音頻 HAL

Android 的音頻硬件抽象層 (HAL) 將android.media中的高級音頻特定框架 API 連接到底層音頻驅動程序和硬件。音頻 HAL 定義了音頻服務調用的標準接口。必須實現它才能使音頻硬件正常運行。

本頁概述了音頻 HAL，並提供了其 API 和實現要求的詳細信息。

音頻 HAL 接口

音頻 HAL 接口是使用.hal文件中的.hal和配置文件的XSD架構定義的，如下所示。

audio_hal

圖 1.音頻 HAL 接口

配置文件

音頻策略和音頻效果 XML 配置文件被視為音頻 HAL 接口的一部分。這些文件必須符合它們的模式，並且一致性由 VTS 測試驗證。

作為實施音頻 HAL 的一部分，您必須創建描述音頻拓撲的音頻策略配置文件。音頻 HAL 功能必須在audio_policy_configuration.xml文件中聲明，以便框架使用它們。

音頻 HAL API

音頻 HAL 包含以下 API：

  • 核心硬件
  • 效果器 HAL
  • 普通硬件

這些 API 中的每一個都在以下部分中進行了描述。

核心硬件

Core HAL 是 AudioFlinger 用來播放音頻和控制音頻路由的主要 API。部分關鍵接口如下：

  • IDeviceFactory.hal是 API 的入口點。
  • IDevice.hal和IPrimaryDevice.hal包含setMasterVolume或openInputStream等方法。
  • 流是單向的，AudioFlinger 使用流通過IStream.hal 、 IStreamOut.hal和IStreamIn.hal向 HAL 發送音頻或從 HAL 接收音頻。

下表列出了有用的核心 HAL 組件的位置。

核心 HAL 組件地點
最新版本的API /hardware/interfaces/audio/6.0
特定於最新的 Core HAL API 的類型/hardware/interfaces/audio/6.0/types.hal
音頻策略配置文件 XSD 架構/hardware/interfaces/audio/6.0/config/audio_policy_configuration.xsd

Core HAL API ( /hardware/interfaces/audio/core/all-versions/default/ ) 的默認實現是使用遺留共享庫的 pre-Treble HAL 實現的包裝器。在實現直接與內核驅動程序交互的新版本音頻 HAL 時，也可以將默認實現視為參考。

效果器 HAL

效果框架使用效果 HAL API 來控制音頻效果。您還可以通過 Effects HAL API 配置預處理效果，例如自動增益控制和噪聲抑制。

下表列出了有用的 Effects HAL 組件的位置。

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

有關詳細信息，請參閱效果 HAL API ( /hardware/interfaces/audio/effect/all-versions/default/ ) 的示例實現和音頻效果部分。

普通硬件

通用 HAL 是核心和效果 HAL API 使用的通用數據類型庫。它沒有接口，也沒有關聯的 VTS 測試，因為它只定義數據結構。通用 HAL API 包含以下內容：

  • 核心和效果 API 共享的定義 ( /hardware/interfaces/audio/common/6.0/types.hal )
  • 實用程序 ( /hardware/interfaces/audio/common/all-versions ) 用於幫助針對實現、客戶端和測試的 HIDL API 進行編碼

要求

除了實現音頻 HAL 和創建音頻策略配置文件外，還必須遵守以下 HAL 要求：

  • 如果一個輸入配置文件支持 Sound Trigger 捕獲（從熱詞 DSP 緩衝區捕獲），則實現必須支持此配置文件上的活動流數量，該數量與 Sound Trigger HAL 支持的並發會話數量相對應。
  • 語音呼叫 TX 和從應用程序處理器捕獲的並發，如並發捕獲頁面中所述。

音頻 HAL V7 更新

為了解決向後兼容性問題，從 Android 13 開始的所有 HAL 更改都必須使用穩定的 AIDL。為了支持和增強 AIDL 在 Android 13 及更高版本中的採用，音頻 HAL V7 執行以下操作：

  • 統一框架和 HAL 使用的數據模型。
  • 最大限度地減少 HIDL 數據類型（枚舉）和用於音頻策略配置的 XML 架構之間的重複。

具體來說，在音頻 HAL V7 中有以下幾個方面的變化：

這些更改將在各自的部分中進行更詳細的討論。

枚舉

從音頻 HAL V7 開始，音頻策略配置文件中使用的枚舉類型僅在 XSD 架構中定義，而不是在 HIDL 中定義。

在音頻 HAL V6 中， types.hal中的枚舉類型（如AudioFormat ）的值也在音頻策略配置文件 XSD 架構中定義，創建了一個副本。為了在 V7 中避免這種情況，枚舉類型更改為string ，並且所有可能的枚舉值都列在 XSD 模式中。

有關 V7 中AudioFormat枚舉類型的一些更改的比較，請參見圖 2。

audioformat-change

圖 2.對 AudioFormat 枚舉的一些更改的比較

已轉換為String的枚舉類型請參考以下列表：

  • AudioChannelMask
  • AudioContentType
  • AudioDevice ：供應商可擴展
  • AudioFormat ：供應商可擴展
  • AudioGainMode
  • AudioSource
  • AudioStreamType
  • AudioUsage

傳遞字符串枚舉值

字符串值用於跨 HAL 接口邊界將信息作為枚舉值傳輸。框架和 HAL 包裝器都使用整數枚舉值來實現業務邏輯，並採用圖 3中描述的轉換方法。

audio-passing-values

圖 3.傳遞字符串枚舉值

例如，要將音頻格式類型的值從框架傳遞給供應商：

  1. AudioFormat的枚舉值在libaudiohal中轉換為字符串值並傳遞給 HAL。
  2. 在 HAL 端，默認包裝器將字符串轉換為枚舉值，然後傳遞給舊版 HAL。

XML 架構更改

在 XML 架構定義 (XSD) 中擁有完整的枚舉值列表允許 VTS 更好地驗證音頻策略配置 XML 文件。在與 HAL V7 一起使用的音頻策略配置文件中進行了更改以符合 XSD。

在 V7 中，標準的␣ （空格）字符用於分隔屬性（如採樣率、通道掩碼和標誌）中的值列表，而不是, （逗號）和| （豎線）V6 及以下版本中使用的符號。如以下示例所示，空格用於分隔channelMasks的值列表：

<profile channelMasks="AUDIO_CHANNEL_OUT_STEREO AUDIO_CHANNEL_OUT_MONO" … />

要更改符號，請使用名為update_audio_policy_config.sh的自動轉換腳本。請參閱以下命令將 V6 音頻策略配置文件轉換為 Pixel 5 (Redfin) 設備的 V7 版本：

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

數據類型

為了盡量減少重複定義，一些數據結構在 V7 中被重新定義。數據項的重複元組組合在一起成為可重用的結構。這些數據結構使用最新的 HIDL 功能，例如安全聯合。

例如，在 V6 及以下版本中，HIDL 接口和類型中經常使用三元組<format, sampling rate, channel mask> 。為了去除這種冗餘，在V7中， AudioConfigBase數據類型和其他數據類型定義如下：

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

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

    由AudioConfig 、 AudioOffloadInfo 、 AudioPortConfig

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

    替換AudioPort/PortConfig中的鬆散集合

  • AudioPortExtendedInfo := device | mix | session

    替換AudioPort/PortConfig中的聯合

供應商標籤

除了設備類型和格式之外，供應商還可以為音軌元數據添加自定義標籤。

對於播放和錄製軌道元數據，供應商可以將他們自己的標籤從應用程序傳遞到 HAL，這些標籤用於向音頻 I/O 流添加屬性。

播放曲目元數據的供應商標籤已添加，如下例所示：

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

RecordTrackMetadata結構通過添加特定於錄音軌道元數據的標籤以類似的方式實現。

供應商擴展命名空間

從 HAL V7 開始，供應商擴展需要一個額外的{vendor}前綴，這在 V6 中是不需要的。要使{vendor}前綴有效，它必須是三個或更多字母數字字符。

在 V7 中使用以下格式：

VX_{ vendor }_{ letters/numbers }

以下是有效的 V7 供應商擴展的一些示例：

  • VX_GOOGLE_VR
  • VX_QCI_AMBIENT_MIC

版本信息

下表列出了每個 Android 版本的 HAL 版本號。

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