Linux 音频子系统分析2

原创 已于 2024-12-25 14:38:48 修改 · 1.8k 阅读 · 25 ·
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于 2024-12-25 10:01:32 首次发布

Linux 音频子系统分析2（基于Linux6.6）---ALSA Framework介绍

一、ALSA架构

1.1、ALSA架构概述

ALSA 的架构可以分为几个关键组件，它们协同工作以提供全面的音频功能：

1. 硬件抽象层 (Hardware Abstraction Layer, HAL)
  • ALSA 通过硬件抽象层将不同音频硬件的细节封装起来，为上层应用提供统一的接口。这样应用程序和用户空间的音频工具就可以与硬件解耦，避免了与具体硬件的耦合。
2. 内核驱动 (Kernel Driver)
  • ALSA 内核驱动与硬件设备进行直接交互。每个音频硬件通常有一个相应的内核模块来支持 ALSA 的音频接口。音频设备通过设备文件与用户空间进行通信。常见的音频设备如声卡、USB 音频设备、虚拟音频设备等，都可以通过相应的 ALSA 驱动进行管理。
  • 驱动层包含以下几类：
    • PCM 驱动：处理音频数据的播放与录制。
    • MIDI 驱动：处理 MIDI 数据。
    • 混音驱动：提供多个音频流的混合功能。
    • 音量控制：管理音量、静音等操作。
3. ALSA库 (ALSA Library)
  • ALSA 库提供了一个用户空间的接口，简化了应用程序与 ALSA 驱动的交互。应用程序可以通过该库来控制音频设备，进行音频播放、录制等操作。
  • 主要库函数包括：snd_pcm_*（用于PCM数据流的控制），snd_mixer_*（用于音量和音频效果控制），snd_seq_*（用于 MIDI 数据流）。
4. 音频应用接口 (Audio Application Interface)
  • ALSA 提供了对不同音频应用程序的支持。应用程序可以通过 ALSA API（如 snd_pcm、snd_mixer 等）来进行音频数据的读取、写入、音量控制等操作。常见的音频应用程序包括音频播放器、录音软件、音频编辑器等。
  • PCM（Pulse Code Modulation）：ALSA 支持 PCM 数据流，是大多数音频应用程序的基本音频格式。它允许应用程序直接读取或写入数字音频数据流。
  • MIDI：ALSA 提供对 MIDI 数据的支持，使得应用程序可以通过 MIDI 协议与外部 MIDI 设备进行通信。
5. 声卡设备接口
  • ALSA 提供了标准的设备文件接口，通常位于 /dev/snd/ 目录下。常见的设备文件包括：
    • /dev/snd/pcmC0D0p：音频播放设备（PCM playback）
    • /dev/snd/pcmC0D0c：音频录制设备（PCM capture）
    • /dev/snd/controlC0：控制设备（例如音量控制）
    • /dev/snd/seq：MIDI 设备文件

这些设备文件通过用户空间应用访问硬件进行音频数据的读写。

6. ALSA Mixer
  • ALSA 提供了一个音量混音器接口，允许用户控制音量、增益、音频效果等。混音器允许管理多个音频流的混合，支持硬件和软件混音。
  • amixer 命令行工具可用于与混音器交互，调节音量、选择输入源等。
7. ALSA 的多通道支持
  • ALSA 提供了对多声道音频的支持，允许在同一时间进行多路音频数据的传输。通过 PCM 驱动，用户可以同时播放或录制多个音频通道（例如，5.1 声道或 7.1 声道音频）。
  • 支持硬件和软件的多通道配置。
8. 中间层（例如，PulseAudio 或 JACK）
  • 虽然 ALSA 本身是一个低层次的音频框架，但许多现代音频应用和桌面环境使用中间层（例如 PulseAudio 或 JACK）来提供更高层次的音频管理功能。
    • PulseAudio：通常作为 ALSA 的上层音频服务器，提供更高层次的音频流管理、音频设备的虚拟化以及更丰富的网络音频功能。
    • JACK：一个专业级的低延迟音频服务器，适用于实时音频应用，特别是音频制作和实时音频处理。

1.2、ALSA 工作流程示意

  1. 应用程序：通过 ALSA 库与内核驱动进行交互，发出音频播放、录制等操作请求。
  2. ALSA 库：将应用程序的请求转换为适当的系统调用，管理 PCM 数据流、MIDI、音量控制等。
  3. 内核驱动：驱动与硬件音频设备通信，将音频数据传输到硬件或从硬件中读取音频数据。
  4. 硬件设备：执行实际的音频数据传输，输出声音或接收音频信号。

1.3、ALSA 特性总结

  • 低延迟：ALSA 提供较低的音频延迟，非常适合实时音频应用。
  • 硬件兼容性：支持多种音频硬件，包括 PCI 声卡、USB 声卡、蓝牙音频设备等。
  • 多通道音频：ALSA 支持多声道音频数据流的处理，可以处理高达 7.1 声道的音频。
  • 灵活的音频控制：ALSA 提供了对音量、混音、增益、特效等音频控制的支持。
  • MIDI 支持：ALSA 支持 MIDI 数据的传输，适用于音频制作和合成器控制。

二、ALSA框架

  • User空间：主要由Alsa Libray API对应用程序提供统一的API接口，各个APP应用程序只要调用 alsa-lib 提供的 API接口来实现放音、录音、控制。现在提供了两套基本的库，tinyalsa是一个简化的alsa-lib库，现在Android的系统中主要使用它。

  • Kernel空间

组件描述功能重用性
ASOC CoreALSA SoC（System on Chip）核心框架提供通用方法和数据结构，用于音频设备驱动的实现，为音频驱动提供 ALSA Driver API。为音频驱动提供标准框架，能被多种硬件平台使用。
ALSA CoreALSA 核心层向上提供逻辑设备（PCM、CTL、MIDI、TIMER 等）的系统调用，向下驱动硬件设备，管理音频硬件和虚拟设备之间的交互。ALSA 核心层为上层应用提供了统一的接口，支持多种硬件设备。
Hardware Driver音频硬件设备驱动包含 Machine、Platform 和 Codec 三大部分，提供 ALSA Driver API，进行音频设备的初始化和工作流程管理。需要根据特定的硬件平台来实现，但其中的 Machine 和 Platform 类可以在不同硬件之间共享。
Codec 类编解码芯片驱动提供音频控制接口、音频读写 I/O 接口，支持 DAPM（动态音频路径管理）。Codec 驱动是平台无关的，并可以用于如 BT、FM、MODEM 模块。可在不同的 SoC（System on Chip）中复用，增强了驱动模块的灵活性。
Platform 类SOC 平台驱动包含音频 DMA 引擎驱动、数字接口驱动（I2S、AC97、PCM）及平台特定的音频 DSP 驱动。可在多个 Machine 类中重用，不依赖特定机器。
Machine 类作为 Codec 和 Platform 之间的桥梁在 Codec 和 Platform 之间建立联系，指定具体的 Platform 和 Codec，实现这两者的协调工作。每种机器（例如设备或 SoC）需要指定自己的 Machine 类，因此 Machine 类为硬件平台特定的实现。

2.1、Hardware Driver三者关系：

组件描述功能关键特性重用性
Platform指某款 SoC 平台的音频模块，如 QCOM、OMAP、Amlogic、ATMEL 等。可以进一步细分为 CPU DAI 和 PCM DMA。1. CPU DAI：负责将音频数据通过 I2S 或 PCM 总线从 TX FIFO 传输到 Codec（或反向）。<br>2. PCM DMA：负责将音频数据从 DMA 缓冲区搬运到 I2S TX FIFO。1. CPU DAI：通常指 SoC 的 I2S、PCM 总线控制器。<br>2. PCM DMA：在一些场景下，某些硬件如调制解调器（modem）可能不需要 DMA。<br>3. 通过 snd_soc_register_platform() 注册音频 DMA 驱动。CPU DAI 和 PCM DMA 是特定于平台的，因此不能在不同硬件间通用；但通常可以通过修改 dai_link 和 platform_name 来实现一定程度的复用。
Codec音频编解码器，处理数字和模拟音频信号转换。1. DAC（数字到模拟转换）：将数字音频信号转换为模拟信号，输出到扬声器或耳机。<br>2. ADC（模拟到数字转换）：将模拟信号转换为数字信号。<br>3. 提供多种音频处理部件，如混音器、音量控制、EQ、DSP 等。1. 常见功能：AIF（音频接口）、DAC、ADC、Mixer、PGA（功率放大器）、Line-in/out 等。<br>2. 高端 Codec 芯片支持更多处理模块：EQ、DSP、AGC（自动增益控制）、噪声抑制等。Codec 驱动 是平台无关的，可在多种 SoC 平台上复用。
Machine某款设备的音频驱动配置，通过 dai_link 将 CPU DAI、Codec DAI 等音频接口串联起来，最终注册 snd_soc_card。1. 配置并连接多个音频接口（如 CPU DAI、Codec DAI 等），并指定硬件特性。<br>2. 注册 snd_soc_card，使音频硬件配置生效。<br>3. 处理硬件特性，如 GPIO 控制、时钟源选择等。1. 硬件特性：例如不同平台与 Codec 的差异、DAI 接口连接方式、GPIO 控制 Amplifier、耳机插拔检测、时钟源（MCLK 或 External-OSC）等。<br>2. 针对特定硬件平台配置，因此不具有通用性。Machine 配置是特定于某款设备或 SoC 平台的，几乎不可重用。

 

三、ALSA核心层

  核心层为用户空间提供逻辑设备接口, 同时为驱动提供接口来驱动硬件设备, 主要位于sound/core目录下。



分析是谁调用snd_register_device_for_dev函数来注册sound设备的。

3.1、字符设备注册

sound/core/sound.c 

/*
 *  INIT PART
 */

static int __init alsa_sound_init(void)
{
	snd_major = major;
	snd_ecards_limit = cards_limit;
	if (register_chrdev(major, "alsa", &snd_fops)) {
		pr_err("ALSA core: unable to register native major device number %d\n", major);
		return -EIO;
	}
	if (snd_info_init() < 0) {
		unregister_chrdev(major, "alsa");
		return -ENOMEM;
	}

#ifdef CONFIG_SND_DEBUG
	sound_debugfs_root = debugfs_create_dir("sound", NULL);
#endif
#ifndef MODULE
	pr_info("Advanced Linux Sound Architecture Driver Initialized.\n");
#endif
	return 0;
}

文件操作是snd_fops，snd_open接口比较重要，snd_open接口通过文件节点inode得到了次设备号，通过snd_minors数组得到对应的声音逻辑设备的文件操作，调用对应的open接口，并调用fops_put替换成了对应的逻辑设备的文件操作。

snd_info_init创建proc目录下的asound，并在该目录下分别建立version EVM card0 cards device pcm timers，用来查看相关的信息。

sound/core/sound.c 

static const struct file_operations snd_fops =
{
	.owner =	THIS_MODULE,
	.open =		snd_open,
	.llseek =	noop_llseek,
}

alsa驱动设备文件结构：

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

  • 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.

3.2、数据结构

在 ALSA（Advanced Linux Sound Architecture）中，音频驱动的结构通常由多个层次组成，每个层次都有对应的关键数据结构。这些数据结构用于描述声卡、设备、PCM 流、控制以及相关的操作和功能。下面是一些常见的结构及其描述：

主要数据结构解释：

数据结构描述作用
snd_card表示一个声卡实例，包含多个声卡设备。它是 ALSA 中的顶层数据结构，负责表示整个声卡，包含该声卡的硬件和设备信息。每个声卡通常由多个设备组成。通过 snd_card_new() 创建并注册。
snd_device表示一个声卡设备部件。声卡设备可以有多个不同的部件（例如 PCM、控制设备等），每个部件由 snd_device 数据结构表示。它与硬件设备直接对应。
snd_pcm表示一个 PCM 设备，通常用于播放和录制音频数据。它是声卡的一个设备，用于管理 PCM 流。用于描述 PCM 接口和硬件的功能。通常包括播放（playback）和录制（capture）两个方向。snd_pcm 通过 snd_pcm_new() 创建并与硬件关联。
snd_control表示控制设备，通常用于控制声卡的一些设置，如音量控制、均衡器设置等。控制设备通过 snd_control_new() 创建，允许应用程序与硬件交互，进行音量调节、静音控制等操作。它是 ALSA 音频驱动中非常重要的组成部分。
snd_pcm_str表示 PCM 流，分为播放流（playback）和捕获流（capture）。在 snd_pcm 内部，PCM 流（snd_pcm_str）用于描述音频数据流，通常分为播放和录制两个子流。这两个子流分别处理音频播放和录制的不同数据方向。
snd_pcm_substream表示 PCM 子流，通常是 PCM 流的一个方向（播放或录制）。一个 snd_pcm_substream 对象对应一个 PCM 流的子流，用于描述播放流（playback）或录制流（capture）。它保存与音频数据流相关的具体信息，如缓冲区、硬件状态等。
snd_pcm_opsPCM 流操作集，包含与 PCM 设备交互的操作函数。这是一个函数指针集合，用于处理 PCM 设备的常见操作，如打开、关闭、准备、写入、读取等操作。每个 PCM 设备都需要实现该操作集。

各个数据结构的详细解释：

  1. snd_card（声卡实例）:

    • 功能：snd_card 是 ALSA 中用于表示一个声卡的顶层结构，它通常包含多个音频设备（如 PCM 设备、控制设备等）。通过 snd_card_register() 注册声卡实例。每个声卡实例可能有多个设备和子设备。
    • 成员：它包含有关声卡的各种信息，如名称、ID、功能等，还包含对其他设备的引用。

  2. snd_device（设备部件）:

    • 功能：snd_device 用于表示声卡中的每个具体部件或设备，例如 PCM 设备、控制设备、MIDI 设备等。它通常由声卡的其他设备驱动来管理。
    • 成员：它包含设备类型、状态等信息，可以通过 snd_device_new() 创建。

  3. snd_pcm（PCM 设备）:

    • 功能：snd_pcm 用于描述 PCM 接口及其相关硬件操作，如音频播放和录制。它表示一个具体的音频流（playback 或 capture）以及其操作。
    • 成员：包括 PCM 流的配置（采样率、位深度等）、缓冲区、状态和相关的操作函数等。

  4. snd_control（控制设备）:

    • 功能：控制设备用于设置和管理声卡的控制接口，如音量调节、静音、均衡器设置等。snd_control 通过接口来控制硬件的各种参数。
    • 成员：包括与控制相关的各种操作，如设置、获取音量、修改均衡器设置等。

  5. snd_pcm_str（PCM 流）:

    • 功能：snd_pcm_str 用于描述 PCM 设备中的一个音频数据流。每个 PCM 设备有两个方向：播放（playback）和录制（capture），这两个方向由不同的 snd_pcm_str 表示。
    • 成员：包含与 PCM 流相关的信息，如数据缓冲区、数据流方向（播放或录制）、采样率等。

  6. snd_pcm_substream（PCM 子流）:

    • 功能：snd_pcm_substream 用于描述单一的 PCM 流（即播放或录制），每个子流对应一个方向的数据传输。一个 snd_pcm 设备通常会有多个 snd_pcm_substream。
    • 成员：包括与该子流相关的缓冲区、状态信息、操作函数等。

  7. snd_pcm_ops（PCM 流操作集）:

    • 功能：snd_pcm_ops 是 PCM 流的操作集合，包含处理 PCM 流操作的函数指针。例如，用于打开、关闭、准备、读取和写入 PCM 流等操作。
    • 成员：包括许多函数指针，例如 open、close、prepare、trigger、hw_params、hw_free 等。

snd_card主要字段如下：

include/sound/core.h 

struct snd_card {
	int number;			/* number of soundcard (index to
								snd_cards) */

	char id[16];			/* id string of this card */
	char driver[16];		/* driver name */
	char shortname[32];		/* short name of this soundcard */
	char longname[80];		/* name of this soundcard */
	char irq_descr[32];		/* Interrupt description */
	char mixername[80];		/* mixer name */
	char components[128];		/* card components delimited with
								space */
	struct module *module;		/* top-level module */

	void *private_data;		/* private data for soundcard */
	void (*private_free) (struct snd_card *card); /* callback for freeing of
								private data */
	struct list_head devices;	/* devices */

	struct device ctl_dev;		/* control device */
	unsigned int last_numid;	/* last used numeric ID */
	struct rw_semaphore controls_rwsem;	/* controls list lock */
	rwlock_t ctl_files_rwlock;	/* ctl_files list lock */
	int controls_count;		/* count of all controls */
	size_t user_ctl_alloc_size;	// current memory allocation by user controls.
	struct list_head controls;	/* all controls for this card */
	struct list_head ctl_files;	/* active control files */
#ifdef CONFIG_SND_CTL_FAST_LOOKUP
	struct xarray ctl_numids;	/* hash table for numids */
	struct xarray ctl_hash;		/* hash table for ctl id matching */
	bool ctl_hash_collision;	/* ctl_hash collision seen? */
#endif

	struct snd_info_entry *proc_root;	/* root for soundcard specific files */
	struct proc_dir_entry *proc_root_link;	/* number link to real id */

	struct list_head files_list;	/* all files associated to this card */
	struct snd_shutdown_f_ops *s_f_ops; /* file operations in the shutdown
								state */
	spinlock_t files_lock;		/* lock the files for this card */
	int shutdown;			/* this card is going down */
	struct completion *release_completion;
	struct device *dev;		/* device assigned to this card */
	struct device card_dev;		/* cardX object for sysfs */
	const struct attribute_group *dev_groups[4]; /* assigned sysfs attr */
	bool registered;		/* card_dev is registered? */
	bool managed;			/* managed via devres */
	bool releasing;			/* during card free process */
	int sync_irq;			/* assigned irq, used for PCM sync */
	wait_queue_head_t remove_sleep;

	size_t total_pcm_alloc_bytes;	/* total amount of allocated buffers */
	struct mutex memory_mutex;	/* protection for the above */
#ifdef CONFIG_SND_DEBUG
	struct dentry *debugfs_root;    /* debugfs root for card */
#endif

#ifdef CONFIG_PM
	unsigned int power_state;	/* power state */
	atomic_t power_ref;
	wait_queue_head_t power_sleep;
	wait_queue_head_t power_ref_sleep;
#endif

#if IS_ENABLED(CONFIG_SND_MIXER_OSS)
	struct snd_mixer_oss *mixer_oss;
	int mixer_oss_change_count;
#endif
};

snd_device主要字段如下：

include/sound/core.h 

struct snd_device {
	struct list_head list;		/* list of registered devices */
	struct snd_card *card;		/* card which holds this device */
	enum snd_device_state state;	/* state of the device */
	enum snd_device_type type;	/* device type */
	void *device_data;		/* device structure */
	const struct snd_device_ops *ops;	/* operations */
};

snd_pcm主要字段如下：

include/sound/pcm.h 

struct snd_pcm {
	struct snd_card *card;
	struct list_head list;
	int device; /* device number */
	unsigned int info_flags;
	unsigned short dev_class;
	unsigned short dev_subclass;
	char id[64];
	char name[80];
	struct snd_pcm_str streams[2];
	struct mutex open_mutex;
	wait_queue_head_t open_wait;
	void *private_data;
	void (*private_free) (struct snd_pcm *pcm);
	bool internal; /* pcm is for internal use only */
	bool nonatomic; /* whole PCM operations are in non-atomic context */
	bool no_device_suspend; /* don't invoke device PM suspend */
#if IS_ENABLED(CONFIG_SND_PCM_OSS)
	struct snd_pcm_oss oss;
#endif
};

3.3、APIs

该层主要接口如下：

/* 创建和初始化声卡结构体 */
int snd_card_new(struct device *parent, int idx, const char *xid, struct module *, int extra_size, struct snd_card **card_ret);
/* 释放声卡结构体 */
int snd_card_free(struct snd_card * card);
/* 注册声卡 */
int snd_card_register(struct snd_card * card);

/* 创建声卡设备部件, 通常由snd_pcm_new和snd_card_new自动完成 */
int snd_device_new(struct snd_card *, enum snd_device_type type, void *device_data, struct snd_device_ops *ops);
/* 注册声卡设备部件, 通常由snd_card_register自动完成 */
int snd_device_register(struct snd_card *card, void *device_data);

/* 创建PCM设备 */
int snd_pcm_new(struct snd_card *, const char *id, int device, int playback_count, int capture_count, struct snd_pcm **rpcm);
/* 创建PCM流, 通常snd_pcm_new会自动创建capture和playback两个PCM流 */
int snd_pcm_new_stream(struct snd_pcm * pcm, int stream, int substream_count);
/* 设置PCM设备操作集 */
void snd_pcm_set_ops(struct snd_pcm *, int direction, const struct snd_pcm_ops *ops);

四、card的创建与注册

  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。

4.1、snd_card_new

┌──────────────────────────────────────────┐
│ 1. 分配 snd_card + extra_size 空间大小  │
└──────────────────────────────────────────┘
                │
                ▼
┌────────────────────────────────────────────┐
│ 2. 如果 extra_size > 0,                   │
│    将 private_data 指向 extra_size 首地址 │
└────────────────────────────────────────────┘
                │
                ▼
┌────────────────────────────────────────────┐
│ 3. 如果指定了 xid,                       │
│    将 xid 拷贝至 snd_card::id             │
└────────────────────────────────────────────┘
                │
                ▼
┌────────────────────────────────────────────┐
│ 4. 根据 idx 获取可用的声卡索引并赋值给    │
│    snd_card::number                      │
└────────────────────────────────────────────┘
                │
                ▼
┌────────────────────────────────────────────┐
│ 5. 将 parent、module 赋值给 snd_card::dev │
│    和 snd_card::module                    │
└────────────────────────────────────────────┘
                │
                ▼
┌────────────────────────────────────────────┐
│ 6. 初始化链表 snd_card::devices、         │
│    snd_card::controls、                   │
│    snd_card::ctl_files、                  │
│    snd_card::files_list                   │
└────────────────────────────────────────────┘
                │
                ▼
┌────────────────────────────────────────────┐
│ 7. 调用 device_initialize() 初始化 snd_card::card_dev │
│    并设置相关成员变量用于 sysfs          │
└────────────────────────────────────────────┘
                │
                ▼
┌────────────────────────────────────────────┐
│ 8. 调用 snd_ctl_create() 创建控制接口    │
└────────────────────────────────────────────┘
                │
                ▼
┌────────────────────────────────────────────┐
│ 8.1 调用 snd_device_initialize() 初始化  │
│     snd_card::ctl_dev, 并设置相关成员变量 │
└────────────────────────────────────────────┘
                │
                ▼
┌────────────────────────────────────────────┐
│ 8.2 调用 snd_device_new(SNDRV_DEV_CONTROL, │
│     ops) 创建声卡控制设备部件            │
└────────────────────────────────────────────┘
                │
                ▼
┌────────────────────────────────────────────┐
│ 9. 调用 snd_info_card_create() 创建 proc  │
│    对应的文件系统                        │
└────────────────────────────────────────────┘

4.2、snd_card_register

函数的主要目的是注册card下面挂载的所有device; 另外只有该函数成功返回后, 用户空间才能通过control interface来访问底层。

┌──────────────────────────────────────────────────┐
│ 1. 检查 snd_card 是否为空，若为空则返回错误  │
└──────────────────────────────────────────────────┘
                      │
                      ▼
┌──────────────────────────────────────────────────┐
│ 2. 检查是否已经注册过该卡，若已注册则返回错误 │
└──────────────────────────────────────────────────┘
                      │
                      ▼
┌──────────────────────────────────────────────────┐
│ 3. 遍历并注册所有与 snd_card 相关联的设备      │
│    - 注册控制设备接口                          │
│    - 注册其他相关设备                          │
└──────────────────────────────────────────────────┘
                      │
                      ▼
┌──────────────────────────────────────────────────┐
│ 4. 调用 device_register 注册每个设备，确认设备  │
│    成功挂载到 snd_card 中                       │
└──────────────────────────────────────────────────┘
                      │
                      ▼
┌──────────────────────────────────────────────────┐
│ 5. 注册成功后，将 snd_card 的状态设置为已注册  │
└──────────────────────────────────────────────────┘
                      │
                      ▼
┌──────────────────────────────────────────────────┐
│ 6. 成功返回，用户空间可通过 control interface │
│    来访问底层硬件                              │
└──────────────────────────────────────────────────┘
                      │
                      ▼
              ┌─────────────────────────┐
              │ 结束                    │
              └─────────────────────────┘


4.3、struct snd_device

  一个struct snd_device用于描述一个逻辑设备，每个逻辑设备都有一个对应的snd_device_ops, 我们在新增一个逻辑设备时, 需要为此设备准备好该数据结构。

1.snd_device_new

  该API用于创建一个逻辑设备, 主要内容是分配一个struct snd_device空间, 初始化相关字段, 并把该逻辑设备添加到card->devices链表下。注意在添加新设备到card->devices链表时, 采用的是有序插入方式: type小的在前、type大的在后。

2.snd_device_register

  一般在注册声卡时(snd_card_register)会自动调用此处的API; 不过也可以在card注册完毕后, 在手动调用此API注册一个新的逻辑设备。

  该API的实现很简单: 首先回调snd_device_ops->dev_register, 然后把核心层的状态标记为SNDRV_DEV_REGISTERED。

【SOUND】Linux音频子系统ASoC的驱动框架总分析
wang 恒 的博客
06-22 1529
ALSA系统在芯片（ASoC）层的总体项目目标是为嵌入式芯片处理器（例如PXA2XX，AU1X00，IMX等）和便携式音频编解码器提供更好的ALSA支持。 在进入ASoC子系统之前，内核对SoC音频有一些支持，但是它有一些局限性：ASoC层旨在解决这些问题并提供以下内容特征 ：为了实现这一切，ASoC基本上将嵌入式音频系统分为多个可重复使用的组件驱动程序：另外，这里提下OSS(Open Sound System)这个基本被弃用的音频框架。 可以参考Linux OSS架构声卡驱动框架 2.3 ASoC重要
Linux ALSA 核心简单分析_alsa框架解析
2401_86359352的博客
09-07 912
【代码】Linux ALSA 核心简单分析_alsa框架解析。
音频开发之ALSA框架
qq_42241500的博客
01-22 2980
ALSA（Advanced Linux Sound Architecture）是Linux操作系统上用于提供音频和MIDI功能的软件架构。它为Linux系统提供了强大的音频支持，包括音频录制、播放和处理，它设计用于提供高性能、低延迟、高质量的音频处理，并为开发者提供了一组API和工具。
【嵌入式Linux - 应用开发】音频（ALSA 框架）
m0_74209072的博客
10-04 2157
音频设备：音频子系统✅ 正确理解：音频设备（声卡）= 麦克风 + 喇叭 + CODEC芯片 +I2S控制器 + 驱动程序 +放大器 + 混音器 + ...这是一套完整的、协同工作的系统！
Android音频学习（二十一）——ALSA简介
最新发布
2509_93873489的博客
11-01 343
TinyAlsa是 Android 社区为了满足移动嵌入式设备需求而开发的一个轻量级、精简的 ALSA 用户空间库和工具集。它的核心目标是提供一个最小化的 ALSA API 实现，用于替代 GNU/Linux 发行版中常见的、功能庞大而复杂的alsa-lib。您可以把它理解为ALSA 的“嵌入式版本”。在标准的 Linux 桌面发行版中，应用程序通过alsa-lib这个庞大的库来访问音频设备。alsa-lib功能非常全面，包括：复杂的插件系统（用于格式转换、重采样、多路复用等）
Linux ALSA驱动框架分析
热门推荐
QQ135102692的博客
06-18 1万+
ALSA（Advanced Linux Sound Architecture-高级linux声音架构），目前已经成为了linux的主流音频体系结构，ALSA在内核部分提供alsa-driver对音频驱动进行耦合和管理，在用户空间空间提供alsa-lib，应用开发人员可以使用alsa-lib接口控制声卡。
ALSA框架
Fire的博客
04-24 2314
概述 Alsa是Advanced Linux Sound Architecture的缩写，即高级Linux声音架构，在Linux 2.6的内核版本后，Alsa目前已经成为了linux的主流音频体系结构。除了 alsa-driver，ALSA 包含在用户空间的 alsa-lib 函数库，具有更加友好的编程接口，并且完全兼容于 OSS，开发者可以通过这些高级 API 使用驱动，不必直接与内核驱动 API 进行交互。 Alsa-utils：包含各种通用的 ALSA 命令行工具，如 amixer、aplay、are
Linux音频子系统
u014414101的博客
11-17 1566
Linux音频子系统硬件基础ALSA简介包含框架代码结构数据流向目录ALSA核心层作用字符设备ASoC框架硬件架构软件架构数据结构TODO 硬件基础   传统音频电路包含麦克风、前置放大器、模数转换器ADC、数模转换器DAC、输出放大器、扬声器，如图所示： ALSA简介 包含 内核驱动  alsa-driver 用户空间开发包 alsa-libs 开发包插件  alsa-plugins 设置管理工具包  alsa-utils 声音处理小程序包 alsa-tools 特殊音频固件支持包 alsa-firm
linux音频子系统 - 驱动框架
多媒体开发者
11-20 2414
音频相关术语 PCM(Pulse Code Modulation) 脉冲编码调制，对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码，在驱动中一般音频流设备都称为pcm设备 I2S I2S是对PCM格式的数据进行规范化，可以说是PCM的子集，I2S只有左右两通道数据 TDM(Time Division Multiplexing) 时分复用，可以用单根线传送多通道数据 midi(Musical Instr
linux音频子系统 - DAPM
多媒体开发者
10-23 3590
Dynamic Audio Power Management for Portable Devices 移动设备的动态电源管理(DAPM) 1. DescriptionDAPM使得使用音频子系统的移动linux设备，在任何时候，都能够获得最小功耗。DAPM独立于 kernel中其他PM系统，能够和其他PM系统和谐共存。DAPM对于用户层是透明的，电源切换在asoc-driver层完成。用户层
Linux音频子系统（6）- ASoC Codec
weixin_41028621的博客
04-29 789
了解ASoC架构Codec 1.概述   对于Codec，uda1341主要完成以下功能： 音频播放，应用程序将音频文件转换成PCM数据，然后codec芯片对PCM等信号进行D/A转换，把数字的音频信号转换为模拟信号; 录音，对Mic、Linein或者其他输入源的模拟信号进行A/D转换，把模拟的声音信号转变CPU能够处理的数字信号; 对音频信号做出相应的处理，例如音量控制，功率放大，EQ控制...
linux音频子系统(一) 硬件基础接口
01-06
了解硬件基础接口 1.硬件接口 2.数字音频信号的传输标准 I2S PCM(Pulse Code Modulation) PDM(Pulse Density Modulation) S/PDIF和Ethernet AVB主要用于板间长距离及需要电缆连接的场合 2.1.I2S   I2S全称Inter-IC Sond Bus，是飞利浦在1986年定义(1996年修订)的数字音频传输标准，用于数字音频数据在系统内部器件之间传输，例如编解码器Codec、DSP、数字输入/输出接口、ADC、DAC和数字滤波器等。 2.1.1.I2S特点 支持全双工/半双工 支持主/从模式 和PCM相比，I2S更适合
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面对多种多样的codec芯片和总线，音频子系统需要做的就是兼容所有设备，换做是你的话该怎么设计？1、ALSA如何统一规范？1）ALSA驱动本质上是对字符设备驱动的进一步封装，由于抽象更统一的接口使其变得复杂一些；2）封装字符设备的操作，向上统一提供接口，驱动程序必须使用其提供的API注册声卡设备；>>三层file_operations结构：顶层->控制->playback/capture3）使用ALSA的大部分是PCI设备，即个人电脑上的声卡；
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1. linux音频子系统介绍 Linux音频系统比较复杂，各层间有很多交叉，可能是最无序的子系统。 1.1 ALSA ALSA 是 Advanced Linux Sound Architecture 的缩写，即高级Linux声音架构,在 Linux 操作系统上提供了对音频和 MIDI（Musical InstrumentDigital Interface，音乐设备数字化接口）的支持。在Linux2.6 版本内核以后，ALSA 已经成为默认的声音子系统，用来替换 2...
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04-27 1425
ALSA（Advanced Linux Sound Architecture）音频子系统是一个用于Linux操作系统的音频驱动程序架构，它提供了对多种音频硬件和音频应用程序的支持。它是Linux内核中的一部分，它不仅提供了一套音频驱动程序，还提供了一个用户空间库，使得开发者能够更加方便地在应用程序中使用音频功能。综上所述，ALSA音频子系统的驱动框架非常完整，它提供了一套完整的音频驱动程序、API、控制接口以及中间件，方便开发者进行音频应用程序的开发和调试。
linux音频子系统 - ASoc框架
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为什么要设计ASoC引用linux Document中的解释： The overall project goal of the ALSA System on Chip (ASoC) layer is to provide better ALSA support for embedded system-on-chip processors and portable audio codecs.AS
Linux音频子系统(4) - ASoC Machine
weixin_41028621的博客
04-29 802
了解ASoC架构中的Machine。 1.概述   ASoC被分为Machine、Platform和Codec三大部分，并且介绍了其软硬件框架和基本的数据流，其中的Machine驱动负责Platform和Codec之间的耦合以及部分和设备或板子特定的代码，本章的主要内容是： Machine如何驱动负责处理机器特有的一些控件和音频事件； Machine驱动如何把Platform和Codec结合...
Linux音频子系统-转自droidphone的优快云博客
茫茫大士的专栏
02-22 1045
FROM：http://blog.youkuaiyun.com/DroidPhone/article/category/1118446 关于linux音频架构的文章（ALSA和ASoC），写得很好，记录下来，随时阅读，感谢droidphone！！ Linux ALSA声卡驱动之一：ALSA架构简介 Linux ALSA声卡驱动之二：声卡的创建 Linux ALSA声卡驱动之三：PCM设
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linux音频子系统
07-11
Linux 音频子系统（Audio Subsystem in Linux，简称 ALSA）是一个广泛用于各种Linux发行版中的音频设备驱动程序框架，它提供了一套完整的API和工具，用于管理和控制计算机上的声卡、音频硬件以及音频流处理。...
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