Android音视频五:PlayBackThread处理数据流程

什么是混音

多个应用程序播放,每个APP端都会创建AudioTrack,每个AudioTrack都会通过共享内存和播放线程的Track来传递数据,每个应用发送的音频数据格式可能都不相同,而声卡仅支持固定的几种格式,除非发送的格式就是声卡本身支持的格式,否则这里都需要进行重采样/混音(playbackthread中使用mAudioMixer的一些操作把硬件不支持的音频格式转化为硬件支持的音频格式,这个过程叫做重采样)。

源码分析

先从PlayBackThread看起,总结起来一共做了着几件事

  1. 开启threadLoop线程
  2. 没数据挂起等待数据
  3. 有数据分别执行 prepareTracks_lthreadLoop_mixthreadLoop_write
// 构造方法执行,调用这个方法
void AudioFlinger::PlaybackThread::onFirstRef()
{
    // 开启线程
    run(mThreadName, ANDROID_PRIORITY_URGENT_AUDIO);
}


bool AudioFlinger::PlaybackThread::threadLoop() {

        Mutex::Autolock _l(mLock);
        // lyh 处理配置信息
        processConfigEvents_l();

        if ((mActiveTracks.isEmpty() && systemTime() > mStandbyTimeNs) ||
                                   isSuspended()) {
                // put audio hardware into standby after short delay
                if (shouldStandby_l()) {
                    threadLoop_standby();
                }

                if (mActiveTracks.isEmpty() && mConfigEvents.isEmpty()) {
                    IPCThreadState::self()->flushCommands();

                    // lyh 线程休眠点,直到广播唤醒
                    mWaitWorkCV.wait(mLock);
                    continue;
                }
      }
      // lyh 混音准备 返回READY
      mMixerStatus = prepareTracks_l(&tracksToRemove);
      
      if (mMixerStatus == MIXER_TRACKS_READY) {
          // lyh 混音准备好,开始混音
          threadLoop_mix();
      }
      
      
      
      
     if (mMixerBufferValid) {
         // lyh 把数据从thread.mMixerBuffer复制到thread.mSinkBuffer
         memcpy_by_audio_format(buffer, format, mMixerBuffer, mMixerBufferFormat,
                        mNormalFrameCount * (mChannelCount + mHapticChannelCount));
     }
     
     
     if (!waitingAsyncCallback()) {
        // lyh 音频输出
        ret = threadLoop_write();
    }
    
    
}


从MixerThread作为例子来看prepareTracks_lthreadLoop_mixthreadLoop_write

prepareTracks_l

在准备混音的过程主要做了几件事情:

  1. 设置混音所需要的参数,包括:音量,混音的源buffer,目的buffer,音频格式,是否重采样等。
  2. 删除被加入tracksToRemove的track
  3. 返回当前状态mMixerStatus
AudioFlinger::PlaybackThread::mixer_state AudioFlinger::MixerThread::prepareTracks_l(){

   // lyh 状态修改为空闲
    mixer_state mixerStatus = MIXER_IDLE;
    for (size_t i=0 ; i<count ; i++) {
        const sp<Track> t = mActiveTracks[i];
        Track* const track = t.get();
        
        size_t framesReady = track->framesReady();
        
            // lyh 进行AudioMixer参数设置
        if ((framesReady >= minFrames) && track->isReady() &&
                !track->isPaused() && !track->isTerminated())
        {
        
            // lyh 设置可以混音
            mAudioMixer->enable(trackId);

            // lyh 音轨 左 右 aux
            mAudioMixer->setParameter(trackId, param, AudioMixer::VOLUME0, &vlf);
            mAudioMixer->setParameter(trackId, param, AudioMixer::VOLUME1, &vrf);
            mAudioMixer->setParameter(trackId, param, AudioMixer::AUXLEVEL, &vaf);

            // lyh 音频格式
            mAudioMixer->setParameter(
                trackId,
                AudioMixer::TRACK,
                AudioMixer::FORMAT, (void *)track->format());

            // lyh 音轨mask,哪个需要或者不需要混音
            mAudioMixer->setParameter(
                trackId,
                AudioMixer::TRACK,
                AudioMixer::CHANNEL_MASK, (void *)(uintptr_t)track->channelMask());


            mAudioMixer->setParameter(
                trackId,
                AudioMixer::TRACK,
                AudioMixer::MIXER_CHANNEL_MASK,
                (void *)(uintptr_t)(mChannelMask | mHapticChannelMask));
                
            // lyh 重采样
            mAudioMixer->setParameter(
                trackId,
                AudioMixer::RESAMPLE,
                AudioMixer::SAMPLE_RATE,
                (void *)(uintptr_t)reqSampleRate);

            AudioPlaybackRate playbackRate = proxy->getPlaybackRate();
            mAudioMixer->setParameter(
                trackId,
                AudioMixer::TIMESTRETCH,
                AudioMixer::PLAYBACK_RATE,
                &playbackRate);
  
 
 
            if (mMixerBufferEnabled
                    && (track->mainBuffer() == mSinkBuffer
                            || track->mainBuffer() == mMixerBuffer)) {
                mAudioMixer->setParameter(
                        trackId,
                        AudioMixer::TRACK,
                        AudioMixer::MIXER_FORMAT, (void *)mMixerBufferFormat);
                // lyh 目的buffer
                mAudioMixer->setParameter(
                        trackId,
                        AudioMixer::TRACK,
                        AudioMixer::MAIN_BUFFER, (void *)mMixerBuffer);
                // TODO: override track->mainBuffer()?
                mMixerBufferValid = true;
            } else {
                mAudioMixer->setParameter(
                        trackId,
                        AudioMixer::TRACK,
                        AudioMixer::MIXER_FORMAT, (void *)EFFECT_BUFFER_FORMAT);
                mAudioMixer->setParameter(
                        trackId,
                        AudioMixer::TRACK,
                        AudioMixer::MAIN_BUFFER, (void *)track->mainBuffer());
            }
            mAudioMixer->setParameter(
                trackId,
                AudioMixer::TRACK,
                AudioMixer::AUX_BUFFER, (void *)track->auxBuffer());

            mAudioMixer->setParameter(
                trackId,
                AudioMixer::TRACK,
                AudioMixer::HAPTIC_ENABLED, (void *)(uintptr_t)track->getHapticPlaybackEnabled());
            mAudioMixer->setParameter(
                trackId,
                AudioMixer::TRACK,
                AudioMixer::HAPTIC_INTENSITY, (void *)(uintptr_t)track->getHapticIntensity());
             // lyh 混音准备好了
             mixerStatus = MIXER_TRACKS_READY;
         }
        
        
         
        
    }
    // lyh 从mActiveTracks移除
    removeTracks_l(*tracksToRemove);
    
    return mixerStatus;
}



threadLoop_mix

void AudioFlinger::MixerThread::threadLoop_mix()
{
    // mix buffers...
    // lyh 开启混音,调用AudioMixer.cpp#preProcess 和 postProcess
    mAudioMixer->process();
    // lyh 处理了多少数据
    mCurrentWriteLength = mSinkBufferSize;
}



threadLoop_write


ssize_t AudioFlinger::MixerThread::threadLoop_write() {
    return PlaybackThread::threadLoop_write();
}


ssize_t AudioFlinger::PlaybackThread::threadLoop_write()
{
    ssize_t bytesWritten;
    if (mNormalSink != 0) {

        // lyh 将buffer写到声卡上
        ssize_t framesWritten = mNormalSink->write((char *)mSinkBuffer + offset, count);

    } 

    mNumWrites++;
    mInWrite = false;
    if (mStandby) {
        mThreadMetrics.logBeginInterval();
        mStandby = false;
    }
    // lyh 返回写入的数据量
    return bytesWritten;
}



总结下过程

prepareTracks_l

  1. 确定enabled track, disabled track
  2. 对于enabled track, 设置mState.tracks[x]中的参数

threadLoop_mix

  1. 处理数据(比如重采样)、混音
  2. 确定hook:逐个分析mState.tracks[x]的数据, 根据它的格式确定tracks[x].hook,再确定总的mState.hook (这里hook方面的比较抽象,暂时还不能很好的理解)
  3. 调用hook:调用总的mState.hook即可, 它会再去调用每一个mState.tracks[x].hook
  4. 混音后的数据会放在mState.outputTemp临时Buffer中
  5. 然后转换格式后存入 thread.mMixerBuffer

memcpy_by_audio_format

  1. 把数据从thread.mMixerBuffer或thread.mEffectBuffer复制到thread.mSinkBuffer

threadLoop_write

  1. 把thread.mSinkBuffer写到声卡上

threadLoop_exit

参考了这篇文章

blog.csdn.net/vviccc/arti…

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