Android多媒体开发（4）————移植Libmad到android平台

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众所周知，Android的audiotrack只能播放原始的音频，也就是PCM数据，若是播放mp3编码格式的音频的话，就是出现沙沙的噪音。所以，可以使用第三方库Libmad来对mp3文件解码称为PCM数据，再送给audiotrack播放即可。


1、Libmad简介

Libmad是一个开源的高精度 MPEG 音频解码库，支持 MPEG-1（Layer I, Layer II 和 LayerIII（也就是 MP3）。LIBMAD 提供 24-bit 的 PCM 输出，完全是定点计算，非常适合没有浮点支持的平台上使用。使用 libmad 提供的一系列 API，就可以非常简单地实现 MP3 数据解码工作。在 libmad 的源代码文件目录下的 mad.h 文件中，可以看到绝大部分该库的数据结构和 API 等。


2、实现过程

2.1、下载Android平台下的Libmad工程

http://gitorious.org/rowboat/external-libmad

或者直接执行

[java] view plain copy print ?
  1. mkdirlibmad
  2. cdlibmad
  3. gitclonegit://gitorious.org/rowboat/external-libmad.git


下载的project可以直接用NDK编译通过的，但是要使用还是要写jni层供java层调用，关于NDK开发，可以参看我之前的博文。

但是Android.mk要改成如下形式。

[java] view plain copy print ?
  1. #ifeq($(strip$(BUILD_WITH_GST)),true)
  3. LOCAL_PATH:=$(callmy-dir)
  5. include$(CLEAR_VARS)
  7. LOCAL_SRC_FILES:=\
  8. version.c\
  9. fixed.c\
  10. bit.c\
  11. timer.c\
  12. stream.c\
  13. frame.c\
  14. synth.c\
  15. decoder.c\
  16. layer12.c\
  17. layer3.c\
  18. huffman.c
  20. LOCAL_ARM_MODE:=arm
  22. LOCAL_MODULE:=libmad
  24. LOCAL_C_INCLUDES:=\
  25. $(LOCAL_PATH)/android
  27. LOCAL_CFLAGS:=-DHAVE_CONFIG_H-DFPM_ARM-ffast-math-O3
  29. include$(BUILD_SHARED_LIBRARY)
  31. #endif

2.2、C代码编写API

需要注意一点的是，得到音频的Samplerate（采样率）要先进行一次readSamples操作才能发采样率读出。具体看代码即可。


[cpp] view plain copy print ?
  1. #defineTAG"NativeMP3Decoder"
  4. #include"FileSystem.h"
  6. #include"Mad.h"
  7. #include"NativeMP3Decoder.h"
  8. #include<stdio.h>
  9. #include<string.h>
  10. #include<stdlib.h>
  11. #include<android/log.h>
  16. #defineSHRT_MAX(32767)
  17. #defineINPUT_BUFFER_SIZE(8192/4)
  18. #defineOUTPUT_BUFFER_SIZE8192/*Mustbeanintegermultipleof4.*/
  20. //intg_size;
  22. externintfile_open(constchar*filename,intflags);
  23. externintfile_read(T_pFILEfd,unsignedchar*buf,intsize);
  24. externintfile_write(T_pFILEfd,unsignedchar*buf,intsize);
  25. externint64_tfile_seek(T_pFILEfd,int64_tpos,intwhence);
  26. externintfile_close(T_pFILEfd);
  28. /**
  29. *Structholdingthepointertoawavefile.
  30. */
  31. typedefstruct
  32. {
  33. intsize;
  34. int64_tfileStartPos;
  35. T_pFILEfile;
  36. structmad_streamstream;
  37. structmad_frameframe;
  38. structmad_synthsynth;
  39. mad_timer_ttimer;
  40. intleftSamples;
  41. intoffset;
  42. unsignedcharinputBuffer[INPUT_BUFFER_SIZE];
  43. }MP3FileHandle;
  46. /**staticWaveFileHandlearray**/
  47. staticinlineintreadNextFrame(MP3FileHandle*mp3);
  49. staticMP3FileHandle*Handle;
  50. unsignedintg_Samplerate;
  52. /**
  53. *Seeksafreehandleinthehandlesarrayandreturnsitsindexor-1ifnohandlecouldbefound
  54. */
  56. staticinlinevoidcloseHandle()
  57. {
  58. file_close(Handle->file);
  59. mad_synth_finish(&Handle->synth);
  60. mad_frame_finish(&Handle->frame);
  61. mad_stream_finish(&Handle->stream);
  62. free(Handle);
  63. Handle=NULL;
  64. }
  66. staticinlinesignedshortfixedToShort(mad_fixed_tFixed)
  67. {
  68. if(Fixed>=MAD_F_ONE)
  69. return(SHRT_MAX);
  70. if(Fixed<=-MAD_F_ONE)
  71. return(-SHRT_MAX);
  73. Fixed=Fixed>>(MAD_F_FRACBITS-15);
  74. return((signedshort)Fixed);
  75. }
  78. intNativeMP3Decoder_init(char*filepath,unsignedlongstart/*,unsignedlongsize*/)
  79. {
  81. __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,TAG,"start=%d*******\n",start);
  83. //__android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,TAG,"size=%d*******\n",size);
  86. //g_size=size;
  89. T_pFILEfileHandle=file_open(filepath,_FMODE_READ);
  90. if(fileHandle==0)
  91. return-1;
  93. MP3FileHandle*mp3Handle=(MP3FileHandle*)malloc(sizeof(MP3FileHandle));
  94. memset(mp3Handle,0,sizeof(MP3FileHandle));
  95. mp3Handle->file=fileHandle;
  98. //mp3Handle->size=size;
  99. mp3Handle->fileStartPos=start;
  101. file_seek(mp3Handle->file,start,SEEK_SET);
  103. mad_stream_init(&mp3Handle->stream);
  104. mad_frame_init(&mp3Handle->frame);
  105. mad_synth_init(&mp3Handle->synth);
  106. mad_timer_reset(&mp3Handle->timer);
  108. Handle=mp3Handle;
  111. readNextFrame(Handle);
  113. g_Samplerate=Handle->frame.header.samplerate;
  114. return1;
  115. }
  117. staticinlineintreadNextFrame(MP3FileHandle*mp3)
  118. {
  119. do
  120. {
  121. if(mp3->stream.buffer==0||mp3->stream.error==MAD_ERROR_BUFLEN)
  122. {
  123. intinputBufferSize=0;
  125. if(mp3->stream.next_frame!=0)
  126. {
  128. intleftOver=mp3->stream.bufend-mp3->stream.next_frame;
  129. inti;
  130. for(i=0;i<leftOver;i++)
  131. mp3->inputBuffer[i]=mp3->stream.next_frame[i];
  132. intreadBytes=file_read(mp3->file,mp3->inputBuffer+leftOver,INPUT_BUFFER_SIZE-leftOver);
  133. if(readBytes==0)
  134. return0;
  135. inputBufferSize=leftOver+readBytes;
  136. }
  137. else
  138. {
  140. intreadBytes=file_read(mp3->file,mp3->inputBuffer,INPUT_BUFFER_SIZE);
  141. if(readBytes==0)
  142. return0;
  143. inputBufferSize=readBytes;
  144. }
  146. mad_stream_buffer(&mp3->stream,mp3->inputBuffer,inputBufferSize);
  147. mp3->stream.error=MAD_ERROR_NONE;
  149. }
  151. if(mad_frame_decode(&mp3->frame,&mp3->stream))
  152. {
  154. if(mp3->stream.error==MAD_ERROR_BUFLEN||(MAD_RECOVERABLE(mp3->stream.error)))
  155. continue;
  156. else
  157. return0;
  158. }
  159. else
  160. break;
  161. }
  162. while(1);
  164. mad_timer_add(&mp3->timer,mp3->frame.header.duration);
  165. mad_synth_frame(&mp3->synth,&mp3->frame);
  166. mp3->leftSamples=mp3->synth.pcm.length;
  167. mp3->offset=0;
  169. return-1;
  170. }
  174. intNativeMP3Decoder_readSamples(short*target,intsize)
  175. {
  177. MP3FileHandle*mp3=Handle;
  178. //short*target=(short*)env->GetDirectBufferAddress(buffer);
  179. intpos=0;
  180. intidx=0;
  181. while(idx!=size)
  182. {
  183. if(mp3->leftSamples>0)
  184. {
  185. for(;idx<size&&mp3->offset<mp3->synth.pcm.length;mp3->leftSamples--,mp3->offset++)
  186. {
  187. intvalue=fixedToShort(mp3->synth.pcm.samples[0][mp3->offset]);
  189. if(MAD_NCHANNELS(&mp3->frame.header)==2)
  190. {
  191. value+=fixedToShort(mp3->synth.pcm.samples[1][mp3->offset]);
  192. value/=2;
  193. }
  195. target[idx++]=value;
  196. }
  197. }
  198. else
  199. {
  201. pos=file_seek(mp3->file,0,SEEK_CUR);
  203. intresult=readNextFrame(mp3);
  204. if(result==0)
  205. return0;
  206. }
  208. }
  209. /*if(pos>mp3->fileStartPos+mp3->size)
  210. {
  212. __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,TAG,"*****return-1**\n");
  213. return-1;
  214. }
  215. */
  216. if(idx>size)
  217. return0;
  219. //returnsize;
  220. returnpos;
  222. }
  224. intNativeMP3Decoder_getAduioSamplerate()
  225. {
  226. returng_Samplerate;
  228. }
  231. voidNativeMP3Decoder_closeAduioFile()
  232. {
  233. if(Handle!=0)
  234. {
  235. closeHandle();
  236. Handle=0;
  237. }
  238. }

头文件声明

[cpp] view plain copy print ?
  1. /*DONOTEDITTHISFILE-itismachinegenerated*/
  2. #include<jni.h>
  3. #include<stdlib.h>
  7. intNativeMP3Decoder_init(char*filepath,unsignedlongstart/*,unsignedlongsize*/);
  9. intNativeMP3Decoder_readSamples(short*target,intsize);
  11. voidNativeMP3Decoder_closeAduioFile();
  13. intNativeMP3Decoder_getAduioSamplerate();

 2.2、编写JNI调用代码，往上提供接口

[cpp] view plain copy print ?
  1. #defineTAG"native_libmad"
  4. #include"FileSystem.h"
  5. #include<stdlib.h>
  6. #include<jni.h>
  7. #include<android/log.h>
  12. externintNativeMP3Decoder_readSamples(short*target,intsize);
  14. externvoidNativeMP3Decoder_closeAduioFile();
  16. externintNativeMP3Decoder_getAduioSamplerate();
  18. externintNativeMP3Decoder_init(char*filepath,unsignedlongstart);
  22. jintJava_com_conowen_libmad_NativeMP3Decoder_initAudioPlayer(JNIEnv*env,jobjectobj,jstringfile,jintstartAddr)
  23. {
  25. char*fileString=(*env)->GetStringUTFChars(env,file,NULL);
  27. returnNativeMP3Decoder_init(fileString,startAddr);
  29. }
  31. jintJava_com_conowen_libmad_NativeMP3Decoder_getAudioBuf(JNIEnv*env,jobjectobj,jshortArrayaudioBuf,jintlen)
  32. {
  33. intbufsize=0;
  34. intret=0;
  35. if(audioBuf!=NULL){
  36. bufsize=(*env)->GetArrayLength(env,audioBuf);
  37. jshort*_buf=(*env)->GetShortArrayElements(env,audioBuf,0);
  38. memset(_buf,0,bufsize*2);
  39. ret=NativeMP3Decoder_readSamples(_buf,len);
  40. (*env)->ReleaseShortArrayElements(env,audioBuf,_buf,0);
  41. }
  42. else{
  44. __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG,TAG,"getAudiofailed");
  45. }
  46. returnret;
  47. }
  49. jintJava_com_conowen_libmad_NativeMP3Decoder_getAudioSamplerate()
  50. {
  51. returnNativeMP3Decoder_getAduioSamplerate();
  52. }
  55. voidJava_com_conowen_libmad_NativeMP3Decoder_closeAduioFile()
  57. {
  58. NativeMP3Decoder_closeAduioFile();
  60. }


2.3、文件读写操作


[java] view plain copy print ?
  1. #include<unistd.h>
  2. #include<sys/stat.h>
  3. #include<sys/time.h>
  4. #include<sys/types.h>
  5. #include<stdlib.h>
  6. #include<fcntl.h>
  7. #include"FileSystem.h"
  9. intfile_open(constchar*filename,intflags)
  10. {
  11. intaccess;
  12. T_pFILEfd=0;
  13. if(flags==_CREATE){
  14. access=O_CREAT|O_TRUNC|O_RDWR;
  15. }elseif(flags==_WRONLY){
  16. access=O_CREAT|O_TRUNC|O_WRONLY;
  17. }elseif(flags==_RDONLY){
  18. access=O_RDONLY;
  19. }elseif(flags==_RDWR){
  20. access=O_RDWR;
  21. }else{
  22. return-1;
  23. }
  25. #ifdefO_BINARY
  26. access|=O_BINARY;
  27. #endif
  28. fd=open(filename,access,0666);
  29. if(fd==-1)
  30. return-1;
  31. returnfd;
  32. }
  34. intfile_read(T_pFILEfd,unsignedchar*buf,intsize)
  35. {
  37. returnread(fd,buf,size);
  38. }
  40. intfile_write(T_pFILEfd,unsignedchar*buf,intsize)
  41. {
  43. returnwrite(fd,buf,size);
  44. }
  47. int64_tfile_seek(T_pFILEfd,int64_tpos,intwhence)
  48. {
  50. if(whence==0x10000){
  51. structstatst;
  52. intret=fstat(fd,&st);
  53. returnret<0?-1:st.st_size;
  54. }
  55. returnlseek(fd,pos,whence);
  56. }
  58. intfile_close(T_pFILEfd)
  59. {
  61. returnclose(fd);
  62. }

头文件

[java] view plain copy print ?
  1. #include<stdlib.h>
  3. typedefsignedlongT_S32;/*signed32bitinteger*/
  6. #defineT_pFILET_S32
  7. #defineT_hFILET_S32
  14. #define_CREATE0//"wb+"//0
  15. #define_RDONLY1//"rb"//1
  16. #define_WRONLY2//"wb"//2
  17. #define_RDWR3//"rb+"//3
  21. #define_FMODE_READ_RDONLY
  22. #define_FMODE_WRITE_WRONLY
  23. #define_FMODE_CREATE_CREATE
  24. #define_FMODE_OVERLAY_RDWR
  27. #define_FSEEK_CURRENT1
  28. #define_FSEEK_END2
  29. #define_FSEEK_SET0
  30. #define_FOPEN_FAIL-1
  33. #defineSEEK_CURRENT1
  34. #defineSEEK_CUR1
  35. #defineSEEK_END2
  36. #defineSEEK_SET0
  38. #defineFS_SEEK_SET0


把上述两个c文件，加入Android文件编译即可生成。90K左右

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