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ALSA

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ALSA是Advanced Linux Sound Architecture 的缩写, 官网 : http://www.alsa-project.org. 在内核设备驱动层, ALSA提供了alsa-driver. 同时在应用层, ALSA为我们提供了alsa-lib, 应用程序只要调用alsa-lib提供的API, 即可以完成对底层音频硬件的控制.

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1 ALSA

1.1 架构简述

ALSA 是 Advanced Linux Sound Architecture 的缩写, 官网 : http://www.alsa-project.org.

在内核设备驱动层, ALSA 提供了 alsa-driver. 同时在应用层, ALSA 为我们提供了 alsa-lib, 应用

程序只要调用 alsa-lib 提供的 API, 即可以完成对底层音频硬件的控制.

从数据结构的组织层面来看, ALSA 用 Card 代表一个池子, Card 下面可以有一个或多个逻辑设

备 Device; 每个 Device 下面可以有其它细分设备（例如 PCM Device）, 也可以不再继续细分

（例如 Control Device）.

从硬件的角度来说, 简单来说, 可以认为一个 Card 对应一块板子, 一个 Device 则对应板子上

的一路通道.

例如假设一个 CPU 有 3 个 I2S, 然后外接了一块 WM8920 音频芯片, 该音频芯片有三路接口

AIF1、AIF2、AIF3. 那这样一块电路板就有一个 Card, 下面三个 Device (I2S1 – AIF1, I2S2 – AIF2,

I2S3 – AIF3).

当然, 一块板子上也可存在多个 Card, 这种情况下一般是把一类接口抽象为一个 Card. 例如所

有的 I2S 接口抽象为一路 Card, 所有的 PCM 接口抽象为一路 Card.

一个 Device 也可能只是单纯的软件层面的抽象, 并没有与具体的硬件对应. 因此我们通常称

Device 为逻辑设备.

1.2 设备节点介绍

/dev/snd

crw-rw—-+ 1 root audio 116, 8 2011-02-23 21:38 controlC0

crw-rw—-+ 1 root audio 116, 4 2011-02-23 21:38 midiC0D0

crw-rw—-+ 1 root audio 116, 7 2011-02-23 21:39 pcmC0D0c

crw-rw—-+ 1 root audio 116, 6 2011-02-23 21:56 pcmC0D0p

crw-rw—-+ 1 root audio 116, 5 2011-02-23 21:38 pcmC0D1p

crw-rw—-+ 1 root audio 116, 3 2011-02-23 21:38 seq

crw-rw—-+ 1 root audio 116, 2 2011-02-23 21:38 timer

✓ controlC0 : 用于声卡的控制，例如通道选择，混音，麦克风的控制等

✓ midiC0D0 : 用于播放 midi 音频

✓ pcmC0D0c : 用于录音的 pcm 设备

✓ pcmC0D0p : 用于播放的 pcm 设备

✓ seq : 音序器

✓ timer : 定时器

其中, C0D0 代表的是声卡 0 中的设备 0, pcmC0D0c 最后一个 c 代表 capture, pcmC0D0p 最后一个 p 代表

playback,这些都是 alsa-driver 中的命名规则.

/proc/asound

dr-xr-xr-x 6 root root 0 Oct 8 00:04 card0

-r–r–r– 1 root root 0 Oct 8 00:04 cards

-r–r–r– 1 root root 0 Oct 8 00:04 devices

-r–r–r– 1 root root 0 Oct 8 00:04 modules

dr-xr-xr-x 2 root root 0 Oct 8 00:04 oss

-r–r–r– 1 root root 0 Oct 8 00:04 pcm

dr-xr-xr-x 2 root root 0 Oct 8 00:04 seq

-r–r–r– 1 root root 0 Oct 8 00:04 timers

-r–r–r– 1 root root 0 Oct 8 00:04 version

✓ cards : 可显示系统中存在多少个声卡

✓ card0 : 代表某个声卡

✓ devices : 可显示系统中存在多少个逻辑设备

/proc/asound/card0

该节点提供该 card 的一些 info.

-r–r–r– 1 root root 0 Oct 7 19:57 audiopci

dr-xr-xr-x 2 root root 0 Oct 7 19:57 codec97#0

-r–r–r– 1 root root 0 Oct 7 19:57 id

-r–r–r– 1 root root 0 Oct 7 19:57 midi0

dr-xr-xr-x 3 root root 0 Oct 7 19:57 pcm0c

dr-xr-xr-x 3 root root 0 Oct 7 19:57 pcm0p

dr-xr-xr-x 3 root root 0 Oct 7 19:57 pcm1p

/sys/class/sound/

lrwxrwxrwx 1 root root 0 Oct 7 20:27 card0

-> ../../devices/pci0000:00/0000:00:11.0/0000:02:02.0/sound/card0

……

1.3 card 的创建与注册

1.3.1 card 是什么

struct snd_card 可以说是整个 ALSA 音频驱动最顶层的一个结构, 整个声卡的软件逻辑结构开

始于该结构, 几乎所有与声音相关的逻辑设备都是在 snd_card 的管理之下, 声卡驱动的第一

个动作通常就是创建一个 snd_card 结构体.

1.3.2 数据结构

struct snd_card

一个 struct snd_card 用于描述一个声卡.

头文件 : include/sound/core.h

struct snd_card

Comment

int number

声卡编号, 内核支持创建多个声卡

…

struct list_head devices

记录该声卡下所有逻辑设备的链表

struct list_head controls

记录该声卡下所有的控制单元的链表

struct snd_info_entry *proc_root

一个声卡可以有多个 snd_info_entry, 每个 entry 代表/proc/asound/cardx/下面的一

个节点.

这些 entry 以树形结构组织, proc_root 是这个数的树根.

…

void *private_data;

声卡的私有数据，可以在创建声卡时通过参数指定数据的大小

…

1.3.3 API 分析

snd_card_new

snd_card_new 在 sound/core/init.c 中定义.

代码中有对参数和返回值的解释:

整个代码所做的事情就是分配一个 snd_card 结构体, 并初始化该结构体的相关字段:

➢ 首先调用 kzalloc 分配一块存储空间. 如果 extra_size > 0, 说明需要创建一块额外的空间用做

card->private_data.

➢ 拷贝声卡的 ID 字符串.

➢ 如果传入的声卡编号为-1，自动分配一个索引编号.

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