AudioTrack与AudioFlinger交换音频数据(一)
转载自:http://www.eoeandroid.com/forum.php?mod=viewthread&tid=98290
Android Framework的音频子系统中,每一个音频流对应着一个AudioTrack类的一个实例,每个AudioTrack会在创建时注册到 AudioFlinger中,由AudioFlinger把所有的AudioTrack进行混合(Mixer),然后输送到AudioHardware中进行播放,目前Android的Froyo版本设定了同时最多可以创建32个音频流,也就是说,Mixer最多会同时处理32个AudioTrack的数据流。
如何使用AudioTrack
AudioTrack的主要代码位于 frameworks/base/media/libmedia/audiotrack.cpp中。现在先通过一个例子来了解一下如何使用 AudioTrack,ToneGenerator是android中产生电话拨号音和其他音调波形的一个实现,我们就以它为例子:
ToneGenerator的初始化函数:
bool ToneGenerator::initAudioTrack() { // Open audio track in mono, PCM 16bit, default sampling rate, default buffer size mpAudioTrack = new AudioTrack(); mpAudioTrack->set (mStreamType, 0, AudioSystem::PCM_16_BIT, AudioSystem::CHANNEL_OUT_MONO, 0, 0, audioCallback, this , 0, 0, mThreadCanCallJava); if (mpAudioTrack->initCheck() != NO_ERROR) { LOGE("AudioTrack->initCheck failed" ); goto initAudioTrack_exit; } mpAudioTrack->setVolume(mVolume, mVolume); mState = TONE_INIT; }
void ToneGenerator::audioCallback(int event , void * user, void *info) { if (event != AudioTrack::EVENT_MORE_DATA) return ; AudioTrack::Buffer *buffer = static_cast<AudioTrack::Buffer *>(info); ToneGenerator *lpToneGen = static_cast<ToneGenerator *>(user); short *lpOut = buffer->i16; unsigned int lNumSmp = buffer->size/sizeof (short ); const ToneDescriptor *lpToneDesc = lpToneGen->mpToneDesc; if (buffer->size == 0) return ; // Clear output buffer: WaveGenerator accumulates into lpOut buffer memset(lpOut, 0, buffer->size); // 以下是产生音调数据的代码,略.... }
enum event_type { EVENT_MORE_DATA = 0, // Request to write more data to PCM buffer. EVENT_UNDERRUN = 1, // PCM buffer underrun occured. EVENT_LOOP_END = 2, // Sample loop end was reached; playback restarted from loop start if loop count was not 0. EVENT_MARKER = 3, // Playback head is at the specified marker position (See setMarkerPosition()). EVENT_NEW_POS = 4, // Playback head is at a new position (See setPositionUpdatePeriod()). EVENT_BUFFER_END = 5 // Playback head is at the end of the buffer. };
AudioTrack与AudioFlinger交换音频数据(二)
通常,AudioTrack和AudioFlinger并不在同一个进程中,它们通过android中的binder机制建立联系。
AudioFlinger是android中的一个service,在android启动时就已经被加载。
我们可以这样理解:
audio_track_cblk_t实现了一个环形FIFO;
AudioTrack是FIFO的数据生产者;
AudioFlinger是FIFO的数据消费者。
建立联系的过程
解释一下过程:
Framework或者Java层通过JNI,new AudioTrack();
根据StreamType等参数,通过一系列的调用getOutput();
如有必要,AudioFlinger根据StreamType打开不同硬件设备;
AudioFlinger为该输出设备创建混音线程: MixerThread(),并把该线程的id作为getOutput()的返回值返回给
AudioTrack;
AudioTrack通过binder机制调用AudioFlinger的createTrack();
AudioFlinger注册该AudioTrack到MixerThread中;
AudioFlinger创建一个用于控制的TrackHandle,并以IAudioTrack这一接口作为createTrack()的返回值;
AudioTrack通过IAudioTrack接口,得到在AudioFlinger中创建的FIFO(audio_track_cblk_t);
AudioTrack创建自己的监控线程:AudioTrackThread;
自此,AudioTrack建立了和AudioFlinger的全部联系工作,接下来,AudioTrack可以:
通过IAudioTrack接口控制该音轨的状态,例如start,stop,pause等等;
通过对FIFO的写入,实现连续的音频播放;
监控线程监控事件的发生,并通过audioCallback回调函数与用户程序进行交互;
FIFO的管理
audio_track_cblk_t
audio_track_cblk_t这个结构是FIFO实现的关键,该结构是在createTrack的时候,由AudioFlinger申请相应的内存,然后通过IMemory接口返回AudioTrack的,这样AudioTrack和AudioFlinger管理着同一个 audio_track_cblk_t,通过它实现了环形FIFO,AudioTrack向FIFO中写入音频数据,AudioFlinger从FIFO 中读取音频数据,经Mixer后送给AudioHardware进行播放。
audio_track_cblk_t的主要数据成员:
user -- AudioTrack当前的写位置的偏移
userBase -- AudioTrack写偏移的基准位置,结合user的值方可确定真实的FIFO地址指针
server -- AudioFlinger当前的读位置的偏移
serverBase -- AudioFlinger读偏移的基准位置,结合server的值方可确定真实的FIFO地址指针
frameCount -- FIFO的大小,以音频数据的帧为单位,16bit的音频每帧的大小是2字节
buffers -- 指向FIFO的起始地址
out -- 音频流的方向,对于AudioTrack,out=1,对于AudioRecord,out=0
audio_track_cblk_t的主要成员函数:
framesAvailable_l()和framesAvailable()用于获取FIFO中可写的空闲空间的大小,只是加锁和不加锁的区别。