MediaRecorder流程分析

一、 java层

media recorder state machine：

1、java应用层

java应用层主要是一些接口的调用，它并没有具体功能代码的实现，java应用层的代码路径为：

android/packages/apps/SoundRecorder/src/com/android/soundrecorder/

该目录下有文件： SoundRecorder.java Recorder.java VUMeter.java

soundrecorder.java是程序的入口文件，我们在可以在里面设置文件输出编码格式的格式，现在系统默认支持两种格式amr和3gpp格式。设置代码如下：

mRequestedType =AUDIO_3GPP; //02 AUDIO_AMR;

接着运行mRecorder = new Recorder();创建一个Recorder类。Recorder类在Recorder.java中定义。

Recorder的startRecording方法启动了java层的录音。startRecording方法中首先创建一个Mediarecorder的类，然后调用Mediarecorder的方法完成设置audio源、设置输出文件格式、audio编码格式、设置输出文件，然后检查MediaRecorder是否准备好了。如果准备好就启动。如果没有准备好就抛出异常然后重新设置MediaRecorder和释放MediaRecorder。代码如下所示：

mRecorder = new MediaRecorder();

mRecorder.setAudioSource(MediaRecorder.AudioSource.MIC);

mRecorder.setOutputFormat(outputfileformat);

mRecorder.setAudioEncoder(MediaRecorder.AudioEncoder.AMR_NB);

mRecorder.setOutputFile(mSampleFile.getAbsolutePath());

// Handle IOException

try {

mRecorder.prepare();

} catch(IOException exception) {

setError(INTERNAL_ERROR);

mRecorder.reset();

mRecorder.release();

mRecorder = null;

return;

}

mRecorder.start();

2、JAVA Framework层

Java的framework层代码位于：

frameworks/base/media/java/android/media/MediaRecorder.java

它没有具体的实现只是一个接口而已。

3、JAVA本地调用部分（JNI）：

frameworks/base/media/jni/android_media_MediaRecorder.cpp

jni层的只是实现了方法的注册，为java层调用C++程序提供一种注册。

这三给部分的程序会编译成一个libmedia_jni.so库，java层序的调用都是调用该库中的接口。具体的实现要要在我们的多媒体底层库。

二、多媒体底层库

1、ImediaRecorder.cpp

Imediarecorder.cpp文件中实现了BP功能。BP和BN是通过binder来通信的。Bp主要是用来处理java层传下来的服务请求。然后通过transact将处理请求传给bn（通过binder）。其接口如下所示：

class BpMediaRecorder: public BpInterface

{

BpMediaRecorder(const sp& impl) : BpInterface(impl) {}

status_t setCamera(const sp& camera)；

status_t setPreviewSurface(const sp& surface)；

status_t init()；

status_t setVideoSource(int vs)；

status_t setAudioSource(int as)；

status_t setOutputFormat(int of)；

status_t setAudioEncoder(int ae)；

status_t setOutputFile(const char* path)；

status_t prepare()；

status_t getMaxAmplitude(int* max)；

…………………………

}

上面的每个函数中都用transact方法来向bn发出请求。然后调用return reply.readInt32();将从bn返回的数据传送个他们的调用函数。

2、Mediarecorder.cpp

Bn的实现是在Mediarecorder.cpp文件中。BN是用来处理bp的请求，当bn将数将处理完后将数据通过transact传给回bp（通过binder）。MediaRecorder.cpp文件的实现方法与ImediaRecorder,cpp对应，主要是用来接收ImediaRecorder发送过来的请求。

MediaRecorder::MediaRecorder()

{ LOGV("constructor");

sp sm = defaultServiceManager();

sp binder;

do {

binder = sm->getService(String16("media.player"));

if (binder != NULL) {

break;

}

usleep(500000); // 0.5 s

} while(true);

sp service = interface_cast(binder);

if (service != NULL) {

mMediaRecorder = service->createMediaRecorder(getpid());

}

if (mMediaRecorder != NULL) {

mCurrentState = MEDIA_RECORDER_IDLE;

}

doCleanUp();

}

该文件操作的方法是mMediaRecorder的方法，它主要是同过binder机制将请求传输送给mediarecorder的服务进程。

3、多媒体服务部分

mediaRecorder的服务文件是MediaRecorderClient.cpp，它主要调用的是PVMediaRecorder的实现方法，在此请求opencore的服务。

MediaRecorderClient::MediaRecorderClient(pid_t pid)

{

LOGV("Client constructor");

mPid = pid;

mRecorder = new PVMediaRecorder();

}

三、Opencore

Opencore的大致框架图如下所示：

我们先从pvmediarecorder.cpp文件分析。

在PVMediaRecorder中首先创建一个AuthorDriverWrapper的对象。PVMediaRecorder将它的方法通过author_command包装。然后通过AuthorDriverWrapper的enqueueCommand将命令发送请求队列中。

PVMediaRecorder的setOutputFile方法会打开我们上面指定的文件路径下的文件，为写文件作好准备。代码如下：

int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT );

接着分析authordriver.cpp文件

AuthorDriverWrapper::AuthorDriverWrapper()

{

mAuthorDriver = new AuthorDriver();

}

我们在AuthorDriverWrapper首先创建一个AuthorDriver的对象.。我们来看AuthorDriverWrapper的enqueueCommand方法，可以看到，我们在pvmediarecorder中调用的enqueuecommand实际上调用的是authordriver的enqueuecommand方法。

status_t AuthorDriverWrapper::enqueueCommand(author_command *ac, media_completion_f comp, void *cookie)

{ if (mAuthorDriver) {

return mAuthorDriver->enqueueCommand(ac, comp, cookie);

}

return NO_INIT;

}

四、audioflinger层和audiorecord

1、AudioRecord

音频系统的对外接口是AudioRecord,它通过iBinder来远程调用Audioflinger的openRecorder函数。AudioRecord构造函数如下：

1：AudioRecord

AudioRecord::AudioRecord(

int streamType,

uint32_t sampleRate,

int format,

int channelCount,

int frameCount,

uint32_t flags,

callback_t cbf,

void* user,

int notificationFrames)

: mStatus(NO_INIT)

{

log_wj("ENTER IN::--%s---%s---\n",__FILE__,__FUNCTION__);

mStatus = set(streamType, sampleRate, format, channelCount,

frameCount, flags, cbf, user, notificationFrames);

}

调用：

status_t AudioRecord::set(int streamType,

uint32_t sampleRate,

int format,

int channelCount,

int frameCount,

uint32_t flags,

callback_t cbf,

void* user,

int notificationFrames,

bool threadCanCallJava)

{

const sp& audioFlinger = AudioSystem::get_audio_flinger();

//获取缓存大小，间接调用我们修改过该函数（经过三次调用中转），返回值为//channelCount*320

AudioSystem::getInputBufferSize(sampleRate, format, channelCount, &inputBuffSizeInBytes)；

//远程调用audioFlinger的openrecord函数，openRecord相当于audioflinger为audioRecord

//开辟相应的服务窗口

sp record = audioFlinger->openRecord(getpid(), streamType,

sampleRate, format,

channelCount,

frameCount,

((uint16_t)flags) << 16,

&status);

//创建一个线程用来处理

mClientRecordThread = new ClientRecordThread(*this, threadCanCallJava);

}

AudioRecord相当于一个代理，它的线程是用来处理其它客户的请求。

2、AudioFlinger

sp AudioFlinger::openRecord(

pid_t pid,

int streamType,

uint32_t sampleRate,

int format,

int channelCount,

int frameCount,

uint32_t flags,

status_t *status)

{

// AudioRecord线程

if (mAudioRecordThread == 0) {

LOGE("Audio record thread not started");

lStatus = NO_INIT;

goto Exit;

}

// add client to list

{ // scope for mLock

Mutex::Autolock _l(mLock);

wclient = mClients.valueFor(pid);

if (wclient != NULL) {

client = wclient.promote();

} else {

client = new Client(this, pid);

mClients.add(pid, client);

}

// create new record track. The record track uses one track in mHardwareMixerThread by //convention.

//生成一个recordTrack用来作为数据的中转（audioflinger与audiorecord之间）。

//他们使用audio_track_cblk_t数据结构来传输数据。

recordTrack = new MixerThread::RecordTrack(mHardwareMixerThread, client, streamType, sampleRate, format, channelCount, frameCount, flags);

if (recordTrack->getCblk() == NULL) {

recordTrack.clear();

lStatus = NO_MEMORY;

goto Exit;

}

// return to handle to client------我们的audiorecord。

recordHandle = new RecordHandle(recordTrack);

}

AudioRecord和AudioFlinger操作的都是RecordTrack实例，AudioRecord通过它的执行控制操作（start/stop）和读取操作（read）。Audiorecord的start/stop操作可以理解为一个开关，控制的是AudiorecordThread的运行与否。

Audioflinger则负责从音频设备读取数据放置到audio_track_cblk_t数据结构中。

Audioflinger对数据的读取在AudioFlinger::AudioRecordThread::threadLoop()函数中。在第一次启动的时候会打开一个AudioStreamIn的对象，并设置参数。

input = mAudioHardware->openInputStream(mRecordTrack->format(),

mRecordTrack->channelCount(), mRecordTrack->sampleRate(),

&mStartStatus,

(AudioSystem::audio_in_acoustics)(mRecordTrack->mFlags >> 16));

读取数据的代码如下：

if (LIKELY(mRecordTrack->getNextBuffer(&buffer) == NO_ERROR&&

(int)buffer.frameCount == inFrameCount) ) {

ssize_t bytesRead = input->read(buffer.raw, inBufferSize);

mRecordTrack->releaseBuffer(&buffer);

mRecordTrack->overflow();

}

首先从audio_track_cblk_t取得缓冲区，然后调用input的read方法读取数据，最后释放缓冲区，检查是否溢出。

五、硬件抽象层

硬件抽象层主要实现了AudioStreamInALSA和AudioStreamOutALSA两个类，这两个类又会调用该文件下的ALSAStreamOps类的方法。AudioStreamInALSA是录音部分调用的路径。在AudioStreamInALSA的构造函数中会对alsa进行一些初始化参数设置。AudioStreamInALSA的read方法是最主要的方法，audioflinger层的read调用就是对AudioStreamInALSA的read的调用。由于录音部分出现单声道和双声道数据传输的问题，修改read方法如下，即可实现了录音功能正常，避免了在编码的时候修改数据时其他编码仍不能工作的弊端。

ssize_t AudioStreamInALSA::read(void *buffer, ssize_t bytes)

{ snd_pcm_sframes_t n;

status_t err;

short int *tmp1,*tmp2;

int i;

AutoMutex lock(mLock);

tmp1=(short int *)malloc(bytes*2);

n = snd_pcm_readi(mHandle, tmp1, snd_pcm_bytes_to_frames(mHandle, bytes*2));

if (n < 0 && mHandle) {

n = snd_pcm_recover(mHandle, n, 0);

}

tmp2=(short int *)buffer;

for(i=0;i

{

tmp2[i]=tmp1[2*i];

}

free(tmp1);

return static_cast(n/2);

}

snd_pcm_readi调用的是alsa库函数，跟踪执行最终会调用alsa库下的snd_pcm_hw_readi函数。snd_pcm_hw_readi会调用err = ioctl(fd, SNDRV_PCM_IOCTL_READI_FRAMES, &xferi);最终与kernel相联系。

MediaRecorder流程分析

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