MSM8974平台功耗问题----通话过程启动Speaker导致功耗异常
一、问题背景
从事Android功耗管理的开发人员都有这个感触：功耗涉及的问题有很多方面，有时候很难定位具体的模块或APP。但这次比较幸运，遇到的问题是这样的：
1. 正常make a call；
2. 通话过程中，打开免提，然后关掉免提；
3. 挂电话，等待系统睡眠。
最终导致系统睡眠后多出大概40mA的电流消耗。
这个问题从测试的步骤大致也可以分析，应该是audio某个PCM开启了，但是当speaker关闭时并没有关掉它。接下来重点看一下audio这一块的东西。
二、Audio play和capture的一些原理
声明：我本身并不是负责audio这一块，这里整理的东西也是请教我们team的大牛学来的，肯定有不少错误的地方，主要是为自己理解。读者可以自己去了解这部分内容。
目前关于audio的处理机制都是通过ALSA（advanced linux sound architecture），下面的一张图是AP和CODEC之间通过ALSA沟通的简单机制：
图1
其中ALSA架构是android本身就有的，底层driver基本都是器件厂商提供的，一般不会有bug。关键的地方在于HAL层对audio的一些操作以及ALSA lib的一些关键接口，这部分是平台厂商自己实现的，所以这是重点。
三、alsa_sound/ALSADevice.cpp
在平台厂商的此目录下，比如android/hardware/qcom/audio/alsa_sound/，包含了user space对audio的所有操作。
对ALSA device的管理操作在ALSADevice.cpp中，因为这里是通话过程中切换speaker导致的问题，来看一下具体操作的函数。
当具体开关speaker的时候，会执行ALSADevcie::switchDevice( )函数，关键代码为：
if (rxDevice != NULL) {if ((strncmp(mCurRxUCMDevice, "None", 4)) &&((mADSPState == ADSP_UP_AFTER_SSR) ||(strncmp(rxDevice, mCurRxUCMDevice, MAX_STR_LEN)) || (inCallDevSwitch == true))) {if ((use_case != NULL) && (strncmp(use_case, SND_USE_CASE_VERB_INACTIVE,strlen(SND_USE_CASE_VERB_INACTIVE)))) {usecase_type = getUseCaseType(use_case);if (usecase_type & USECASE_TYPE_RX) {ALOGD("Deroute use case %s type is %d\n", use_case, usecase_type);strlcpy(useCaseNode.useCase, use_case, MAX_STR_LEN);snd_use_case_set(handle->ucMgr, "_verb", SND_USE_CASE_VERB_INACTIVE);mUseCaseList.push_front(useCaseNode);}}if (mods_size) {for(index = 0; index < mods_size; index++) {usecase_type = getUseCaseType(mods_list[index]);if (usecase_type & USECASE_TYPE_RX) {ALOGD("Deroute use case %s type is %d\n", mods_list[index], usecase_type);strlcpy(useCaseNode.useCase, mods_list[index], MAX_STR_LEN);snd_use_case_set(handle->ucMgr, "_dismod", mods_list[index]);mUseCaseList.push_back(useCaseNode);}}}snd_use_case_set(handle->ucMgr, "_disdev", mCurRxUCMDevice);}}.......ALOGD("%s,rxDev:%s, txDev:%s, curRxDev:%s, curTxDev:%s, devices=0x%x, current_verb=%s, use case: %s, type=%d, handle->usercase=%s\n", __FUNCTION__, rxDevice, txDevice, mCurRxUCMDevice, mCurTxUCMDevice, devices, handle->ucMgr->card_ctxt_ptr->current_verb, (use_case==NULL)?"null":use_case, usecase_type,(handle->useCase == NULL)? "null":handle->useCase);if (rxDevice != NULL) {snd_use_case_set(handle->ucMgr, "_enadev", rxDevice);if (!strncmp(rxDevice, "Speaker", sizeof(mCurRxUCMDevice)) ||!strncmp(rxDevice, "Speaker Protected", sizeof(mCurRxUCMDevice))) {gettimeofday(&mSpkLastUsedTime, NULL);mSpkrInUse = true;if (mSpkrCalibrationDone && mSpkrProt) {mSpkrProt->startSpkrProcessing();}}strlcpy(mCurRxUCMDevice, rxDevice, sizeof(mCurRxUCMDevice));}if (txDevice != NULL) {snd_use_case_set(handle->ucMgr, "_enadev", txDevice);strlcpy(mCurTxUCMDevice, txDevice, sizeof(mCurTxUCMDevice));}rxDevice是在切换后的接收device。在 if (rxDevice != NULL)的判断中，rxDevice会与“Speaker”作比较，如果满足条件，mSpkrInUse标志位将设置为true。然后执行mSpkrProt->startSpkrProcessing()，这个函数就不继续分析了。
Speaker开启的过程是没有问题，接下来就是操作底层driver让speaker发声就行了。
四、关闭speaker
从上面的startSpkrProcessing()可以看出，关闭speaker的操作应该对应是stopSpkrProcessing()，从代码来看它是怎么调用的。
在一个thread loop中，如果某个audio output没有输出，就会进入standby。LINUX/android/frameworks/av/services/audioflinger/Threads.cpp下面的
AudioFlinger::PlaybackThread::threadLoop()可以很明显看出来。
while (!exitPending()){cpuStats.sample(myName);Vector< sp<EffectChain> > effectChains;processConfigEvents();{ // scope for mLockMutex::Autolock _l(mLock);if (logString != NULL) {mNBLogWriter->logTimestamp();mNBLogWriter->log(logString);logString = NULL;}if (checkForNewParameters_l()) {cacheParameters_l();}saveOutputTracks();// put audio hardware into standby after short delayif (CC_UNLIKELY((!mActiveTracks.size() && systemTime() > standbyTime) ||isSuspended())) {if (!mStandby) {threadLoop_standby();mStandby = true;}if (!mActiveTracks.size() && mConfigEvents.isEmpty()) {// we're about to wait, flush the binder command bufferIPCThreadState::self()->flushCommands();clearOutputTracks();if (exitPending()) {break;}releaseWakeLock_l();// wait until we have something to do...ALOGV("%s going to sleep", myName.string());mWaitWorkCV.wait(mLock);ALOGV("%s waking up", myName.string());acquireWakeLock_l();mMixerStatus = MIXER_IDLE;mMixerStatusIgnoringFastTracks = MIXER_IDLE;mBytesWritten = 0;checkSilentMode_l();standbyTime = systemTime() + standbyDelay;sleepTime = idleSleepTime;if (mType == MIXER) {sleepTimeShift = 0;}continue;}}if (CC_UNLIKELY((!mActiveTracks.size() && systemTime() > standbyTime) || isSuspended()))且当前没有stand by，那么可以进入threadLoop_standby();
这个if判断的条件，这里不细说了，从表面上也可以看得出来，应该是没有有效的音道或歌曲且系统时间大于standby时间（应该是standby设定的时间已经过了）或者device已经是suspended。
void AudioFlinger::MixerThread::threadLoop_standby()
{// Idle the fast mixer if it's currently runningif (mFastMixer != NULL) {FastMixerStateQueue *sq = mFastMixer->sq();FastMixerState *state = sq->begin();if (!(state->mCommand & FastMixerState::IDLE)) {state->mCommand = FastMixerState::COLD_IDLE;state->mColdFutexAddr = &mFastMixerFutex;state->mColdGen++;mFastMixerFutex = 0;sq->end();// BLOCK_UNTIL_PUSHED would be insufficient, as we need it to stop doing I/O nowsq->push(FastMixerStateQueue::BLOCK_UNTIL_ACKED);if (kUseFastMixer == FastMixer_Dynamic) {mNormalSink = mOutputSink;}
#ifdef AUDIO_WATCHDOGif (mAudioWatchdog != 0) {mAudioWatchdog->pause();}
#endif} else {sq->end(false /*didModify*/);}}PlaybackThread::threadLoop_standby();
}// shared by MIXER and DIRECT, overridden by DUPLICATING
void AudioFlinger::PlaybackThread::threadLoop_standby()
{ALOGV("Audio hardware entering standby, mixer %p, suspend count %d", this, mSuspended);mOutput->stream->common.standby(&mOutput->stream->common);
}
从上面的代码看，最终会调用standby(&mOutput->stream->common)，这里会调用到ALSADevice::standby(alsa_handle_t *handle)中。
这个函数在ALSADevice.cpp文件中。
status_t ALSADevice::standby(alsa_handle_t *handle)
{int ret;status_t err = NO_ERROR;struct pcm *h = handle->rxHandle;handle->rxHandle = 0;ALOGD("standby: handle %p h %p", handle, h);if (h) {ALOGD("standby rxHandle\n");err = pcm_close(h);if(err != NO_ERROR) {ALOGE("standby: pcm_close failed for rxHandle with err %d", err);}}h = handle->handle;handle->handle = 0;if (h) {ALOGD("standby handle h %p\n", h);err = pcm_close(h);if(err != NO_ERROR) {ALOGE("standby: pcm_close failed for handle with err %d", err);}disableDevice(handle);}if (mSpkrCalibrationDone && mSpkrProt) {mSpkrProt->stopSpkrProcessing();}return err;
}最后调用到stopSpkrProcessing()，看这里做了什么。这里已经调到AudioSpeakerProtection.cpp
void AudioSpeakerProtection::stopSpkrProcessing()
{Mutex::Autolock autolock1(mMutexSpkrProt);if (mSpkrProcessingState == SPKR_PROCESSING_IN_IDLE) {ALOGV("Processing is not enabled in stop");return;}unsigned long sec;if (mALSADevice->isSpeakerinUse(sec)) {ALOGV("spkr_prot_thread in spk use skip stop");return;}for(ALSAHandleList::iterator it = mParent->mDeviceList.begin();it != mParent->mDeviceList.end(); ++it) {if(!strcmp(it->useCase, SND_USE_CASE_MOD_SPKR_PROT_TX) ||!strcmp(it->useCase, SND_USE_CASE_VERB_SPKR_PROT_TX)) {mALSADevice->close(&(*it));mParent->mDeviceList.erase(it);mSpkrProcessingState = SPKR_PROCESSING_IN_IDLE;ALOGV("Spkr Processing Idle");break;}}
}在这个函数中，首先上个锁；然后判断speaker processing是不是已经idle了，如果已经idle了，那么没必要去stop了；然后判断speaker是不是还在用，如果在用，直接返回；最后如果前面都没有return，那么做一系列操作，将ALSA device对应的pcm关掉。
四、问题点以及解决方案
注意第二个if判断，如果speaker是在用，那么直接return！来看一下具体是怎么判断的。
bool ALSADevice::isSpeakerinUse(unsigned long &secs)
{struct timeval usage;gettimeofday(&usage, NULL);if (mSpkrInUse) {secs = 0;return true;} else {secs = usage.tv_sec - mSpkLastUsedTime.tv_sec;return false;}
}看这里！如果mSpkrInUse为true，那么 isSpeakerinUse ()也马上返回true，那么在stopSpkrProcessing()中直接return！那么PCM port就没办法关闭，最终的结果就是耗电！！！
那怎么改呢？回到ALSADevice::switchDevice()，再看这一代码段：
if (rxDevice != NULL) {snd_use_case_set(handle->ucMgr, "_enadev", rxDevice);if (!strncmp(rxDevice, "Speaker", sizeof(mCurRxUCMDevice)) ||!strncmp(rxDevice, "Speaker Protected", sizeof(mCurRxUCMDevice))) {gettimeofday(&mSpkLastUsedTime, NULL);mSpkrInUse = true;if (mSpkrCalibrationDone && mSpkrProt) {mSpkrProt->startSpkrProcessing();}}strlcpy(mCurRxUCMDevice, rxDevice, sizeof(mCurRxUCMDevice));}添加的代码如下：
ALOGD("%s,rxDev:%s, txDev:%s, curRxDev:%s, curTxDev:%s, devices=0x%x, current_verb=%s, use case: %s, type=%d, handle->usercase=%s\n", __FUNCTION__, rxDevice, txDevice, mCurRxUCMDevice, mCurTxUCMDevice, devices, handle->ucMgr->card_ctxt_ptr->current_verb, (use_case==NULL)?"null":use_case, usecase_type,(handle->useCase == NULL)? "null":handle->useCase);//fix speaker use state peoblem.//it should be put to not use state when not use it// otherwise, it may cause "pcm 21" not be closed while system is in low power state// and this will lead to power consumption problemif(!strncmp(mCurRxUCMDevice, "Speaker", sizeof(mCurRxUCMDevice)) || !strncmp(mCurRxUCMDevice, "Speaker Protected", sizeof(mCurRxUCMDevice))){gettimeofday(&mSpkLastUsedTime, NULL);mSpkrInUse = false;}//fix speaker use state peoblem.if (rxDevice != NULL) {snd_use_case_set(handle->ucMgr, "_enadev", rxDevice);if (!strncmp(rxDevice, "Speaker", sizeof(mCurRxUCMDevice)) ||!strncmp(rxDevice, "Speaker Protected", sizeof(mCurRxUCMDevice))) {gettimeofday(&mSpkLastUsedTime, NULL);mSpkrInUse = true;if (mSpkrCalibrationDone && mSpkrProt) {mSpkrProt->startSpkrProcessing();}}strlcpy(mCurRxUCMDevice, rxDevice, sizeof(mCurRxUCMDevice));}这里就能达到预期的效果了。改过的代码可以通过adb看一下有没有生效。 五、总结
没什么好总结的，了解的太少，看code和写code都欠缺。努力！
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