StageFright框架流程解读

时间：2022-12-20 15:27:54

1、    StageFright介绍
    Android froyo版本号多媒体引擎做了变动，新加入�了stagefright框架，而且默认情况android选择stagefright，并没有全然抛弃opencore，主要是做了一个OMX层，不过对 opencore的omx-component部分做了引用。stagefright是在MediaPlayerService这一层加入的，和opencore是并列的。Stagefright在 Android中是以shared library的形式存在(libstagefright.so)，当中的module -- AwesomePlayer可用来播放video/audio。 AwesomePlayer提供很多API，能够让上层的应用程序(Java/JNI)来调用。

2、    StageFright数据流封装
    2.1》由数据源DataSource生成MediaExtractor。通过MediaExtractor::Create(dataSource)来实现。Create方法通过两步来生成对应的 MediaExtractor（MediaExtractor.cpp）：
    通过dataSource->sniff来探測数据类型
    生成对应的Extractor：
    if (!strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_CONTAINER_MPEG4)
            || !strcasecmp(mime, "audio/mp4")) {
        return new MPEG4Extractor(source);
    } else if (!strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_AUDIO_MPEG)) {
        return new MP3Extractor(source, meta);
    } else if (!strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_AUDIO_AMR_NB)
            || !strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_AUDIO_AMR_WB)) {
        return new AMRExtractor(source);
    } else if (!strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_CONTAINER_WAV)) {
        return new WAVExtractor(source);
    } else if (!strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_CONTAINER_OGG)) {
        return new OggExtractor(source);
    } else if (!strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_CONTAINER_MATROSKA)) {
        return new MatroskaExtractor(source);
    } else if (!strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_CONTAINER_MPEG2TS)) {
        return new MPEG2TSExtractor(source);
    }

2.2》把音视频轨道分离，生成mVideoTrack和mAudioTrack两个MediaSource。代码例如以下（AwesomePlayer.cpp）：
   if (!haveVideo && !strncasecmp(mime, "video/", 6)) {
        setVideoSource(extractor->getTrack(i));
        haveVideo = true;
   } else if (!haveAudio && !strncasecmp(mime, "audio/", 6)) {
        setAudioSource(extractor->getTrack(i));
        haveAudio = true;
   }

2.3》得到的这两个MediaSource，仅仅具有parser功能，没有decode功能。还须要对这两个MediaSource做进一步的包装，获取了两个MediaSource（具有parse和decode功能）：
mVideoSource = OMXCodec::Create(
            mClient.interface(), mVideoTrack->getFormat(),
            false, // createEncoder
            mVideoTrack,
            NULL, flags);
mAudioSource = OMXCodec::Create(
                mClient.interface(), mAudioTrack->getFormat(),
                false, // createEncoder
                mAudioTrack);
    当调用MediaSource.start()方法后，它的内部就会開始从数据源获取数据并解析，等到缓冲区满后便停止。在AwesomePlayer里就能够调用MediaSource的read方法读取解码后的数据。
    对于mVideoSource来说，读取的数据：mVideoSource->read(&mVideoBuffer, &options)交给显示模块进行渲染，mVideoRenderer->render(mVideoBuffer);
    对mAudioSource来说，用mAudioPlayer对mAudioSource进行封装，然后由mAudioPlayer负责读取数据和播放控制。

3、    StageFright的Decode
    经过“数据流的封装”得到的两个MediaSource，事实上是两个OMXCodec。AwesomePlayer和mAudioPlayer都是从MediaSource中得到数据进行播放。AwesomePlayer得到的是终于须要渲染的原始视频数据，而mAudioPlayer读取的是终于须要播放的原始音频数据。也就是说，从OMXCodec中读到的数据已经是原始数据了。
    OMXCodec是怎么把数据源经过parse、decode两步以后转化成原始数据的。从OMXCodec::Create这个构造方法開始，它的參数：
    IOMX &omx指的是一个OMXNodeInstance对象的实例。
    MetaData ＆meta这个參数由MediaSource.getFormat获取得到。这个对象的主要成员就是一个KeyedVector<uint32_t, typed_data> mItems，里面存放了一些代表MediaSource格式信息的名值对。
    bool createEncoder指明这个OMXCodec是编码还是解码。
    MediaSource ＆source是一个MediaExtractor。
    char *matchComponentName指定一种Codec用于生成这个OMXCodec。
    先使用findMatchingCodecs寻找相应的Codec，找到以后为当前IOMX分配节点并注冊事件监听器：omx->allocateNode(componentName, observer, &node)。最后，把IOMX封装进一个OMXCodec：
sp<OMXCodec> codec = new OMXCodec(
                    omx, node, quirks,
                    createEncoder, mime, componentName,
                    source);
这样就得到了OMXCodec。
    AwesomePlayer中得到这个OMXCodec后，首先调用mVideoSource->start()进行初始化。 OMXCodec初始化主要是做两件事：
    向OpenMAX发送開始命令。mOMX->sendCommand(mNode, OMX_CommandStateSet, OMX_StateIdle)
    调用allocateBuffers()分配两个缓冲区，存放在Vector<BufferInfo> mPortBuffers[2]中，分别用于输入和输出。
    AwesomePlayer開始播放后，通过mVideoSource->read(&mVideoBuffer, &options)读取数据。mVideoSource->read(&mVideoBuffer, &options)详细是调用OMXCodec.read来读取数据。而OMXCodec.read主要分两步来实现数据的读取：
    通过调用drainInputBuffers()对mPortBuffers[kPortIndexInput]进行填充，这一步完毕 parse。由OpenMAX从数据源把demux后的数据读取到输入缓冲区，作为OpenMAX的输入。
    通过fillOutputBuffers()对mPortBuffers[kPortIndexOutput]进行填充，这一步完毕 decode。由OpenMAX对输入缓冲区中的数据进行解码，然后把解码后能够显示的视频数据输出到输出缓冲区。
    AwesomePlayer通过mVideoRenderer->render(mVideoBuffer)对经过parse和decode 处理的数据进行渲染。一个mVideoRenderer事实上就是一个包装了IOMXRenderer的AwesomeRemoteRenderer：
mVideoRenderer = new AwesomeRemoteRenderer(
                mClient.interface()->createRenderer(
                        mISurface, component,
                        (OMX_COLOR_FORMATTYPE)format,
                        decodedWidth, decodedHeight,
                                    mVideoWidth, mVideoHeight,
                        rotationDegrees));

4、    StageFright处理流程
    Audioplayer 为AwesomePlayer的成员，audioplayer通过callback来驱动数据的获取，awesomeplayer则是通过 videoevent来驱动。二者有个共性，就是数据的获取都抽象成mSource->Read()来完毕，且read内部把parser和dec 绑在一起。Stagefright AV同步部分，audio全然是callback驱动数据流，video部分在onVideoEvent里会获取audio的时间戳，是传统的AV时间戳做同步。
 
    4.1》AwesomePlayer的Video主要有下面几个成员：
    mVideoSource(解码视频)
    mVideoTrack(从多媒体文件里读取视频数据)
    mVideoRenderer(对解码好的视频进行格式转换，android使用的格式为RGB565)
    mISurface(重画图层)
    mQueue(event事件队列)
   
    4.2》stagefright执行时的Audio部分抽象流程例如以下：
    设置mUri的路径
    启动mQueue，创建一个线程来执行 threadEntry（命名为TimedEventQueue，这个线程就是event调度器）
    打开mUri所指定的文件的头部，则会依据类型选择不同的分离器（如MPEG4Extractor）
    使用 MPEG4Extractor对MP4进行音视频轨道的分离，并返回MPEG4Source类型的视频轨道给mVideoTrack
    依据 mVideoTrack中的编码类型来选择解码器，avc的编码类型会选择AVCDecoder，并返回给mVideoSource，并设置mVideoSource中的mSource为mVideoTrack
    插入onVideoEvent到Queue中，開始解码播放
    通过mVideoSource对象来读取解析好的视频buffer
假设解析好的buffer还没到AV时间戳同步的时刻，则推迟到下一轮操作
    mVideoRenderer为空，则进行初始化（假设不使用 OMX会将mVideoRenderer设置为AwesomeLocalRenderer）
    通过mVideoRenderer对象将解析好的视频buffer转换成RGB565格式，并发给display模块进行图像绘制
    将onVideoEvent又一次插入event调度器来循环

4.3》数据由源到终于解码后的流程例如以下：
                URI,FD
                   ｜
            DataSource
                   ｜
          MediaExtractor
                    |
    mVideoTrack   mAudioTrack//音视频数据流
                   ｜
    mVideoSource   mAudioSource//音视频解码器
         ｜                      |
      mVideoBuffer    mAudioPlayer
说明：
    设置DataSource，数据源能够两种URI和FD。URI能够http://，rtsp://等。FD是一个本地文件描写叙述符，能过FD，能够找到相应的文件。
    由DataSource生成MediaExtractor。通过sp<MediaExtractor> extractor = MediaExtractor::Create(dataSource);来实现。 MediaExtractor::Create(dataSource)会依据不同的数据内容创建不同的数据读取对象。
    通过调用setVideoSource由MediaExtractor分解生成音频数据流（mAudioTrack）和视频数据流（mVideoTrack）。
    onPrepareAsyncEvent()假设DataSource是URL的话，依据地址获取数据，并開始缓冲，直到获取到mVideoTrack和mAudioTrack。mVideoTrack和mAudioTrack通过调用initVideoDecoder()和initAudioDecoder()来生成 mVideoSource和mAudioSource这两个音视频解码器。然后调用postBufferingEvent_l()提交事件开启缓冲。
    数据缓冲的运行函数是onBufferingUpdate()。缓冲区有足够的数据能够播放时，调用play_l()開始播放。play_l()中关键是调用了postVideoEvent_l()，提交了 mVideoEvent。这个事件运行时会调用函数onVideoEvent()。这个函数通过调用 mVideoSource->read(&mVideoBuffer, &options)进行视频解码。音频解码通过mAudioPlayer实现。
    视频解码器解码后通过mVideoSource->read读取一帧帧的数据，放到mVideoBuffer中，最后通过 mVideoRenderer->render(mVideoBuffer)把视频数据发送到显示模块。当须要暂停或停止时，调用cancelPlayerEvents来提交事件用来停止解码，还能够选择是否继续缓冲数据。

5、    代码标记Log
    根据第4》项StageFright描写叙述的Vide视频播放流程，作Log标记跟踪视频DATA获取、CODEC过程。从AwesomePlayer.cpp中方法着手，过程例如以下：
    在改动的/mydroid/frameworks/base/media/libstagefrigh/下，用mm编译，并调试直到生成对应的.so文件。注：同意单模块编译时，需事先在/mydroid下同意. ./build/envsetup.sh文件。
    在/mydroid/文件夹下make进行总体编译，生成system.img文件。说明：先单模块编译，后再总体编译的优点是，能够缩短调试编译的时间。
    将system.img文件copy到/android-sdk-linux/platforms/android-8/下。注意：事先备份原有的system.img。
    带sdcard启动模拟器，在/android-sdk-linux/tools/下执行./adb shell文件，再执行logcat
    打开Gallery选择视频文件执行，并同步查看log。
   
反馈结果例如以下：
I/ActivityManager(   61): Starting: Intent { act=android.intent.action.VIEW dat=content://media/external/video/media/5 typ=video/mp4 cmp=com.cooliris.media/.MovieView } from pid 327
I/RenderView(  327): OnPause RenderView com.cooliris.media.RenderView@4054a3b0
E/AwesomePlayer(   34): beginning AwesomePlayer... by jay remarked...
E/AwesomePlayer(   34): returning AwesomeEvent...by jay remarked...
E/AwesomePlayer(   34): returning AwesomeEvent...by jay remarked...
E/AwesomePlayer(   34): returning AwesomeEvent...by jay remarked...
E/AwesomePlayer(   34): returning AwesomeEvent...by jay remarked...
E/AwesomePlayer(   34): ending AwesomePlayer... by jay remarked...
E/AwesomePlayer(   34): setting video source now... by jay remarked...
E/AwesomePlayer(   34): setting Video Type... by jay remarked...
E/AwesomePlayer(   34): returning AwesomeEvent...by jay remarked...
E/AwesomePlayer(   34): beginning initVideoDecoder by jay remarked...
D/MediaPlayer(  327): getMetadata
I/ActivityManager(   61): Displayed com.cooliris.media/.MovieView: +1s761ms
E/AwesomePlayer(   34): beginning AwesomeLocalRenderer init ...by jay remarked...
E/AwesomePlayer(   34): returning open(libstagefrighthw.so) correctly by jay remarked...
E/MemoryHeapBase(   34): error opening /dev/pmem_adsp: No such file or directory
I/SoftwareRenderer(   34): Creating physical memory heap failed, reverting to regular heap.
E/AwesomePlayer(   34): ending AwesomeLocalRenderer init close ...by jay remarked...
E/AwesomePlayer(   34): returning AwesomeLocalRenderer...by jay remarked...
I/CacheService(  327): Starting CacheService

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