AudioTrack与AudioFlinger交换音频数据

AudioTrack与AudioFlinger交换音频数据（一）

转载自：http://www.eoeandroid.com/forum.php?mod=viewthread&tid=98290

      Android Framework的音频子系统中，每一个音频流对应着一个AudioTrack类的一个实例，每个AudioTrack会在创建时注册到 AudioFlinger中，由AudioFlinger把所有的AudioTrack进行混合（Mixer），然后输送到AudioHardware中进行播放，目前Android的Froyo版本设定了同时最多可以创建32个音频流，也就是说，Mixer最多会同时处理32个AudioTrack的数据流。

       如何使用AudioTrack
       AudioTrack的主要代码位于 frameworks/base/media/libmedia/audiotrack.cpp中。现在先通过一个例子来了解一下如何使用 AudioTrack，ToneGenerator是android中产生电话拨号音和其他音调波形的一个实现，我们就以它为例子：

       ToneGenerator的初始化函数：

bool ToneGenerator::initAudioTrack() { // Open audio track in mono, PCM 16bit, default sampling rate, default buffer size mpAudioTrack = new AudioTrack(); mpAudioTrack->set (mStreamType, 0, AudioSystem::PCM_16_BIT, AudioSystem::CHANNEL_OUT_MONO, 0, 0, audioCallback, this , 0, 0, mThreadCanCallJava); if (mpAudioTrack->initCheck() != NO_ERROR) { LOGE("AudioTrack->initCheck failed" ); goto initAudioTrack_exit; } mpAudioTrack->setVolume(mVolume, mVolume); mState = TONE_INIT; } 

  可见，创建步骤很简单，先new一个AudioTrack的实例，然后调用set成员函数完成参数的设置并注册到AudioFlinger中，然后可以调用其他诸如设置音量等函数进一步设置音频参数。其中，一个重要的参数是audioCallback，audioCallback是一个回调函数，负责响应 AudioTrack的通知，例如填充数据、循环播放、播放位置触发等等。回调函数的写法通常像这样：

void ToneGenerator::audioCallback(int event , void * user, void *info) { if (event != AudioTrack::EVENT_MORE_DATA) return ; AudioTrack::Buffer *buffer = static_cast<AudioTrack::Buffer *>(info); ToneGenerator *lpToneGen = static_cast<ToneGenerator *>(user); short *lpOut = buffer->i16; unsigned int lNumSmp = buffer->size/sizeof (short ); const ToneDescriptor *lpToneDesc = lpToneGen->mpToneDesc; if (buffer->size == 0) return ; // Clear output buffer: WaveGenerator accumulates into lpOut buffer memset(lpOut, 0, buffer->size); // 以下是产生音调数据的代码，略.... } 

 该函数首先判断事件的类型是否是EVENT_MORE_DATA，如果是，则后续的代码会填充相应的音频数据后返回，当然你可以处理其他事件，以下是可用的事件类型

java代码：

enum event_type { EVENT_MORE_DATA = 0, // Request to write more data to PCM buffer. EVENT_UNDERRUN = 1, // PCM buffer underrun occured. EVENT_LOOP_END = 2, // Sample loop end was reached; playback restarted from loop start if loop count was not 0. EVENT_MARKER = 3, // Playback head is at the specified marker position (See setMarkerPosition()). EVENT_NEW_POS = 4, // Playback head is at a new position (See setPositionUpdatePeriod()). EVENT_BUFFER_END = 5 // Playback head is at the end of the buffer. }; 

 关于开始播放和停止播放 ，只要简单的调用start() ,stop()即可mpAudioTrack->start(); 

系列之AudioTrack与AudioFlinger交换音频数据（二）的帖子链接http://www.eoeandroid.com/thread-98297-1-1.html

AudioTrack与AudioFlinger交换音频数据（二）

通常，AudioTrack和AudioFlinger并不在同一个进程中，它们通过android中的binder机制建立联系。
        AudioFlinger是android中的一个service，在android启动时就已经被加载。

        我们可以这样理解：
        audio_track_cblk_t实现了一个环形FIFO；
        AudioTrack是FIFO的数据生产者；
        AudioFlinger是FIFO的数据消费者。

        建立联系的过程
        解释一下过程：
        Framework或者Java层通过JNI，new AudioTrack();
        根据StreamType等参数，通过一系列的调用getOutput();
        如有必要，AudioFlinger根据StreamType打开不同硬件设备;
        AudioFlinger为该输出设备创建混音线程： MixerThread()，并把该线程的id作为getOutput()的返回值返回给

        AudioTrack;
        AudioTrack通过binder机制调用AudioFlinger的createTrack();
        AudioFlinger注册该AudioTrack到MixerThread中；
        AudioFlinger创建一个用于控制的TrackHandle，并以IAudioTrack这一接口作为createTrack()的返回值；
        AudioTrack通过IAudioTrack接口，得到在AudioFlinger中创建的FIFO(audio_track_cblk_t);
        AudioTrack创建自己的监控线程：AudioTrackThread；

        自此，AudioTrack建立了和AudioFlinger的全部联系工作，接下来，AudioTrack可以：
        通过IAudioTrack接口控制该音轨的状态，例如start,stop,pause等等；
        通过对FIFO的写入，实现连续的音频播放；
        监控线程监控事件的发生，并通过audioCallback回调函数与用户程序进行交互；

        FIFO的管理
        audio_track_cblk_t
        audio_track_cblk_t这个结构是FIFO实现的关键，该结构是在createTrack的时候，由AudioFlinger申请相应的内存，然后通过IMemory接口返回AudioTrack的，这样AudioTrack和AudioFlinger管理着同一个 audio_track_cblk_t，通过它实现了环形FIFO，AudioTrack向FIFO中写入音频数据，AudioFlinger从FIFO 中读取音频数据，经Mixer后送给AudioHardware进行播放。

       audio_track_cblk_t的主要数据成员：
       user             -- AudioTrack当前的写位置的偏移
       userBase     -- AudioTrack写偏移的基准位置，结合user的值方可确定真实的FIFO地址指针
       server          -- AudioFlinger当前的读位置的偏移
       serverBase  -- AudioFlinger读偏移的基准位置，结合server的值方可确定真实的FIFO地址指针
       frameCount -- FIFO的大小，以音频数据的帧为单位，16bit的音频每帧的大小是2字节
       buffers         -- 指向FIFO的起始地址
       out               -- 音频流的方向，对于AudioTrack，out=1，对于AudioRecord，out=0

       audio_track_cblk_t的主要成员函数：
       framesAvailable_l()和framesAvailable()用于获取FIFO中可写的空闲空间的大小，只是加锁和不加锁的区别。