MediaRecorder流程分析
MediaRecorder流程分析
目录
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。