audio的输出设备切换分析
本文主要介绍android上音频输出设备切换的代码流程
（此文部分内容参考自邓凡达老师的博客。感谢邓老师讲解）
上层程序要切换输出设备时，经过JNI调用，会调用AudioSystem::setForceUse
status_t AudioSystem::setForceUse(audio_policy_force_use_t usage, audio_policy_forced_cfg_t config)
{
const sp<IAudioPolicyService>& aps = AudioSystem::get_audio_policy_service();
if (aps == 0) return PERMISSION_DENIED;
return aps->setForceUse(usage, config);
}接下来就是调用frameworks/av/services/audioflinger/AudioPolicyService.cpp的setForceUse()函数了；
status_t AudioPolicyService::setForceUse(audio_policy_force_use_t usage,
audio_policy_forced_cfg_t config)
{
Mutex::Autolock _l(mLock);
mpAudioPolicy->set_force_use(mpAudioPolicy, usage, config);
return NO_ERROR;
}
mpAudioPolicy->set_force_use实际上调用的是audio_policy_hal.cpp里面的ap_set_force_use。
static void ap_set_force_use(struct audio_policy *pol,
audio_policy_force_use_t usage,
audio_policy_forced_cfg_t config)
{
struct legacy_audio_policy *lap = to_lap(pol);
lap->apm->setForceUse((AudioSystem::force_use)usage,
(AudioSystem::forced_config)config);
}继而调用AudioPolicyManagerBase::setForceUse
void AudioPolicyManagerBase::setForceUse(AudioSystem::force_use usage, AudioSystem::forced_config config)
{
....
checkA2dpSuspend();
checkOutputForAllStrategies();
updateDevicesAndOutputs(); //各种内部状态的更新
for (size_t i = 0; i < mOutputs.size(); i++) {
audio_io_handle_t output = mOutputs.keyAt(i);
audio_devices_t newDevice = getNewDevice(output, true /*fromCache*/);
setOutputDevice(output, newDevice, (newDevice != AUDIO_DEVICE_NONE)); //继续往下调用
if (forceVolumeReeval && (newDevice != AUDIO_DEVICE_NONE)) {
applyStreamVolumes(output, newDevice, 0, true);
}
}
....
}继续看setOutputDevice的代码，如下所示：
[-->AudioPolicyManagerBase.cpp]
void AudioPolicyManagerBase::setOutputDevice(audio_io_handle_toutput, uint32_t device,bool force, int delayMs)
{
......
//把这个请求要发送到output对应的AF工作线程中
AudioParameterparam = AudioParameter();
//参数是key/vlaue键值对的格式
param.addInt(String8(AudioParameter::keyRouting),(int)device);
//mpClientInterface是AP对象，由它处理
mpClientInterface->setParameters(mHardwareOutput, param.toString(),delayMs);
//设置音量，不做讨论，读者可自行分析
applyStreamVolumes(output, device, delayMs);
}
[-->AudioPolicyService.cpp]
voidAudioPolicyService::setParameters(audio_io_handle_t ioHandle,
constString8& keyValuePairs, int delayMs)
{
//把这个请求加入到AudioCommandThread处理
mAudioCommandThread->parametersCommand((int)ioHandle,
keyValuePairs, delayMs);
}
AudioPolicyService创建时会同时创建两个线程，其中一个用于处理各种请求。现在看看它是怎么做的。
AudioCommandThread有一个请求处理队列，AP负责往该队列中提交请求，而AudioCommandThread在它的线程函数threadLoop中处理这些命令。请直接看命令是如何处理的。
说明：这种通过一个队列来协调两个线程的方法，在多线程编程中非常常见，它也属于生产者/消费者模型。
AudioCommandThread中的处理
[-->AudioPolicyService.cpp]
boolAudioPolicyService::AudioCommandThread::threadLoop()
{
nsecs_twaitTime = INT64_MAX;
mLock.lock();
while(!exitPending())
{
while(!mAudioCommands.isEmpty()) {
nsecs_t curTime = systemTime();
if (mAudioCommands[0]->mTime <= curTime) {
AudioCommand *command = mAudioCommands[0];
mAudioCommands.removeAt(0);
mLastCommand = *command;
switch (command->mCommand) {
case START_TONE:
......
case STOP_TONE:
...... //TONE处理
mLock.lock();
}break;
case SET_VOLUME: {
//设置音量
delete data;
}break;
case SET_PARAMETERS: {
//处理路由设置请求
ParametersData *data =(ParametersData *)command->mParam;
//转到AudioSystem处理，mIO的值为mHardwareOutput
command->mStatus =AudioSystem::setParameters(
data->mIO,
data->mKeyValuePairs);
if(command->mWaitStatus) {
command->mCond.signal();
mWaitWorkCV.wait(mLock);
}
delete data;
}break;
......
default:
}
}先看AudioSystem的setParameters。
AudioSystem将设置请求转移给AudioFlinger处理，代码如下所示：
[-->AudioSystem.cpp]
status_t AudioSystem::setParameters(audio_io_handle_t ioHandle,
constString8& keyValuePairs)
{
const sp<IAudioFlinger>& af = AudioSystem::get_audio_flinger();
//果然是交给AF处理，ioHandle看来一定就是工作线程索引号了
return af->setParameters(ioHandle, keyValuePairs);
}
[-->AudioFlinger.cpp]
status_t AudioFlinger::setParameters(intioHandle, constString8& keyValuePairs)
{
status_t result;
// ioHandle == 0 表示和混音线程无关，需要直接设置到HAL对象中。
if(ioHandle == 0) {
AutoMutex lock(mHardwareLock);
mHardwareStatus = AUDIO_SET_PARAMETER;
//调用AudioHardwareInterface的参数设置接口
result = mAudioHardware->setParameters(keyValuePairs);
mHardwareStatus = AUDIO_HW_IDLE;
return result;
}
sp<ThreadBase> thread;
{
Mutex::Autolock _l(mLock);
//根据索引号找到对应混音线程。
thread = checkPlaybackThread_l(ioHandle);
}
result = thread->setParameters(keyValuePairs);
return result;
}
return BAD_VALUE;
}好了，最终的请求处理在MixerThread，或者DirectPlaybackThread的线程函数中，来看：
例如MixerThread最终处理代码如下所示：
[
-->AudioFlinger.cpp]
bool AudioFlinger::MixerThread::threadLoop()
{
....
while(!exitPending())
{
processConfigEvents();
mixerStatus = MIXER_IDLE;
{// scope for mLock
Mutex::Autolock _l(mLock);
// checkForNewParameters_l最有嫌疑
if (checkForNewParameters_l()) {
...
}
......//其他处理
}
[-->AudioFlinger.cpp]
boolAudioFlinger::MixerThread::checkForNewParameters_l()
{
boolreconfig = false;
while(!mNewParameters.isEmpty()) {
status_t status = NO_ERROR;
String8 keyValuePair = mNewParameters[0];
AudioParameter param = AudioParameter(keyValuePair);
int value;
......
//路由设置需要硬件参与，所以直接交给代表音频输出设备的HAL对象处理
status = mOutput->setParameters(keyValuePair);
return reconfig;
}至此，路由设置最终通过HAL的setParameters来实现。
在某款android DTV的具体HAL实现上，
智能电视上只有三路音频通道：板载speaker，SPDIF，蓝牙，
切换到蓝牙时，走A2DP的path，这里没有深入研究。不做赘述。
切换到板载speaker或者SPDIF时，这两者在同一个HAL里。
HAL层切换的时候，根据不同的setParameters参数，打开不同的/dev/snd/pcm设备写就可以了。