1、HIDL 的概念
HIDL 讀作 hide-l，全稱是 Hardware Interface Definition Language。它在 Android Project Treble 中被起草，在 Android 8.0 中被全面使用，其誕生目的是使 Android 可以在不重新編譯 HAL 的情況下對 Framework 進行 OTA 升級。
使用 HIDL 描述的 HAL 描述文件替換舊的用頭文件描述的 HAL 文件的過程稱為 * HAL 的 binder 化（binderization）。所有運行 Android O 的設備都必須只支持 binder 化后的 HAL 模塊。
已發布的 HIDL package包位於 Android 代碼庫的hardware/interfaces/或vendor/<vendorName>目錄下。使用 HDIL 描述的 HAL 接口存放在這些目錄下的.hal文件中。比如我們可以在hardware/interfaces/audio/2.0/目錄下找到部分 Audio HAL 描述文件，如下：
Android.bp
Android.mk
IDevice.hal
IDevicesFactory.hal
IPrimaryDevice.hal
IStream.hal
IStreamIn.hal
IStreamOutCallback.hal
IStreamOut.hal
types.hal
另外在frameworks/av/media/下多了個文件夾 libaudiohal ：
Android.mk DeviceHalLocal.h DevicesFactoryHalLocal.h EffectHalHidl.h EffectsFactoryHalLocal.h StreamHalLocal.h
ConversionHelperHidl.cpp DevicesFactoryHalHidl.cpp EffectBufferHalHidl.cpp EffectHalLocal.cpp HalDeathHandlerHidl.cpp
ConversionHelperHidl.h DevicesFactoryHalHidl.h EffectBufferHalHidl.h EffectHalLocal.h include
DeviceHalHidl.cpp DevicesFactoryHalHybrid.cpp EffectBufferHalLocal.cpp EffectsFactoryHalHidl.cpp StreamHalHidl.cpp
DeviceHalHidl.h DevicesFactoryHalHybrid.h EffectBufferHalLocal.h EffectsFactoryHalHidl.h StreamHalHidl.h
DeviceHalLocal.cpp DevicesFactoryHalLocal.cpp EffectHalHidl.cpp EffectsFactoryHalLocal.cpp StreamHalLocal.cpp
從文件名命名方式來看，一類是以Hidl結尾，一類是Local結尾，Local結尾的應該是兼容之前的方式，即谷歌在文檔里描述的：
HIDL 旨在用於進程間通信 (IPC)。進程之間的通信經過 Binder 化。對於必須與進程相關聯的代碼庫，還可以使用直通模式（在 Java 中不受支持）：
要將運行早期版本的 Android 的設備更新為使用 Android O，您可以將慣用的（和舊版）HAL 封裝在一個新 HIDL 接口中，該接口將在綁定式模式和同進程（直通）模式提供 HAL。這種封裝對於 HAL 和 Android 框架來說都是透明的。直通模式僅適用於 C++ 客戶端和實現。運行早期版本的 Android 的設備沒有用 Java 編寫的 HAL，因此 Java HAL 自然而然經過 Binder 化。
直通式標頭文件：
編譯 .hal 文件時，除了用於 Binder 通信的標頭之外，hidl-gen 還會生成一個額外的直通標頭文件 BsFoo.h；此標頭定義了會被執行 dlopen 操作的函數。由於直通式 HAL 在它們被調用的同一進程中運行，因此在大多數情況下，直通方法由直接函數調用（同一線程）來調用。oneway 方法在各自的線程中運行，因為它們不需要等待 HAL 來處理它們（這意味着，在直通模式下使用 oneway 方法的所有 HAL 對於線程必須是安全的）。
如果有一個 IFoo.hal，BsFoo.h 會封裝 HIDL 生成的方法，以提供額外的功能（例如使 oneway 事務在其他線程中運行）。該文件類似於 BpFoo.h，不過，所需函數是直接調用的，並未使用 Binder 傳遞調用 IPC。未來，HAL 的實現可能提供多種實現結果，例如 FooFast HAL 和 FooAccurate HAL。在這種情況下，系統會針對每個額外的實現結果創建一個文件（例如 PTFooFast.cpp 和 PTFooAccurate.cpp）。
2、Audio Record 調用分析：
(1) Java層調用Android的SDK中的API實例化一個AudioRecord對象
-》 \android-8.0.0_r4\frameworks\av\media\libaudioclient\AudioRecord.cpp -》 AudioRecord::AudioRecord
(2) 設置相應參數
-》 mStatus = set(inputSource, sampleRate, format, channelMask, frameCount, cbf, user,
notificationFrames, false /*threadCanCallJava*/, sessionId, transferType, flags,
uid, pid, pAttributes);
(3)打開錄音接口
-》 // create the IAudioRecord
status_t status = openRecord_l(0 /*epoch*/, mOpPackageName);
(4) 獲取輸入設備屬性：
status = AudioSystem::getInputForAttr(&mAttributes, &input,
mSessionId,
// FIXME compare to AudioTrack
mClientPid,
mClientUid,
&config,
mFlags, mSelectedDeviceId, &mPortId);
其中是通過獲取audio_policy_service建立binder接口:
// establish binder interface to AudioPolicy service
const sp<IAudioPolicyService> AudioSystem::get_audio_policy_service()
(5) 調用AudioPolicyManager的接口 ： \android-8.0.0_r4\frameworks\av\services\audiopolicy\managerdefault\AudioPolicyManager.cpp
aps->getInputForAttr -》 AudioPolicyManager::getInputForAttr
(6) 根據app傳下的參數獲取對應的設備類型：
device = getDeviceAndMixForInputSource(inputSource, &policyMix);
-》Engine::getDeviceForInputSource (\android-8.0.0_r4\frameworks\av\services\audiopolicy\enginedefault\src\Engine.cpp)
一般錄音軟件是：AUDIO_SOURCE_MIC ，google 語音引擎是：AUDIO_SOURCE_VOICE_RECOGNITION
再根據當前系統支持的輸入設備返回對應的錄音設備：（默認的內置mic就是 AUDIO_DEVICE_IN_BUILTIN_MIC）
if (mForceUse[AUDIO_POLICY_FORCE_FOR_RECORD] == AUDIO_POLICY_FORCE_BT_SCO && availableDeviceTypes & AUDIO_DEVICE_IN_BLUETOOTH_SCO_HEADSET) { device = AUDIO_DEVICE_IN_BLUETOOTH_SCO_HEADSET; } else if (availableDeviceTypes & AUDIO_DEVICE_IN_WIRED_HEADSET) { device = AUDIO_DEVICE_IN_WIRED_HEADSET; } else if (availableDeviceTypes & AUDIO_DEVICE_IN_USB_HEADSET) { device = AUDIO_DEVICE_IN_USB_HEADSET; } else if (availableDeviceTypes & AUDIO_DEVICE_IN_USB_DEVICE) { device = AUDIO_DEVICE_IN_USB_DEVICE; } else if (availableDeviceTypes & AUDIO_DEVICE_IN_BUILTIN_MIC) { device = AUDIO_DEVICE_IN_BUILTIN_MIC; }
PS：通過 dumpsys media.audio_policy 指令查看當前系統所支持的設備模塊及類型。
可通過\android-8.0.0_r4\frameworks\av\services\audiopolicy目錄里面 audio_policy.conf或者audio_policy_configuration.xml配置設備加載，
使用.conf還是.xml取決於frameworks/av/services/audiopolicy/Android.mk 通過宏USE_XML_AUDIO_POLICY_CONF - 1 : 使用 .xml , 0: 使用 .conf。
(7) 根據返回的device類型獲取對應錄音設備：
*input = getInputForDevice(device, address, session, uid, inputSource, config->sample_rate, config->format, config->channel_mask, flags, policyMix);
(8) 調用getInputProfile函數根據傳進來的聲音采樣率、聲音格式、通道掩碼等參數與獲得的設備支持的Input Profile比較返回一個與設備Profile匹配的IOProfile-》
profile = getInputProfile(device, address, profileSamplingRate, profileFormat, profileChannelMask, profileFlags);
(9) 根據返回的profile調用初始化時加載好的client接口：
status_t status = mpClientInterface->openInput(profile->getModuleHandle(), &input, &config, &device, address, halInputSource, profileFlags);
PS: mpClientInterface是由AudioPolicyService中加載對應模塊傳遞過來：
void AudioPolicyService::onFirstRef() { { Mutex::Autolock _l(mLock); // start tone playback thread
mTonePlaybackThread = new AudioCommandThread(String8("ApmTone"), this); // start audio commands thread
mAudioCommandThread = new AudioCommandThread(String8("ApmAudio"), this); // start output activity command thread
mOutputCommandThread = new AudioCommandThread(String8("ApmOutput"), this); mAudioPolicyClient = new AudioPolicyClient(this); mAudioPolicyManager = createAudioPolicyManager(mAudioPolicyClient); //對應的模塊加載放在AudioPolicyManager的構造函數中 } // load audio processing modules
sp<AudioPolicyEffects>audioPolicyEffects = new AudioPolicyEffects(); { Mutex::Autolock _l(mLock); mAudioPolicyEffects = audioPolicyEffects; } }
AudioPolicyManager構造函數中根據宏定義判斷通過audio_policy.conf還是audio_policy_configuration.xml解析加載對應的so:
#ifdef USE_XML_AUDIO_POLICY_CONF mVolumeCurves = new VolumeCurvesCollection(); AudioPolicyConfig config(mHwModules, mAvailableOutputDevices, mAvailableInputDevices, mDefaultOutputDevice, speakerDrcEnabled, static_cast<VolumeCurvesCollection *>(mVolumeCurves)); if (deserializeAudioPolicyXmlConfig(config) != NO_ERROR) { #else mVolumeCurves = new StreamDescriptorCollection(); AudioPolicyConfig config(mHwModules, mAvailableOutputDevices, mAvailableInputDevices, mDefaultOutputDevice, speakerDrcEnabled); if ((ConfigParsingUtils::loadConfig(AUDIO_POLICY_VENDOR_CONFIG_FILE, config) != NO_ERROR) && (ConfigParsingUtils::loadConfig(AUDIO_POLICY_CONFIG_FILE, config) != NO_ERROR)) { #endif
加載模塊:
mHwModules[i]->mHandle = mpClientInterface->loadHwModule(mHwModules[i]->getName()); if (mHwModules[i]->mHandle == 0) { ALOGW("could not open HW module %s", mHwModules[i]->getName()); continue; }
具體加載過程：
AudioFlinger::loadHwModule_l
-》mDevicesFactoryHal->openDevice(name, &dev);
-》DevicesFactoryHalHidl::openDevice(const char *name, sp<DeviceHalInterface> *device)
-》DevicesFactory::openDevice(IDevicesFactory::Device device, openDevice_cb _hidl_cb) //對應hardware/interfaces/audio/2.0/目錄下IDevicesFactory.hal所描述接口
-》loadAudioInterface(moduleName, &halDevice);
-》DevicesFactory::loadAudioInterface(const char *if_name, audio_hw_device_t **dev)
//加載so,后面最終通過dlopen加載了/system/lib/hw/下對應的so。
rc = hw_get_module_by_class(AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID, if_name, &mod); if (rc) { ALOGE("%s couldn't load audio hw module %s.%s (%s)", __func__, AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID, if_name, strerror(-rc)); goto out; }
//實際調用到了audio_hw.c中adev_open()，只會被調用一次，也就是給硬件模塊中的函數指針賦值open()。 rc = audio_hw_device_open(mod, dev); if (rc) { ALOGE("%s couldn't open audio hw device in %s.%s (%s)", __func__, AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID, if_name, strerror(-rc)); goto out; } if ((*dev)->common.version < AUDIO_DEVICE_API_VERSION_MIN) { ALOGE("%s wrong audio hw device version %04x", __func__, (*dev)->common.version); rc = -EINVAL; audio_hw_device_close(*dev); goto out; }
(10) 再回到AudioPolicyManager::getInputForDevice 中的 mpClientInterface->openInput調用流程：
AudioFlinger::openInput -》
AudioFlinger::openInput_l -》
sp<DeviceHalInterface> inHwHal = inHwDev->hwDevice();
...
inHwHal->openInputStream -》
DeviceHalHidl::openInputStream
Return<void> ret = mDevice->openInputStream( handle, hidlDevice, hidlConfig, AudioInputFlag(flags), AudioSource(source), [&](Result r, const sp<IStreamIn>& result, const AudioConfig& suggestedConfig) { retval = r; if (retval == Result::OK) { *inStream = new StreamInHalHidl(result); //audio_hw.c中adev_open_input_stream的參數stream_in在這里創建並傳入 } HidlUtils::audioConfigToHal(suggestedConfig, config); }); return processReturn("openInputStream", ret, retval);
-》最終調用到了audio_hw.c中的：
static int adev_open_input_stream(struct audio_hw_device *dev, audio_io_handle_t handle, audio_devices_t devices, struct audio_config *config, struct audio_stream_in **stream_in, audio_input_flags_t flags, const char *address __unused, audio_source_t source )
adev_open_input_stream中對sp<StreamInHalInterface> *inStream指針的各成員進行賦值，進一步調用底層的接口獲取音頻數據。
PS：默認使用上層傳下來的config參數，也可以手動更新stream_in的參數，比如 采樣率：stream_in->config.rate，自己實現數據獲取接口：stream_in->stream.read = my_read 等;
-end-