Android 音频框架之配置文件解析

理解Android 框架代码的一些基础，框架中操作的各种模块、设备、流、路由都是从哪里定义的？以及是怎么定义的？这个也是理解AAOS 中caraudioservice的基础，也是后续有关Audiopatch、AudioFlinger、Audiopolicy的基础。

本文从java层getDevice获取设备展开到框架中理解audio_policy_configuration的解析。

getDevice返回的信息

• java 层

代码位置：

frameworks\base\media\java\android\media\AudioManager.java

首先通过mAudioManager.getDevices 获取的是AudioDeviceInfo，这个info是从
AudioManager.listAudioDevicePorts中获取到的ports构建出来的，从这边构建的port包含了所有的输入和输出的port，而在getDevices的时候根据flags 是输入还是输出来筛选出需要的port。listAudioDevicePorts是调用的
AudioSystem.listAudioPorts(newPorts, portGeneration) 来获取的

• c++ 框架层

代码位置：

frameworks\av\services\audiopolicy\managerdefault\AudioPolicyManager.cpp

status_t AudioPolicyManager::listAudioPorts(audio_port_role_t role,
                                            audio_port_type_t type,
                                            unsigned int *num_ports,
                                            struct audio_port_v7 *ports,
                                            unsigned int *generation)

从java到框架都类似通过jni的这边就跳过。最后会调用到AudioPolicyManager::listAudioPorts 其传递的role和type 是AUDIO_PORT_TYPE_NONE、 AUDIO_PORT_ROLE_NONE这里面的实现是将
AudioPolicyManagerd的mAvailableOutputDevices 和 mAvailableInputDevices调用toAudioPort 转换为audio_port_v7的ports返回到AudioManager， AudioManager根据输入或者输出在进行筛选返回到应用层。

• 了解audio_port_v7的结构体

struct audio_port_v7 {
    audio_port_handle_t      id;                 /* port unique ID */
    audio_port_role_t        role;               /* sink or source */
    audio_port_type_t        type;               /* device, mix ... */
    char                     name[AUDIO_PORT_MAX_NAME_LEN];
    unsigned int             num_audio_profiles; /* number of audio profiles in the following
                                                    array */
    struct audio_profile     audio_profiles[AUDIO_PORT_MAX_AUDIO_PROFILES];
    unsigned int             num_extra_audio_descriptors; /* number of extra audio descriptors in
                                                             the following array */
    struct audio_extra_audio_descriptor
            extra_audio_descriptors[AUDIO_PORT_MAX_EXTRA_AUDIO_DESCRIPTORS];
    unsigned int             num_gains;          /* number of gains in following array */
    struct audio_gain        gains[AUDIO_PORT_MAX_GAINS];
    struct audio_port_config active_config;      /* current audio port configuration */
    union {
        struct audio_port_device_ext  device;
        struct audio_port_mix_ext     mix;
        struct audio_port_session_ext session;
    } ext;
};

其中audio_port_device_ext为 这个在后续的audiopatch中会用到。

/* extension for audio port structure when the audio port is a hardware device */
struct audio_port_device_ext {
    audio_module_handle_t hw_module;    /* module the device is attached to */
    audio_devices_t       type;         /* device type (e.g AUDIO_DEVICE_OUT_SPEAKER) */
    char                  address[AUDIO_DEVICE_MAX_ADDRESS_LEN];
#ifndef AUDIO_NO_SYSTEM_DECLARATIONS
    uint32_t              encapsulation_modes;
    uint32_t              encapsulation_metadata_types;
#endif
};

在toAudioPort 的toAudioPortInternal 中 赋值了ext中的hw_module结构体，

    void toAudioPortInternal(T* port) const {
        DeviceDescriptorBase::toAudioPort(port);
        port->ext.device.hw_module = getModuleHandle();
    }

DeviceDescriptorBase：：
    void toAudioPortInternal(T* port) const {
        AudioPort::toAudioPort(port);
        toAudioPortConfig(&port->active_config);
        port->id = mId;
        port->ext.device.type = mDeviceTypeAddr.mType;
        port->ext.device.encapsulation_modes = mEncapsulationModes;
        port->ext.device.encapsulation_metadata_types = mEncapsulationMetadataTypes;
        (void)audio_utils_strlcpy_zerofill(port->ext.device.address, mDeviceTypeAddr.getAddress());
    }

综上getDevice返回的是AudioPolicyManger中可用输入和输出的设备，其结构体中包含了id、role、type等等信息，那么这个mAvailableOutputDevices 和 mAvailableInputDevices是如何构造的呢？这就需要了解android音频配置文件的解析了。

audio_policy_configuration 的抽象成结构体

• 代码位置：

frameworks\av\services\audiopolicy\managerdefault\AudioPolicyManager.cpp

frameworks\av\services\audiopolicy\common\managerdefinitions\src\Serializer.cpp

• 解析流程

  解析这个xml是嵌套的， 首先是modules标签，每个modules 存储mixPorts、devicePort、routes。 第一个解析到的是modules标签，modules可以包含多个module，

  • module
    对应的是HwModule类，是属于嵌套的最顶层，包含后续的所有元素。

  • mixPorts
    对应的是IOProfile的类，解析name和role（role只能为source 或者 sink)，然后解析mixports嵌套的profile，profile对应的是AudioProfileVector类，解析后将profile设置到IOProfile的mProfiles。profile存储的是format、channel、samplerate。

    解析完mixport之后根据role类型会设置到HwModule中的mOutputProfile/mInputProfiles中，同时也会加到HwModule中的（PolicyAudioPortVector）mPorts中。

  • devicePorts
    对应的类是DeviceDescriptor，首先解析tagName、type、role、address，role同样跟mixport一样可以是source或者sink， type是android定义的类型如OUT_BUS、IN_BUILTIN_MIC等等不同类型的设备。mixport 一样嵌套了profile， 其中还可能会多个gain这样的标签，对应的类是AudioGains（定义了音量调整db的范围和步长）。

    解析完设置HwModule中的mDeclaredDevices中，也会添加到HwModule中的mPorts中。

  • routes

    对应的类是AudioRoute，首先解析type（type有两种类型mix或者mux）， 然后解析sink的名字，解析到名字后根据sink的名字从module的mPort（这个port是在上述解析mixport和deviceport中加入的）中找sinkport，找到后将sinkport设置到route中，同时将route设置到sinkport。source解析过程也是类似的，找到所有标签为sources的tag，将sources 设置到routes。一般来说sink这个port为deviceport，source是mixport简

    单的理解为routes 的sink包含了type为sink的mixport和deviceport， source包含了type为source的mixport和deviceport同样解析完设置HwModule中的mRoutes，并设置更新mOutputProfile/mInputProfiles的mSupportedDevices。

    更新的流程是对于mixport type 是source找 type为sink的deviceport。对于mixport type为sink的找type 为source 的deviceport。并将找到的deviceport设置到对应的mSupportedDevices。

    对应的实际的应用 如果是播放音频，那么一个route的mixport是source端 产生数据，deviceport是sink接收数据输出。

  • 解析attach device

    解析attachedDevices的标签， 这些device必须是deviceport中定义的，attachedDevices的device会添加到mOutputDevices 和mInputDevices 当中。

    mOutputDevices是通过audiopolicymanager的mOutputDevicesAll变量 传递进行赋值的。也就是mOutputDevices实际就是mOutputDevicesAll。

  • 解析defaultOutputDevice
    defaultOutputDevice解析之后会存储在mDefaultOutputDevice中。

• 获取mAvailableOutputDevices 和 mAvailableInputDevices的流程

  • 有了前面的基础， 在获取到mixport（对应mOutputProfiles），attachDevice（对应mOutputDevicesAll），mixport对应的mSupportedDevices（在route中source 类型的mixport 对应的 sink类型的devicePort）之后.

  • 先遍历所有的mOutputProfiles，取出里面里面存储的deviceport，从这些deviceport 找出在attachdevice定义的，新建一个SwAudioOutputDescriptor来对deviceport进行操作。

  • 调用SwAudioOutputDescriptor的open函数打开deviceport（调用流程简单理解会调用的audioflinger 通过hal层 打开device打开成功后创建对应的读写线程）

  • 只有这边open返回成功的设备deviceport 才会加入到mAvailableOutputDevices， mAvailableInputDevices同理。打开成功的 SwAudioOutputDescriptor也会加入到mOutputs。

  • 处理的函数

    void AudioPolicyManager::onNewAudioModulesAvailableInt(DeviceVector *newDevices)

简单的例子

比如如下的xml文件，假定所有的设备通过hal都能够成功的打开，那么mAvailableOutputDevices就为Speaker，而mAvailableInputDevices为Built-In Mic。只分析输出mAvailableOutputDevices的情况，首先根据mixPorts的标签得到source类型的mixport为primary output（对应mOutputProfiles），然后通过route的标签可以知道连接到这个mixport的sink类型的deivce有Speaker、Wired Headset、Wired Headphones、Aux Digital、BT SCO、BT SCO Headset、BT SCO Car Kit（这些就是mixport对应的mSupportedDevices）。attachedDevices对应的是Speaker（对应的mOutputDevicesAll）。于是取mOutputDevicesAll 和mSupportedDevices交集也就是speaker。

    

    
        
        
            
                Speaker
                Built-In Mic
            
            Speaker