Android音频系统之AudioFlinger(四)

http://blog.csdn.net/xuesen_lin/article/details/8805096

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。