1. 音频驱动可选四种集成方案

audio1

 

各类方案简述:

方案说明
方案1通过"adm adapter"对接自研ADM内核驱动,是目前社区主流方案
方案2通过"alsa lib"对接ASLA,是针对已支持ASLA产品的友好支持方案
方案3通过"HDI to HDIL"对接hidl接口,此为对于OEM产商不希望换hidl层的方案,此为产品化方案,厂商需要自己适配
方案4通过实现HDI接口对接Vendor HAL,此为OEM产商自己实现的可选方案

2. 进程示意图

 

名词释义:

序号名词释义
1audio factory基于audio hdi实现的用于创建管理输入、输出流及负责音频控制的的模块,可单独加载用于"直调模式"
2supportlib plugin接口插件层,主要完成与内核驱动模型的对接,采用插件化的适配器模型进行可选对接
3amateADM mate,ADM在用户态的接口库
4alsa-libALSA驱动模型在用户态的接口库
5alsa-adapter适配alsa-lib的插件模块

3. 如下介绍各方案的适配方法

3.1 方案1 ADM适配方法

参考 OH社区提供的 Audio方案

3.2 方案2 alsa适配方法

基于openHarmony 3.2Beta3以上的版本的适配

3.2.1 内核编译开关配置

需要在各自产品的Linux kernel配置文件中打开对应开关,路径如下:其中${product_name}表示您的产品名称

kernel/linux/config/linux-5.10/arch/arm64/configs/${product_name}_standard_defconfig

以rk3568_standard_defconfig为例配置如下:

CONFIG_SOUND=y
CONFIG_SND=y
​
# CONFIG_DRIVERS_HDF_AUDIO is not set
# CONFIG_DRIVERS_HDF_AUDIO_RK3568  is not set

3.2.2 产品化编译开关配置

需要在各自产品配置文件中打开对应开关,路径如下:其中productcompany表示您的企业名称,{product_company}表示您的企业名称,{product_name}表示您的产品名称

  1. vendor\${product_company}\${product_name}\config.json中将alsa_lib的控制开关打开

    drivers_peripheral_audio_alsa_lib = true
  2. drivers\peripheral\audio\audio.gni中将slas_lib控制开关打开

    drivers_peripheral_audio_alsa_lib = true
  3. vendor\${product_company}\${product_name}\hals\audio\product.gni中将alsa模式和alsa_lib打开

    enable_audio_alsa_mode = true
    ...
    drivers_peripheral_audio_alsa_lib = true
  4. 新增文件vendor\${product_company}\${product_name}\hals\audio\alsa_adapter.json配置声卡设备

    {
        "adapters": [{
            "name": "primary",
            "cardId": "xxxx",
            "daiId": ""
        }]
    }

注:"cardId"值在开发板中通过cat /proc/asound/card0/id查看,将值配入其中。 此参数使用的地方在drivers\peripheral\audio\supportlibs\alsa_adapter\src\alsa_lib_common.c中与snd_ctl_card_info_get_id得到的值进行校验

3.2.3 alsa-lib和alsa-utils组件编译依赖添加

如需要重新实现Audio HAL,则需要添加alsa-lib组件的编译依赖,可以采用以下两种方法进行添加。

drivers\peripheral\audio\bundle.json中配置alsa_lib和alsa_utils库

 "third_party": [
        "alsa-lib"
      ]
      
  "sub_component": [
        "//third_party/alsa-utils:alsa-utils"
      ],

3.2.4. 针对芯片的适配修改

3.2.4.1 播放的适配修改
  1. drivers\peripheral\audio\supportlibs\alsa_adapter\src\alsa_lib_render.c中 根据alsa-utils工具中amixer命令amixer controls在开发板中找到声音播放相关的通路配置,将其打开。不同芯片通路配置不一样,依照芯片功能配置通路

    static int32_t InitMixerCtlElement(const char *adapterName, struct AudioCardInfo *cardIns, snd_mixer_t *mixer)
    {
       ...
      if (strncmp(adapterName, PRIMARY, strlen(PRIMARY)) == 0) {
         pcmElement = snd_mixer_first_elem(mixer);
         if (pcmElement == NULL) {
             AUDIO_FUNC_LOGE("snd_mixer_first_elem failed.");
             return HDF_FAILURE;
         }
    ​
         ret = GetPriMixerCtlElement(cardIns, pcmElement,0);  // 增加一个变量区分render和capture  0表示render
         if (ret < 0) {
             AUDIO_FUNC_LOGE("Render GetPriMixerCtlElement failed.");
             return HDF_FAILURE;
         }
       }
      ...
       // 播放的通路配置
       ret = AudioMixerSetCtrlMode(cardIns, adapterName, "Speaker Function", XX, 1);
       if (ret < 0) {
          AUDIO_FUNC_LOGE("AudioMixerSetCtrlMode Speaker Function failed!");
          return HDF_FAILURE;
       }
    ​
       ret = AudioMixerSetCtrlMode(cardIns, adapterName, "SPKL Mixer DACLSPKL Switch", XX, 1);
       if (ret < 0) {
          AUDIO_FUNC_LOGE("AudioMixerSetCtrlMode SPKL Mixer DACLSPKL Switch failed!");
          return HDF_FAILURE;
       }
       ...
    }
    ​
    int32_t AudioCtlRenderSceneSelect(
        const struct DevHandle *handle, int cmdId, const struct AudioHwRenderParam *handleData)
    {
        ...
    ​
        switch (descPins) {
            case PIN_OUT_SPEAKER:
                AudioMixerSetCtrlMode(cardIns, adapterName, "Speaker Function", XX, 1);
                AudioMixerSetCtrlMode(cardIns, adapterName, "SPKL Mixer DACLSPKL Switch", XX, 1);
                return HDF_SUCCESS;
            case PIN_OUT_HEADSET:
                ...
        }
    ​
        return HDF_FAILURE;
    }
  2. drivers\peripheral\audio\supportlibs\alsa_adapter\src\alsa_lib_common.c中通过alsa-utils工具中amixer命令amixer scontrols找name

    #define MAX_ELEMENT           100  //根据amixer scontrols得的数量修改此值大小
    ​
    int32_t GetPriMixerCtlElement(struct AudioCardInfo *cardIns, snd_mixer_elem_t *pcmElement,int scene)
    {
        if (scene == 0){
            // 播放的左右声道混音器
           const char *mixerCtrlLeftVolName = "SPKL";
           const char *mixerCtrlRightVolName = "DAC";
       } else {
            // 录音的左右声道混音器
           const char *mixerCtrlLeftVolName = "SPKL";
           const char *mixerCtrlRightVolName = "DAC";
       }
        
        ...
        
    }
3.2.4.2. 录音的适配修改
  1. drivers\peripheral\audio\supportlibs\alsa_adapter\src\alsa_lib_capture.c中 根据alsa-utils工具中amixer命令amixer controls在开发板中找到声音播放相关的通路配置,将其打开。不同芯片通路配置不一样,依照芯片功能配置通路

    static int32_t InitMixerCtlElement(const char *adapterName, struct AudioCardInfo *cardIns, snd_mixer_t *mixer)
    {
        int32_t ret;
        ...
        if (strncmp(adapterName, PRIMARY, strlen(PRIMARY)) == 0) {
            ret = GetPriMixerCtlElement(cardIns, pcmElement,1);  // 增加一个变量区分render和capture 1表示capture
            if (ret != HDF_SUCCESS) {
                AUDIO_FUNC_LOGE("Capture GetPriMixerCtlElement failed.");
                return ret;
            }
        } else if (strncmp(adapterName, USB, strlen(USB)) == 0) {
            cardIns->ctrlLeftVolume = AudioUsbFindElement(mixer);
        } else {
            AUDIO_FUNC_LOGE("The selected sound card not supported, please check!");
            return HDF_FAILURE;
        }
        ...
        //录音的通路配置
        ret = AudioMixerSetCtrlMode(cardIns, adapterName, "Capture MIC Path", xx, 1);
        if (ret != HDF_SUCCESS) {
            AUDIO_FUNC_LOGE("AudioMixerSetCtrlMode failed!");
            return ret;
        }
    ​
        return HDF_SUCCESS;
    }
    ​
    int32_t AudioCtlCaptureSetMuteStu(
        const struct DevHandleCapture *handle, int cmdId, const struct AudioHwCaptureParam *handleData)
    {
        int32_t ret;
        ...
        if (muteState == false) {
            ret =
                AudioMixerSetCtrlMode(cardIns, adapterName, "Digital Capture mute", XX, 1); //录音的通路配置
        } else {
            ret =
                AudioMixerSetCtrlMode(cardIns, adapterName, "Digital Capture mute", SND_CAP_MIC_PATH, SND_IN_CARD_MAIN_MIC);
        }
        if (ret != HDF_SUCCESS) {
            AUDIO_FUNC_LOGE("AudioMixerSetCtrlMode failed!");
            return ret;
        }
        cardIns->captureMuteValue = (int32_t)handleData->captureMode.ctlParam.mute;
    ​
        return HDF_SUCCESS;
    }

     

3.2.5. 问题定位

  1. mmap方式读写数据相应的修改

    1.1 access 设置变化

    ret = snd_pcm_hw_params_set_access(handle, params, access);

    改成

    snd_pcm_access_mask_t *mask = alloca(snd_pcm_access_mask_sizeof());
    ​
    snd_pcm_access_mask_none(mask);
    ​
    snd_pcm_access_mask_set(mask, SND_PCM_ACCESS_MMAP_INTERLEAVED);
    ​
    snd_pcm_access_mask_set(mask, SND_PCM_ACCESS_MMAP_NONINTERLEAVED);
    ​
    snd_pcm_access_mask_set(mask, SND_PCM_ACCESS_MMAP_COMPLEX);
    ​
    err = snd_pcm_hw_params_set_access_mask(handle, params, mask);

    1.2 读写修改

    snd_pcm_writei替换接口snd_pcm_mmap_writei
    ​
    snd_pcm_readi替换接口snd_pcm_mmap_readi
  2. 适配成功,播放过程无报错,播放却没声音

    buffer_size和period_size设置不能过大,采用固定参数,不依赖time计算设置。

    buffer_size和period_size固定值,可以从aplay命令中设置的size得到。

  3. 播放时write 返回 -32

    驱动发生了xrun。缓冲区里所有的数据被消耗光了,而应用又不写入新的数据,underrun就会发生,同时alsa core 会进去xrun状态。应用会得到 -EPIPE的错误。

    有如下两种方式解决xrun:

    1. 修改配置文件中的rate,使每秒钟发送的音频帧变大

      修改文件路径vendor\${product_company}\${product_name}\audio\arm64\audio_policy_config.xml 产品是64位使用arm64,32位使用arm

      <module name="Speaker" lib="libmodule-hdi-sink.z.so" role="sink" channels="2" rate="48000"  buffer_size="4096">
                      <Ports>
                          <Port adapter_name="primary" id="0" channels="2" rate="48000" buffer_size="4096" fixed_latency="1" render_in_idle_state="1" open_mic_speaker="0"/>
                      </Ports>
                  </module>

      rate要配置成芯片处理的最大rate值,小于芯片的处理rate就会发生xrun事件

    2. 修改framework中发送音频帧的频率

      修改路径foundation\multimedia\audio_framework\frameworks\native\pulseaudio\modules\hdi\hdi_sink.c

      static void ThreadFuncUseTiming(void *userdata)
      {
          ...
      ​
          while (true) {
              ...
      ​
              // Render some data and drop it immediately
              if (u->render_in_idle_state && PA_SINK_IS_OPENED(u->sink->thread_info.state)) {
                  if (u->timestamp <= now && pa_atomic_load(&u->dflag) == 0) {
                      pa_atomic_add(&u->dflag, 1);
                      ProcessRenderUseTiming(u, now);
                  }
      ​
                  pa_usec_t sleep_for_usec = pa_bytes_to_usec(u->sink->thread_info.max_request, &u->sink->sample_spec);
                  sleep_for_usec -= 10000; // 修改发生流的时间间隔
                  pa_rtpoll_set_timer_relative(u->rtpoll, sleep_for_usec);
              } else if (!u->render_in_idle_state && PA_SINK_IS_RUNNING(u->sink->thread_info.state)) {
                  if (u->timestamp <= now && pa_atomic_load(&u->dflag) == 0) {
                      pa_atomic_add(&u->dflag, 1);
                      ProcessRenderUseTiming(u, now);
                  }
      ​
                  pa_usec_t sleep_for_usec = pa_bytes_to_usec(u->sink->thread_info.max_request, &u->sink->sample_spec);
                  sleep_for_usec -= 10000; // 修改发生流的时间间隔
                  pa_rtpoll_set_timer_relative(u->rtpoll, sleep_for_usec);
              } else {
                  pa_rtpoll_set_timer_disabled(u->rtpoll);
              }
              ...
          }
          ...
      }

      注:发生卡顿 将sleep_for_usec减小,单位微秒

  4. 暂停时framework中不发送音频数据流了,但是驱动一直播放暂停时的尾音

    文件audio_policy_config.xml中render_in_idle_state用来配置暂停时填充静音数据流,1表示填充静音数据,0表示不填充。

    framework中会在暂停10s后由pulseaudio发送stop命令将pcm close。

  5. 录音read 时 检查wait返回异常

    返回异常时需恢复pcm的状态

    恢复流程 pcm--->stop--->close--->open--->setParams--->prepare

  6. 播放杂音大,设备发烫

    设置相应的通路配置

  7. 录音后不能播放

    原因是录音和播放的通路配置不能共存,需要在播放的start中重新设置播放的通路配置

  8. 开机后需要kill audio服务才能播放和录音

    原因,audio服务开机启动的时候加载播放和录音资源,5s后将资源由空闲状态置为挂起状态时只执行了stop操作,没有执行close操作,而驱动执行了close操作。所以在adapter中执行stop后需要close。下一次start时需要open--->setParams--->prepare

  9. 开机启动时pulseaudio加载报错

    声卡驱动加载需在init中

    文件路径 device\board\${product_company}\${product_name}\cfg\init.${product_name}.cfg

    加到  "init" 中

    让驱动加载在服务启动之前

  10. 修改系统最大最小音量

    文件路径 foundation\multimedia\audio_framework\interfaces\inner_api\native\audiomanager\include\audio_system_manager.h

    static constexpr int32_t NEW_MAX_VOLUME_LEVEL = 30;   // 新增一个最大音量值,不改变物理按键值

    文件路径 foundation\multimedia\audio_framework\services\audio_service\client\src\audio_system_manager.cpp

    float AudioPolicyServer::MapVolumeToHDI(int32_t volume)
    {
        float value = (float)volume / NEW_MAX_VOLUME_LEVEL;
        float roundValue = (int)(value * CONST_FACTOR);
    ​
        return (float)roundValue / CONST_FACTOR;
    }
    ​
    int32_t AudioPolicyServer::ConvertVolumeToInt(float volume)
    {
        float value = (float)volume * NEW_MAX_VOLUME_LEVEL;
        return nearbyint(value);
    }

    foundation\multimedia\audio_framework\services\audio_policy\server\src\audio_policy_server.cpp 中 SubscribeKeyEvents() 中监听物理按键

  11. 录音文件播放,前面有3s延时无声音

    snd_pcm_sw_params_set_start_threshold 设置1帧

    start_threshold 决定了应用开始读取数据的时间点。通常被设置成1帧,意思是只要缓冲区里有1帧,应用就可以把他读走。

3.2.6. 补充知识

  1. 调用snd_hctl_load返回异常

    驱动中部分混音设备异常,这时需要alsa-lib在异常的地方不做处理

    文件路径third_party\alsa-lib\src\control\hcontrol.c

    int snd_hctl_load(snd_hctl_t *hctl)
    {
        ...
        
        for (idx = 0; idx < hctl->count; idx++) {
            int res = snd_hctl_throw_event(hctl, SNDRV_CTL_EVENT_MASK_ADD,
                               hctl->pelems[idx]);
            if (res < 0)
                // return res; //异常不做处理
        }
        err = snd_ctl_subscribe_events(hctl->ctl, 1);
     _end:
        free(list.pids);
        return err;
    }
  2. 播放卡住不能继续播放

    设置超时时间,将时间-1无超时机制改成具体超时时间

    文件路径third_party\alsa-lib\src\pcm\pcm.c

    int snd_pcm_wait_nocheck(snd_pcm_t *pcm, int timeout)
    {
        ...
        
        do {
            __snd_pcm_unlock(pcm->fast_op_arg);
            err_poll = poll(pfd, npfds, 80);  // 修改timeout时间为80
            __snd_pcm_lock(pcm->fast_op_arg);
            ...
        } while (!(revents & (POLLIN | POLLOUT)));
        
        ...
    }
  3. 音频文件播放结束后尾音循环不停止

    修改文件路径third_party\alsa-lib\src\pcm\pcm.c

    int snd_pcm_drain(snd_pcm_t *pcm)
    {
        ...
        
        /* lock handled in the callback */
        if (pcm->fast_ops->drain)
            SNDMSG("pcm->fast_ops->drain");
            // err = pcm->fast_ops->drain(pcm->fast_op_arg);  //注释
        else
            err = -ENOSYS;
        return err;
    }
  4. 调试时如何查看资源加载正常

    文件路径third_party\pulseaudio\conf\default.pa

    打开 load-module libmodule-cli-protocol-unix.z.so 重新编译即可

    或板子中将 /system/etc/pulse/default.pa 中的 # load-module libmodule-cli-protocol-unix.z.so 注释放开,重启即可

    查看命令

    pacmd list-sources  // mic 录音
    ​
    pacmd list-sinks // speak 播放
  5. third_part 中增加hilog日志

    alsa-lib中增加说明

    文件路径 third_party/alsa-lib/bundle.json

    "components": [
        "libhilog"
    ],

    文件路径third_party\alsa-lib\BUILD.gn

    include_dirs = [
        "//base/hiviewdfx/hilog/interfaces/native/innerkits/include",
    ]
    external_deps = [
        "hilog_native:libhilog"
    ]

    在基础头文件中引人

    #include "hilog/log.h"
    #undef LOG_DOMAIN
    #undef LOG_TAG
    #define LOG_DOMAIN 0xD002D00   // 要在白名单中
    #define LOG_TAG "alsa_lib"
    ​
    // 使用方法
    HILOG_INFO(LOG_CORE,__VA_ARGS__)
    HILOG_ERROR(LOG_CORE,__VA_ARGS__)

     

3.3 方案3 HDI to HDIL方案

此方案由OME厂商自己适配

3.4 方案4 HDI接口对接Vendor HAL 方案

此方案由OEM产商自己实现的可选方案

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社区规范:仅讨论OpenHarmony相关问题。

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