作者簡(jiǎn)介

廖威雄 暨大物聯(lián)專(zhuān)業(yè)首批畢業(yè)生，手忙腳亂的新手奶爸，憧憬物聯(lián)未來(lái)，為天貓精靈砌磚的逐夢(mèng)人

1. 背景

網(wǎng)上大多數(shù)是 alsa 底層框架、音頻驅(qū)動(dòng)的文章，應(yīng)用開(kāi)發(fā)的入門(mén)少得可憐。從業(yè)務(wù)需求出發(fā)，摸索積累了一些 alsa 應(yīng)用開(kāi)發(fā)心得。出此文以便后來(lái)者快速入門(mén)。

本文不會(huì)涉及底層框架，也不會(huì)使用很高級(jí)的特性，適合需要做 alsa 應(yīng)用開(kāi)發(fā)的初學(xué)者。畢竟是半路出家，與沉浸多年對(duì) alsa 框架了如指掌的大牛沒(méi)得比。如果有理解不準(zhǔn)確的地方，希望指導(dǎo)共同進(jìn)步。

• Alsa 主頁(yè)：https://www.alsa-project.org/wiki/Main_Page

• Alsa 文檔主頁(yè)：https://www.alsa-project.org/alsa-doc/alsa-lib/index.html

• Alsa PCM 接口說(shuō)明：https://www.alsa-project.org/alsa-doc/alsa-lib/group_pcm.html

• Alsa HCTL 接口說(shuō)明：https://www.alsa-project.org/alsa-doc/alsa-lib/group_h_control.html

• Alsa CTL 接口說(shuō)明：https://www.alsa-project.org/alsa-doc/alsa-lib/group_control.html

在學(xué)習(xí)過(guò)程中，有兩篇前人的分享給了我很多幫助，一并貼上：

• 《學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)中Alsa音頻編程》：http://ttokpm.com/emb/20190402899220.html

• 《【轉(zhuǎn)】Alsa音頻編程【精華】》：https://www.cnblogs.com/cslunatic/p/3677729.html

2. 基本概念

一些基本的概念還是要有理解的，不然無(wú)法理解 API 意義和參數(shù)作用。

我們知道聲音是靠震動(dòng)傳播的，自然界傳播的聲音都是連續(xù)的模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)采樣轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。其實(shí)有不少概念都是在描述怎么采樣。

2.1 樣本長(zhǎng)度 Format

上圖中，每一個(gè)黑色小球就是采樣出來(lái)的數(shù)值，這個(gè)數(shù)值是多少比特位的，就是我們說(shuō)的采樣精度，也就是樣本長(zhǎng)度，常見(jiàn)的有 8 bit 和 16 bit，偶爾也有 32 bit。例如采樣值是 3，如果是 8 bit 位采樣結(jié)果就是 0x03，16 bit位采樣結(jié)果就是 0x0003。

2.2 通道數(shù) Channels

我們常說(shuō)的左聲道、右聲道，可以理解為左右各來(lái)一個(gè) mic 采樣，左 mic 采樣出來(lái)的樣本就是左聲道數(shù)據(jù)，右邊 mic 采樣出來(lái)的樣本就是右聲道數(shù)據(jù)。而一個(gè)音頻既可以只有1個(gè)聲道，也可以有左右兩個(gè)聲道，后者也稱(chēng)為立體聲。而這個(gè)音頻究竟有幾個(gè)聲道，就是我們說(shuō)的通道數(shù)。

2.3 幀 Frame

我們每一次采樣出來(lái)的結(jié)果，就是一幀。很明顯，一幀數(shù)據(jù)有多大，取決于我們采樣的精度以及通道數(shù)。

2.4 交錯(cuò)模式 Interleaved

我們每一次采樣出的音頻幀，怎么保存呢？提供了兩種保存思路，也就是我們說(shuō)的交錯(cuò)模式和非交錯(cuò)模式。我們常用的也是交錯(cuò)模式。

2.5 周期 Period

我們總不可能一次處理1幀數(shù)據(jù)吧，太低效了，那就做成批量處理吧。而一次處理多少幀就是我們說(shuō)的周期。

一次周期結(jié)束切到下一次周期，都是需要額外處理?yè)p耗的，就類(lèi)似于進(jìn)程切換。周期大，一次處理數(shù)據(jù)量就多，每次連續(xù)處理時(shí)間長(zhǎng)，切換損耗就少，但也因?yàn)閿?shù)據(jù)要滿(mǎn)一個(gè)周期后才處理，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理延時(shí)長(zhǎng)。反之，如果周期設(shè)置的小，延時(shí)短了，但周期切換更頻繁，損耗就更大，更容易出現(xiàn)卡頓。

2.6 緩存大小 Buffer Size

這里說(shuō)的是 alsa 底層 DMA 搬運(yùn)數(shù)據(jù)的緩存大小，這是一個(gè)環(huán)形的緩存空間。我們?cè)O(shè)置 DMA 一次連續(xù)搬運(yùn) 1 個(gè)周期的數(shù)據(jù)，搬運(yùn)期間如果又來(lái)數(shù)據(jù)怎么辦？我們就需要更大的緩存空間來(lái)保存更多的數(shù)據(jù)。緩存空間往往是周期的整數(shù)倍，例如設(shè)置了緩存 8 個(gè)周期，每個(gè)周期 6000 幀，那么最多可以緩存 8 * 6000 = 48000 幀的數(shù)據(jù)。

2.7 采樣率 Rate

不同于周期是人為定義的一次處理多少幀，采樣率就是固定的 1s 時(shí)間內(nèi)會(huì)有多少次采樣，同時(shí)也表示 1s 播放需要多少幀。常用的采樣率如 8KHz 的人聲， 44.1KHz 的 mp3 音樂(lè), 96Khz 的藍(lán)光音頻。

假設(shè)一個(gè)周期是 6000 幀，采樣率是 48 Khz，那么一個(gè)周期的數(shù)據(jù)能播放 125 ms。

2.8 Xrun

錄音的應(yīng)用中，底層是持續(xù)不斷采樣的，如果應(yīng)用程序讀取數(shù)據(jù)不夠快，底層數(shù)據(jù)緩存區(qū)還沒(méi)被取走就被新的數(shù)據(jù)覆蓋，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，稱(chēng)為 over run。

播放的應(yīng)用中，底層是持續(xù)不斷從緩存中獲取數(shù)據(jù)播放的，如果應(yīng)用程序?qū)懭霐?shù)據(jù)慢了，緩存區(qū)已經(jīng)沒(méi)有有效數(shù)據(jù)了，導(dǎo)致播放“餓死”，稱(chēng)為 under run。

Xrun 是 under run 和 over run 的統(tǒng)稱(chēng)，前者可以理解為播放卡頓，后者則是錄音卡頓。

當(dāng)出現(xiàn)卡頓的時(shí)，大多情況調(diào)整周期、緩存大小，調(diào)整應(yīng)用進(jìn)程調(diào)度優(yōu)先級(jí)能解決問(wèn)題。

3. 框架初探與聲卡設(shè)備

以下是網(wǎng)上優(yōu)秀的文章：

《ALSA架構(gòu)簡(jiǎn)介》：http://t.zoukankan.com/-glb-p-13722212.html

Alsa 的架構(gòu)包括用戶(hù)空間的 Alsa Library，也包括內(nèi)核空間的 Alsa Core 和 ASoC Core，如下圖所示：

• APP：應(yīng)用程序通過(guò)調(diào)用 alsa 庫(kù) API 來(lái)實(shí)現(xiàn)聲卡播放、錄音、控制。此外，官方還提供了一些標(biāo)準(zhǔn)命令行程序，例如aplay/amixer。

• Alsa-Library：alsa 庫(kù)封裝了底層復(fù)雜的系統(tǒng)調(diào)用，向上提供更直觀的 API。常見(jiàn)的 alsa 庫(kù)有 alsa-lib 和 tinyalsa。

• Alsa Core：Alsa 的核心層在內(nèi)核，向上提供邏輯設(shè)備、系統(tǒng)調(diào)用，向下驅(qū)動(dòng)硬件設(shè)備。

• ASoC Core：asoc是建立在標(biāo)準(zhǔn) alsa core 上為更好支持嵌入式系統(tǒng)和移動(dòng)設(shè)備音頻 codec 設(shè)計(jì)的軟件體系

Alsa 用戶(hù)空間的 API 庫(kù)主要通過(guò) open/read/write/ioctl 操作 /dev/snd/xxx 下的設(shè)備文件實(shí)現(xiàn)與內(nèi)核交互，常見(jiàn)的設(shè)備文件有：

命名規(guī)則顯而易見(jiàn)， pcm表示設(shè)備類(lèi)型， C0 表示聲卡0， D0表示設(shè)備0， c/p分別表示錄音、播放功能。

4. 系統(tǒng)配置與插件

最完整的介紹還是來(lái)自于官網(wǎng)原文：

《Asoundrc》配置文件：https://www.alsa-project.org/main/index.php/Asoundrc
《PCM (digital audio) plugins》：https://www.alsa-project.org/alsa-doc/alsa-lib/pcm_plugins.html

alsa-lib 會(huì)從 /usr/share/alsa/alsa.conf 開(kāi)始加載，進(jìn)而根據(jù) alsa.conf 的記錄加載 /etc/asond.conf 和 ~/.asoundrc。前者是系統(tǒng)級(jí)別的配置，后者是用戶(hù)級(jí)別的配置，兩者的語(yǔ)法是一致的。

我們從配置默認(rèn)聲卡開(kāi)始，以下是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)示例：

pcm.!default { type hw card 0}ctl.!default { type hw  card 0}

一般情況下，我們配置的格式 pcm.{...}，而關(guān)鍵字 !default 可以理解為保留字。pcm.!default 配置的是默認(rèn)錄播聲卡， ctl.!default 配置的是默認(rèn)控制聲卡。如此配置后，我們可以用 "default" 做聲卡名指代 "hw:0,0"，所以下兩個(gè)命令就是等效的了。

aplay -D hw:0,0 test.wavaplay -D default test.wav

此時(shí) "default" 聲卡不管是播放還是錄音，都指向 "hw:0,0" 設(shè)備。如果我希望 "default" 錄音和播放指向不同（虛擬）聲卡，我們可以用 asym 插件，例如：

pcm.!default { type asym playback.pcm "Playback" capture.pcm "Capture"}pcm.Playback { ...}pcm.Capture { ...}

當(dāng)然，我們可以跳過(guò) "default" 直接用 "Playback" 的虛擬聲卡播放，例如

aplay -D Playback test.wav

Alsa 配置的節(jié)點(diǎn)是一個(gè)個(gè)聲卡節(jié)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)的，例如下面的配置，實(shí)現(xiàn)了從插件 A 開(kāi)始串上插件 B ，用插件實(shí)現(xiàn)各種音效功能，最后到物理聲卡播放。

pcm.A { type XXX # 下?個(gè)節(jié)點(diǎn)是聲卡 B slave.pcm B ...}pcm.B { type XXX # 下?個(gè)節(jié)點(diǎn)是物理聲卡 salve.pcm "hw:0,0"}

type 字段就標(biāo)識(shí)此節(jié)點(diǎn)使?什么插件。我們可以??實(shí)現(xiàn)插件，也可以?官?提供的插件，詳?官? 《PCM (digital audio)plugins》。其中有?個(gè)?常有意思的插件，這?簡(jiǎn)單介紹下。

例如 "default" 聲卡?持分流，播放時(shí)?持?量調(diào)節(jié)，且?持混?。

pcm.!default { type asym playback.pcm "Playback" capture.pcm "..."}pcm.Playback { type softvol slave.pcm PlaybackDmix ...}pcm.PlaybackDmix { type plug # dmix 再套?層plug，實(shí)現(xiàn)重采樣 slave.pcm { type dmix ... slave { pcm "hw:0,0" format S16_LE ... } }}

5.基本錄播

官?上有個(gè)最最最精簡(jiǎn)的示例 pcm_mini，其作?僅僅是播放?段隨機(jī)數(shù)據(jù)。

精煉核?邏輯如下：

int main(void){ ... /* 打開(kāi)alsa設(shè)備，類(lèi)型為 PlayBack */ if ((err = snd_pcm_open(&handle, device, SND_PCM_STREAM_PLAYBACK, 0)) < 0) { ... } /* 設(shè)置alsa設(shè)備基本屬性 */ if ((err = snd_pcm_set_params(handle, SND_PCM_FORMAT_U8, SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED, 1, 48000, 1, 500000)) < 0) { ... } /* 播放?頻數(shù)據(jù) */ frames = snd_pcm_writei(handle, buffer, sizeof(buffer)); /* 關(guān)閉聲卡設(shè)備 */ snd_pcm_close(handle); return 0;}

錄?跟播放?常相似，播放調(diào)? snd_pcm_writei() ，錄?則調(diào)? snd_pcm_readi() 。

總的來(lái)說(shuō)，?個(gè)簡(jiǎn)單的錄播包括以下 4 個(gè)步驟：

• 1. 打開(kāi)聲卡設(shè)備

• 2. 初始化設(shè)備

• 3. 錄?、播放

• 4. 關(guān)閉聲卡設(shè)備

圍繞這 4 個(gè)步驟，介紹下常?的 API，更多的介紹請(qǐng)看官?：pcm api

5.1 打開(kāi)聲卡設(shè)備

int snd_pcm_open( snd_pcm_t **pcmp, const char *name, snd_pcm_stream_t stream, int mode)

• pcmp：聲卡設(shè)備句柄，類(lèi)似于?件句柄

• name：聲卡設(shè)備名，類(lèi)似于?件名，聲卡設(shè)備名參考第3章節(jié)

• stream：數(shù)據(jù)流向，指定?于錄?還是播放

• mode：打開(kāi)模式，例如nonBlock，async等，?多數(shù)情況? 0 即可

數(shù)據(jù)流向有兩種，分別指代錄? or 播放。

?個(gè)簡(jiǎn)單的示例如下，從 default 設(shè)備錄?：

#include snd_pcm_t *snd_handle;err = snd_pcm_open(&snd_handle, "default", SND_PCM_STREAM_CAPTURE, 0)

5.2初始化設(shè)備

alsa 設(shè)置聲卡參數(shù)的接??常多，可以分為軟件參數(shù)（software parameters）和硬件參數(shù)（software parameters）兩類(lèi)。上?例?調(diào)?的 snd_pcm_set_params() 如官?API?檔所說(shuō)，只是簡(jiǎn)單設(shè)置軟件、硬件參數(shù)的?法，實(shí)際項(xiàng)?中很少這么?。

5.2.1 設(shè)置硬件參數(shù)

官?有?常多的例?，以 pcm 為例，設(shè)置硬件參數(shù)常?以下步驟：

int set_hwparams(...){ /* 從棧?分配硬件參數(shù)對(duì)象內(nèi)存 */ snd_pcm_hw_params_alloca(¶ms); /* 初始化參數(shù)對(duì)象 */ err = snd_pcm_hw_params_any(handle, params); /* 設(shè)置采樣率 */ err = snd_pcm_hw_params_set_rate_near(handle, params, &rate, 0); /* 設(shè)置交錯(cuò)模式 */ err = snd_pcm_hw_params_set_access(handle, params, SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED); /* 設(shè)置采樣格式，例如樣本?度、有?符號(hào) */ err = snd_pcm_hw_params_set_format(handle, params, SND_PCM_FORMAT_S16_LE); /* 設(shè)置通道數(shù) */ err = snd_pcm_hw_params_set_channels(handle, params, 2); /* 設(shè)置緩存?? */ err = snd_pcm_hw_params_set_buffer_time_near(handle, params, &buffer_time, &dir); /* 設(shè)置周期?? */ err = snd_pcm_hw_params_set_period_time_near(handle, params, &period_time, &dir); /* 把上述設(shè)置值寫(xiě)?設(shè)備 */ err = snd_pcm_hw_params(handle, params);}

不妨回顧章節(jié)2的基本概念，可以發(fā)現(xiàn)硬件參數(shù)基本都是圍繞這些概念設(shè)置的。不管是交錯(cuò)模式、采樣率，還是樣本?度、通道數(shù)都?較直觀，如果設(shè)置錯(cuò)?概率?法正常運(yùn)?。?緩存??和周期??往往跟卡頓、延時(shí)有關(guān)，且有好?種設(shè)置維度，值得展開(kāi)介紹。

調(diào)整卡頓、延時(shí)參數(shù)時(shí)，我們需要記住?個(gè)核?的關(guān)系：

緩存?? = 周期?? * 周期數(shù)，即 buffer size = period size * periods

3 個(gè)參數(shù)知其2 就可以換算出另外?個(gè)參數(shù)。例如我們可以設(shè)置 周期?? 和 周期數(shù)，alsa 會(huì)?動(dòng)換算出 緩存??。同理，我們可以設(shè)置緩存??和周期??，alsa 也能?動(dòng)換算出周期數(shù)。在上述的例?中，就是設(shè)置了緩存??和周期??。

在?定的采樣率下，緩存??也可以換算成時(shí)間，畢竟有些?需要從時(shí)間維度設(shè)置緩存。

播放時(shí)間 = 緩存?? / 采樣率

因此我們可以發(fā)現(xiàn)，除了 set_buffer/period_size() 之外，我們還可以set_buffer/period_time() ，他們是等效的。

更多的 pcm 硬件參數(shù)設(shè)置API，可以看官? hw參數(shù)API?檔，這?再補(bǔ)充?點(diǎn)。

同樣是設(shè)置周期??，我們可以? snd_pcm_hw_params_set_period_size() ，但更多會(huì)選擇?

snd_pcm_hw_params_set_period_size_near() 。這?的 near 后綴表示就近設(shè)置，因?yàn)椴还苁蔷彺??還是周期??、周期數(shù)，有時(shí)候會(huì)受其他配置制約，這時(shí)候就采?可?的接近的值。例如聲卡設(shè)備在系統(tǒng)配置中限制了周期??不超過(guò) 1024 幀，此時(shí)如果設(shè)置 6000 幀，就會(huì)就近復(fù)位為1024。

5.2.2 設(shè)置軟件參數(shù)

同樣在 pcm 的例?中提取軟件參數(shù)設(shè)置步驟：

int set_swparams(...){ /* 從棧?分配軟件參數(shù)對(duì)象內(nèi)存 */ snd_pcm_sw_params_alloca(¶ms); /* 獲取當(dāng)前的軟件參數(shù)配置以初始化對(duì)象 */ err = snd_pcm_sw_params_current(handle, swparams); /* 設(shè)置起播閾值 */ err = snd_pcm_sw_params_set_start_threshold(...); /* 設(shè)置最?可? */ err = snd_pcm_sw_params_set_avail_min(...); /* 把上述設(shè)置值寫(xiě)?設(shè)備 */ err = snd_pcm_sw_params(handle, swparams);}

軟件參數(shù)設(shè)置我?的也不多，更多時(shí)候?脆不設(shè)置軟件參數(shù)采?默認(rèn)值。為了不誤??弟，每個(gè)參數(shù)的具體作?不展開(kāi)介紹。以下是相關(guān)的?檔鏈接，請(qǐng)讀者辨證分析。

https://blog.csdn.net/weixin_39560924/article/details/110569666

https://blog.csdn.net/zz2862625432/article/details/101787316

https://www.cnblogs.com/cslunatic/p/3677729.html

5.3錄音與播放

本?只講常?的讀寫(xiě)，不展開(kāi) mmap 等?法。

交錯(cuò)模式和?交錯(cuò)模式?的讀（錄?）和寫(xiě)（播放）接?不?樣。

# 交錯(cuò)模式snd_pcm_sframes_t snd_pcm_readi (snd_pcm_t *pcm, void *buffer, snd_pcm_uframes_t size)snd_pcm_sframes_t snd_pcm_writei (snd_pcm_t *pcm, const void *buffer, snd_pcm_uframes_t size)# ?交錯(cuò)模式snd_pcm_sframes_t snd_pcm_readn (snd_pcm_t *pcm, void **bufs, snd_pcm_uframes_t size)snd_pcm_sframes_t snd_pcm_writen (snd_pcm_t *pcm, void **bufs, snd_pcm_uframes_t size)

• pcm：聲卡設(shè)備句柄

• buffer：讀/寫(xiě)的buffer指針

• size：指代buffer??，單位幀

?個(gè)簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)播（讀->寫(xiě)）示例如下：

frames = 6000; # 假設(shè)?個(gè)周期 6000 幀buffer = malloc( frames * 4 ); # 雙通道16Bit采樣精度，因此?幀 4Bwhile (true) { ret = snd_pcm_readi(chandle, buffer, frames); snd_pcm_writei(phandle, buffer, ret);}

5.4關(guān)閉聲卡設(shè)備

int snd_pcm_close(snd_pcm_t *pcm)

關(guān)閉聲卡設(shè)備的接??常簡(jiǎn)單，類(lèi)似于關(guān)閉?件句柄。

6. 設(shè)置音量

錄播? pcm APIs，?設(shè)置?量需要使? ctrl APIs。Alsa 有兩類(lèi)控制接?，?個(gè)是 ctrl，?個(gè)則是更?層抽象的 hctrl，以下是官?兩個(gè)類(lèi)型接??檔：

Alsa HCTL 接?說(shuō)明：https://www.alsa-project.org/alsa-doc/alsa-lib/grouphcontrol.html

Alsa CTL 接?說(shuō)明：https://www.alsa-project.org/alsa-doc/alsa-lib/group_control.html

以及下?鏈接是官?關(guān)于控制的?些概念介紹：

Control interface 概述：https://www.alsa-project.org/alsa-doc/alsa-lib/control.html

下?會(huì)先介紹關(guān)于 ctrl 的基本概念，再參考 Alsa Utils 的 amixer 命令學(xué)習(xí)如何獲取、設(shè)置?量。

6.1控制基本概念

不管是實(shí)體聲卡還是虛擬聲卡，每?個(gè)聲卡都會(huì)提供?個(gè)控制?法，我們需要設(shè)置聲卡屬性，就必須要先打開(kāi)丟應(yīng)的聲卡控制。打開(kāi)聲卡設(shè)置需要使? snd_ctl_open() ，并?以下?種?法可以指定聲卡：

1. 使?聲卡編號(hào)，例如: hw:1

2. 使?聲卡名，例如: hw:sndtasXXXX 或者 hw:CARD=sndtasXXXX

3. 使?設(shè)備?件，例如：hw:/dev/snd/controlC0

每個(gè)聲卡可以有很多控制項(xiàng)，在 Alsa ?叫做 要素（Elements）。要素可以有多個(gè)成員（Member），例如?體聲有左右聲道?量?jī)蓚€(gè)成員。?個(gè)要素的所有成員共享?樣的屬性，例如最?、最??量。此外，要素?cái)?shù)據(jù)也區(qū)分類(lèi)型，例如?量是整型。以下是所有?持的要素類(lèi)型：

既然?個(gè)聲卡可以有很多要素（控制項(xiàng)），我們?cè)O(shè)置要素需要先定位哪個(gè)要素吧。要定位每個(gè)要素，可以有以下?法：

1. 使?numid：當(dāng)聲卡被檢測(cè)到的時(shí)候就會(huì)賦予?個(gè)編號(hào)，但每次開(kāi)機(jī)可能都不?樣。使?此編號(hào)主要是減少根據(jù)屬性遍歷時(shí)間。

2. 使?固定屬性：固定屬性包括?法類(lèi)型（interface type）、設(shè)備（device）、?設(shè)備（subname）、名字（name）或者編號(hào)（index）?？梢?次指定多個(gè)屬性以便準(zhǔn)確定位要素。

6.2獲取設(shè)置音量

Alsa Libs 關(guān)于設(shè)置?量的示例不多，這時(shí)候我們不妨看看 Alsa Utils ? amixer 命令的實(shí)現(xiàn)，畢竟其我們通過(guò)命令?設(shè)置?量往往是通過(guò) amixer 命令，例如：

amixer -D default cset name='Master Volume' 60 # 設(shè)置默認(rèn)聲卡?量為60（要素名為：Master Volume）

6.2.1 關(guān)鍵數(shù)據(jù)類(lèi)型

在了解相關(guān)代碼實(shí)現(xiàn)前，需要先了解?個(gè)很重要的數(shù)據(jù)類(lèi)型。

1. snd_ctl_elem_id_t ：記錄了定位要素的屬性，例如設(shè)備、numid等

2. snd_ctl_elem_value_t ：存儲(chǔ)了要素值，需要根據(jù)不同類(lèi)型?不同接?獲取具體值

3. snd_ctl_elem_info_t ：要素的信息

對(duì) hctl API，還有 snd_hctl_elem_t 描述具體的要素對(duì)象。

• id 唯?標(biāo)識(shí)了要素，在定位要素時(shí)可以賦值部分已知屬性到 id，?于遍歷要素。

• 通過(guò)綁定 id 后獲取要素的 info，info包含了要素的所有屬性，例如類(lèi)型、完整要素 id 信息。

• 通過(guò)綁定 id 后讀取要素的 value，最后根據(jù)類(lèi)型調(diào)?對(duì)應(yīng)接?從 value 中獲取具體值。

6.2.2 代碼實(shí)現(xiàn)

以下是精簡(jiǎn)后設(shè)置?量的實(shí)現(xiàn)（為了?便理解跟源代碼 amixer 的調(diào)?API不完全相同）：

int cset(...){ /* 從棧申請(qǐng) info/id/value 對(duì)象空間 */ snd_ctl_elem_info_alloca(&info); snd_ctl_elem_id_alloca(&id); snd_ctl_elem_value_alloca(&control); /* 根據(jù)命令?指定的要素信息來(lái)初始化 id （id 記錄了定位要素的信息） */ snd_ctl_ascii_elem_id_parse(id, "name='Master Volume'"); /* 打開(kāi)默認(rèn)聲卡，獲取控制句柄 */ snd_ctl_open(&handle, "default", 0); /* 綁定要素 id 到 info 對(duì)象，此處僅僅是把 id 賦值到 info 的成員 */ snd_ctl_elem_info_set_id(info, id); /* 從聲卡中，依據(jù)綁定的 id，獲取要素完整的 info 信息 */ snd_ctl_elem_info(handle, info); /* 讀取當(dāng)前?量 */ /* 綁定要素 id 到 value 對(duì)象，此處僅僅是把 id 復(fù)制到 value 的成員 */ snd_ctl_elem_value_set_id(control, id); /* 從聲卡中，依據(jù)綁定的 id，獲取要素完整的 value 信息 */ snd_ctl_elem_read(handle, control); /* 從 value 對(duì)象中，獲取通道 idx 的整型?量值 */ vol = snd_ctl_elem_value_get_integer(control, idx); /* 設(shè)置新?量 */ /* * info ?記錄了要素類(lèi)型、成員數(shù)量等屬性，此接?根據(jù)要素屬性， * 解析命令?設(shè)置字符串的值，獲取新的的 value 信息。 * 此?法?于命令?字符串解析，如果是??編程實(shí)現(xiàn)，應(yīng)該? snd_ctl_elem_value_set_xxxx()。 */ snd_ctl_ascii_value_parse(handle, control, info, "60"); /* 把最終的 value 設(shè)置?聲卡 */ snd_ctl_elem_write(handle, control); /* 關(guān)閉聲卡控制 */ snd_ctl_close(handle);}

以獲取?量為例，就以下?個(gè)關(guān)鍵的步驟：

1. 初始化 id ，賦值已知的要素屬性，?便遍歷定位要素。

• snd_ctl_ascii_elem_id_parse()

2. 綁定 id，根據(jù) id 獲取要素 value。

• snd_ctl_elem_value_set_id()

• snd_ctl_elem_read()

3. （默認(rèn)?量是int類(lèi)型）調(diào)? int 類(lèi)型獲取接?，從 value 對(duì)象獲取實(shí)際?量值

• snd_ctl_elem_value_get_integer()

設(shè)置?量與獲取?量相?，多了以下?個(gè)步驟：

1. （默認(rèn)?量是int類(lèi)型）調(diào)? int 類(lèi)型設(shè)置接?，設(shè)置 value 對(duì)象新?量值

• snd_ctl_elem_value_set_integer()

2. 把 value 對(duì)象寫(xiě)?聲卡

• snd_ctl_elem_write()

當(dāng)然，如果想要做的兼容性更好，我們還需要獲取要素 info，以根據(jù) info 記錄的要素類(lèi)型調(diào)?不同接?：

1. 綁定 id，根據(jù) id 獲取要素 info

• snd_ctl_elem_info_set_id()

• snd_ctl_elem_info()

2. 從 info 獲取要素類(lèi)型、要素成員數(shù)量、完整的id信息等

• snd_ctl_elem_info_get_type()

• snd_ctl_elem_info_get_count()

• snd_ctl_elem_info_get_id()

補(bǔ)充?點(diǎn)，我們可以直接? snd_ctl_elem_id_set_numid/name/index/... 直接初始化 id，也可以參考 amixer 通過(guò)字符串??解析初始化 id，調(diào)? snd_ctl_ascii_elem_id_parse() 。??解析字符串?持以下格式：

[[iface=,][name='name',][index=,][device=,][subdevice=]]|[numid=]

7. 調(diào)試信息

調(diào)試信息用于打印聲卡詳細(xì)的屬性，類(lèi)似于 aplay 命令的 -v 選項(xiàng)。

alsa debug API文檔：https://www.alsa-project.org/alsa-doc/alsa-lib/grouppcmdump.html

以下是我常用的一個(gè)例子：

/* 定義dump輸出對(duì)象 */snd_output_t *output = NULL;/* 綁定輸出對(duì)象到 stdout */snd_output_stdio_attach(&output, stdout, 0);/* dump 出聲卡 handle （pcm）的信息 */snd_pcm_dump(handle, output);/* 關(guān)閉輸出對(duì)象 */snd_output_close(output);

snd_pcm_dump() 可以dump出播放鏈路中每?個(gè)節(jié)點(diǎn)的配置信息，例如 dmix 插件的信息：

Slave: Direct Stream Mixing PCMIts setup is: stream : PLAYBACK access : MMAP_INTERLEAVED format : S16_LE subformat : STD channels : 2 rate : xxxx exact rate : xxxx (xxxx/1) msbits : xxx buffer_size : xxx period_size : xxx period_time : xxx tstamp_mode : NONE tstamp_type : GETTIMEOFDAY period_step : 1 avail_min : 6000 period_event : 0 start_threshold : xxx stop_threshold : xxxx silence_threshold: 0 silence_size : 0 boundary : 5066549580791808000

當(dāng)然，如果想看聲卡的 hw/sw_params，也可以直接讀 proc 的?件，例如聲卡0的播放設(shè)備0節(jié)點(diǎn)：

cat /proc/asound/card0/pcm0p/sub0/{hw_params,sw_params}

8. 命令工具集

Alsa Utils 提供了?系列?常有?的?具集，常?的包括 arecord 錄?、aplay 播放、amixer 設(shè)置。

每個(gè)命令都有詳細(xì)的 --help 信息，本?只提供?個(gè)簡(jiǎn)單的例?。

# 從 default 設(shè)備錄?，采樣精度為 16 bit，采樣率為16K，1通道arecord -D default -f S16_LE -r 16000 -c 1 ./record.wav# 向 default 設(shè)備播放# wav 可以??從頭信息讀取，PCM格式需要指定更多參數(shù)，不?持mp3等需要解碼的?頻格式aplay -D default ./record.wav# 修改系統(tǒng)?量為90amixer -D default cset name='xxxxx Volume' 90