A versão Android 4.1 introduziu alterações na estrutura interna para um caminho de saída de áudio de menor latência . Houve alterações mínimas na API do cliente público ou na API HAL. Este documento descreve o design inicial, que continuou a evoluir ao longo do tempo. Ter um bom entendimento desse design deve ajudar os fornecedores de dispositivos OEM e SoC a implementar o design corretamente em seus dispositivos e chipsets específicos. Este artigo não se destina a desenvolvedores de aplicativos.
Criação de trilhas
O cliente pode opcionalmente definir o bit AUDIO_OUTPUT_FLAG_FAST no parâmetro audio_output_flags_t do construtor AudioTrack C++ ou AudioTrack::set() . Atualmente os únicos clientes que fazem isso são:
- Áudio nativo Android baseado em OpenSL ES ou AAudio
- android.media.SoundPool
- android.media.ToneGenerator
A implementação AudioTrack C++ analisa a solicitação AUDIO_OUTPUT_FLAG_FAST e pode opcionalmente negar a solicitação no nível do cliente. Se decidir repassar a solicitação, ele o fará usando o bit TRACK_FAST do parâmetro track_flags_t do método de fábrica IAudioTrack IAudioFlinger::createTrack() .
O servidor de áudio AudioFlinger analisa a solicitação TRACK_FAST e pode opcionalmente negar a solicitação no nível do servidor. Informa ao cliente se a solicitação foi aceita ou não, através do bit CBLK_FAST do bloco de controle de memória compartilhada.
Os fatores que impactam a decisão incluem:
- Presença de um thread mixer rápido para esta saída (veja abaixo)
- Rastrear taxa de amostragem
- Presença de um thread de cliente para executar manipuladores de retorno de chamada para esta faixa
- Rastrear o tamanho do buffer
- Slots de fast track disponíveis (veja abaixo)
Se a solicitação do cliente for aceita, isso é chamado de “via rápida”. Caso contrário, é chamada de “faixa normal”.
Tópicos misturadores
No momento em que o AudioFlinger cria um thread de mixer normal, ele decide se deseja ou não criar um thread de mixer rápido. Tanto o mixer normal quanto o mixer rápido não estão associados a uma trilha específica, mas sim a um conjunto de trilhas. Sempre há um thread de mixer normal. O thread do mixer rápido, se existir, é subserviente ao thread do mixer normal e atua sob seu controle.
Misturador rápido
Características
O thread do mixer rápido oferece estes recursos:
- Mixagem do sub-mix do mixer normal e até 7 fasttracks do cliente
- Atenuação por trilha
Recursos omitidos:
- Conversão de taxa de amostragem por faixa
- Efeitos por faixa
- Efeitos por mixagem
Período
O mixer rápido funciona periodicamente, com um período recomendado de dois a três milissegundos (ms), ou um período ligeiramente superior de cinco ms, se necessário para estabilidade do agendamento. Este número foi escolhido para que, contabilizando o buffer pipeline completo, a latência total seja da ordem de 10 ms. Valores menores são possíveis, mas podem resultar em aumento do consumo de energia e chance de falhas, dependendo da previsibilidade do agendamento da CPU. Valores maiores são possíveis, até 20 ms, mas resultam em latência total degradada e, portanto, devem ser evitados.
Agendamento
O mixer rápido funciona com prioridade SCHED_FIFO elevada. Ele precisa de muito pouco tempo de CPU, mas deve ser executado com frequência e com baixo jitter de agendamento. Jitter expressa a variação no tempo de ciclo: é a diferença entre o tempo de ciclo real versus o tempo de ciclo esperado. Correr tarde demais resultará em falhas devido à insuficiência. Correr muito cedo resultará em falhas devido à saída de uma pista rápida antes que a pista forneça dados.
Bloqueio
Idealmente, o thread do mixer rápido nunca bloqueia, exceto em HAL write() . Outras ocorrências de bloqueio no mixer rápido são consideradas bugs. Em particular, os mutexes são evitados. Em vez disso, são usados algoritmos sem bloqueio (também conhecidos como algoritmos sem bloqueio). Consulte Evitando a inversão de prioridade para obter mais informações sobre este tópico.
Relacionamento com outros componentes
O mixer rápido tem pouca interação direta com os clientes. Em particular, ele não vê operações no nível do fichário, mas acessa o bloco de controle de memória compartilhada do cliente.
O mixer rápido recebe comandos do mixer normal através de uma fila de estados.
Além de extrair dados da trilha, a interação com os clientes é feita através do mixer normal.
O coletor principal do mixer rápido é o HAL de áudio.
Misturador normal
Características
Todos os recursos estão habilitados:
- Até 32 faixas
- Atenuação por trilha
- Conversão de taxa de amostragem por faixa
- Processamento de efeitos
Período
O período é calculado como o primeiro múltiplo integral do período do misturador rápido que é >= 20 ms.
Agendamento
O mixer normal funciona com prioridade SCHED_OTHER elevada.
Bloqueio
O mixer normal tem permissão para bloquear, e muitas vezes faz isso em vários mutexes, bem como em um tubo de bloqueio para escrever sua submixagem.
Relacionamento com outros componentes
O mixer normal interage extensivamente com o mundo externo, incluindo encadeamentos de ligação, gerenciador de políticas de áudio, encadeamento de mixagem rápido e trilhas de cliente.
O dissipador do mixer normal é um tubo de bloqueio para a trilha 0 do mixer rápido.
Bandeiras
O bit AUDIO_OUTPUT_FLAG_FAST é uma dica. Não há garantia de que a solicitação será atendida.
AUDIO_OUTPUT_FLAG_FAST é um conceito de nível de cliente. Não aparece no servidor.
TRACK_FAST é um conceito cliente -> servidor.