Android WifiDisplay分析三：RTSP交互以及数据传输

Posted 2022-12-06 魏长志

http://blog.csdn.net/innost/article/details/8474683

http://blog.csdn.net/lilian0118/article/details/22849249

http://blog.csdn.net/lilian0118/article/details/22732747

http://blog.csdn.net/lilian0118/article/details/22408287

http://blog.csdn.net/lilian0118/article/details/22376059

前面我们分析到WifiDisplaySource会调用ANetworkSession的接口去创建一个socket，并在这个socket上监听是否有客户端的连接请求。先来看看Wifi Display规范的一些流程图：

 

从之前的一篇文章中，当ANetworkSession创建好RTSP的listen socket后，就会把它加入到selelct中等待对方的连接，那我们首先来看ANetworkSession的threadLoop方法：

 

[java] view plain copy  

1. void ANetworkSession::threadLoop()   
2.   
3.     int res = select(maxFd + 1, &rs, &ws, NULL, NULL /* tv */);  
4.   
5.       
6.         Mutex::Autolock autoLock(mLock);  
7.   
8.         List<sp<Session> > sessionsToAdd;  
9.   
10.         for (size_t i = mSessions.size(); res > 0 && i-- > 0;)   
11.             const sp<Session> &session = mSessions.valueAt(i);  
12.   
13.             int s = session->socket();  
14.   
15.             if (s < 0)   
16.                 continue;  
17.               
18.   
19.             if (FD_ISSET(s, &rs) || FD_ISSET(s, &ws))   
20.                 --res;  
21.               
22.   
23.             if (FD_ISSET(s, &rs))   
24.                 if (session->isRTSPServer() || session->isTCPDatagramServer())   
25.                     struct sockaddr_in remoteAddr;  
26.                     socklen_t remoteAddrLen = sizeof(remoteAddr);  
27.   
28.                     int clientSocket = accept(  
29.                             s, (struct sockaddr *)&remoteAddr, &remoteAddrLen);  
30.   
31.                     if (clientSocket >= 0)   
32.                         status_t err = MakeSocketNonBlocking(clientSocket);  
33.   
34.                         if (err != OK)   
35.   
36.                          else   
37.                             in_addr_t addr = ntohl(remoteAddr.sin_addr.s_addr);  
38.   
39.                             ALOGI("incoming connection from %d.%d.%d.%d:%d "  
40.                                   "(socket %d)",  
41.                                   (addr >> 24),  
42.                                   (addr >> 16) & 0xff,  
43.                                   (addr >> 8) & 0xff,  
44.                                   addr & 0xff,  
45.                                   ntohs(remoteAddr.sin_port),  
46.                                   clientSocket);  
47.   
48.                             sp<Session> clientSession =  
49.                                 new Session(  
50.                                         mNextSessionID++,  
51.                                         Session::CONNECTED,  
52.                                         clientSocket,  
53.                                         session->getNotificationMessage());  
54.   
55.                             clientSession->setMode(  
56.                                     session->isRTSPServer()  
57.                                         ? Session::MODE_RTSP  
58.                                         : Session::MODE_DATAGRAM);  
59.   
60.                             sessionsToAdd.push_back(clientSession);  
61.                           
62.                      else   
63.                         ALOGE("accept returned error %d (%s)",  
64.                               errno, strerror(errno));  
65.                       
66.                    
67.               
68.   
69.         while (!sessionsToAdd.empty())   
70.             sp<Session> session = *sessionsToAdd.begin();  
71.             sessionsToAdd.erase(sessionsToAdd.begin());  
72.   
73.             mSessions.add(session->sessionID(), session);  
74.   
75.             ALOGI("added clientSession %d", session->sessionID());  
76.           
77.       

上面在selelct循环中，首先只有刚创建的RTSP的listen socket，接着如果有客户端的连接请求，就会跳出select语句，然后调用accept去接收对方的连接。接着会去创建一个新的Session会话，我们去看它的构造函数：

 

 

[java] view plain copy  

1. ANetworkSession::Session::Session(  
2.         int32_t sessionID,  
3.         State state,  
4.         int s,  
5.         const sp<AMessage> ¬ify)  
6.     : mSessionID(sessionID),  
7.       mState(state),  
8.       mMode(MODE_DATAGRAM),  
9.       mSocket(s),  
10.       mNotify(notify),  
11.       mSawReceiveFailure(false),  
12.       mSawSendFailure(false),  
13.       mUDPRetries(kMaxUDPRetries),  
14.       mLastStallReportUs(-1ll)   
15.     if (mState == CONNECTED)   
16.         struct sockaddr_in localAddr;  
17.         socklen_t localAddrLen = sizeof(localAddr);  
18.   
19.         int res = getsockname(  
20.                 mSocket, (struct sockaddr *)&localAddr, &localAddrLen);  
21.         CHECK_GE(res, 0);  
22.   
23.         struct sockaddr_in remoteAddr;  
24.         socklen_t remoteAddrLen = sizeof(remoteAddr);  
25.   
26.         res = getpeername(  
27.                 mSocket, (struct sockaddr *)&remoteAddr, &remoteAddrLen);  
28.         CHECK_GE(res, 0);  
29.   
30.         sp<AMessage> msg = mNotify->dup();  
31.         msg->setInt32("sessionID", mSessionID);  
32.         msg->setInt32("reason", kWhatClientConnected);  
33.         msg->setString("server-ip", localAddrString.c_str());  
34.         msg->setInt32("server-port", ntohs(localAddr.sin_port));  
35.         msg->setString("client-ip", remoteAddrString.c_str());  
36.         msg->setInt32("client-port", ntohs(remoteAddr.sin_port));  
37.         msg->post();  
38.       
39.   

这里的状态mState为CONNECTED，所以会构建一个AMessage并post出去，由前一章的知识，我们知道这里的mNotify是一个kWhatRTSPNotify消息，会在WifiDisplaySource调用createRTSPServer时传进来的一个参数，所以这里创建的AMessage最终还是会被WifiDisplaySource去处理，跳过中间AMessage、ALooperRoster、ALooper的调用关系，我们直接到WifiDisplaySource的onMessageReceived去看如何处理：

 

 

[java] view plain copy  

1. case kWhatRTSPNotify:  
2.   
3.     int32_t reason;  
4.     CHECK(msg->findInt32("reason", &reason));  
5.   
6.     switch (reason)   
7.         case ANetworkSession::kWhatError:  
8.           
9.   
10.             break;  
11.           
12.   
13.         case ANetworkSession::kWhatClientConnected:  
14.           
15.             int32_t sessionID;  
16.             CHECK(msg->findInt32("sessionID", &sessionID));  
17.   
18.             if (mClientSessionID > 0)   
19.                 ALOGW("A client tried to connect, but we already "  
20.                       "have one.");  
21.   
22.                 mNetSession->destroySession(sessionID);  
23.                 break;  
24.               
25.   
26.             CHECK_EQ(mState, AWAITING_CLIENT_CONNECTION);  
27.   
28.             CHECK(msg->findString("client-ip", &mClientInfo.mRemoteIP));  
29.             CHECK(msg->findString("server-ip", &mClientInfo.mLocalIP));  
30.   
31.             if (mClientInfo.mRemoteIP == mClientInfo.mLocalIP)   
32.                 // Disallow connections from the local interface  
33.                 // for security reasons.  
34.                 mNetSession->destroySession(sessionID);  
35.                 break;  
36.               
37.   
38.             CHECK(msg->findInt32(  
39.                         "server-port", &mClientInfo.mLocalPort));  
40.             mClientInfo.mPlaybackSessionID = -1;  
41.   
42.             mClientSessionID = sessionID;  
43.   
44.             ALOGI("We now have a client (%d) connected.", sessionID);  
45.   
46.             mState = AWAITING_CLIENT_SETUP;  
47.   
48.             status_t err = sendM1(sessionID);  
49.             CHECK_EQ(err, (status_t)OK);  
50.             break;  
51.           
52.   
53.         case ANetworkSession::kWhatData:  
54.           
55.   
56.             break;  
57.           
58.   
59.         case ANetworkSession::kWhatNetworkStall:  
60.           
61.             break;  
62.           
63.   
64.         default:  
65.             TRESPASS();  
66.       
67.     break;  
68.   

 

 

这里的reason是kWhatClientConnected，跳过前面不必要的case语句。如果先前已经连上其它的Sink device，这里就先断开之前的连接；如果没有，将新的SessionID赋予给mClientSessionID，并更改状态为AWAITING_CLIENT_SETUP，接着去看sendM1消息，这时候就要开始WifiDisplay M1~M7消息的发送了。

 

下面列举M1~M7消息的格式，有兴趣的可以去对照代码分析，我们后面着重分析M6(SetUp)和M7(Play)两个消息。

M1 reqeust:

OPTIONS * RTSP/1.0
Date: Tue, 29 Fri 2014 02:41:24 +0000
Server: stagefright/1.2 (Linux;Android 4.4)
CSeq: 1
Require: org.wfa.wfd1.0

 

M1 respose:

RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 1
Date: Fri, Jan 01 2014 09:02:37 GMT
Public: org.wfa.wfd1.0, GET_PARAMETER, SET_PARAMETER

 

M2 request:

OPTIONS * RTSP/1.0
CSeq: 2
Require: org.wfa.wfd1.0

 

M2 response:

RTSP/1.0 200 OK
Date: Tue, 29 Fri 2014 02:41:25 +0000
Server: stagefright/1.2 (Linux;android 4.3)
CSeq: 2
Public: org.wfa.wfd1.0, SETUP, TEARDOWN, PLAY, PAUSE, GET_PARAMETER, SET_PARAMETER

M3 request:

GET_PARAMETER rtsp://localhost/wfd1.0 RTSP/1.0
Date: Tue, 29 Fri 2014 02:41:25 +0000
Server: stagefright/1.2 (Linux;Android 4.3)
CSeq: 2
Content-Type: text/parameters
Content-Length: 83

wfd_content_protection
wfd_video_formats
wfd_audio_codecs
wfd_client_rtp_ports

 

M3 response:

RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 2
Content-Length: 124
Content-Type: text/parameters

wfd_audio_codecs: LPCM 00000003 00, AAC 00000007 00
wfd_video_formats: 00 00 02 02 0000FFFF 0FFFFFFF 00000FFF 00 0000 0000 01 none none
wfd_content_protection: none
wfd_client_rtp_ports: RTP/AVP/UDP;unicast 19990 0 mode=play

 

M4 request:

SET_PARAMETER rtsp://localhost/wfd1.0 RTSP/1.0
Date: Tue, 29 Fri 2014 02:41:25 +0000
Server: stagefright/1.2 (Linux;Android 4.3)
CSeq: 3
Content-Type: text/parameters
Content-Length: 247
wfd_video_formats: 00 00 02 02 00000020 00000000 00000000 00 0000 0000 00 none none
wfd_audio_codecs: AAC 00000001 00
wfd_presentation_URL: rtsp://192.168.5.200/wfd1.0/streamid=0 none
wfd_client_rtp_ports: RTP/AVP/UDP;unicast 19990 0 mode=play

 

M4 response:

RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 3

 

M5 request:

SET_PARAMETER rtsp://localhost/wfd1.0 RTSP/1.0
Date: Tue, 29 Fri 2014 02:41:25 +0000
Server: stagefright/1.2 (Linux;Android 4.3)
CSeq: 4
Content-Type: text/parameters
Content-Length: 27
wfd_trigger_method: SETUP

 

 

M5 response:

RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 4

 

 

M6 request:

 

SETUP rtsp://192.168.5.200/wfd1.0/streamid=0 RTSP/1.0
CSeq: 3
Transport: RTP/AVP/UDP;unicast;client_port=19990

 

M6 response:

RTSP/1.0 200 OK
Date: Tue, 29 Fri 2014 02:41:25 +0000
Server: stagefright/1.2 (Linux;Android 4.3)
CSeq: 3
Session: 988982966;timeout=30
Transport: RTP/AVP/UDP;unicast;client_port=19990;server_port=22220

 

我们先来看处理M6 request的方法，代码在onSetupRequest中：

 

[java] view plain copy  

1. status_t WifiDisplaySource::onSetupRequest(  
2.         int32_t sessionID,  
3.         int32_t cseq,  
4.         const sp<ParsedMessage> &data)   
5.     CHECK_EQ(sessionID, mClientSessionID);  
6.     if (mClientInfo.mPlaybackSessionID != -1)   
7.         sendErrorResponse(sessionID, "400 Bad Request", cseq);  
8.         return ERROR_MALFORMED;  
9.       
10.   
11.     int32_t playbackSessionID = makeUniquePlaybackSessionID();  
12.   
13.     sp<AMessage> notify = new AMessage(kWhatPlaybackSessionNotify, id());  
14.     notify->setInt32("playbackSessionID", playbackSessionID);  
15.     notify->setInt32("sessionID", sessionID);  
16.   
17.     sp<PlaybackSession> playbackSession =  
18.         new PlaybackSession(  
19.                 mNetSession, notify, mInterfaceAddr, mHDCP, mMediaPath.c_str());  
20.   
21.     looper()->registerHandler(playbackSession);  
22.   
23.     AString uri;  
24.     data->getRequestField(1, &uri);  
25.   
26.     if (strncasecmp("rtsp://", uri.c_str(), 7))   
27.         sendErrorResponse(sessionID, "400 Bad Request", cseq);  
28.         return ERROR_MALFORMED;  
29.       
30.   
31.     if (!(uri.startsWith("rtsp://") && uri.endsWith("/wfd1.0/streamid=0")))   
32.         sendErrorResponse(sessionID, "404 Not found", cseq);  
33.         return ERROR_MALFORMED;  
34.       
35.   
36.     RTPSender::TransportMode rtcpMode = RTPSender::TRANSPORT_UDP;  
37.     if (clientRtcp < 0)   
38.         rtcpMode = RTPSender::TRANSPORT_NONE;  
39.       
40.   
41.     status_t err = playbackSession->init(  
42.             mClientInfo.mRemoteIP.c_str(),  
43.             clientRtp,  
44.             rtpMode,  
45.             clientRtcp,  
46.             rtcpMode,  
47.             mSinkSupportsAudio,  
48.             mUsingPCMAudio,  
49.             mSinkSupportsVideo,  
50.             mChosenVideoResolutionType,  
51.             mChosenVideoResolutionIndex,  
52.             mChosenVideoProfile,  
53.             mChosenVideoLevel);  
54.   
55.     if (err != OK)   
56.         looper()->unregisterHandler(playbackSession->id());  
57.         playbackSession.clear();  
58.       
59.   
60.     mClientInfo.mPlaybackSessionID = playbackSessionID;  
61.     mClientInfo.mPlaybackSession = playbackSession;  
62.   
63.     mState = AWAITING_CLIENT_PLAY;  
64.   
65.     scheduleReaper();  
66.     scheduleKeepAlive(sessionID);  
67.   
68.     return OK;  
69.   

 

 

跳过前面的关于RTSP回复消息的组织，这里还会创建一个PlaybackSession对象，并调用它的init方法做初始化。

 

 

根据前面的背景知识介绍，设备之间的交互将由Session来管理。在代码中，Session的概念由WifiDisplaySource的内部类PlaybackSession来表示。先来看和其相关的类图结构，如下图所示：

由上图可知：

•  PlaybackSession及其内部类Track都从AHandler派生。故它们的工作也依赖于消息循环和处理。Track代表视频流或音频流。
• Track内部通过mMediaPull变量指向一个MediaPull对象。而MediaPull对象则保存了一个MediaSource对象。在PlaybackSession中，此MediaSource的真正类型为SurfaceMediaSource。它表明该Media的源来自Surface。
•  BufferQueue从ISurfaceTexure中派生，根据前面对SurfaceFlinger的介绍，它就是SurfaceFlinger代码示例中代表虚拟设备的State的surface变量。
• 左图中，MediaPull通过kWhatPull消息不断调用MediaSource的read函数。
• 右图中，SurfaceMediaSource的read函数由通过mBufferQueue来读取数据。

• 那么mBufferQueue的数据来自什么地方呢？对，正是来自SurfaceFlinger。

  当然，PlaybackSession拿到这些数据后还需要做编码，然后才能发送给远端设备。由于篇幅关系，本文就不再讨论这些问题了。

当双方设备准备就绪后，MediaPull会通过kWhatPull消息处理不断调用MediaSource的read函数。在SurfaceMediaSource实现的read函数中，来自SurfaceFlinger的混屏后的数据经由BufferQueue传递到MediaPull中。