Android Audio Framework：PCM中间层深度解析

"了解Android Audio Framework中的PCM中间层关键结构，以及与之相关的音频硬件和系统初始化过程" 在Android Audio Framework中，PCM中间层扮演着至关重要的角色，它连接着用户空间应用程序与底层硬件驱动。以下是关于这个主题的详细说明： 1. **PCM中间层结构** - `snd_pcm` 是在`snd_card`下的一个`snd_device`，它代表了一个音频设备。`snd_pcm`结构内部包含了两个数组元素`streams[2]`，分别代表回放（playback）和捕获（capture）流。 - 每个`streams`数组元素指向`snd_pcm_str`结构，它包含了与特定流相关的数据。在`snd_pcm_str`中，`substream`字段指向`snd_pcm_substream`结构，这是PCM处理的核心部分。 - `snd_pcm_substream`结构包含`ops`字段，这是一个指向`snd_pcm_ops`的指针，该结构定义了一系列操作函数，这些函数处理了来自用户空间应用程序通过ALSA库对驱动程序的请求。同时，`substream`的`runtime`字段指向`snd_pcm_runtime`结构，存储了运行时的软硬件环境和参数，如采样率、位深度、缓冲区大小等。 2. **音频硬件接口** - 在Android系统中，音频硬件通常通过数字音频接口如I2S（Inter-IC Sound Bus）与SoC（System on Chip）通信。I2S标准定义了三个主要信号：串行时钟（SCLK）、帧时钟（LRCK）和串行数据（SDATA）。SCLK用于同步数据传输，LRCK切换左右声道，而SDATA则承载实际的音频数据。 3. **音频硬件组件** - 以WM8994为例，这是一个常见的音频编解码器，它可以处理模拟输入和输出，提供数字混音功能，并且支持多种播放和录音通路，包括Speaker、Headset、Earpiece等，以及不同的电话通路。 4. **Android Audio System初始化** - Android Audio System的初始化通常在`System Server`或`Media Server`进程中进行。首先，`AudioFlinger`服务会被创建，接着创建一个`AudioHardwareInterface`实例，作为与硬件交互的抽象层。 - 随后，音频系统的状态被设置并初始化，如`mHardwareStatus=AUDIO_HW_IDLE;`、`mHardwareStatus=AUDIO_HW_INIT;`等。如果`initCheck()`返回`NO_ERROR`，则表示硬件初始化成功，可以打开输出流进行混音。 - 一旦输出流打开，例如16位输出流，`mHardwareStatus`会被设置为`AUDIO_HW_OUTPUT_OPEN`，并把`mOutput`指向`AudioHardware`对象，从而允许音频数据的传输和处理。 总结起来，Android Audio Framework的PCM中间层是音频处理的关键，它通过`snd_pcm`、`snd_pcm_str`和`snd_pcm_substream`等结构管理音频流的处理。同时，音频硬件的接口和组件如I2S、WM8994，以及Android Audio System的初始化过程，共同确保了音频数据在系统和硬件间的高效传输和处理。