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分类： LINUX
/art/672.htm第7章 Android的Audio系统
本章介绍Android的音频系统内容，主要是音频的输入/输出环节，不涉及编解码的内容（音频系统从驱动程序、本地框架到Java框架都具有内
容）。本章介绍Audio系统各个层次的内容、Audio硬件抽象层的实现。
在学习本章的过程中，读者应重点关注以下内容：
Audio系统结构（知识性内容）
在Java中调用Audio系统的方式（知识性内容）
Audio系统本地代码的接口（开发要点）
Audio硬件抽象层的实现（开发要点）
7.1& Audio系统综述
Audio系统在Android中负责音频方面的数据流传输和控制功能，也负责音频设备的管理。这个部分作为Android的Audio系统的输入
/输出层次，一般负责播放PCM声音输出和从外部获取PCM声音，以及管理声音设备和设置。
Audio系统主要分成如下几个层次：
（1）media库提供的Audio系统本地部分接口；
（2）AudioFlinger作为Audio系统的中间层；
（3）Audio的硬件抽象层提供底层支持；
（4）Audio接口通过JNI和Java框架提供给上层。
Audio系统的各个层次接口主要提供了两方面功能：放音（Track）和录音（Recorder）。
Android的Audio系统结构如图7-1所示。
（点击查看大图）图7-1&
Android的Audio系统结构
Android系统的代码分布情况如下所示：
（1）Audio的Java部分
代码路径：frameworks/base/media/java/android/media
与Audio相关的Java包是android.media，主要包含AudioManager和Audio系统的几个类。
（2）Audio的JNI部分
代码路径：frameworks/base/core/jni
生成库libandroid_runtime.so，Audio的JNI是其中的一个部分。
（3）Audio的框架部分
头文件路径：frameworks/base/include/media/
源代码路径：frameworks/base/media/libmedia/
Audio本地框架是media库的一部分，本部分内容被编译成库libmedia.so，提供Audio部分的接口（包括基于Binder的
IPC机制）。
（4）Audio Flinger
代码路径：frameworks/base/libs/audioflinger
这部分内容被编译成库libaudioflinger.so，它是Audio系统的本地服务部分。
（5）Audio的硬件抽象层接口
头文件路径：hardware/libhardware_legacy/include/hardware/
Audio硬件抽象层的实现在各个系统中可能是不同的，需要使用代码去继承相应的类并实现它们，作为Android系统本地框架层和驱动程序接口。7.2& Audio系统和上层接口
在Android中，Audio系统自上而下由Java的Audio类、Audio本地框架类、AudioFlinger和Audio的硬件抽象层
几个部分组成。
7.2.1& Audio系统的各个层次
Audio系统的各层次情况如下所示。
Audio本地框架类是libmedia.so的一个部分，这些Audio接口对上层提供接口，由下层的本地代码去实现。
AudioFlinger继承libmeida中的接口，提供实现库libaudiofilnger.so。这部分内容没有自己的对外头文件，上层
调用的只是libmedia本部分的接口，但实际调用的内容是libaudioflinger.so。
Audio使用JNI和Java对上层提供接口，JNI部分通过调用libmedia库提供的接口来实现。
Audio的硬件抽象层提供到硬件的接口，供AudioFlinger调用。Audio的硬件抽象层实际上是各个平台开发过程中需要主要关注和独立
完成的部分。
提示：Android的Audio系统不涉及编解码环节，只是负责上层系统和底层Audio硬件的交互，一般以PCM作为输入/输出格式。
在Android的Audio系统中，无论上层还是下层，都使用一个管理类和输出输入两个类来表示整个Audio系统，输出输入两个类负责数据通
道。在各个层次之间具有对应关系，如表7-1所示所示。
表7-1& Android各个层次的对应关系
android.media.
AudioSystem
android.media
AudioTrack
android.media.
AudioRecorder
本地框架层
AudioSystem
AudioTrack
AudioRecorder
AudioFlinger
IAudioFlinger
IAudioTrack
IAudioRecorder
硬件抽象层
AudioHardwareInterface
AudioStreamOut
AudioStreamIn7.2.2& media库中的Audio框架部分
Android的Audio系统的核心框架在media库中提供，对上面主要实现AudioSystem、AudioTrack和
AudioRecorder三个类。
提供了IAudioFlinger类接口，在这个类中，可以获得IAudioTrack和IAudioRecorder两个接口，分别用于声音的播
放和录制。AudioTrack和AudioRecorder分别通过调用IAudioTrack和IAudioRecorder来实现。
Audio系统的头文件在frameworks/base/include/media/目录中，主要的头文件如下：
AudioSystem.h：media库的Audio部分对上层的总管接口；
IAudioFlinger.h：需要下层实现的总管接口；
AudioTrack.h：放音部分对上接口；
IAudioTrack.h：放音部分需要下层实现的接口；
AudioRecorder.h：录音部分对上接口；
IAudioRecorder.h：录音部分需要下层实现的接口。
IAudioFlinger.h、IAudioTrack.h和IAudioRecorder.h这三个接口通过下层的继承来实现（即
AudioFlinger）。AudioFlinger.h、AudioTrack.h和AudioRecorder.h是对上层提供的接口，它们既供本
地程序调用（例如声音的播放器、录制器等），也可以通过JNI向Java层提供接口。
meida库中Audio部分的结构如图7-2所示。
（点击查看大图）图7-2&
meida库中Audio部分的结构
从功能上看，AudioSystem负责的是Audio系统的综合管理功能，而AudioTrack和AudioRecorder分别负责音频数据
的输出和输入，即播放和录制。
AudioSystem.h中主要定义了一些枚举值和set/get等一系列接口，如下所示：
class&AudioSystem &{ &public: &&&&&enum&stream_type&{&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&SYSTEM&&&&&&&&&&=&1, &&&&&&&&&RING&&&&&&&&&&&&=&2, &&&&&&&&&MUSIC&&&&&&&&&&&=&3, &&&&&&&&&ALARM&&&&&&&&&&&=&4, &&&&&&&&&NOTIFICATION&&&&=&5, &&&&&&&&&BLUETOOTH_SCO&&&=&6, &&&&&&&&&ENFORCED_AUDIBLE&=&7, &&&&&&&&&NUM_STREAM_TYPES &&&&&}; &&&&&enum&audio_output_type&{&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&enum&audio_format&{&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&FORMAT_DEFAULT&=&0, &&&&&&&&&PCM_16_BIT, &&&&&&&&&PCM_8_BIT, &&&&&&&&&INVALID_FORMAT &&&&&}; &&&&&enum&audio_mode&{&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&enum&audio_routes&{&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&ROUTE_EARPIECE&&&&&&&&&=&(1&<<&0), &&&&&&&&&ROUTE_SPEAKER&&&&&&&&&&=&(1&<<&1), &&&&&&&&&ROUTE_BLUETOOTH_SCO&&=&(1&<<&2), &&&&&&&&&ROUTE_HEADSET&&&&&&&&&&&=&(1&<<&3), &&&&&&&&&ROUTE_BLUETOOTH_A2DP&&=&(1&<<&4), &&&&&&&&&ROUTE_ALL&&&&&&&&&&&&&&&&&=&-1UL, &&&&&}; &&&&&&&&&&static&status_t&setMasterVolume(float&value); &&&&&static&status_t&setMasterMute(bool&mute); &&&&&static&status_t&getMasterVolume(float*&volume); &&&&&static&status_t&getMasterMute(bool*&mute); &&&&&static&status_t&setStreamVolume(int&stream,&float&value); &&&&&static&status_t&setStreamMute(int&stream,&bool&mute); &&&&&static&status_t&getStreamVolume(int&stream,&float*&volume); &&&&&static&status_t&getStreamMute(int&stream,&bool*&mute); &&&&&static&status_t&setMode(int&mode); &&&&&static&status_t&getMode(int*&mode); &&&&&static&status_t&setRouting(int&mode,uint32_t&routes,&uint32_t&mask); &&&&&static&status_t&getRouting(int&mode,&uint32_t*&routes); &&&&&&};&
在Audio系统的几个枚举值中，audio_routes是由单独的位来表示的，而不是由顺序的枚举值表示，因此这个值在使用过程中可以使用"
或"的方式。例如，表示声音可以既从耳机（EARPIECE）输出，也从扬声器（SPEAKER）输出，这样是否能实现，由下层提供支持。在这个类
中，set/get等接口控制的也是相关的内容，例如Audio声音的大小、Audio的模式、路径等。
AudioTrack是Audio输出环节的类，其中最重要的接口是write()，主要的函数如下所示。class&AudioTrack &{ &&&&&typedef&void&(*callback_t)(int&event,&void*&user,&void&*info); &&&&&AudioTrack(&int&streamType, &&&&&&&&&&&&&&&&&uint32_t&sampleRate&&=&0,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&format&&&&&&&&&&&=&0,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&channelCount&&&&&=&0,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&frameCount&&&&&&&=&0,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&uint32_t&flags&&&&&&&=&0, &&&&&&&&&&&&&&&&&callback_t&cbf&&&&&&&=&0, &&&&&&&&&&&&&&&&&void*&user&&&&&&&&&&&=&0, &&&&&&&&&&&&&&&&&int&notificationFrames&=&0); &&&&&void&&&&&&&&start(); &&&&&void&&&&&&&&stop(); &&&&&void&&&&&&&&flush(); &&&&&void&&&&&&&&pause(); &&&&&void&&&&&&&&mute(bool); &&&&&ssize_t&&&&&write(const&void*&buffer,&size_t&size); &&}&
AudioRecord是Audio输入环节的类，其中最重要的接口为read()，主要的函数如下所示。class&AudioRecord &{ &public: &&&&&AudioRecord(int&streamType, &&&&&&&&&&&&&&&&&uint32_t&sampleRate&&=&0,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&format&&&&&&&&&&&=&0,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&channelCount&&&&&=&0,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&frameCount&&&&&&&=&0,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&uint32_t&flags&&&&&&=&0, &&&&&&&&&&&&&&&&&callback_t&cbf&=&0, &&&&&&&&&&&&&&&&&void*&user&=&0, &&&&&&&&&&&&&&&&&int&notificationFrames&=&0); &&&&&status_t&&&&start(); &&&&&status_t&&&&stop(); &&&&&ssize_t&&&&&read(void*&buffer,&size_t&size); &&}&
AudioTrack和AudioRecord的read/write函数的参数都是内存的指
针及其大小，内存中的内容一般表示的是Audio的原始数据（PCM数据）。这两个类还涉及Auido数据格式、通道数、帧数目等参数，可以在建立时指
定，也可以在建立之后使用set()函数进行设置。
在libmedia库中提供的只是一个Audio系统框架，AudioSystem、
AudioTrack和AudioRecord分别调用下层的IAudioFlinger、IAudioTrack和IAudioRecord来实现。另
外的一个接口是IAudioFlingerClient，它作为向IAudioFlinger中注册的监听器，相当于使用回调函数获取
IAudioFlinger运行时信息。7.2.3& AudioFlinger本地代码
AudioFlinger是Audio系统的中间层，在系统中起到服务作用，它主要作为libmedia提供的Audio部分接口的实现，其代码路
径为：frameworks/base/libs/audioflinger&
AudioFlinger的核心文件是AudioFlinger.h和AudioFlinger.cpp，提供了类AudioFlinger，这个
类是一个IAudioFlinger的实现，其主要接口如下所示：class&AudioFlinger&:&public&BnAudioFlinger,&public&IBinder::DeathRecipient &{ &public: &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&virtual&sp&createTrack(&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&pid_t&pid, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&streamType, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&uint32_t&sampleRate, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&format, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&channelCount, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&frameCount, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&uint32_t&flags, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&const&sp&&sharedBuffer, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&status_t&*status); &&&&&&&&&&virtual&&&&&status_t&&&&setMasterVolume(float&value); &&&&&virtual&&&&&status_t&&&&setMasterMute(bool&muted); &&&&&virtual&&&&&status_t&&&&setStreamVolume(int&stream,&float&value); &&&&&virtual&&&&&status_t&&&&setStreamMute(int&stream,&bool&muted); &&&&&virtual&&&&&status_t&&&&setRouting(int&mode,&uint32_t&routes,&uint32_t&mask); &&&&&virtual&&&&&uint32_t&&&&getRouting(int&mode)&const; &&&&&virtual&&&&&status_t&&&&setMode(int&mode); &&&&&virtual&&&&&int&&&&&&&&&getMode()&const; &&&&&virtual&sp&openRecord(&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&pid_t&pid, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&streamType, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&uint32_t&sampleRate, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&format, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&channelCount, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&frameCount, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&uint32_t&flags, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&status_t&*status);&
AudioFlinger主要提供createTrack()创建音频的输出设备IAudioTrack，openRecord()创建音频的输入
设备IAudioRecord。另外包含的就是一个get/set接口，用于控制。
AudioFlinger构造函数片段如下所示：AudioFlinger::AudioFlinger() &{ &&&&&mHardwareStatus&=&AUDIO_HW_IDLE; &&&&&mAudioHardware&=&AudioHardwareInterface::create(); &&&&&mHardwareStatus&=&AUDIO_HW_INIT; &&&&&if&(mAudioHardware->initCheck()&==&NO_ERROR)&{ &&&&&&&&&mHardwareStatus&=&AUDIO_HW_OUTPUT_OPEN; &&&&&&&&&status_t& &&&&&&&&&AudioStreamOut&*hwOutput&= &&&&&&&&&&&&&mAudioHardware->openOutputStream(AudioSystem::PCM_16_BIT,&0,&0,&&status); &&&&&&&&&mHardwareStatus&=&AUDIO_HW_IDLE; &&&&&&&&&if&(hwOutput)&{ &&&&&&&&&&&&&mHardwareMixerThread&= &&&&&&&&&&&&&new&MixerThread(this,&hwOutput,&AudioSystem::AUDIO_OUTPUT_HARDWARE); &&&&&&&&&}&else&{ &&&&&&&&&&&&&LOGE("Failed&to&initialize&hardware&output&stream,&status:&%d",&status); &&&&&&&&&} &&&&&&&&&&&&&&mAudioRecordThread&=&new&AudioRecordThread(mAudioHardware,&this); &&&&&&&&&if&(mAudioRecordThread&!=&0)&{ &&&&&&&&&&&&&mAudioRecordThread->run("AudioRecordThread",&PRIORITY_URGENT_AUDIO); &&&&&&&&&} &&&&&&}&else&{ &&&&&&&&&LOGE("Couldn't&even&initialize&the&stubbed&audio&hardware!"); &&&&&} &}&
从工作的角度看，AudioFlinger在初始化之后，首先获得放音设备，然后为混音器（Mixer）建立线程，接着建立放音设备线程，在线程中
获得放音设备。
在AudioFlinger的AudioResampler.h中定义了一个音频重取样器工具类，如下所示：class&AudioResampler&{ &public: &&&&&enum&src_quality&{ &&&&&&&&&DEFAULT=0, &&&&&&&&&LOW_QUALITY=1,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&MED_QUALITY=2,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&HIGH_QUALITY=3&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}; &&&&&static&AudioResampler*&create(int&bitDepth,int&inChannelCount,&&&&&&&&&&&&&&int32_t&sampleRate,&int&quality=DEFAULT); &&&&&virtual&~AudioResampler(); &&&&&virtual&void&init()&=&0; &&&&&virtual&void&setSampleRate(int32_t&inSampleRate);&&&&&virtual&void&setVolume(int16_t&left,&int16_t&right);&&&&&&virtual&void&resample(int32_t*&out,&size_t&outFrameCount, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&AudioBufferProvider*&provider)&=&0; &};&
这个音频重取样工具包含3种质量：低等质量（LOW_QUALITY）将使用线性差值算法实现；中等质量（MED_QUALITY）将使用立方差值
算法实现；高等质量（HIGH_
QUALITY）将使用FIR（有限阶滤波器）实现。AudioResampler中的AudioResamplerOrder1是线性实
现，AudioResamplerCubic.*文件提供立方实现方式，AudioResamplerSinc.*提供FIR实现。
AudioMixer.h和AudioMixer.cpp中实现的是一个Audio系统混音器，它被AudioFlinger调用，一般用于在声音
输出之前的处理，提供多通道处理、声音缩放、重取样。AudioMixer调用了AudioResampler。
提示： AudioFlinger本身的实现通过调用下层的Audio硬件抽象层的接口来实现具体的功能，各个接口之间具有对应关系。7.2.4& Audio系统的JNI代码
Android的Audio部分通过JNI向Java层提供接口，在Java层可以通过JNI接口完成Audio系统的大部分操作。
Audio JNI部分的代码路径为：frameworks/base/core/jni。
其中，主要实现的3个文件为：android_media_AudioSystem.cpp、android_media_Audio
Track.cpp和android_media_AudioRecord.cpp，它们分别对应了Android Java框架中的3个类的支持：
android.media.AudioSystem：负责Audio系统的总体控制；
android.media.AudioTrack：负责Audio系统的输出环节；
android.media.AudioRecorder：负责Audio系统的输入环节。
在Android的Java层中，可以对Audio系统进行控制和数据流操作，对于控制操作，和底层的处理基本一致；但是对于数据流操作，由于
Java不支持指针，因此接口被封装成了另外的形式。
例如，对于音频输出，android_media_AudioTrack.cpp提供的是写字节和写短整型的接口类型。static&jint&android_media_AudioTrack_native_write(JNIEnv&*env,&&jobject&thiz, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&jbyteArray&javaAudioData, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&jint&offsetInBytes,&jint&sizeInBytes, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&jint&javaAudioFormat)&{ &&&&&jbyte*&cAudioData&=&NULL; &&&&&AudioTrack&*lpTrack&=&NULL; &&&&&lpTrack&=&(AudioTrack&*)env->GetIntField( &&&&&&&&&&&&&&&&&&thiz,&javaAudioTrackFields.&Native&TrackInJavaObj); &&&&&&&&&&ssize_t&written&=&0; &&&&&if&(lpTrack->sharedBuffer()&==&0)&{ &&&&&&&&&&&&&&written&=&lpTrack->write(cAudioData&+offsetInBytes,&sizeInBytes); &&&&&}&else&{ &&&&&&&&&if&(javaAudioFormat&==&javaAudioTrackFields.PCM16)&{ &&&&&&&&&&&&&memcpy(lpTrack->sharedBuffer()->pointer(), &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&cAudioData+offsetInBytes,&sizeInBytes); &&&&&&&&&&&&&written&=&sizeInB &&&&&&&&&}&else&if&(javaAudioFormat&==&javaAudioTrackFields.PCM8)&{ &&&&&&&&&&&&&int&count&=&sizeInB &&&&&&&&&&&&&int16_t&*dst&=&(int16_t&*)lpTrack->sharedBuffer()->pointer(); &&&&&&&&&&&&&const&int8_t&*src&=&(const&int8_t&*)(cAudioData&+&offsetInBytes);&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&while(count--)&{ &&&&&&&&&&&&&&&&&*dst++&=&(int16_t)(*src++^0x80)&<<&8; &&&&&&&&&&&&&} &&&&&&&&&&&&&written&=&sizeInB &&&&&&&&&} &&&&&} &&&&&&&&&&env->ReleasePrimitiveArrayCritical(javaAudioData,&cAudioData,&0); &&&&&return&(int) &}&
所定义的JNI接口native_write_byte和native_write_short如下所示：{"native_write_byte",&&&&"([BIII]I",&(void&*)android_media_AudioTrack_native_write), &{"native_write_short",&&&"([SIII]I",&(void&*)android_media_AudioTrack_native_&write_short),&
向Java提供native_write_byte和native_write_short接口，它们一般是通过调用AudioTrack的
write()函数来完成的，只是在Java的数据类型和C++的指针中做了一步转换。7.2.5& Audio系统的Java代码
Android的Audio系统的相关类在android.media 包中，Java部分的代码路径为：
frameworks/base/media/java/android/media
Audio系统主要实现了以下几个类：android.media.AudioSystem、android.media. Audio
Track、android.media.AudioRecorder、android.media.AudioFormat。前面的3个类和本地代码是
对应的，AudioFormat提供了一些Audio相关类型的枚举值。
注意：在Audio系统的Java代码中，虽然可以通过AudioTrack和AudioRecorder的write()和read()接口，在
Java层对Audio的数据流进行操作。但是，更多的时候并不需要这样做，而是在本地代码中直接调用接口进行数据流的输入/输出，而Java层只进行控
制类操作，不处理数据流。7.3& Audio的硬件抽象层
7.3.1& Audio硬件抽象层的接口定义
Audio的硬件抽象层是AudioFlinger和Audio硬件的接口，在各个系统的移植过程中可以有不同的实现方式。Audio硬件抽象层的
接口路径为：
hardware/libhardware_legacy/include/hardware/
其中主要的文件为：AudioHardwareBase.h和AudioHardwareInterface.h。
Android中的Audio硬件抽象层可以基于Linux标准的ALSA或OSS音频驱动实现，也可以基于私有的Audio驱动接口来实现。
在AudioHardwareInterface.h中定义了类：AudioStreamOut、AudioStreamIn和
AudioHardwareInterface。AudioStreamOut和AudioStreamIn的主要定义如下所示：class&AudioStreamOut&{ &public: &&&&&virtual&&&&&&&&&&&&&~AudioStreamOut()&=&0; &&&&&virtual&status_t&&&&setVolume(float&volume)&=&0; &&&&&virtual&ssize_t&&&&&write(const&void*&buffer,&size_t&bytes)&=&0; &&&&&&}; &class&AudioStreamIn&{ &public: &&&&&virtual&&&&&&&&&&&&&~AudioStreamIn()&=&0; &&&&&virtual&status_t&&&&setGain(float&gain)&=&0; &&&&&virtual&ssize_t&&&&&read(void*&buffer,&ssize_t&bytes)&=&0; &&&&&&};&
AudioStreamOut和AudioStreamIn分别对应了音频的输出环节和输入环节，其中负责数据流的接口分别是wirte()和
read()，参数是一块内存的指针和长度；另外还有一些设置和获取接口。
Audio的硬件抽象层主体AudioHardwareInterface类的定义如下所示：class&AudioHardwareInterface &{ &public: &&&&&virtual&status_t&&&&initCheck()&=&0; &&&&&virtual&status_t&&&&setVoiceVolume(float&volume)&=&0; &&&&&virtual&status_t&&&&setMasterVolume(float&volume)&=&0; &&&&&virtual&status_t&&&&setRouting(int&mode,&uint32_t&routes)&=&0; &&&&&virtual&status_t&&&&getRouting(int&mode,&uint32_t*&routes)&=&0; &&&&&virtual&status_t&&&&setMode(int&mode)&=&0; &&&&&virtual&status_t&&&&getMode(int*&mode)&=&0; &&&&&&&&&&virtual&AudioStreamOut*&openOutputStream(&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&format=0, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&channelCount=0, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&uint32_t&sampleRate=0, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&status_t&*status=0)&=&0; &&&&&virtual&AudioStreamIn*&openInputStream(&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&format, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&channelCount, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&uint32_t&sampleRate, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&status_t&*status, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&AudioSystem::audio_in_acoustics&acoustics)&=&0; &&&&&static&AudioHardwareInterface*&create(); &};&
在这个AudioHardwareInterface接口中，使用openOutputStream()和openInputStream()函数
分别获取AudioStreamOut和AudioStreamIn两个类，它们作为音频输入/输出设备来& 使用。
此外，AudioHardwareInterface.h定义了C语言的接口来获取一个AudioHardware
Interface类型的指针。extern&"C"&AudioHardwareInterface*&createAudioHardware(void);&
如果实现一个Android的硬件抽象层，则需要实现AudioHardwareInterface、AudioStream
Out和AudioStreamIn三个类，将代码编译成动态库libauido.so。AudioFlinger会连接这个动态库，并调用其中的
createAudioHardware()函数来获取接口。
在AudioHardwareBase.h中定义了类：AudioHardwareBase，它继承了Audio
HardwareInterface，显然继承这个接口也可以实现Audio的硬件抽象层。
提示：Android系统的Audio硬件抽象层可以通过继承类AudioHardwareInterface来实现，其中分为控制部分和输入/输
出处理部分。
7.3.2& AudioFlinger中自带Audio硬件抽象层实现（1）
在AudioFlinger中可以通过编译宏的方式选择使用哪一个Audio硬件抽象层。这些Audio硬件抽象层既可以作为参考设计，也可以在没
有实际的Audio硬件抽象层（甚至没有Audio设备）时使用，以保证系统的正常运行。
在AudioFlinger的编译文件Android.mk中，具有如下的定义：ifeq&($(strip&$(BOARD_USES_GENERIC_AUDIO)),true) &&&LOCAL_STATIC_LIBRARIES&+=&libaudiointerface &else&&&LOCAL_SHARED_LIBRARIES&+=&libaudio &endif &LOCAL_MODULE:=&libaudioflinger &include&$(BUILD_SHARED_LIBRARY)&
定义的含义为：当宏BOARD_USES_GENERIC_AUDIO为true时，连接libaudiointer
face.a静态库；当BOARD_USES_GENERIC_AUDIO为false时，连接libaudiointerface.so动态库。在正常
的情况下，一般是使用后者，即在另外的地方实现libaudiointerface.so动态库，由AudioFlinger的库
libaudioflinger.so来连接使用。
libaudiointerface.a也在这个Android.mk中生成：include&$(CLEAR_VARS) &LOCAL_SRC_FILES:=&\ &&&&&AudioHardwareGeneric.cpp&\ &&&&&AudioHardwareStub.cpp&\ &&&&&AudioDumpInterface.cpp&\ &&&&&AudioHardwareInterface.cpp &LOCAL_SHARED_LIBRARIES&:=&\ &&&&&libcutils&\ &&&&&libutils&\ &&&&&libmedia&\ &&&&&libhardware_legacy &ifeq&($(strip&$(BOARD_USES_GENERIC_AUDIO)),true) &&&LOCAL_CFLAGS&+=&-DGENERIC_AUDIO &endif &LOCAL_MODULE:=&libaudiointerface &include&$(BUILD_STATIC_LIBRARY)&
以上内容通过编译4个源文件，生成了libaudiointerface.a静态库。其中AudioHard
wareInterface.cpp负责实现基础类和管理，而AudioHardwareGeneric.cpp、AudioHard
wareStub.cpp和AudioDumpInterface.cpp三个文件各自代表一种Auido硬件抽象层的实现。
AudioHardwareGeneric.cpp：实现基于特定驱动的通用Audio硬件抽象层；
AudioHardwareStub.cpp：实现Audio硬件抽象层的一个桩；
AudioDumpInterface.cpp：实现输出到文件的Audio硬件抽象层。
在AudioHardwareInterface.cpp中，实现了Audio硬件抽象层的创建函数
AudioHardwareInterface::create()，内容如下所示：AudioHardwareInterface*&AudioHardwareInterface::create() &{ &&&&&AudioHardwareInterface*&hw&=&0; &&&&&char&value[PROPERTY_VALUE_MAX]; &#ifdef&GENERIC_AUDIO &&&&&hw&=&new&AudioHardwareGeneric();&&&&&&&&&&&&#else&&&&&if&(property_get("ro.kernel.qemu",&value,&0))&{ &&&&&&&&&LOGD("Running&in&emulation&-&using&generic&audio&driver"); &&&&&&&&&hw&=&new&AudioHardwareGeneric(); &&&&&} &&&&&else&{ &&&&&&&&&LOGV("Creating&Vendor&Specific&AudioHardware"); &&&&&&&&&hw&=&createAudioHardware();&&&&&&&&&&&&&&&&&} &#endif &&&&&if&(hw->initCheck()&!=&NO_ERROR)&{ &&&&&&&&&LOGW("Using&stubbed&audio&hardware.&No&sound&will&be&produced."); &&&&&&&&&delete& &&&&&&&&&hw&=&new&AudioHardwareStub();&&&&&&&&&&&&&&&} &#ifdef&DUMP_FLINGER_OUT &&&&&hw&=&new&AudioDumpInterface(hw);&&&&&&&&&&&&#endif &&&&&return& &}&
根据GENERIC_AUDIO、DUMP_FLINGER_OUT等宏选择创建几个不同的Audio硬件抽象层，最后返回的接口均为
AudioHardwareInterface类型的指针。
1．用桩实现的Audio硬件抽象层
AudioHardwareStub.h和AudioHardwareStub.cpp是一个Android硬件抽象层的桩实现方式。这个实现不操
作实际的硬件和文件，它所进行的是空操作，在系统没有实际的Audio设备时使用这个实现，来保证系统的正常工作。如果使用这个硬件抽象层，实际上
Audio系统的输入和输出都将为空。
AudioHardwareStub.h定义了AudioStreamOutStub 和AudioStreamInStub类的情况&
如下所示：class&AudioStreamOutStub&:&public&AudioStreamOut&{ &public: &&&&&virtual&status_t&&&&set(int&format,&int&channelCount,&uint32_t&sampleRate); &&&&&virtual&uint32_t&&&&sampleRate()&const&{&return&44100;&} &&&&&virtual&size_t&&&&&&bufferSize()&const&{&return&4096;&} &&&&&virtual&int&&&&&&&&&channelCount()&const&{&return&2;&} &&&&&virtual&int&&&&&&&&&format()&const&{&return&AudioSystem::PCM_16_BIT;&} &&&&&virtual&uint32_t&&&&latency()&const&{&return&0;&} &&&&&virtual&status_t&&&&setVolume(float&volume)&{&return&NO_ERROR;&} &&&&&virtual&ssize_t&&&&&write(const&void*&buffer,&size_t&bytes); &&&&&virtual&status_t&&&&standby(); &&&&&virtual&status_t&&&&dump(int&fd,&const&Vector&&args); &}; &class&AudioStreamInStub&:&public&AudioStreamIn&{ &public: &&&&&virtual&status_t&set(int&format,&int&channelCount,&uint32_t&sampleRate,&AudioSystem::&&&audio_in_acoustics&acoustics); &&&&&virtual&uint32_t&&&&sampleRate()&const&{&return&8000;&} &&&&&virtual&size_t&&&&&&bufferSize()&const&{&return&320;&} &&&&&virtual&int&&&&&&&&&channelCount()&const&{&return&1;&} &&&&&virtual&int&&&&&&&&&format()&const&{&return&AudioSystem::PCM_16_BIT;&} &&&&&virtual&status_t&&&&setGain(float&gain)&{&return&NO_ERROR;&} &&&&&virtual&ssize_t&&&&&read(void*&buffer,&ssize_t&bytes); &&&&&virtual&status_t&&&&dump(int&fd,&const&Vector&&args); &&&&&virtual&status_t&&&&standby()&{&return&NO_ERROR;&} &};&
上面实际上使用了最简单模式，只是用固定的参数（缓冲区大小、采样率、通道数），以及将一些函数直接无错误返回。
使用AudioHardwareStub类来继承AudioHardwareBase，事实上也就是继承
AudioHardwareInterface。class&AudioHardwareStub&:&public&&AudioHardwareBase &{ &public: &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&AudioHardwareStub(); &&&&&virtual&&&&&&&&&&&&&~AudioHardwareStub(); &&&&&virtual&status_t&&&&initCheck(); &&&&&virtual&status_t&&&&setVoiceVolume(float&volume); &&&&&virtual&status_t&&&&setMasterVolume(float&volume); &&&&&virtual&status_t&&&&setMicMute(bool&state){&mMicMute&=&&&return&&NO_ERROR;&} &&&&&virtual&status_t&&&&getMicMute(bool*&state){&*state&=&mMicMute&;&return&NO_ERROR;&} &&&&&virtual&status_t&&&&setParameter(const&char*&key,&const&char*&value) &&&&&&&&&&&&&{&return&NO_ERROR;&} &&&&&virtual&AudioStreamOut*&openOutputStream(&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&format=0, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&channelCount=0, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&uint32_t&sampleRate=0, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&status_t&*status=0); &&&&&&virtual&AudioStreamIn*&openInputStream(&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&format, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&channelCount, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&uint32_t&sampleRate, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&status_t&*status, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&AudioSystem::audio_in_acoustics&acoustics); &&}; 7.3.2& AudioFlinger中自带Audio硬件抽象层实现（2）
在实现过程中，为了保证声音可以输入和输出，这个桩实现的主要内容是实现AudioStreamOutStub和
AudioStreamInStub类的读/写函数。实现如下所示：ssize_t&AudioStreamOutStub::write(const&void*&buffer,&size_t&bytes) &{ &&&&&usleep(bytes&*&1000000&/&sizeof(int16_t)&/channelCount()&/&sampleRate()); &&&&&return& &} &ssize_t&AudioStreamInStub::read(void*&buffer,&ssize_t&bytes) &{ &&&&&usleep(bytes&*&1000000&/&sizeof(int16_t)&/&channelCount()&/&sampleRate()); &&&&&memset(buffer,&0,&bytes); &&&&&return& &}&
由此可见，使用这个接口进行音频的输入和输出时，和真实的设备没有关系，输出和输入都使用延时来完成。对于输出的情况，不会有声音播出，但是返回值
表示全部内容已经输出完成；对于输入的情况，将返回全部为0的数据。
此外，这种实现支持默认的参数，如果用set()函数设置的参数与默认参数不一致，还会返回错误。
2．Android通用的Audio硬件抽象层
AudioHardwareGeneric.h和AudioHardwareGeneric.cpp是Android通用的一个Audio硬件抽象
层。与前面的桩实现不同，这是一个真正能够使用的Audio硬件抽象层，但是它需要Android的一种特殊的声音驱动程序的支持。
与前面类似，AudioStreamOutGeneric、AudioStreamInGeneric和AudioHardwareGeneric
这3个类分别继承Audio硬件抽象层的3个接口。class&AudioStreamOutGeneric&:&public&AudioStreamOut&{ &&&&&&}; &class&AudioStreamInGeneric&:&public&AudioStreamIn&{ &&&&&&}; &class&AudioHardwareGeneric&:&public&AudioHardwareBase &{ &&&&&&};&
在AudioHardwareGeneric.cpp的实现中，使用的驱动程序是/dev/eac，这是一个非标准程序，定义设备的路径如下所示：static&char&const&*&const&kAudioDeviceName&=&"/dev/eac";&
对于Linux操作系统，这个驱动程序在文件系统中的节点主设备号为10，次设备号自动生成。
提示：eac是Linux中的一个misc驱动程序，作为Android的通用音频驱动，写设备表示放音，读设备表示录音。
在AudioHardwareGeneric的构造函数中，打开这个驱动程序的设备节点。AudioHardwareGeneric::AudioHardwareGeneric() &&&&&:&mOutput(0),&mInput(0),&&mFd(-1),&mMicMute(false) &{ &&&&&mFd&=&::open(kAudioDeviceName,&O_RDWR);&&}&
这个音频设备是一个比较简单的驱动程序，没有很多设置接口，只是用写设备表示录音，读设备表示放音。放音和录音支持的都是16位的PCM。ssize_t&AudioStreamOutGeneric::write(const&void*&buffer,&size_t&bytes) &{ &&&&&Mutex::Autolock&_l(mLock); &&&&&return&ssize_t(::write(mFd,&buffer,&bytes));&&&&&} &ssize_t&AudioStreamInGeneric::read(void*&buffer,&ssize_t&bytes) &{ &&&&&AutoMutex&lock(mLock); &&&&&if&(mFd&<&0)&{ &&&&&&&&&return&NO_INIT; &&&&&} &&&&&return&::read(mFd,&buffer,&bytes);&&&&&&&&&&&&&&&}&
虽然AudioHardwareGeneric是一个可以真正工作的Audio硬件抽象层，但是这种实现方式非常简单，不支持各种设置，参数也只能
使用默认的。而且，这种驱动程序需要在Linux核心加入eac驱动程序的支持。
3．提供Dump功能的Audio硬件抽象层
AudioDumpInterface.h和AudioDumpInterface.cpp是一个提供了Dump功能的Audio硬件抽象层，它所
起到的作用就是将输出的Audio数据写入到文件中。
AudioDumpInterface本身支持Audio的输出功能，不支持输入功能。AudioDumpInterface.h中的类定义如下：class&AudioStreamOutDump&:&public&AudioStreamOut&{ &public: &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&AudioStreamOutDump(&AudioStreamOut*&FinalStream); &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&~AudioStreamOutDump(); &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&virtual&ssize_t&&&&&write(const&void*&buffer,&size_t&bytes); &&&&&virtual&uint32_t&&&&sampleRate()&const&{&return&mFinalStream->sampleRate();&} &&&&&virtual&size_t&&&&&&bufferSize()&const&{&return&mFinalStream->bufferSize();&} &&&&&virtual&int&&&&&&&&&channelCount()&const&{&return&mFinalStream->channelCount();&} &&&&&virtual&int&&&&&&&&&format()&const&{&return&mFinalStream->format();&} &&&&&virtual&uint32_t&&&&latency()&const&{&return&mFinalStream->latency();&} &&&&&virtual&status_t&&&&setVolume(float&volume) &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&{&return&mFinalStream->setVolume(volume);&} &&&&&virtual&status_t&&&&standby(); &&&&&&}; &class&AudioDumpInterface&:&public&AudioHardwareBase &{ &&&&&virtual&AudioStreamOut*&openOutputStream( &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&format=0, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&int&channelCount=0, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&uint32_t&sampleRate=0, &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&status_t&*status=0); &&&&&&}&
只实现了AudioStreamOut，没有实现AudioStreamIn，因此这个Audio硬件抽象层只支持输出功能，不支持输入功能。
输出文件的名称被定义为：#define&FLINGER_DUMP_NAME&"/data/FlingerOut.pcm"&
在AudioDumpInterface.cpp的AudioStreamOut所实现的写函数中，写入的对象就是这个文件。ssize_t&AudioStreamOutDump::write(const&void*&buffer,&size_t&bytes) &{ &&&&&ssize_t& &&&&&ret&=&mFinalStream->write(buffer,&bytes); &&&&&if(!mOutFile&&&&gFirst)&{ &&&&&&&&&gFirst&=&false; &&&&&&&&&mOutFile&=&fopen(FLINGER_DUMP_NAME,&"r"); &&&&&&&&&if(mOutFile)&{ &&&&&&&&&&&&&fclose(mOutFile); &&&&&&&&&&&&&mOutFile&=&fopen(FLINGER_DUMP_NAME,&"ab");&&&&&&&&&} &&&&&} &&&&&if&(mOutFile)&{ &&&&&&&&&fwrite(buffer,&bytes,&1,&mOutFile);&&&&&&&} &&&&&return& &}&
如果文件是打开的，则使用追加方式写入。因此使用这个Audio硬件抽象层时，播放的内容（PCM）将全部被写入文件。而且这个类支持各种格式的输
出，这取决于调用者的设置。
AudioDumpInterface并不是为了实际的应用使用的，而是为了调试使用的类。当进行音频播放器调试时，有时无法确认是解码器的问题还
是Audio输出单元的问题，这时就可以用这个类来替换实际的Audio硬件抽象层，将解码器输出的Audio的PCM数据写入文件中，由此可以判断解码
器的输出是否正确。
提示：使用AudioDumpInterface音频硬件抽象层，可以通过/data/FlingerOut.pcm文件找到PCM的输出数据。7.3.3& Audio硬件抽象层的真正实现
实现一个真正的Audio硬件抽象层，需要完成的工作和实现以上的硬件抽象层类似。
例如：可以基于Linux标准的音频驱动：OSS（Open Sound System）或者ALSA（Advanced Linux Sound
Architecture）驱动程序来实现。
对于OSS驱动程序，实现方式和前面的AudioHardwareGeneric类似，数据流的读/写操作通过对/dev/dsp设备的读/写来完
成；区别在于OSS支持了更多的ioctl来进行设置，还涉及通过/dev/mixer设备进行控制，并支持更多不同的参数。
对于ALSA驱动程序，实现方式一般不是直接调用驱动程序的设备节点，而是先实现用户空间的alsa-lib，然后Audio硬件抽象层通过调用
alsa-lib来实现。
在实现Audio硬件抽象层时，对于系统中有多个Audio设备的情况，可由硬件抽象层自行处理setRouting()函数设定，例如，可以选择
支持多个设备的同时输出，或者有优先级输出。对于这种情况，数据流一般来自AudioStreamOut::write()函数，可由硬件抽象层确定输出
方法。对于某种特殊的情况，也有可能采用硬件直接连接的方式，此时数据流可能并不来自上面的write()，这样就没有数据通道，只有控制接口。
Audio硬件抽象层也是可以处理这种情况的。====================================================
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