Android音频子系统，AudioPolicyService（三）

AudioPolicyService

AudioFlinger是音频策略的执行者，AudioPolicyService是策略的制定者。

Android系统中声音被换分为多个种类：

AudioSystem.java

public class AudioSystem{public static final int STREAM_DEFAULT = -1;public static final int STREAM_VOICE_CALL = 0;public static final int STREAM_SYSTEM = 1;public static final int STREAM_RING = 2;public static final int STREAM_MUSIC = 3;public static final int STREAM_ALARM = 4;public static final int STREAM_NOTIFICATION = 5;/* @hide The audio stream for phone calls when connected on bluetooth */public static final int STREAM_BLUETOOTH_SCO = 6;/* @hide The audio stream for enforced system sounds in certain countries (e.g camera in Japan) */   public static final int STREAM_SYSTEM_ENFORCED = 7;/* @hide The audio stream for DTMF tones */public static final int STREAM_DTMF = 8;/* @hide The audio stream for text to speech (TTS) */public static final int STREAM_TTS = 9;}

系统中存在多个audiointerface，每一个audiointerface包含若干个output，每个output又支持若干种音频设备。

一个播放线程playbackThread的输出对应了一种设备。

在特定的时间，同一类型的音频对应的输出设备时统一的。比如说当前STREAM_MUSIC对应的是喇叭，那么多有这个类型的音频都会输出到喇叭。

所以，同一类型的音频对应的playbackThread也是一样的。

 

AudioPolicyService的启动，跟AudioFlinger一样，也跟它同进程，也是在audioserver.rc的解析中启动的。

在servicemanager中注册的名字是“media.audio_policy”。

看下他的构造函数及onFirstRef函数。

AudioPolicyService.cpp

void AudioPolicyService::onFirstRef(){//加载policy库，得到Audio Policy的hw_module_t，默认情况下audio policy的实现在audio_policy_hal.cpp。const struct hw_module_t *module;int rc = hw_get_module(AUDIO_POLICY_HARDWARE_MODULE_ID, &module);//通过hw_module_t打开audio policy设备，函数audio_policy_dev_open真正调用的是audio_policy_hal.cpp中的方法：legacy_ap_dev_open，生成了legacy_ap_device。rc = audio_policy_dev_open(module, &mpAudioPolicyDev);//通过mpAudioPolicyDev，也即是legacy_ap_device产生一个策略，具体实现在audio_policy_hal.cpp中的create_legacy_ap方法中，create_legacy_ap函数中先生成了一个legacy_audio_policy对象，mpAudioPolicy对应就是这个legacy_audio_policy中的policy。下面会列出legacy_audio_policy的结构。rc = mpAudioPolicyDev->create_audio_policy(mpAudioPolicyDev, &aps_ops, this,&mpAudioPolicy);}

legacy_audio_policy的结构，除了对应mpAudioPolicy的policy外，还有几个成员变量。

struct legacy_audio_policy {    struct audio_policy policy;    void *service;    struct audio_policy_service_ops *aps_ops;    AudioPolicyCompatClient *service_client;    AudioPolicyInterface *apm;};

上面结构体的aps_ops变量，是有audiopolicyservice提供的函数指针，其中的函数集合是AudiopolicyService与外界沟通的桥梁，也即是下面的aps_ops。

struct audio_policy_service_ops aps_ops = {        .open_output           = aps_open_output,        .open_duplicate_output = aps_open_dup_output,        .close_output          = aps_close_output,        .suspend_output        = aps_suspend_output,        .restore_output        = aps_restore_output,        .open_input            = aps_open_input,        .close_input           = aps_close_input,        .set_stream_volume     = aps_set_stream_volume,        .invalidate_stream     = aps_invalidate_stream,        .set_parameters        = aps_set_parameters,        .get_parameters        = aps_get_parameters,        .start_tone            = aps_start_tone,        .stop_tone             = aps_stop_tone,        .set_voice_volume      = aps_set_voice_volume,        .move_effects          = aps_move_effects,        .load_hw_module        = aps_load_hw_module,        .open_output_on_module = aps_open_output_on_module,        .open_input_on_module  = aps_open_input_on_module,    };

legacy_audio_policy结构体中的apm是AudioPolicyManager的缩写，AudioPolicyInterface是其基类，默认的实现是一个AudioPolicyManagerDefault对象，实现如下：

static int create_legacy_ap ()@audio_policy_hal.cpp{lap->apm = createAudioPolicyManager(lap->service_client);}AudioPolicyInterface* createAudioPolicyManager ()@AudioPolicyManagerDefault.cpp{return new AudioPolicyManagerDefault(clientInterface);}

相关类的关系图

从上图看：

AudioPolicyService持有一个类似接口类audio_policy的对象，也就是说audiopolicyservice与audio_policy之间的接口是固定不变的，但是audio_policy的内部实现有具体的厂商自由定制。

从audio_policy.h看，audio_policy是一个结构体，内部是各种函数指针，这些函数指针在初始化时，指向具体的函数实现，就对应了audio_policy_hal.cpp中的实现函数。在create_legacy_ap中有对函数指针的赋值：

audio_policy_hal.cpp

static int create_legacy_ap(const struct audio_policy_device *device,struct audio_policy_service_ops *aps_ops, void *service, struct audio_policy **ap){struct legacy_audio_policy *lap;lap->policy.set_ringer_mode = ap_set_ringer_mode;lap->policy.init_check = ap_init_check;lap->policy.get_output = ap_get_output;lap->policy.init_stream_volume = ap_init_stream_volume;……}

还是看上面的图，提到很多数据类型，那么谁去实现这些数据类型呢？就是AudioPolicyManager，与其相关的类有：AudioPolicyInterface是其基类，AudioPolicyManagerBase实现了一些基础的策略，AudioPolicyManagerDefault是最终的实现类。

 

       AudioPolicyService什么时候会通过AudioFlinger去加载音频设备呢？

       除了动态加载外，一个重要的途径是通过AudioPolicyManagerDefault的父类，及AudioPolicyManagerBase的构造函数来加载音频设备。

       前面分析过，AudioPolicyService的启动过程中（onFirstRef），会创建一个mpAudioPolicyDev（audio_policy_device结构体类型），然后通过这个mpAudioPolicyDev创建一个策略（create_audio_policy），create_audio_policy实际的实现是audio_policy_hal.cpp中的create_legacy_ap函数，创建的音频策略就是legacy_audio_policy结构类型中的变量policy（audio_policy），这个legacy_audio_policy结构体中还有一个变量AudioPolicyInterface *apm，它通过函数createAudioPolicyManager被初始化为了AudioPolicyManagerDefault。

audio_policy_hal.cpp

static int create_legacy_ap(const struct audio_policy_device *device,                            struct audio_policy_service_ops *aps_ops,                            void *service,                            struct audio_policy **ap){struct legacy_audio_policy *lap;lap->service_client =new AudioPolicyCompatClient(aps_ops, service);lap->apm = createAudioPolicyManager(lap->service_client);*ap = &lap->policy;}

接着看AudioPolicyManagerBase的构造函数：

AudioPolicyManagerBase.cppAudioPolicyManagerBase::AudioPolicyManagerBase(AudioPolicyClientInterface *clientInterface){mpClientInterface = clientInterface;//这里加载解析配置文件（audio_policy.conf），如果配置文件不存在，就是使用默认配置。//配置文件的信息，当前设备支持的audio interface，及每一种audio interface的属性，每一种audio interface都有outputs，inputs，在这其中有具体的属性：如支持的采样率，formats，支持哪些音频设备等。    if (loadAudioPolicyConfig(AUDIO_POLICY_VENDOR_CONFIG_FILE) != NO_ERROR) {        if (loadAudioPolicyConfig(AUDIO_POLICY_CONFIG_FILE) != NO_ERROR) {            defaultAudioPolicyConfig();        }}//打开这些音频设备，for (size_t i = 0; i < mHwModules.size(); i++) {mHwModules[i]->mHandle =mpClientInterface->loadHwModule(mHwModules[i]->mName);//打开这些设备中的outputs。for (size_t j = 0; j < mHwModules[i]->mOutputProfiles.size(); j++){audio_io_handle_t output = mpClientInterface->openOutput(outProfile->mModule->mHandle,&outputDesc->mDevice,&outputDesc->mSamplingRate,&outputDesc->mFormat,                &outputDesc->mChannelMask,&outputDesc->mLatency,outputDesc->mFlags);}}}

音频策略的执行者是AudioFlinger，所以它也是打开这些音频设备的执行者。接下来看下，怎么转到AudioFlinger那边的？

上面AudioPolicyManagerBase的构造函数中第一行初始化了变量AudioPolicyClientInterface*mpClientInterface；回溯下，这个变量的来源：

AudioPolicyInterface* createAudioPolicyManager(AudioPolicyClientInterface *clientInterface)@ AudioPolicyManagerDefault.cpp{    return new AudioPolicyManagerDefault(clientInterface);}

继续向上回溯：

static int create_legacy_ap(const struct audio_policy_device *device,                            struct audio_policy_service_ops *aps_ops,                            void *service,                            struct audio_policy **ap)@ audio_policy_hal.cpp{lap->service_client =new AudioPolicyCompatClient(aps_ops, service);lap->apm = createAudioPolicyManager(lap->service_client);}

从上面的调用看出，AudioPolicyManagerBase构造函数中的clientInterface就是lap->service_client，也即是AudioPolicyCompatClient对象，而AudioPolicyCompatClient构造函数中的serviceOps 来自于aps_ops，aps_ops的根在AudioPolicyService那里：

void AudioPolicyService::onFirstRef()@AudioPolicyService.cpp{rc = mpAudioPolicyDev->create_audio_policy(mpAudioPolicyDev, &aps_ops, this,&mpAudioPolicy)}

就是上面调用create_audio_policy的第二个参数。

所以，在AudioPolicyManagerBase构造汉中的调用：mpClientInterface->loadHwModule(…)，实际调用的是：aps_ops->load_hw_module(…)；

看下aps_ops这个struct中的指针指向：

AudioPolicyService.cpp

struct audio_policy_service_ops aps_ops = {        .open_output           = aps_open_output,        .open_duplicate_output = aps_open_dup_output,        .close_output          = aps_close_output,        .suspend_output        = aps_suspend_output,        .restore_output        = aps_restore_output,        .open_input            = aps_open_input,        .close_input           = aps_close_input,        .set_stream_volume     = aps_set_stream_volume,        .invalidate_stream     = aps_invalidate_stream,        .set_parameters        = aps_set_parameters,        .get_parameters        = aps_get_parameters,        .start_tone            = aps_start_tone,        .stop_tone             = aps_stop_tone,        .set_voice_volume      = aps_set_voice_volume,        .move_effects          = aps_move_effects,        .load_hw_module        = aps_load_hw_module,        .open_output_on_module = aps_open_output_on_module,        .open_input_on_module  = aps_open_input_on_module,};

其中的load_hw_module指向aps_load_hw_module。aps_load_hw_module的实现在：

AudioPolicyClientImplLegacy.cpp

audio_module_handle_t aps_load_hw_module(void *service __unused, const char *name){    sp<IAudioFlinger> af = AudioSystem::get_audio_flinger();    return af->loadHwModule(name);}

这样就转到了AudioFlinger，其他的函数指针也是一样的，如：open_output。AudioFlinger中函数的实现前分析过了。