Android Audio底层使用的是liunx alsa驱动，录制或播放或声音所需的基本硬件是音频芯片或声卡（Sound cards）, alsa声卡设备如下图所示:
1 Control // 监听声卡上的一些音频流状态
2 Mixer // 负责路由或混合声卡上的各种模拟信号
3 Pulse Code Modulation (PCM) //负责音频流的录制及播放
//获取系统支持的声卡
msmnile_gvmq:/ # cat /proc/asound/cards
// 获取系统支持的pcm设备节点
msmnile_gvmq:/ # lsof /dev/snd/pcmC0D
定义说明例如：pcmC0D16c
C0：card 0 ，声卡ID
D16：device 16 ：音频设备 ID
c：capture 支持录音
p：playback 支持播音// 获取音频PCM设备详细描述
msmnile_gvmq:/ # cat /proc/asound/pcm
00-00: MultiMedia1 (*) : : playback 1 : capture 1
00-01: MultiMedia2 (*) : : playback 1 : capture 1
00-02: VoiceMMode1 (*) : : playback 1 : capture 1
定义说明例如：00-00: MultiMedia1 (*) : : playback 1 : capture 1
00：声卡ID
00：设备ID
MultiMedia1 ：别称
playback 1 ：播音
capture 1 ： 录音// 查看当前占用snd相关音频设备
msmnile_gvmq:/ # lsof | grep snd
[email protected] 17112 audioserve mem REG 259,45 23948 1294 /vendor/lib/libsndmonitor.so
[email protected] 17112 audioserve 7u CHR 116,2 0t0 8060 /dev/snd/controlC0 [email protected] 17112 audioserve 8u CHR 116,2 0t0 8060 /dev/snd/controlC0
[email protected] 17112 audioserve 54u CHR 116,2 0t0 8060 /dev/snd/controlC0 [email protected] 17112 audioserve 60u CHR 116,3 0t0 14418 /dev/snd/pcmC0D0p 通道配置----映射usecase与pcm的关系
比如蓝牙电话录音，是走id为29的pcm
// hardware/qcom/audio/configs/msmnile_au/audio_platform_info.xml
<usecase name="USECASE_AUDIO_HFP_SCO" type="in" id="29" />
<usecase name="USECASE_AUDIO_HFP_SCO" type="out" id="29" />
<usecase name="USECASE_AUDIO_HFP_SCO_WB" type="in" id="29" />
<usecase name="USECASE_AUDIO_HFP_SCO_WB" type="out" id="29" />
除了audio_platform_info.xml，pcm和usecase的默认映射是在
vendor/qcom/opensource/audio-hal/primary-hal/hal/msm8974/platform.c#368
Mixer---用于 Audio route (FE to BE)
// hardware/qcom/audio/configs/msmnile_au/mixer_paths_adp.xml
<path name="hfp-sco">
<ctl name="AUX_PCM_RX Audio Mixer MultiMedia6" value="1" /> //value = 1 含义是开启
<ctl name="MultiMedia6 Mixer TERT_TDM_TX_0" value="1" />
</path>
或mixer配置
<!-- These are actual sound device specific mixer settings -->
<path name="adc1">
<ctl name="AIF1_CAP Mixer SLIM TX7" value="1"/>
<ctl name="SLIM_0_TX Channels" value="One" />
<ctl name="SLIM TX7 MUX" value="DEC6" />
<ctl name="DEC6 MUX" value="ADC1" />
<ctl name="IIR1 INP1 MUX" value="DEC6" />
</path>
或音量调节
<ctl name="DEC1 Volume" value="84" />高通音频通路设置
简单描述下高通 HAL 层音频通路的连接流程，音频通路分为三大块：FE PCMs、BE DAIs、Devices，这三块均需要打开并串联起来才能完成一个音频通路的设置。
| Front End PCMs | SoC DSP | Back End DAIs | Audio devices |
*************
PCM0 <------------> * * <----DAI0-----> Codec Headset
* *
PCM1 <------------> * * <----DAI1-----> Codec Speakers/Earpiece
* DSP *
PCM2 <------------> * * <----DAI2-----> MODEM
* *
PCM3 <------------> * * <----DAI3-----> BT
* *
* * <----DAI4-----> DMIC
* *
* * <----DAI5-----> FM
*************
Front End PCMs：音频前端，一个前端对应着一个 PCM 设备。
FE PCMs 是在音频流打开时设置的，我们首先要了解一个音频流对应着一个 usecase，具体细节请参考：Android 音频系统：AudioTrack、AudioFlinger Threads、AudioHAL Usecases、AudioDriver PCMs
usecase 通俗表示音频场景，对应着音频前端FE，比如：
low_latency：按键音、触摸音、游戏背景音等低延时的放音场景
deep_buffer：音乐、视频等对时延要求不高的放音场景
compress_offload：mp3、flac、aac等格式的音源播放场景，这种音源不需要软件解码，直接把数据送到硬件解码器（aDSP），由硬件解码器（aDSP）进行解码
record：普通录音场景
record_low_latency：低延时的录音场景
voice_call：语音通话场景
voip_call：网络通话场景start_output_stream() 代码分析：
// 根据 usecase 找到对应 FE PCM id
int platform_get_pcm_device_id(audio_usecase_t usecase, int device_type)
{
int device_id = -1;
if (device_type == PCM_PLAYBACK)
device_id = pcm_device_table[usecase][0];
else
device_id = pcm_device_table[usecase][1];
return device_id;
}
int start_output_stream(struct stream_out *out)
{
int ret = 0;
struct audio_usecase *uc_info;
struct audio_device *adev = out->dev;
// 根据 usecase 找到对应 FE PCM id
out->pcm_device_id = platform_get_pcm_device_id(out->usecase, PCM_PLAYBACK);
if (out->pcm_device_id < 0) {
ALOGE("%s: Invalid PCM device id(%d) for the usecase(%d)",
__func__, out->pcm_device_id, out->usecase);
ret = -EINVAL;
goto error_open;
}
// 为这个音频流新建一个 usecase 实例
uc_info = (struct audio_usecase *)calloc(1, sizeof(struct audio_usecase));
if (!uc_info) {
ret = -ENOMEM;
goto error_config;
}
uc_info->id = out->usecase; // 音频流对应的 usecase
uc_info->type = PCM_PLAYBACK; // 音频流的流向
uc_info->stream.out = out;
uc_info->devices = out->devices; // 音频流的初始设备
uc_info->in_snd_device = SND_DEVICE_NONE;
uc_info->out_snd_device = SND_DEVICE_NONE;
list_add_tail(&adev->usecase_list, &uc_info->list); // 把新建的 usecase 实例添加到链表中
// 根据 usecase、out->devices，为音频流选择相应的音频设备
select_devices(adev, out->usecase);
ALOGV("%s: Opening PCM device card_id(%d) device_id(%d) format(%#x)",
__func__, adev->snd_card, out->pcm_device_id, out->config.format);
if (!is_offload_usecase(out->usecase)) {
unsigned int flags = PCM_OUT;
unsigned int pcm_open_retry_count = 0;
if (out->usecase == USECASE_AUDIO_PLAYBACK_AFE_PROXY) {
flags |= PCM_MMAP | PCM_NOIRQ;
pcm_open_retry_count = PROXY_OPEN_RETRY_COUNT;
} else if (out->realtime) {
flags |= PCM_MMAP | PCM_NOIRQ;
} else
flags |= PCM_MONOTONIC;
while (1) {
// 打开 FE PCM
out->pcm = pcm_open(adev->snd_card, out->pcm_device_id,
flags, &out->config);
if (out->pcm == NULL || !pcm_is_ready(out->pcm)) {
ALOGE("%s: %s", __func__, pcm_get_error(out->pcm));
if (out->pcm != NULL) {
pcm_close(out->pcm);
out->pcm = NULL;
}
if (pcm_open_retry_count-- == 0) {
ret = -EIO;
goto error_open;
}
usleep(PROXY_OPEN_WAIT_TIME * 1000);
continue;
}
break;
}
语音通话的情景有所不同，它不是传统意义的音频流，流程大概是这样的：
进入通话时，上层会先设置音频模式为 AUDIO_MODE_IN_CALL（HAL 接口是 adev_set_mode()），再传入音频设备 routing=$device（HAL 接口是 out_set_parameters()）
out_set_parameters() 中检查音频模式是否为 AUDIO_MODE_IN_CALL，是则调用 voice_start_call() 打开语音通话的 FE_PCM
Back End DAIs：音频后端，一个后端对应着一个 DAI 接口，一个 FE PCM 能够连接到一个或多个 BE DAI
SLIM_BUS
Aux_PCM
Primary_MI2S
Secondary_MI2S
Tertiary_MI2S
Quatermary_MI2S
Audio Device：有 headset、speaker、earpiece、mic、bt、modem 等；不同的设备可能与不同的 DAI 接口连接，也可能与同一个 DAI 接口连接
device 表示音频端点设备，包括输出端点（如 speaker、headphone、earpiece）和输入端点（如 headset-mic、builtin-mic）。高通 HAL 对音频设备做了扩展，比如 speaker 分为：
SND_DEVICE_OUT_SPEAKER：普通的外放设备
SND_DEVICE_OUT_SPEAKER_PROTECTED：带保护的外放设备
SND_DEVICE_OUT_VOICE_SPEAKER：普通的通话免提设备
SND_DEVICE_OUT_VOICE_SPEAKER_PROTECTED：带保护的通话免提设备详见 platform.h 音频设备定义，下面仅列举一部分：
/* Sound devices specific to the platform
* The DEVICE_OUT_* and DEVICE_IN_* should be mapped to these sound
* devices to enable corresponding mixer paths
*/
enum {
SND_DEVICE_NONE = 0,
/* Playback devices */
SND_DEVICE_MIN,
SND_DEVICE_OUT_BEGIN = SND_DEVICE_MIN,
SND_DEVICE_OUT_HANDSET = SND_DEVICE_OUT_BEGIN,
SND_DEVICE_OUT_SPEAKER,
SND_DEVICE_OUT_HEADPHONES,
SND_DEVICE_OUT_HEADPHONES_DSD,
SND_DEVICE_OUT_SPEAKER_AND_HEADPHONES,
SND_DEVICE_OUT_SPEAKER_AND_LINE,
SND_DEVICE_OUT_VOICE_HANDSET,
SND_DEVICE_OUT_VOICE_SPEAKER,
SND_DEVICE_OUT_VOICE_HEADPHONES,
SND_DEVICE_OUT_VOICE_LINE,
SND_DEVICE_OUT_HDMI,
SND_DEVICE_OUT_DISPLAY_PORT,
SND_DEVICE_OUT_BT_SCO,
SND_DEVICE_OUT_BT_A2DP,
SND_DEVICE_OUT_SPEAKER_AND_BT_A2DP,
SND_DEVICE_OUT_AFE_PROXY,
SND_DEVICE_OUT_USB_HEADSET,
SND_DEVICE_OUT_USB_HEADPHONES,
SND_DEVICE_OUT_SPEAKER_AND_USB_HEADSET,
SND_DEVICE_OUT_SPEAKER_PROTECTED,
SND_DEVICE_OUT_VOICE_SPEAKER_PROTECTED,
SND_DEVICE_OUT_END,
/* Capture devices */
SND_DEVICE_IN_BEGIN = SND_DEVICE_OUT_END,
SND_DEVICE_IN_HANDSET_MIC = SND_DEVICE_IN_BEGIN, // 58
SND_DEVICE_IN_SPEAKER_MIC,
SND_DEVICE_IN_HEADSET_MIC,
SND_DEVICE_IN_VOICE_SPEAKER_MIC,
SND_DEVICE_IN_VOICE_HEADSET_MIC,
SND_DEVICE_IN_BT_SCO_MIC,
SND_DEVICE_IN_CAMCORDER_MIC,
SND_DEVICE_IN_END,
SND_DEVICE_MAX = SND_DEVICE_IN_END,
};
扩展这么多是为了方便设置 acdb id，比如外放和通话免提虽然都用了同样的喇叭设备，
但是这两种情景会使用不同的算法，因此需要设置不同的 acdb id 到 aDSP，
区分 SND_DEVICE_OUT_SPEAKER 和 SND_DEVICE_OUT_VOICE_SPEAKER 是为了匹配到各自的 acdb id。由于高通 HAL 定义的音频设备与 Android Framework 定义的不一致，所以在高通 HAL 中会根据音频场景对框架层传入的音频设备进行转换，详见：
platform_get_output_snd_device()
platform_get_input_snd_device()
在高通 HAL 中，我们只看到 usecase（即 FE PCM）和 device，device 和 BE DAI 是“多对一”的关系，device 连接着唯一的 BE DAI（反过来就不成立了，BE DAI 可能连接着多个 device），所以确定了 device 也就能确定所连接的 BE DAI。
路由选择
我们在 mixer_pahts.xml 中看到 usecase 相关的通路：
<path name="deep-buffer-playback speaker">
<ctl name="QUAT_MI2S_RX Audio Mixer MultiMedia1" value="1" />
</path>
<path name="deep-buffer-playback headphones">
<ctl name="TERT_MI2S_RX Audio Mixer MultiMedia1" value="1" />
</path>
<path name="deep-buffer-playback earphones">
<ctl name="QUAT_MI2S_RX Audio Mixer MultiMedia1" value="1" />
</path>
<path name="low-latency-playback speaker">
<ctl name="QUAT_MI2S_RX Audio Mixer MultiMedia5" value="1" />
</path>
<path name="low-latency-playback headphones">
<ctl name="TERT_MI2S_RX Audio Mixer MultiMedia5" value="1" />
</path>
<path name="low-latency-playback earphones">
<ctl name="QUAT_MI2S_RX Audio Mixer MultiMedia5" value="1" />
</path>这些通路其实就是连接 usecase、device 之间的路由。比如 “deep-buffer-playback speaker” 是连接 deep-buffer-playback FE PCM、speaker Device 之间的路由，打开 “deep-buffer-playback speaker”，则把 deep-buffer-playback FE PCM 和 speaker Device 连接起来；关闭 “deep-buffer-playback speaker”，则断开 deep-buffer-playback FE PCM 和 speaker Device 的连接。
之前提到“device 连接着唯一的 BE DAI，确定了 device 也就能确定所连接的 BE DAI”，因此这些路由通路其实都隐含着 BE DAI 的连接：FE PCM 并非直接到 device 的，而是 FE PCM 先连接到 BE DAI，BE DAI 再连接到 device。这点有助于理解路由控件，路由控件面向的是 FE PCM 和 BE DAI 之间的连接，回放类型的路由控件名称一般是： $BE_DAI Audio Mixer $FE_PCM，录制类型的路由控件名称一般是：$FE_PCM Audio Mixer $BE_DAI，这很容易分辨。
例如 “deep-buffer-playback speaker” 通路中的路由控件：
<ctl name="QUAT_MI2S_RX Audio Mixer MultiMedia1" value="1" />
MultiMedia1：deep_buffer usacase 对应的 FE PCM
QUAT_MI2S_RX：speaker device 所连接的 BE DAI
Audio Mixer：表示 DSP 路由功能
value：1 表示连接，0 表示断开连接
这个控件的意思是：把 MultiMedia1 PCM 与 QUAT_MI2S_RX DAI 连接起来。这个控件并没有指明 QUAT_MI2S_RX DAI 与 speaker device 之间的连接，因为 BE DAIs 与 Devices 之间并不需要路由控件，如之前所强调”device 连接着唯一的 BE DAI，确定了 device 也就能确定所连接的 BE DAI“。
路由控件的开关不仅仅影响 FE PCMs、BE DAIs 的连接或断开，同时会使能或禁用 BE DAIs，要深入理解这点的话需要去研究 ALSA DPCM（Dynamic PCM） 机制，这里稍作了解即可。
路由操作函数是 enable_audio_route()/disable_audio_route()，这两个函数名称很贴合，控制 FE PCMs 与 BE DAIs 的连接或断开。
alsa调试命令
tinymix
可进行通道切换或配置
tinycap
录音命令，使用命令前先用 tinymix 切换到音频通道
tinycap /sdcard/test.pcm -D 0 -d 0 -c 4 -r 48000 -b 32 -p 768 -n 10
-D card 声卡
-d device 设备
-c channels 通道
-r rate 采样率
-b bits pcm 位宽
-p period_size 一次中断的帧数
-n n_periods 周期数 使用示例
//要先使用tinymix进行通道配置
tinymix "MultiMedia2 Mixer QUAT_TDM_TX_0" 1
tinycap /data/test.wav -c 8 -d 1 tinyplay
播音命令，使用示例
//要先使用tinymix进行通道配置
tinymix "QUAT_TDM_RX_0 Channels" "Two"
tinymix "QUAT_TDM_RX_0 Audio Mixer MultiMedia1" "1"
tinyplay /sdcard/Music/LoveYou.wav