Day4.AndroidAudio初始化

1.AudioServer初始化

AudioServer 是 Android 音頻系統的核心服務，負責管理音頻硬件資源、音頻策略調度、跨進程音頻通信等核心功能。它由 Init 進程啟動，是系統核心服務之一，直接影響音頻播放、錄音、音效處理等功能的正常運行。

1.1AudioServer服務創建過程

Init 進程通過解析/system/bin/audioserver/audioserver.rc配置文件，完成 AudioServer 的服務定義與啟動參數配置。
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service audioserver /system/bin/audioserver  class core  user audioserver  # media gid needed for /dev/fm (radio) and for /data/misc/media (tee)  group audio camera drmrpc media mediadrm net_bt net_bt_admin net_bw_acct wakelock  capabilities BLOCK_SUSPEND  # match rtprio cur / max with sensor service as we handle AR/VR HID sensor data.  rlimit rtprio 10 10  ioprio rt 4  task_profiles ProcessCapacityHigh HighPerformance  onrestart restart vendor.audio-hal  onrestart restart vendor.audio-hal-aidl  onrestart restart vendor.audio-effect-hal-aidl  onrestart restart vendor.audio-hal-4-0-msd  onrestart restart audio_proxy_service  
?  
on property:vts.native_server.on=1  stop audioserver  
on property:vts.native_server.on=0  start audioserver  
?  
on property:init.svc.audioserver=stopped  stop vendor.audio-hal  stop vendor.audio-hal-aidl  stop vendor.audio-effect-hal-aidl  stop vendor.audio-hal-4-0-msd  stop audio_proxy_service  # See b/155364397. Need to have HAL service running for VTS.  # Can't use 'restart' because then HAL service would restart  # audioserver bringing it back into running state.  start vendor.audio-hal  start vendor.audio-hal-aidl  start vendor.audio-effect-hal-aidl  start vendor.audio-hal-4-0-msd  start audio_proxy_service  
?  
on property:init.svc.audioserver=running && property:vts.native_server.on=1  # See b/378773354. To ensure the audioserver disable when  # running test suite, this would cover the double start  # request from init that caused test flaky.  stop audioserver  
?  
on property:init.svc.audioserver=running  start vendor.audio-hal  start vendor.audio-hal-aidl  start vendor.audio-effect-hal-aidl  start vendor.audio-hal-4-0-msd  start audio_proxy_service  
?  
on property:sys.audio.restart.hal=1  # See b/159966243. Avoid restart loop between audioserver and HAL.  # Keep the original service names for backward compatibility  stop vendor.audio-hal  stop vendor.audio-hal-aidl  stop vendor.audio-effect-hal-aidl  stop vendor.audio-hal-4-0-msd  stop audio_proxy_service  start vendor.audio-hal  start vendor.audio-hal-aidl  start vendor.audio-effect-hal-aidl  start vendor.audio-hal-4-0-msd  start audio_proxy_service  # reset the property  setprop sys.audio.restart.hal 0  on init  mkdir /dev/socket/audioserver 0775 audioserver audioserver

  1. 服務定義

    service audioserver /system/bin/audioserver

    class core

    user audioserver

    • 定義了 audioserver 服務的啟動路徑 /system/bin/audioserver。

    • class core 表示該服務屬于核心服務類。

    • user audioserver 指定該服務以 audioserver 用戶身份運行，確保權限隔離。

  2. 權限組

    group audio camera drmrpc media mediadrm net_bt net_bt_admin net_bw_acct wakelock

    • 指定了服務所屬的權限組，允許它訪問音頻設備、攝像頭、藍牙功能、網絡帶寬計費等資源。

  3. 能力與資源限制

    capabilities BLOCK_SUSPEND

    rlimit rtprio 10 10

    ioprio rt 4

    task_profiles ProcessCapacityHigh HighPerformance

    • BLOCK_SUSPEND：允許服務阻止設備進入休眠狀態。

    • rlimit rtprio 和 ioprio rt：設置實時優先級和 I/O 優先級，確保服務在處理音頻任務時具有較高的性能。

    • task_profiles：定義任務性能配置文件，優化服務的運行效率。

  4. 重啟行為

    onrestart restart vendor.audio-hal

    onrestart restart vendor.audio-hal-aidl

    onrestart restart vendor.audio-effect-hal-aidl

    onrestart restart vendor.audio-hal-4-0-msd

    onrestart restart audio_proxy_service

    • 當 audioserver 服務重啟時，相關的音頻 HAL（硬件抽象層）服務也會被重啟，確保音頻功能的正常運行。

  5. 屬性觸發器

    on property:vts.native_server.on=1

    stop audioserver

    on property:vts.native_server.on=0

    start audioserver

    • 根據系統屬性 vts.native_server.on 的值，控制 audioserver 的啟動或停止。這通常用于測試場景。

  6. 停止與啟動邏輯

    on property:init.svc.audioserver=stopped

    stop vendor.audio-hal

    stop vendor.audio-hal-aidl

    stop vendor.audio-effect-hal-aidl

    stop vendor.audio-hal-4-0-msd

    stop audio_proxy_service

    start vendor.audio-hal

    start vendor.audio-hal-aidl

    start vendor.audio-effect-hal-aidl

    start vendor.audio-hal-4-0-msd

    start audio_proxy_service

    • 當 audioserver 停止時，相關 HAL 服務也會停止并重新啟動，確保系統的穩定性。

  7. 初始化行為

    on init

    mkdir /dev/socket/audioserver 0775 audioserver audioserver

    • 在系統初始化時，創建 /dev/socket/audioserver 目錄，并設置權限和所有者。

1.2.AudioServer啟動流程

  • audioserver服務通過/system/bin/audioserver可執行文件啟動，核心邏輯在main_audioserver.cpp的main函數中，流程如下：

    1. 內存限制與信號處理

    • limitProcessMemory：通過audio.maxmem屬性或默認值（512MB）限制進程最大內存，避免音頻服務過度占用資源。

    • signal(SIGPIPE, SIG_IGN)：忽略管道斷裂信號（避免音頻流中斷時進程異常退出）。

    2. 進程分叉

    • 父進程：運行media.log日志服務，監控子進程狀態并輸出資源使用日志。

    • 子進程：執行音頻服務初始化（核心流程），并通過prctl設置父進程死亡時自毀（避免孤兒進程）。

    3. 線程池初始化

    • configureRpcThreadpool(4, false)：初始化 HIDL RPC 線程池（4 個線程），用于與音頻 HAL（硬件抽象層）進行跨進程通信（HAL 通常運行在獨立進程）。

    • ProcessState::self()->startThreadPool()：啟動 Binder 線程池，處理應用層或其他服務通過 Binder IPC 發起的音頻請求（如播放、錄音）。

    4. 核心服務創建與注冊

    • 創建服務實例：

      • sp<AudioFlinger>::make()：創建AudioFlinger實例（負責音頻硬件管理、混音、音量控制等核心功能）。

      • sp<AudioPolicyService>::make()：創建AudioPolicyService實例（負責音頻策略決策，如音量策略、設備切換邏輯）。

    • 注冊服務：

      1. 本地注冊：通過AudioSystem::setLocalAudioFlinger和setLocalAudioPolicyService將實例注冊到進程內（供本地調用）。

      2. 系統服務注冊：通過IServiceManager::addService將實例注冊到系統服務管理器（servicemanager），供跨進程調用（服務名稱分別為IAudioFlinger和AudioPolicyService）。

    5. AAudioService 初始化（低延遲音頻）

    • 查詢系統 MMAP 策略（

      AudioSystem::getMmapPolicyInfos

      若策略為AUTO\ALWAYS（允許內存映射），則初始化AAudioService

      • AAudioService是 Android O 引入的低延遲音頻服務，基于 MMAP（內存映射）機制，支持實時音頻流（如游戲音效、樂器應用），僅在策略允許時啟動。
    6. 完成初始化并進入線程池
    • 記錄初始化耗時（startupFinished），通過IPCThreadState::self()->joinThreadPool()進入 Binder 線程池，等待并處理外部音頻請求。

frameworks/av/media/audioserver/main_audioserver.cpp

 int main(int argc __unused, char **argv)  {  const auto startTime = std::chrono::steady_clock::now();  limitProcessMemory(  "audio.maxmem", /* "ro.audio.maxmem", property that defines limit */  (size_t)512 * (1 << 20), /* SIZE_MAX, upper limit in bytes */  20 /* upper limit as percentage of physical RAM */);  ?  signal(SIGPIPE, SIG_IGN);  ?  #if 1  const bool doLog = false;  #else  bool doLog = (bool) property_get_bool("ro.test_harness", 0);  #endif  pid_t childPid;  if (doLog && (childPid = fork()) != 0) {  strcpy(argv[0], "media.log");  sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());  MediaLogService::instantiate();  ProcessState::self()->startThreadPool();  IPCThreadState::self()->joinThreadPool();  for (;;) {  siginfo_t info;  int ret = TEMP_FAILURE_RETRY(waitid(P_PID, childPid, &info,  WEXITED | WSTOPPED | WCONTINUED));  if (ret < 0) {  break;  }  char buffer[32];  const char *code;  struct rusage usage;  getrusage(RUSAGE_CHILDREN, &usage);  ALOG(LOG_ERROR, "media.log", "pid %d status %d code %s user %ld.%03lds sys %ld.%03lds",  info.si_pid, info.si_status, code,  usage.ru_utime.tv_sec, usage.ru_utime.tv_usec / 1000,  usage.ru_stime.tv_sec, usage.ru_stime.tv_usec / 1000);  sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();  sp<IBinder> binder = sm->getService(String16("media.log"));  if (binder != 0) {  Vector<String16> args;  binder->dump(-1, args);  }  switch (info.si_code) {  case CLD_EXITED:  case CLD_KILLED:  case CLD_DUMPED: {  ALOG(LOG_INFO, "media.log", "exiting");  _exit(0);  // not reached  }  default:  break;  }  }  } else {  // all other services  if (doLog) {  prctl(PR_SET_PDEATHSIG, SIGKILL);   // if parent media.log dies before me, kill me also  setpgid(0, 0);                      // but if I die first, don't kill my parent  }  android::hardware::configureRpcThreadpool(4, false /*callerWillJoin*/);  ProcessState::self()->startThreadPool();  const auto af = sp<AudioFlinger>::make();  const auto afAdapter = sp<AudioFlingerServerAdapter>::make(af);  ALOGD("%s: AudioFlinger created", __func__);  ALOGW_IF(AudioSystem::setLocalAudioFlinger(af) != OK,  "%s: AudioSystem already has an AudioFlinger instance!", __func__);  const auto aps = sp<AudioPolicyService>::make();  af->initAudioPolicyLocal(aps);  ALOGD("%s: AudioPolicy created", __func__);  ALOGW_IF(AudioSystem::setLocalAudioPolicyService(aps) != OK,  "%s: AudioSystem already has an AudioPolicyService instance!", __func__);  ?  // Start initialization of internally managed audio objects such as Device Effects.  aps->onAudioSystemReady();  ?  // Add AudioFlinger and AudioPolicy to ServiceManager.  sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();  sm->addService(String16(IAudioFlinger::DEFAULT_SERVICE_NAME), afAdapter,  false /* allowIsolated */, IServiceManager::DUMP_FLAG_PRIORITY_DEFAULT);  sm->addService(String16(AudioPolicyService::getServiceName()), aps,  false /* allowIsolated */, IServiceManager::DUMP_FLAG_PRIORITY_DEFAULT);  std::vector<AudioMMapPolicyInfo> policyInfos;  status_t status = AudioSystem::getMmapPolicyInfos(  AudioMMapPolicyType::DEFAULT, &policyInfos);  if (status == NO_ERROR &&  std::any_of(policyInfos.begin(), policyInfos.end(), [](const auto& info) {  return info.mmapPolicy == AudioMMapPolicy::AUTO ||  info.mmapPolicy == AudioMMapPolicy::ALWAYS;  })) {  AAudioService::instantiate();  } else {  ALOGD("%s: Do not init aaudio service, status %d, policy info size %zu",  __func__, status, policyInfos.size());  }  const auto endTime = std::chrono::steady_clock::now();  af->startupFinished();  using FloatMillis = std::chrono::duration<float, std::milli>;  const float timeTaken = std::chrono::duration_cast<FloatMillis>(  endTime - startTime).count();  ALOGI("%s: initialization done in %.3f ms, joining thread pool", __func__, timeTaken);  IPCThreadState::self()->joinThreadPool();  }  }

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