalHidl.cpp   EffectHalLocal.cpp          HalDeathHandlerHidl.cppConversionHelperHidl.h    DevicesFactoryHalHidl.h      EffectBufferHalHidl.h     EffectHalLocal.h            includeDeviceHalHidl.cpp         DevicesFactoryHalHybrid.cpp  EffectBufferHalLocal.cpp  EffectsFactoryHalHidl.cpp   StreamHalHidl.cppDeviceHalHidl.h           DevicesFactoryHalHybrid.h    EffectBufferHalLocal.h    EffectsFactoryHalHidl.h     StreamHalHidl.hDeviceHalLocal.cpp        DevicesFactoryHalLocal.cpp   EffectHalHidl.cpp         EffectsFactoryHalLocal.cpp  StreamHalLocal.cpp

从文件名命名方式来看，一类是以Hidl结尾，一类是Local结尾，Local结尾的应该是兼容之前的方式，即谷歌在文档里描述的：

HIDL 旨在用于进程间通信 (IPC)。进程之间的通信经过 Binder 化。对于必须与进程相关联的代码库，还可以使用直通模式（在 Java 中不受支持）：

　　要将运行早期版本的 Android 的设备更新为使用 Android O，您可以将惯用的（和旧版）HAL 封装在一个新 HIDL 接口中，该接口将在绑定式模式和同进程（直通）模式提供 HAL。这种封装对于 HAL 和 Android 框架来说都是透明的。直通模式仅适用于 C++ 客户端和实现。运行早期版本的 Android 的设备没有用 Java 编写的 HAL，因此 Java HAL 自然而然经过 Binder 化。

直通式标头文件：

　　编译 .hal 文件时，除了用于 Binder 通信的标头之外，hidl-gen 还会生成一个额外的直通标头文件 BsFoo.h；此标头定义了会被执行 dlopen 操作的函数。由于直通式 HAL 在它们被调用的同一进程中运行，因此在大多数情况下，直通方法由直接函数调用（同一线程）来调用。oneway 方法在各自的线程中运行，因为它们不需要等待 HAL 来处理它们（这意味着，在直通模式下使用 oneway 方法的所有 HAL 对于线程必须是安全的）。

　　如果有一个 IFoo.hal，BsFoo.h 会封装 HIDL 生成的方法，以提供额外的功能（例如使 oneway 事务在其他线程中运行）。该文件类似于 BpFoo.h，不过，所需函数是直接调用的，并未使用 Binder 传递调用 IPC。未来，HAL 的实现可能提供多种实现结果，例如 FooFast HAL 和 FooAccurate HAL。在这种情况下，系统会针对每个额外的实现结果创建一个文件（例如 PTFooFast.cpp 和 PTFooAccurate.cpp）。

2、Audio Record 调用分析：

(1) Java层调用Android的SDK中的API实例化一个AudioRecord对象

　　-》 \android-8.0.0_r4\frameworks\av\media\libaudioclient\AudioRecord.cpp -》 AudioRecord::AudioRecord

(2) 设置相应参数

　　-》 mStatus = set(inputSource, sampleRate, format, channelMask, frameCount, cbf, user,
　　　　　　　　notificationFrames, false /*threadCanCallJava*/, sessionId, transferType, flags,
　　　　　　　　uid, pid, pAttributes);

(3)打开录音接口

　-》　// create the IAudioRecord
　　　　status_t status = openRecord_l(0 /*epoch*/, mOpPackageName);

(4) 获取输入设备属性：

　　　　status = AudioSystem::getInputForAttr(&mAttributes, &input,
                                        mSessionId,
                                        // FIXME compare to AudioTrack
                                        mClientPid,
                                        mClientUid,
                                        &config,
                                        mFlags, mSelectedDeviceId, &mPortId);

　　　　其中是通过获取audio_policy_service建立binder接口:

　　　　 // establish binder interface to AudioPolicy service
　　　　 const sp AudioSystem::get_audio_policy_service()

(5) 调用AudioPolicyManager的接口： \android-8.0.0_r4\frameworks\av\services\audiopolicy\managerdefault\AudioPolicyManager.cpp

　　　aps->getInputForAttr -》 AudioPolicyManager::getInputForAttr

(6) 根据app传下的参数获取对应的设备类型：

　　device = getDeviceAndMixForInputSource(inputSource, &policyMix);

　　-》Engine::getDeviceForInputSource (\android-8.0.0_r4\frameworks\av\services\audiopolicy\enginedefault\src\Engine.cpp)

一般录音软件是：AUDIO_SOURCE_MIC ，google 语音引擎是：AUDIO_SOURCE_VOICE_RECOGNITION

　　再根据当前系统支持的输入设备返回对应的录音设备：（默认的内置mic就是 AUDIO_DEVICE_IN_BUILTIN_MIC）

 if (mForceUse[AUDIO_POLICY_FORCE_FOR_RECORD] == AUDIO_POLICY_FORCE_BT_SCO &&                availableDeviceTypes & AUDIO_DEVICE_IN_BLUETOOTH_SCO_HEADSET) {            device = AUDIO_DEVICE_IN_BLUETOOTH_SCO_HEADSET;        } else if (availableDeviceTypes & AUDIO_DEVICE_IN_WIRED_HEADSET) { device = AUDIO_DEVICE_IN_WIRED_HEADSET; } else if (availableDeviceTypes & AUDIO_DEVICE_IN_USB_HEADSET) { device = AUDIO_DEVICE_IN_USB_HEADSET; } else if (availableDeviceTypes & AUDIO_DEVICE_IN_USB_DEVICE) { device = AUDIO_DEVICE_IN_USB_DEVICE; } else if (availableDeviceTypes & AUDIO_DEVICE_IN_BUILTIN_MIC) { device = AUDIO_DEVICE_IN_BUILTIN_MIC; }

PS：通过 dumpsys media.audio_policy 指令查看当前系统所支持的设备模块及类型。

可通过\android-8.0.0_r4\frameworks\av\services\audiopolicy目录里面 audio_policy.conf或者audio_policy_configuration.xml配置设备加载，

使用.conf还是.xml取决于frameworks/av/services/audiopolicy/Android.mk 通过宏USE_XML_AUDIO_POLICY_CONF - 1 : 使用 .xml , 0: 使用 .conf。

(7) 根据返回的device类型获取对应录音设备：

 　　　　*input = getInputForDevice(device, address, session, uid, inputSource,                           　　    config->sample_rate, config->format, config->channel_mask, flags,                            　　   policyMix);

(8) 调用getInputProfile函数根据传进来的声音采样率、声音格式、通道掩码等参数与获得的设备支持的Input Profile比较返回一个与设备Profile匹配的IOProfile-》

　　　　　profile = getInputProfile(device, address,                                  　　　　profileSamplingRate, profileFormat, profileChannelMask,                                 　　　　 profileFlags);

(9) 根据返回的profile调用初始化时加载好的client接口：

status_t status = mpClientInterface->openInput(profile->getModuleHandle(),                                                   &input,                                                   &config,                                                   &device,                                                   address,                                                   halInputSource,                                                   profileFlags);

PS: mpClientInterface是由AudioPolicyService中加载对应模块传递过来：

void AudioPolicyService::onFirstRef(){    {        Mutex::Autolock _l(mLock);    // start tone playback thread    mTonePlaybackThread = new AudioCommandThread(String8("ApmTone"), this);    // start audio commands thread    mAudioCommandThread = new AudioCommandThread(String8("ApmAudio"), this);    // start output activity command thread    mOutputCommandThread = new AudioCommandThread(String8("ApmOutput"), this);    mAudioPolicyClient = new AudioPolicyClient(this);    mAudioPolicyManager = createAudioPolicyManager(mAudioPolicyClient); //对应的模块加载放在AudioPolicyManager的构造函数中   }// load audio processing modulessp<AudioPolicyEffects>audioPolicyEffects = new AudioPolicyEffects();{    Mutex::Autolock _l(mLock);    mAudioPolicyEffects = audioPolicyEffects;}

}

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1、HIDL 的概念

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