Linux多媒体进阶之旅(十八):多个播放设备,WirePlumber到底选谁?

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第211篇原创文章

　　上一篇已经知道应用通过pw_stream创建播放流Node，并把Node注册到PipeWire服务端。此时Graph中已经有了Stream/Output/Audio播放流Node，但它还不能真正播放声音。

　　系统里可能同时存在板载扬声器、HDMI和蓝牙耳机，WirePlumber首先要从这些Audio/Sink设备中选出一个目标，然后再把播放流的输出Port连接到目标Node的输入Port。

　　本文只回答两个问题：先决定：声音给谁，再决定：两边怎么连。

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选择设备过程

　　播放流Node和扬声器Node同时存在，只能说明两个对象都已经进入PipeWire对象体系，并不代表它们已经连接。可以把PipeWire Graph想成一个房间：播放流Node是“送声音的人”，Audio/Sink Node是“接声音的人”，两个人都在房间里，不代表已经牵上线。

　　PipeWire负责维护Node、Port和Link组成的Graph，WirePlumber负责看播放流想去哪里、默认设备是谁、设备当前能不能用，然后做出目标选择。

　　这里最容易混淆三个概念：default.audio.sink解决默认选谁，si-standard-link解决WirePlumber内部怎么组织这次连接，真正的数据通路则是PipeWire Graph里的Link。

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播放流何时自动连接？

　　播放流Node进入Graph后，并不是所有流都会自动寻找设备。WirePlumber先要判断：这个流是否允许系统帮它自动连接。

　　WirePlumber会把可以参与连接的Node封装为Linkable Session Item，然后检查播放流的node.autoconnect。如果它为true，意思就是：这个播放流允许WirePlumber帮我自动找一个Sink。

　　所以，pw_stream_connect()里的自动连接标志并不会直接选中Speaker。它只是给播放流留下一个“我允许自动连接”的意图，真正选择哪个设备的是WirePlumber。

　　普通播放流进入会话后，WirePlumber可以触发select-target。如果后来发生默认设备变化、蓝牙耳机接入、HDMI变化或者新的Linkable对象进入Graph，WirePlumber还会进行Linking rescan，再重新检查是否需要选择目标。

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如何选播放设备？

　　最关键的问题：如果系统里有多个Sink，WirePlumber到底选谁？最容易理解的方法，是把它看成一个有明确顺序的目标查找过程。

　　第一优先级是播放流自己已经指定目标，例如target.object或node.target。

　　如果没有指定目标，WirePlumber再检查默认Audio/Sink。默认设备来自Default Nodes策略，其中default.configured.audio.sink更接近用户希望使用哪个设备，default.audio.sink则表示当前条件下实际选中的默认Sink。

　　如果默认目标也不可用，find-best-target.lua会遍历候选Linkable对象。候选设备至少要满足：媒体类型一致、数据方向能够对接、canLink()检查通过，如果Node关联了设备Profile和Route，还要确认当前Route确实可用。

　　候选设备都通过检查后，再比较priority.session。数值更高的设备更优先，如果相同，则继续比较item.plugged.usec，较晚接入的设备优先。

　　不要把priority.session和priority.driver混淆，前者帮助WirePlumber知道：声音送给哪个设备，后者用于Graph Driver相关的优先级选择。

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如何保存Link状态？

　　设备选好以后，WirePlumber只是回答了“连接谁”，还没有真正创建PipeWire Link，接下来需要把这次连接关系组织起来。

　　播放场景中，播放流是输出端，目标Audio/Sink是输入端。link-target.lua根据方向确定两边角色，然后创建一个si-standard-linkSession Item。

　　可以把si-standard-link理解成一张连接任务单。它保存谁输出、谁输入、媒体类型是什么，以及两边Port应该从什么上下文获取。播放流使用outputPort上下文，Audio/Sink使用inputPort上下文。

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Node的Port如何Link起来？

　　真正的数据连接最终发生在Port和Port之间，比如一个立体声播放流可能有FL、FR两个输出Port，Speaker也有FL、FR两个输入Port，那么WirePlumber需要把左声道接左声道，右声道接右声道。

si-standard-link激活后，会先确认输出项和输入项仍然有效，然后取得两端Port列表。Port匹配优先选择相同声道；如果没有完全一致的声道，还会按内部评分规则寻找可连接的Port，并避免重复使用同一个输入Port。

　　一旦Port匹配成功，WirePlumber就能得到创建Link所需的四个关键标识：输出Node ID、输出Port ID、输入Node ID和输入Port ID。

　　随后WirePlumber调用wp_link_new_from_factory()，并把link-factory作为工厂名称传入。这里先得到WirePlumber侧的WpLink对象，再由它请求远端PipeWire服务端的Link Factory创建真正的PipeWire Link。

　　新建的WpLink还需要激活。只有远端Link成功绑定并可以使用，PipeWire Graph中才真正出现播放流Node到Audio/Sink Node之间的连接。

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总结

　　WirePlumber建立播放Link，看起来涉及很多脚本、Session Item和对象，但本质只有两个问题：第一，声音给谁；第二，两边怎么连。

整个过程可以分成四步：

①发现播放流需要连接②按“指定目标→默认目标→最佳候选设备”选择Audio/Sink③创建si-standard-link保存“谁连接谁”④匹配两端Port，通过link-factory创建真实PipeWire Link。

　　所以：default.audio.sink解决选谁，si-standard-link解决怎么组织连接，PipeWire Link解决真正传输数据。

　　到这里，上一篇创建出来的播放流Node，才真正接到了Audio/Sink Node。

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