Lớp trừu tượng phần cứng (HAL) cho âm thanh HIDL

Trong Android 13 trở xuống, giao diện Audio HAL được xác định bằng HIDL trong các tệp HAL HIDL (có đuôi .hal) và giản đồ XSD cho các tệp cấu hình, như sau.

Hình 1. Giao diện Audio HAL.

Lưu ý: Để biết thêm thông tin chi tiết, hãy tham khảo định nghĩa giao diện Audio HAL và các nhận xét trong tệp *.hal của thư mục phiên bản HAL tương ứng. Hãy xem tệp README của Audio HAL để biết cấu trúc thư mục Audio HAL cho HIDL.

Tệp cấu hình

Tệp cấu hình XML về chính sách âm thanh và hiệu ứng âm thanh được coi là một phần của giao diện Audio HIDL HAL. Các tệp này phải tuân thủ giản đồ và việc tuân thủ được xác minh bằng các bài kiểm thử VTS.

Trong quá trình triển khai HAL âm thanh HIDL, bạn phải tạo một tệp cấu hình chính sách âm thanh mô tả cấu trúc âm thanh. Bạn phải khai báo các tính năng Audio HAL trong tệp audio_policy_configuration.xml để khung có thể sử dụng các tính năng đó.

API Audio HIDL HAL

Phần này mô tả các API Core, Effects và Common HAL cho HIDL.

Lưu ý: Đối với Android 13, tất cả đường dẫn mã chứa 7.0 sẽ được thay thế bằng 7.1. Trong Android 12, tất cả đường dẫn mã chứa 6.0 đều được thay thế bằng 7.0.

Core HAL

Sau đây là một số giao diện chính của Core HAL, sử dụng HIDL:

• IDeviceFactory.hal là điểm truy cập vào API.
• IDevice.hal và IPrimaryDevice.hal chứa các phương thức như setMasterVolume hoặc openInputStream.
• Luồng là một chiều và được AudioFlinger sử dụng để gửi hoặc nhận âm thanh đến và từ HAL thông qua IStream.hal, IStreamOut.hal và IStreamIn.hal.

Bảng sau đây liệt kê vị trí của các thành phần Core HAL HIDL hữu ích:

Thành phần HAL cốt lõi	Vị trí
Phiên bản API mới nhất	/hardware/interfaces/audio/6.0
Các loại dành riêng cho API Core HAL mới nhất	/hardware/interfaces/audio/6.0/types.hal
Giản đồ XSD của tệp cấu hình chính sách âm thanh	/hardware/interfaces/audio/6.0/config/audio_policy_configuration.xsd

Cách triển khai mặc định của API Core HAL (/hardware/interfaces/audio/core/all-versions/default/) là một trình bao bọc xung quanh cách triển khai HAL trước Treble bằng cách sử dụng các thư viện dùng chung cũ. Bạn cũng có thể coi phương thức triển khai mặc định là tài liệu tham khảo khi triển khai các phiên bản mới của Audio HAL tương tác trực tiếp với trình điều khiển hạt nhân.

HAL hiệu ứng

Bảng sau đây liệt kê vị trí của các thành phần HAL hiệu ứng hữu ích bằng cách sử dụng HIDL:

Thành phần HAL hiệu ứng	Vị trí
Phiên bản API mới nhất	/hardware/interfaces/audio/effect/6.0/
Giản đồ XSD của tệp cấu hình hiệu ứng	/hardware/interfaces/audio/effect/6.0/xml/audio_effects_conf.xsd

Để biết thêm thông tin, hãy xem cách triển khai mẫu của API HAL hiệu ứng tại /hardware/interfaces/audio/effect/all-versions/default/ và phần Hiệu ứng âm thanh.

HAL chung

API HAL phổ biến sử dụng HIDL chứa những nội dung sau:

• Định nghĩa (/hardware/interfaces/audio/common/6.0/types.hal) do API Core và Effect chia sẻ.
• Các tiện ích (/hardware/interfaces/audio/common/all-versions) dùng để giúp lập trình dựa trên các API HIDL cho việc triển khai, ứng dụng và kiểm thử.

Nội dung cập nhật cho Audio HAL V7

Có những thay đổi đáng kể đối với phiên bản 7 của Audio HAL trong Android 12 như được nêu trong phần này. Audio HAL V7 thực hiện những việc sau:

• Hợp nhất các mô hình dữ liệu mà khung và HAL sử dụng.
• Giảm thiểu tình trạng trùng lặp giữa các loại dữ liệu HIDL (enum) và giản đồ XML dùng để định cấu hình chính sách âm thanh.

Cụ thể, các thay đổi được thực hiện trong các lĩnh vực sau trong Audio HAL V7:

• Loại liệt kê
• Loại dữ liệu
• Thẻ nhà cung cấp
• Không gian tên của tiện ích của nhà cung cấp

Những thay đổi này được thảo luận chi tiết hơn trong các phần tương ứng.

Liệt kê

Kể từ Audio HAL V7, các loại được liệt kê dùng trong tệp Cấu hình chính sách âm thanh chỉ được xác định trong giản đồ XSD chứ không phải trong HIDL.

Trong Audio HAL V6, các giá trị của loại enum (như AudioFormat) trong types.hal cũng được xác định trong giản đồ XSD của tệp cấu hình chính sách âm thanh, tạo ra một bản sao. Để tránh điều này trong phiên bản 7, các loại enum được thay đổi thành string và tất cả các giá trị liệt kê có thể có được liệt kê trong giản đồ XSD.

Hình 2 so sánh một số thay đổi đối với loại enum AudioFormat trong phiên bản 7:

Hình 2. So sánh một số thay đổi đối với enum AudioFormat.

Hãy tham khảo danh sách sau đây để biết các loại enum đã được chuyển đổi thành string:

• AudioChannelMask
• AudioContentType
• AudioDevice: Mở rộng cho nhà cung cấp
• AudioFormat: Nhà cung cấp có thể mở rộng
• AudioGainMode
• AudioSource
• AudioStreamType
• AudioUsage

Truyền giá trị enum chuỗi

Giá trị chuỗi được dùng để chuyển thông tin dưới dạng giá trị liệt kê trên ranh giới giao diện HAL. Cả khung và trình bao bọc HAL đều sử dụng các giá trị enum số nguyên để triển khai logic nghiệp vụ và sử dụng phương pháp chuyển đổi được mô tả trong Hình 3:

Hình 3. Truyền giá trị enum chuỗi.

Lưu ý: Việc API của chúng ta sử dụng chuỗi ở đây có vẻ bất thường hoặc không hiệu quả. Chúng tôi đã chọn sử dụng chuỗi để loại bỏ việc trùng lặp các hằng số liệt kê giữa tệp HIDL và XSD, đồng thời đơn giản hoá việc thêm tiện ích của nhà cung cấp. Bạn chỉ nên biểu thị enum dưới dạng chuỗi cho mục đích truyền các enum đó qua giao diện HAL. Bạn không nên sử dụng các enum được biểu thị dưới dạng chuỗi trong logic nghiệp vụ do hao tổn liên quan trong việc triển khai các phép toán logic boolean và ánh xạ so sánh thu được.

Ví dụ: để truyền giá trị của loại định dạng âm thanh từ khung đến nhà cung cấp:

1. Giá trị enum của AudioFormat được chuyển đổi thành giá trị chuỗi trong libaudiohal và được truyền đến HAL.
2. Về phía HAL, trình bao bọc mặc định sẽ chuyển đổi chuỗi thành một giá trị enum được truyền đến HAL cũ.

Lưu ý: Nhà cung cấp có thể sửa đổi system/audio.h để sử dụng các giá trị enum của riêng họ.

Thay đổi về giản đồ XML

Việc có danh sách đầy đủ các giá trị enum trong định nghĩa giản đồ XML (XSD) cho phép xác thực tệp XML cấu hình chính sách âm thanh tốt hơn bằng VTS. Chúng tôi đã thực hiện các thay đổi trong tệp cấu hình chính sách âm thanh dùng với HAL V7 để tuân thủ XSD.

Trong phiên bản 7, ký tự ␣ (dấu cách) chuẩn được dùng để phân định danh sách giá trị trong các thuộc tính (như tốc độ lấy mẫu, mặt nạ kênh và cờ), thay vì các ký hiệu , (dấu phẩy) và | (dấu gạch đứng) dùng trong phiên bản 6 trở xuống. Như trong ví dụ sau, dấu cách được dùng để phân tách danh sách giá trị cho channelMasks:

<profile channelMasks="AUDIO_CHANNEL_OUT_STEREO AUDIO_CHANNEL_OUT_MONO" … />

Để thay đổi ký hiệu, hãy sử dụng tập lệnh chuyển đổi tự động có tên là update_audio_policy_config.sh. Hãy xem lệnh sau để chuyển đổi tệp cấu hình chính sách âm thanh V6 sang phiên bản V7 cho thiết bị Pixel 5 (Redfin):

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

Loại dữ liệu

Chúng tôi đã xác định lại một số cấu trúc dữ liệu trong phiên bản 7 để giảm thiểu các định nghĩa trùng lặp. Các bộ dữ liệu lặp lại của các mục dữ liệu được nhóm lại với nhau thành các cấu trúc có thể sử dụng lại. Các cấu trúc dữ liệu này sử dụng các tính năng HIDL mới nhất như các liên kết an toàn.

Ví dụ: trong phiên bản 6 trở xuống, bộ ba <format, sampling rate, channel mask> thường được dùng trong các giao diện và loại HIDL. Để loại bỏ sự dư thừa này, trong phiên bản 7, loại dữ liệu AudioConfigBase và các loại dữ liệu khác được xác định như sau:

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

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

  do AudioConfig, AudioOffloadInfo, AudioPortConfig sử dụng

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

  thay thế các bộ sưu tập rời trong AudioPort/PortConfig

• AudioPortExtendedInfo := device | mix | session

  thay thế các liên kết trong AudioPort/PortConfig

Thẻ nhà cung cấp

Ngoài các loại thiết bị và định dạng, nhà cung cấp có thể thêm thẻ tuỳ chỉnh cho siêu dữ liệu của bản âm thanh.

Đối với siêu dữ liệu của bản nhạc phát và ghi, nhà cung cấp có thể truyền thẻ riêng, dùng để thêm thuộc tính vào luồng âm thanh I/O, từ ứng dụng đến HAL.

Lưu ý: Thẻ nhà cung cấp tương tự như phần mở rộng của nhà cung cấp cho các định dạng âm thanh và loại thiết bị âm thanh. Điểm khác biệt là đối với thẻ nhà cung cấp, không có giá trị nào được xác định trong AOSP, vì vậy, các thẻ này chỉ chứa giá trị do nhà cung cấp mở rộng.

Thẻ nhà cung cấp cho siêu dữ liệu của bản nhạc phát được thêm như trong ví dụ sau:

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

Cấu trúc RecordTrackMetadata được triển khai theo cách tương tự bằng cách thêm các thẻ dành riêng cho siêu dữ liệu của bản ghi âm.

Không gian tên của phần mở rộng của nhà cung cấp

Kể từ HAL V7, các tiện ích của nhà cung cấp yêu cầu thêm tiền tố {vendor} không bắt buộc trong V6. Để tiền tố {vendor} hợp lệ, tiền tố này phải có từ ba ký tự trở lên, bao gồm cả chữ và số.

Sử dụng định dạng sau trong V7:

VX_{vendor}_{letters/numbers}

Sau đây là một số ví dụ về tiện ích của nhà cung cấp V7 hợp lệ:

• VX_GOOGLE_VR
• VX_QCI_AMBIENT_MIC

Thông tin phiên bản

Bảng sau đây liệt kê số phiên bản HAL cho từng bản phát hành Android:

Phiên bản Android	Phiên bản HIDL HAL
Android 13	7.1
Android 12	7.0
Android 11	6.0
Android 10	5
Android 9	4
Android 8	2