音频 HAL

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Android 的音频硬件抽象层 (HAL) 将android.media中的高级音频特定框架 API 连接到底层音频驱动程序和硬件。音频 HAL 定义了音频服务调用的标准接口。必须实现它才能使音频硬件正常运行。

本页概述了音频 HAL，并提供了其 API 和实现要求的详细信息。

音频 HAL 接口

音频 HAL 接口是使用.hal文件中的.hal和配置文件的XSD架构定义的，如下所示。

audio_hal

图 1.音频 HAL 接口

配置文件

音频策略和音频效果 XML 配置文件被视为音频 HAL 接口的一部分。这些文件必须符合它们的模式，并且一致性由 VTS 测试验证。

作为实现音频 HAL 的一部分，您必须创建描述音频拓扑的音频策略配置文件。音频 HAL 功能必须在audio_policy_configuration.xml文件中声明，以便框架使用它们。

音频 HAL API

音频 HAL 包含以下 API：

  • 核心硬件
  • 效果器 HAL
  • 普通硬件

这些 API 中的每一个都在以下部分中进行了描述。

核心硬件

Core HAL 是 AudioFlinger 用来播放音频和控制音频路由的主要 API。部分关键接口如下：

  • IDeviceFactory.hal是 API 的入口点。
  • IDevice.hal和IPrimaryDevice.hal包含setMasterVolume或openInputStream等方法。
  • 流是单向的，AudioFlinger 使用流通过IStream.hal 、 IStreamOut.hal和IStreamIn.hal向 HAL 发送音频或从 HAL 接收音频。

下表列出了有用的核心 HAL 组件的位置。

核心 HAL 组件地点
最新版本的API /hardware/interfaces/audio/6.0
特定于最新的 Core HAL API 的类型/hardware/interfaces/audio/6.0/types.hal
音频策略配置文件 XSD 架构/hardware/interfaces/audio/6.0/config/audio_policy_configuration.xsd

Core HAL API ( /hardware/interfaces/audio/core/all-versions/default/ ) 的默认实现是使用遗留共享库的 pre-Treble HAL 实现的包装器。在实现直接与内核驱动程序交互的新版本音频 HAL 时，也可以将默认实现视为参考。

效果器 HAL

效果框架使用效果 HAL API 来控制音频效果。您还可以通过 Effects HAL API 配置预处理效果，例如自动增益控制和噪声抑制。

下表列出了有用的 Effects HAL 组件的位置。

效果器 HAL 组件地点
最新版本的API /hardware/interfaces/audio/effect/6.0/
效果配置文件 XSD 架构/hardware/interfaces/audio/effect/6.0/xml/audio_effects_conf.xsd

有关详细信息，请参阅效果 HAL API ( /hardware/interfaces/audio/effect/all-versions/default/ ) 的示例实现和音频效果部分。

普通硬件

通用 HAL 是核心和效果 HAL API 使用的通用数据类型库。它没有接口，也没有关联的 VTS 测试，因为它只定义数据结构。通用 HAL API 包含以下内容：

  • 核心和效果 API 共享的定义 ( /hardware/interfaces/audio/common/6.0/types.hal )
  • 实用程序 ( /hardware/interfaces/audio/common/all-versions ) 用于帮助针对实现、客户端和测试的 HIDL API 进行编码

要求

除了实现音频 HAL 和创建音频策略配置文件外，还必须遵守以下 HAL 要求：

  • 如果一个输入配置文件支持 Sound Trigger 捕获（从热词 DSP 缓冲区捕获），则实现必须支持此配置文件上的活动流数量，该数量与 Sound Trigger HAL 支持的并发会话数量相对应。
  • 语音呼叫 TX 和从应用程序处理器捕获的并发，如并发捕获页面中所述。

音频 HAL V7 更新

为了解决向后兼容性问题，从 Android 13 开始的所有 HAL 更改都必须使用稳定的 AIDL。为了支持和增强 AIDL 在 Android 13 及更高版本中的采用，音频 HAL V7 执行以下操作：

  • 统一框架和 HAL 使用的数据模型。
  • 最大限度地减少 HIDL 数据类型（枚举）和用于音频策略配置的 XML 架构之间的重复。

具体来说，在音频 HAL V7 中有以下几个方面的变化：

这些更改将在各自的部分中进行更详细的讨论。

枚举

从音频 HAL V7 开始，音频策略配置文件中使用的枚举类型仅在 XSD 架构中定义，而不是在 HIDL 中定义。

在音频 HAL V6 中， types.hal中的枚举类型（如AudioFormat ）的值也在音频策略配置文件 XSD 架构中定义，创建了一个副本。为了在 V7 中避免这种情况，枚举类型更改为string ，并且所有可能的枚举值都列在 XSD 架构中。

有关 V7 中AudioFormat枚举类型的一些更改的比较，请参见图 2。

audioformat-change

图 2.对 AudioFormat 枚举的一些更改的比较

已转换为String的枚举类型请参考以下列表：

  • AudioChannelMask
  • AudioContentType
  • AudioDevice ：供应商可扩展
  • AudioFormat ：供应商可扩展
  • AudioGainMode
  • AudioSource
  • AudioStreamType
  • AudioUsage

传递字符串枚举值

字符串值用于跨 HAL 接口边界将信息作为枚举值传输。框架和 HAL 包装器都使用整数枚举值来实现业务逻辑，并采用图 3中描述的转换方法。

audio-passing-values

图 3.传递字符串枚举值

例如，要将音频格式类型的值从框架传递给供应商：

  1. AudioFormat的枚举值在libaudiohal中转换为字符串值并传递给 HAL。
  2. 在 HAL 端，默认包装器将字符串转换为枚举值，然后传递给旧版 HAL。

XML 架构更改

在 XML 架构定义 (XSD) 中拥有完整的枚举值列表允许 VTS 更好地验证音频策略配置 XML 文件。在与 HAL V7 一起使用的音频策略配置文件中进行了更改以符合 XSD。

在 V7 中，标准的␣ （空格）字符用于分隔属性（如采样率、通道掩码和标志）中的值列表，而不是, （逗号）和| （竖线）V6 及以下版本中使用的符号。如以下示例所示，空格用于分隔channelMasks的值列表：

<profile channelMasks="AUDIO_CHANNEL_OUT_STEREO AUDIO_CHANNEL_OUT_MONO" … />

要更改符号，请使用名为update_audio_policy_config.sh的自动转换脚本。请参阅以下命令将 V6 音频策略配置文件转换为 Pixel 5 (Redfin) 设备的 V7 版本：

hardware/interfaces/audio/7.0/config/update_audio_policy_config.sh \
device/google/redfin/audio/audio_policy_configuration.xml 6.0

数据类型

为了尽量减少重复定义，一些数据结构在 V7 中被重新定义。数据项的重复元组组合在一起成为可重用的结构。这些数据结构使用最新的 HIDL 功能，例如安全联合。

例如，在 V6 及以下版本中，HIDL 接口和类型中经常使用三元组<format, sampling rate, channel mask> 。为了去除这种冗余，在V7中， AudioConfigBase数据类型和其他数据类型定义如下：

  • AudioConfigBase := <format, sampling rate, channel mask>

  • AudioConfigBaseOptional := <[fmt], [sampl. rate], [chan. mask]>

    由AudioConfig 、 AudioOffloadInfo 、 AudioPortConfig

  • AudioProfile := <format, {sampling rates}, {channel masks}>

    替换AudioPort/PortConfig中的松散集合

  • AudioPortExtendedInfo := device | mix | session

    替换AudioPort/PortConfig中的联合

供应商标签

除了设备类型和格式之外，供应商还可以为音轨元数据添加自定义标签。

对于播放和录制轨道元数据，供应商可以将他们自己的标签传递给 HAL，这些标签用于将属性添加到音频 I/O 流，从应用程序到 HAL。

播放曲目元数据的供应商标签已添加，如下例所示：

struct PlaybackTrackMetadata {
…
    /** Tags from AudioTrack audio attributes */
    vec<AudioTag> tags;
};

RecordTrackMetadata结构通过添加特定于录音轨道元数据的标签以类似的方式实现。

供应商扩展命名空间

从 HAL V7 开始，供应商扩展需要一个额外的{vendor}前缀，这在 V6 中是不需要的。要使{vendor}前缀有效，它必须是三个或更多字母数字字符。

在 V7 中使用以下格式：

VX_{ vendor }_{ letters/numbers }

以下是有效的 V7 供应商扩展的一些示例：

  • VX_GOOGLE_VR
  • VX_QCI_AMBIENT_MIC

版本信息

下表列出了每个 Android 版本的 HAL 版本号。

安卓版硬件版本
安卓 13 7.1
安卓 12 7.0
安卓 11 6.0
安卓 10 5.0
安卓9 4.0
安卓8 2.0