Android音频系统之AudioFlinger(四)
1.1.1 AudioMixer
每一个MixerThread都有一个唯一对应的AudioMixer(在MixerThread中用mAudioMixer表示)，它的作用如其名所表示的，就是为了完成音频的混音操作。
图 13‑14 MixerThread示意图
如上图，MixerThread对外开放的接口主要涉及到Parameter(比如setParameter)、Resampler(比如setResampler)、Volume(比如adjustVolumeRamp)、Buffer(比如setBufferProvider)及Track(比如getTrackName)五个部分。
在内部的实现中，MixerThread的核心是一个mState变量(state_t类型)，所有的混音工作都会在这个变量中体现出来——特别是其中的tracks数组，如下所示：
struct state_t {
uint32_t enabledTracks;
uint32_t needsChanged;
size_t frameCount;
void (*hook)(state_t* state, int64_tpts); // one of process__*, never NULL
int32_t *outputTemp;
int32_t *resampleTemp;
int32_t reserved[2];
track_t tracks[MAX_NUM_TRACKS];__attribute__((aligned(32)));
};
MAX_NUM_TRACKS=32，也就是说最多支持32路同时混音，这对于大部分情况肯定是足够了。数据类型track_t是对每个Track的描述，可想而知类似Parameter这种设置，最终影响的就是Track的属性。
struct track_t {
…
union {
int16_t volume[MAX_NUM_CHANNELS];
int32_t volumeRL;
};//音量相关的属性
int32_t prevVolume[MAX_NUM_CHANNELS];
int32_t volumeInc[MAX_NUM_CHANNELS];
…
uint8_t channelCount; //只能是1或2
uint8_t format; // 总是16
uint16_t enabled; // 实际是布尔类型
audio_channel_mask_t channelMask;
AudioBufferProvider* bufferProvider;
mutableAudioBufferProvider::Buffer buffer; // 8 bytes
hook_t hook;
const void* in; //buffer中的当前位置
AudioResampler* resampler;
uint32_t sampleRate;
int32_t* mainBuffer;
int32_t* auxBuffer;
…
bool setResampler(uint32_t sampleRate,uint32_t devSampleRate);
bool doesResample() const { return resampler!= NULL; }
void resetResampler() { if (resampler !=NULL) resampler->reset(); }
void adjustVolumeRamp(bool aux);
size_t getUnreleasedFrames() const { return resampler != NULL ?resampler->getUnreleasedFrames() : 0; };
};
AudioFlinger的threadLoop中，通过不断调用prepareTracks_l来准备数据，而每次prepare实际上都是对所有Track的一次调整。如果属性有变化，就会通过setParamter来告知AudioMixer。
在上一个小节中，threadLoop_mix在内部就是通过AudioMixer来实现混音的，我们这里具体来看下：
void AudioMixer::process(int64_t pts)
{
mState.hook(&mState,pts);
}
“hook”是钩子的意思，为什么取这个名字？一个原因可能是hook指向的实体是变化的，就好像钩子一样，它可以灵活的依附于各种物体之上。从代码层面上看，hook是一个函数指针，它根据当前具体情况会分别指向以下几个函数实现：
process__validate:根据当前具体情况，将hook导向下面的几个实现
process__nop:初始化值
process__OneTrack16BitsStereoNoResampling:只有一路Track,16比特立体声，不重采样
process__genericNoResampling:两路(包含)以上Track，不重采样
process__genericResampling:两路(包含)以上Track，重采样
hook在以下几种情况下会重新赋值
Ø AudioMixer初始化时，hook指向process_nop
Ø 当状态改变或者参数变化时(比如setParameter)，调用invalidateState。此时hook指向process__validate
Ø AudioMixer::process是外部调用hook的入口
我们以下面的图来描述一下，大家会看得更清楚些：
图 13‑15 hook的使用
其中process_validate的代码实现如下：
void AudioMixer::process__validate(state_t* state, int64_t pts)
{ …
int countActiveTracks = 0;
boolall16BitsStereoNoResample = true;
bool resampling = false;…
uint32_t en =state->enabledTracks;
while (en) {
const int i = 31 -__builtin_clz(en);
en &= ~(1<<i);
countActiveTracks++;//enabled 状态的Track计数
…
}
state->hook = process__nop;
if (countActiveTracks) {
if (resampling) {
…
state->hook = process__genericResampling;
} else {
…
state->hook = process__genericNoResampling;
if(all16BitsStereoNoResample && !volumeRamp) {
if(countActiveTracks == 1) {
state->hook = process__OneTrack16BitsStereoNoResampling;
}
}
}
}
state->hook(state, pts);
…
}
这个函数先通过while循环逐个分析处于enabled状态的Track，统计其内部各状态位(比如NEEDS_AUX__MASK、NEEDS_RESAMPLE__MASK等等)情况，得出countActiveTracks、resampling、volumeRamp及all16BitsStereoNoResample的合理值，最后根据这几个变量判断选择正确的hook实现，并调用这个hook函数执行具体工作。
关于AudioMixer是如何处理音频数据的，我们将在后续音频流小节做统一分析。