【Alsa】播放声音跟录音详细流程（精编版）

1、【alsa 】播放声音跟录音详细流程播放声音和录音详细流程一，前言：linux中，无论是oss还是 alsa体系，录音和放音的数据流必须分析清楚。先分析alsa驱动层，然后关联到alsa 库层和应用层。二，链接分析：1 ）链路一usr/src/linux-source-3.0.0/sound/core/pcm_native.c文件中注册部分 .mmap = snd_pcm_mmap调用snd_pcm_mmap_data(substream, file, area);该方法中进一步调用substream->ops->mmap(substream, area);根据./

2、soc/pxa/pxa3xx-pcm.c文件中 .mmap = pxa3xx_pcm_mmap,可知dma_mmap_writecombine(, ,runtime->dma_addr,);函数被调用。soc/pxa/pxa3xx-pcm.c文件中pxa3xx_pcm_hw_params()函数会创建链表，根据dma_buff_phys = runtime->dma_addr; dma_desc->dsadr = dma_buff_phys;可知runtime->dma_addr为 dma内存端地址， 且此地址由alsa库层传递进来。又根

3、据dma_desc->dtadr = prtd->params->dev_addr和 soc/pxa/pxa3xx-ac97.c文件中.dev_addr = preg(pcdr)，可知 dma外设端地址为ac97控制器中fifo读写寄存器pcdr 。至此， 第一条链路建立完毕： fifo通过 dma和内存交互。2 ）链路二ac97接口或者i2s(inter ic sound)或者 pcm接口可以将cpu和 codec(wm9714/alc5620/alc5621)连接起来。配置好格式： pcm接口必须配置采样率、采样位数、通道数和传送格式；i2s 接口

4、必须配置采样率、采样位数、通道数和对齐方式；ac97接口比较灵活，可以认为cpu这端不用配置 ,只需要在 codec端配置就行了。当然，电源、时钟、io任何数字芯片都得配置。最后不能混淆数据接口和控制接口的慨念， i2s 和 pcm只能传输音频数据，访问 codec的寄存器必须通过 i2c等控制接口， ac97接口分时传输控制和数据。codec 中的 adc/dac通过 ac97等接口同 cpu的 fifo交互数据。第二条链路建立完毕。3 ）链路三alsa_lib源码中 pcm.c文件中snd_pcm_readi(,buffer,size)调用 pcm_local.h文件中_snd_pcm_r

5、eadi(,buffer,size);进一步调用pcm->fast_ops->readi(pcm->fast_op_arg, buffer, size);根据 pcm_hw.h文件中 .readi = snd_pcm_hw_readi可知 ， ioctl(fd, sndrv_pcm_ioctl_readi_frames, &xferi);被调用。内核中，根据 /soc/pcm_native.c文件中 .unlocked_ioctl= snd_pcm_capture_ioctl,可知 snd_pcm_capture_ioctl1被调用，根

6、据 sndrv_pcm_ioctl_readi_frames参数可知 snd_pcm_lib_read(substream, xferi.buf, xferi.frames);被调用，最终snd_pcm_lib_read1(,snd_pcm_lib_read_transfer)被调用。根据 transfer被调用可知snd_pcm_lib_read_transfer被调用， 然后调用 copy_to_user(buf, hwbuf,frames_to_bytes(runtime, frames)，可知，将dma端内存的数据拷贝到alsa_lib提供的一个指针所指的内存，alsa库函数 snd_

7、pcm_readi、snd_pcm_writei实现了内存到内存的交互，或者近似地认为是内存到音频文件的交互。至此最后一条链路建立完毕。三，执行分析：录音：mic phone接到 codec ，经过 adc 变成数字信号， 经过链路二中ac97等接口存储到cpu的 fifo中，经过链路一中的 dma传输存储到内存，经过链路三中alsa_lib中snd_pcm_readi接口传给录音软件，经过编码，进而形成音 频文件。放音：播放软件将音频文件解码，并通过链路三中snd_pcm_writei接口逐渐传递到和dma相关的内存，经过链路二中 dma传递给 cpu的 fifo ，再经过 ac97等接口传

8、递给 dac ，最后传给连接在codec上的 speaker。四，总结：1） ）ac97 （声卡标准）数据传输颇复杂，分时复用，cpu 端 fifo和 codec端 adc/dac关系要对应好。比如，cpu 端的pcm left fifo占用 slot3（ cpu中扩展插槽） ，那么 adc（ analog to digital模数变换）只有配置成slot3才能把数据传递给它， 如果配置成slot6 ，那就传给cpu的 mic in fifo了。录音单声道通常选择slot6 ，录音双声道通常两个adc分别选择slot3 和 slot4 。2） ） wav音频文件大小计算：要测试录音是否丢祯，就

9、必然要计算文件大小，通常的方法是：根据录音时间，用公式：录音时间 (单位 s)x采样率 x( 采样位数 /8)x通道数。比如：录音时间5 秒，采样率8khz ，位数 16位，通道数 1, 那么 5x8000x(16/8)x1=80k，实际的 wav文件大小稍大于 80k就对了。还有一种计算文件大小的方法：通常音频系统要用 dma ，也会用到dma中断，可以在dma中断中打印计数，次数xdma中断周期字节就行了。3） ）数据交换的大小问题：链路一中dma传输必须和fifo的特性匹配：若fifo 位宽是 16 位，深度是16 ，并且半满时向dma发出请求 ( 握手)，则链表式dma必须配置成传输位宽16位， 1 次突发16 字节，才能保证不丢失位数和数据个数。链路二中 cpu端 fifo位数要和 codec端 adc/dac采样位数匹配， i2s/pcm接口可以配置成一样的值，比如16 位， ac97接口复杂一点， cpu端不用配置， 那么采样位数是多少呢 若 cpu端 fifo 一个声道位宽16位， codec端 adc/dac位宽 18