数据、循环-Android音频系统之AudioFlinger(三)-by小雨

在本文中,我们要主介绍数据、循环-的内容,自我感觉有个不错的建议和大家分享下

    

1.1.1 PlaybackThread的循环主体

    当一个PlaybackThread进入主循环后(threadLoop),音频务事就正式开启了。仔细观察的话，我们会现发这个循环中会不断地调用以“threadLoop_”扫尾的干若接口，比如threadLoop_mix、threadLoop_sleepTime、threadLoop_standby等等。以这样的前缀扫尾，是因为这些数函都是在threadLoop这个主体里被调用的，可以说代表了这个PlaybackThread所要需实现的各个操纵骤步。

    从上一节小可以解了到，当程序执行到PlaybackThread::onFirstRef时会去真正动启一个线程承载运行threadLoop，接下来我们详细看下这个循环体的处置程流。

    

bool AudioFlinger::PlaybackThread::threadLoop()

{ …        

    while (!exitPending())/*Step1.*/

    {   …    

        processConfigEvents();/*Step 2. */

        { /*把这段码代框起来的的目是制限动自锁变量_l的性命期，

           从而灵巧地现实了动自锁的制控范围*/

          Mutex::Autolock  _l(mLock);

                                 …

          /*Step 3. Standby断判*/

          if(CC_UNLIKELY((!mActiveTracks.size() && systemTime() > standbyTime)|| mSuspended> 0)) {                       

                if (!mStandby){

                   threadLoop_standby();//调用备设的

                    mStandby =true;

                   mBytesWritten = 0;

                }

                                                 …

           }

                                  /*Step 4.*/

            mMixerStatus =prepareTracks_l(&tracksToRemove);

                                   …

        }

                                /*Step5.*/

        if(CC_LIKELY(mMixerStatus == MIXER_TRACKS_READY)) {

            threadLoop_mix();

        } else {

           threadLoop_sleepTime();

        }

                   …

        /*Step 6.*/

        if (sleepTime == 0) {

           threadLoop_write(); //不要需眠休，有数据要写

                                   …

            mStandby = false;

        } else {

            usleep(sleepTime);//进入眠休，间时是非是sleepTime

        }

                    /*Step 7.*/

        threadLoop_removeTracks(tracksToRemove);//移除相干Track

       tracksToRemove.clear();…

    }//while (!exitPending())结束

                …

    releaseWakeLock();

    return false;

}

    Step1@ PlaybackThread::threadLoop, 循环的条件是!exitPending()为true。这个数函属于Thread类，它要主通过断判内部变量mExitPending的值来得出是不是要结束线程。变量mExitPending在Thread初始化时为fasle，如果前面有人通过requestExit()、requestExitAndWait等等来请求出退，这个值就会变改，从而使得PlaybackThread结束循环。

    Step2@ PlaybackThread::threadLoop, 处置config事件。当有配置变改的事件产生时，可以通过sendConfigEvent来通知PlaybackThread。这个数函将把事件添加到mConfigEvents全局变量中，以供processConfigEvents停止处置。配置事件括包如下几种：

    

    enum io_config_event {

        OUTPUT_OPENED,//Output打开

        OUTPUT_CLOSED,//Output关闭

        OUTPUT_CONFIG_CHANGED,//Output配置变改

        INPUT_OPENED, //Input打开

        INPUT_CLOSED, //Input关闭

        INPUT_CONFIG_CHANGED,//Input配置变改

        STREAM_CONFIG_CHANGED,//Stream配置变改

        NUM_CONFIG_EVENTS

    };

    Step3@ PlaybackThread::threadLoop,断判前当是不是合符Standby的条件，如果是的话就调用threadLoop_standby。这个数函终究还是通过HAL层的接口来现实，如下：

    mOutput->stream->common.standby(&mOutput->stream->common);

    Step4@ PlaybackThread::threadLoop, 停止数据预备，prepareTracks_l这个数函非常长，我们先用伪码代的情势理整一下它所做的作工，如下所示：

    

AudioFlinger::PlaybackThread::mixer_stateAudioFlinger::MixerThread::prepareTracks_l(…)

{

                /*Step 1. 前当活泼的Track数量*/

    size_t  count = mActiveTracks.size();

 

    /*Step 2. 循环处置个每Track，这是数函的核心*/

                for (size_t i=0; i<count ; i++) {

        Track* track =mActiveTracks[i];//伪码代没有斟酌强指针

 

        /*Step 3. FastTrack下的处置*/

        if(track is FastTrack)

        {

                                                //dosomething;

        }

        /*Step 4. 预备数据，分为以下几个小部来实现*/

                                audio_track_cblk_t*cblk = track->cblk(); //Step 4.1 数据块预备

 

        /*Step 4.2 要回放音频前，少至要需预备多少帧数据？*/

        uint32_t  minFrames = 1;//初始化

          //详细算计minFrames…

   

        /*Step 4.3 如果数据经已预备毕完*/

          //调整音量

          //其它参数设置

    }//for循环结束

   

     /*Step 5. 后续断判*/

       //返回结果，指明前当状态是不是经已ready

}

    当初我们针对下面的骤步来做“填空”。

    Step1@ MixerThread::prepareTracks_l, mActiveTracks的数据类型是SortedVector，用于记载前当活泼的Track。它会随着新的AudioTrack的入加而大扩，也会在要必的情况下(AudioTrack作工结束、或者犯错等等)remove应相的Track。

    Step2&3@MixerThread::prepareTracks_l, 循环的条件就是要个逐处置该PlaybackThread中括包的Track。假如前当是一个FastTrack，我们还要做一些其它预备，这里就临时不去触及详细细节了。

    Step4@ MixerThread::prepareTracks_l, 这一步是预备作工中最要重的，那就是缓冲数据。在习学码代细节前，我们先来解了数据传输时轻易现出的underrun情况。

    什么是BufferUnderrun呢？

    当两个备设或进程间成形“产生者-消费者”系关时，如果产生的度速及不消费者耗消的度速，就会现出Underrun。以音频回放为例，此时用户听到的声音就多是断断续续的，或者是复重播放前当buffer中的数据(取决于详细的现实)。

    如何防止这类常异的产生？这也是Step4所要决解的题问，以下分为几个小骤步来看AudioFlinger是如何做到的。

    Ø  Step4.1，获得数据块

  audio_track_cblk_t*cblk = track->cblk();

  关于audio_track_cblk_t的更多描述，可以拜见前面数据流节小。

    Ø  Step4.2 算计准确回放音频所需的少最帧数，初始值为1。

    

                                uint32_tminFrames = 1;

                                if((track->sharedBuffer() == 0) && !track->isStopped() &&!track->isPausing() &&

               (mMixerStatusIgnoringFastTracks == MIXER_TRACKS_READY)) {

            if(t->sampleRate() == (int)mSampleRate) {

                minFrames = mNormalFrameCount;

            } else {

                minFrames =(mNormalFrameCount * t->sampleRate()) / mSampleRate + 1 + 1;               

                minFrames +=mAudioMixer->getUnreleasedFrames(track->name());                

               ALOG_ASSERT(minFrames <= cblk->frameCount);

            }

         }

    当track->sharedBuffer()为0时，明说AudioTrack不是STATIC模式的，否则数据就是一次性传送的，可以拜见AudioTrack节小的描述。全局变量mSampleRate 是通过mOutput->stream->common.get_sample_rate获得的，它是由HAL供给的，代表的是备设的Sampling rate。

    如果两者一致的话，就采用mNormalFrameCount，这个值在readOutputParameters数函中停止初始化。如果两者不一致的话，就要预留多余的量做rounding(+1)和interpolation(+1)。另外，还要需斟酌未释放的空间大小，也就是getUnreleasedFrames得到的。得出的minFrames必需小于数据块的总大小，因而最后有个ASSERT。通常情况下frameCount分配的是一个buffer的两倍，可以拜见AudioTrack节小的例子。

    Ø  Step4.3 数据是不是预备就绪了？

    上一步我们算计出了数据的最小帧值，即minFrames，接下来就该断判目前的情况是不是合符这一指标了，码代如下所示：

    

                    if ((track->framesReady() >=minFrames) && track->isReady() &&!track->isPaused()&& !track->isTerminated())

        {//数据预备就绪，并处于ready状态

            mixedTracks++; //要需mix的Track数量增加1

            …

            /*算计音量值*/

            uint32_t vl, vr,va; //三个变量分别表示左、右声道、Aux level音量

            if(track->isMuted() || track->isPausing()||mStreamTypes[track->streamType()].mute) {

                vl = vr = va =0; //当静音时，变量直接赋0

                if (track->isPausing()) {

                   track->setPaused();

                }

            } else {               

                /*这里获得的是针对个每stream类型设置的音量值，也就是前面“音量调节”节小里最

                  后执行到的地方，在这里就起到作用了*/

                                                  float typeVolume =mStreamTypes[track->streamType()].volume;               

                float v =masterVolume * typeVolume; //主音量和类型音量的乘积

                uint32_t  vlr = cblk->getVolumeLR(); //这里得到的vlr必须经过验证是不是在合理范围内

                vl = vlr &0xFFFF; //vlr的高低位分别表示vr和vl

                vr = vlr>> 16;

                if (vl >MAX_GAIN_INT) { //对vl停止合理值断判

                   ALOGV("Track left volume out of range: %04X", vl);

                    vl =MAX_GAIN_INT;

                }

                if (vr >MAX_GAIN_INT) {//对vr停止合理值断判

                   ALOGV("Track right volume out of range: %04X", vr);

                    vr =MAX_GAIN_INT;

                }

                // now applythe master volume and stream type volume

                vl =(uint32_t)(v * vl) << 12;

                vr =(uint32_t)(v * vr) << 12;

                uint16_tsendLevel = cblk->getSendLevel_U4_12();

                // send levelcomes from shared memory and so may be corrupt

                if (sendLevel> MAX_GAIN_INT) {

                    ALOGV("Track send level out of range:%04X", sendLevel);

                    sendLevel= MAX_GAIN_INT;

                }

                va =(uint32_t)(v * sendLevel);

            } …          

           mAudioMixer->setParameter(name, param, AudioMixer::VOLUME0, (void*)vl);

           mAudioMixer->setParameter(name, param, AudioMixer::VOLUME1, (void*)vr);

           mAudioMixer->setParameter(name, param, AudioMixer::AUXLEVEL, (void*)va);

            …           

        } else {//数据未预备就绪，略过。。。

  对于音量的设置还有很多细节，大家有兴趣的可以深入研究下。在得到vl、vr和va的值后，还要需把它们应用到AudioMixer中去，不过在prepareTracks_l中还只是调用mAudioMixer->setParameter设置了这些参数，真正的现实是在threadLoop_mix中，我们前面会讲到这个数函。

    Step5@ MixerThread::prepareTracks_l, 通过对个每Track执行上述的处置后，最后要返回一个结果，这通常取决于：

    ①是不是有activetrack

    ②active track的数据是不是经已预备就绪

    返回的终究值将影响到threadLoop的下一步操纵。

 

    实现了prepareTracks_l的分析，我们再回到前面的threadLoop。

    Step5@ PlaybackThread::threadLoop, 如果上一步的数据预备作工经已实现(即返回值是MIXER_TRACKS_READY),就开始停止真正的混音操纵，即threadLoop_mix，否则会眠休一定的间时——如此循环往复直到出退循环体。

    

void AudioFlinger::MixerThread::threadLoop_mix()

{

    int64_t pts;

                …

   mAudioMixer->process(pts);

    …

}

    这样就进入AudioMixer的处置了，我们放在下一节小做统一分析。

    假如数据还没有预备就绪，那么AudioFlinger将调用threadLoop_sleepTime来算计要需眠休多长间时(变量sleepTime)，并在threadLoop主循环的末尾(在remove track之前)执行usleep进入眠休。

    Step6@ PlaybackThread::threadLoop, 将数据写到HAL中，从而逐步写入到硬件备设中。

    

void AudioFlinger::PlaybackThread::threadLoop_write()

{

    mLastWriteTime =systemTime();

    mInWrite = true;

    int bytesWritten;

    if (mNormalSink != 0) {

                   …

        ssize_t framesWritten= mNormalSink->write(mMixBuffer, count);

        …

    } else {

        bytesWritten =(int)mOutput->stream->write(mOutput->stream, mMixBuffer,mixBufferSize);

    }

    if (bytesWritten > 0)mBytesWritten += mixBufferSize;

    mNumWrites++;

    mInWrite = false;

}

    分为两种情况：

    Ø  如果是采用了NBAIO(Non-blocking AudioI/O)，即mNormalSink不为空，则通过它写入HAL

    Ø  否则使用普通的AudioStreamOut(即mOutput变量)将数据输出

 

    Step7@ PlaybackThread::threadLoop, 移除tracksToRemove中指示的Tracks。是不是移除一个Track是在prepareTracks_l中断判中，可以概括为以下几种情况：

    Ø  对于Fast Track，如果它的状态(mState)是STOPPING_2、PAUSED、TERMINATED、STOPPED、FLUSHED，或者状态是ACTIVE但underrun的次数超过限额(mRetryCount)，则会被入加tracksToRemove列表中

    Ø  前当的Track数据未预备就绪的情况下,且是STATICTRACK或者经已停止/暂停，也会被入加tracksToRemove列表中

    在tracksToRemove列表中的Track，与其相干的output将收到stop请求(由AudioSystem::stopOutput发起)。

    关于AudioFlinger中与AudioTrack、AudioPolicyService有交互的部分，我们还将在后续节小停止阐述。

文章结束给大家分享下程序员的一些笑话语录： 开发时间
　　项目经理: 如果我再给你一个人,那可以什么时候可以完工?程序员: 3个月吧!项目经理: 那给两个呢?程序员: 1个月吧!
项目经理: 那100呢?程序员: 1年吧!
项目经理: 那10000呢?程序员: 那我将永远无法完成任务.