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日志

 
 

Android Audio System 之三: AudioPolicyService 和 AudioPolicyManager  

2011-06-21 15:29:25|  分类: android相关 |  标签: |举报 |字号 订阅

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引言
 
    AudioPolicyService是Android音频系统的两大服务之一,另一个服务是AudioFlinger,这两大服务都在系统启动时有MediaSever加载,加载的代码位于:frameworks\base\media\mediaserver\main_mediaserver.cpp。AudioFlinger主要负责管理音频数据处理以及和硬件抽象层相关的工作。本文主要介绍AudioPolicyService。
 
AudioPolicyService
 
    AudioPolicyService主要完成以下任务:
 ?JAVA应用层通过JNI,经由IAudioPolicyService接口,访问AudioPolicyService提供的服务
 ?输入输出设备的连接状态
 ?系统的音频策略(strategy)的切换
 ?音量/音频参数的设置
 
    AudioPolicyService的构成
 
    下面这张图描述了AudioPolicyService的静态结构:
 

Android Audio System 之三: AudioPolicyService 和 AudioPolicyManager - 东东 - 东东的博客

 


进一步说明:
 
1. AudioPolicyService继承了IAudioPolicyService接口,这样AudioPolicyService就可以基于Android的Binder机制,向外部提供服务;
 
2. AudioPolicyService同时也继承了AudioPolicyClientInterface类,他有一个AudioPolicyInterface类的成员指针mpPolicyManager,实际上就是指向了AudioPolicyManager;
 
3. AudioPolicyManager类继承了AudioPolicyInterface类以便向AudioPolicyService提供服务,反过来同时还有一个AudioPolicyClientInterface指针,该指针在构造函数中被初始化,指向了AudioPolicyService,实际上,AudioPolicyService是通过成员指针mpPolicyManager访问AudioPolicyManager,而AudioPolicyManager则通过AudioPolicyClientInterface(mpClientInterface)访问AudioPolicyService;
 
4. AudioPolicyService有一个内部线程类AudioCommandThread,顾名思义,所有的命令(音量控制,输入、输出的切换等)最终都会在该线程中排队执行;
 
AudioPolicyManager
 
    AudioPolicyService的很大一部分管理工作都是在AudioPolicyManager中完成的。包括音量管理,音频策略(strategy)管理,输入输出设备管理。
 
输入输出设备管理
 
音频系统为音频设备定义了一个枚举:AudioSystem::audio_devices,例如:DEVICE_OUT_SPEAKER,DEVICE_OUT_WIRED_HEADPHONE,DEVICE_OUT_BLUETOOTH_A2DP,DEVICE_IN_BUILTIN_MIC,DEVICE_IN_VOICE_CALL等等,每一个枚举值其实对应一个32bit整数的某一个位,所以这些值是可以进行位或操作的,例如我希望同时打开扬声器和耳机,那么可以这样:
 

 

view plaincopy to clipboardprint?
00.newDevice = DEVICE_OUT_SPEAKER | DEVICE_OUT_WIRED_HEADPHONE; 
01.setOutputDevice(mHardwareOutput, newDevice); 
 

AudioPolicyManager中有两个成员变量:mAvailableOutputDevices和mAvailableInputDevices,他们记录了当前可用的输入和输出设备,当系统检测到耳机或者蓝牙已连接好时,会调用AudioPolicyManager的成员函数:
 

 

view plaincopy to clipboardprint?
01.status_t AudioPolicyManager::setDeviceConnectionState(AudioSystem::audio_devices device, 
02.                                                  AudioSystem::device_connection_state state, 
03.                                                  const char *device_address) 
 

该函数根据传入的device值和state(DEVICE_STATE_AVAILABLE/DEVICE_STATE_UNAVAILABLE)设置mAvailableOutputDevices或者mAvailableInputDevices,然后选择相应的输入或者输出设备。
 
其他一些相关的函数:
 ?setForceUse()  设置某种场合强制使用某一设备,例如setForceUse(FOR_MEDIA, FORCE_SPEAKER)会在播放音乐时打开扬声器
 ?startOutput()/stopOutput()
 ?startInput()/stopInput()
 
音量管理
 
AudioPolicyManager提供了一下几个与音量相关的函数:
 ?initStreamVolume(AudioSystem::stream_type stream, int indexMin, int indexMax)
 ?setStreamVolumeIndex(AudioSystem::stream_type stream, int index)
 ?getStreamVolumeIndex(AudioSystem::stream_type stream)
 
AudioService.java中定义了每一种音频流的最大音量级别:
 

 

view plaincopy to clipboardprint?
01./** @hide Maximum volume index values for audio streams */ 
02.    private int[] MAX_STREAM_VOLUME = new int[] { 
03.        5,  // STREAM_VOICE_CALL 
04.        7,  // STREAM_SYSTEM 
05.        7,  // STREAM_RING 
06.        15, // STREAM_MUSIC 
07.        7,  // STREAM_ALARM 
08.        7,  // STREAM_NOTIFICATION 
09.        15, // STREAM_BLUETOOTH_SCO 
10.        7,  // STREAM_SYSTEM_ENFORCED 
11.        15, // STREAM_DTMF 
12.        15  // STREAM_TTS 
13.    }; 
 

由此可见,电话铃声可以有7个级别的音量,而音乐则可以有15个音量级别,java的代码通过jni,最后调用AudioPolicyManager的initStreamVolume(),把这个数组的内容传入AudioPolicyManager中,这样AudioPolicyManager也就记住了每一个音频流的音量级别。应用程序可以调用setStreamVolumeIndex设置各个音频流的音量级别,setStreamVolumeIndex会把这个整数的音量级别转化为适合人耳的对数级别,然后通过AudioPolicyService的AudioCommandThread,最终会将设置应用到AudioFlinger的相应的Track中。
 
音频策略管理
 
 我想首先要搞清楚stream_type,device,strategy三者之间的关系:
 ?AudioSystem::stream_type  音频流的类型,一共有10种类型
 ?AudioSystem::audio_devices  音频输入输出设备,每一个bit代表一种设备,见前面的说明
 ?AudioPolicyManager::routing_strategy 音频路由策略,可以有4种策略
 

Android Audio System 之三: AudioPolicyService 和 AudioPolicyManager - 东东 - 东东的博客

 


getStrategy(stream_type)根据stream type,返回对应的routing strategy值,getDeviceForStrategy()则是根据routing strategy,返回可用的device。Android把10种stream type归纳为4种路由策略,然后根据路由策略决定具体的输出设备。

成员变量mOutputs
 

 

view plaincopy to clipboardprint?
01.KeyedVector<audio_io_handle_t, AudioOutputDescriptor *> mOutputs;   // list of output descriptors 
 

这是AudioPolocyManager用管理输出的键值对向量(数组),通常AudioPolocyManager会打开3个输出句柄(audio_io_handle_t),关于audio_io_handle_t,请参考另一编博客:http://blog.csdn.net/DroidPhone/archive/2010/10/14/5941344.aspx,它实际上就是AudioFlinger中某个PlaybackTread的ID。这3个句柄分别是:
 ?mHardwareOutput            // hardware output handler
 ?mA2dpOutput                   // A2DP output handler
 ?mDuplicatedOutput          // duplicated output handler: outputs to hardware and A2DP
 
可以通过startOutput()把某一个stream type放入到相应的输出中。

popCount()
 
这个函数主要用来计算device变量中有多少个非0位(计算32位数种1的个数),例如该函数返回2,代表同时有两个device要处理。之所以特别介绍它,是因为这个函数的实现很有意思:
 

 

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01.uint32_t AudioSystem::popCount(uint32_t u) 
02.{ 
03.    u = ((u&0x55555555) + ((u>>1)&0x55555555)); 
04.    u = ((u&0x33333333) + ((u>>2)&0x33333333)); 
05.    u = ((u&0x0f0f0f0f) + ((u>>4)&0x0f0f0f0f)); 
06.    u = ((u&0x00ff00ff) + ((u>>8)&0x00ff00ff)); 
07.    u = ( u&0x0000ffff) + (u>>16); 
08.    return u; 
09.} 
 

不知道各位看懂了么?

AudioCommandThread
 
    这是AudioPolicyService中的一个线程,主要用于处理音频设置相关的命令。包括:
 ?START_TONE
 ?STOP_TONE
 ?SET_VOLUME
 ?SET_PARAMETERS
 ?SET_VOICE_VOLUME
 
     每种命令的参数有相应的包装:
 ?class ToneData
 ?class VolumeData
 ?class ParametersData
 ?class VoiceVolumeData
 
    START_TONE/STOP_TONE:播放电话系统中常用的特殊音调,例如:TONE_DTMF_0,TONE_SUP_BUSY等等。
 
    SET_VOLUME:最终会调用AudioFlinger进行音量设置
 
    SET_VOICE_VOLUME:最终会调用AudioFlinger进行电话音量设置
 
    SET_PARAMETERS:通过一个KeyValuePairs形式的字符串进行参数设置,KeyValuePairs的格式可以这样:
 ? "sampling_rate=44100"
 ?"channels=2"
 ?"sampling_rate=44100;channels=2"     // 组合形式
 
    这些KeyValuePairs可以通过AudioPolicyService的成员函数setParameters()传入。


转自:http://blog.csdn.net/DroidPhone/archive/2010/10/18/5949280.aspx

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