ALSA声卡07_分析调用过程_学习笔记

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2022-06-03 10:44 302阅读 0赞

1、编译新的strace工具分析aplay和amixer应用程序对声卡的调用过程

（1）因为旧的strace工具不能识别不能识别alsa声卡驱动程序里面的ioctrl.

（2）编译过程参考[http://blog.csdn.net/qingkongyeyue/article/details/52228729][http_blog.csdn.net_qingkongyeyue_article_details_52228729]

（3）出现错误

![Center][]

需要建立相关的设备节点

![Center 1][]

播放声音和调整音量

![Center 2][]

（4）等待音频播放完，能得到一个完整的log，把log文件拷贝回windows下进行分析

2、调用分析（aplay.log）(搜索设备节点“/dev/snd”)

strace分析： aplay Windows.wav

应用程序打开一个设备 节点的时候，肯定要找到他的file\_operation结构体  
1. /dev/snd/controlC0(控制节点)对应的file\_operations是snd\_ctl\_f\_ops

![Center 3][]  
所以的ioctl都会进入到snd\_ctl\_ioctl,函数里面对控制链表snd\_control\_ioctls里面取出某个结构体p,调用它的ioctl函数

![Center 4][]

open : snd\_ctl\_open  
SNDRV\_CTL\_IOCTL\_PVERSION : snd\_ctl\_ioctl -> put\_user(SNDRV\_CTL\_VERSION, ip) //把版本号返回给用户空间  
SNDRV\_CTL\_IOCTL\_CARD\_INFO : snd\_ctl\_ioctl -> snd\_ctl\_card\_info(card, ctl, cmd, argp);//获取声卡信息返回给用户空间  
                                               copy\_to\_user  
                                                 
SNDRV\_CTL\_IOCTL\_PCM\_PREFER\_SUBDEVICE : snd\_ctl\_ioctl -> snd\_pcm\_control\_ioctl -> control->prefer\_pcm\_subdevice = val;//记录用户空间传进来的值（想使用的PCM的子设备），在嵌入式系统里面，子设备只有1个，值默认是0或1.  
close  
上述三个ioctl不涉及硬件操作（意味着以后写驱动程序的时候可能根本不需要管这个设备节点）  
  
  
2. /dev/snd/pcmC0D0p （播放节点）对应的file\_operations是snd\_pcm\_f\_ops\[0\]  
open :  snd\_pcm\_playback\_open  
           snd\_pcm\_open  
              snd\_pcm\_open\_file  
              struct snd\_pcm\_substream \*substream;//定义一个snd\_pcm\_substream 结构体  
              snd\_pcm\_open\_substream//打开substream结构体  
              err = snd\_pcm\_hw\_constraints\_init(substream);//初始化substream结构体  
              snd\_mask\_any  
              snd\_interval\_any  
              ......  
              err = substream->ops->open(substream) // substream->ops : snd\_pcm\_ops结构体  
              soc\_pcm\_open  
              依次调用cpu\_dai, dma, codec\_dai, machine（三大模块）的open或startup函数  
              uda134x\_startup 里：snd\_pcm\_hw\_constraint\_minmax(SNDRV\_PCM\_HW\_PARAM\_RATE),snd\_pcm\_hw\_constraint\_minmax(SNDRV\_PCM\_HW\_PARAM\_SAMPLE\_BITS)  
              dma\_open里: snd\_pcm\_hw\_constraint\_integer,snd\_soc\_set\_runtime\_hwparams  
                         runtime->hw.info = hw->info; = SNDRV\_PCM\_INFO\_INTERLEAVED |  
   SNDRV\_PCM\_INFO\_BLOCK\_TRANSFER |  
   SNDRV\_PCM\_INFO\_MMAP |  
   SNDRV\_PCM\_INFO\_MMAP\_VALID |  
   SNDRV\_PCM\_INFO\_PAUSE |   //得到PCM设备的一些信息  
   SNDRV\_PCM\_INFO\_RESUME,  
              snd\_pcm\_hw\_constraints\_complete  
              pcm\_file->substream = substream;  
              file->private\_data = pcm\_file;  
  
  
注意：substream->ops =  soc\_new\_pcm函数里的soc\_pcm\_ops  
  
  
以下的ioctl入口都是：snd\_pcm\_playback\_ioctl                
SNDRV\_PCM\_IOCTL\_INFO ： snd\_pcm\_info\_user(substream, arg);//得到ioctl的信息返回给用户空间  
substream->ops->ioctl(substream, SNDRV\_PCM\_IOCTL1\_INFO, info);  
 snd\_pcm\_lib\_ioctl  
   
SNDRV\_PCM\_IOCTL\_PVERSION : put\_user(SNDRV\_PCM\_VERSION, (int \_\_user \*)arg)//lasa声卡驱动的版本号  
SNDRV\_PCM\_IOCTL\_TTSTAMP  : snd\_pcm\_tstamp(substream, arg);  
                                
SNDRV\_PCM\_IOCTL\_SYNC\_PTR : snd\_pcm\_sync\_ptr(substream, arg); 先不管  
  
  
SNDRV\_PCM\_IOCTL\_HW\_REFINE .... ： snd\_pcm\_hw\_refine\_user(substream, arg);//硬件参数重新规范  
                                    memdup\_user   //从用户空间传进来  
                                    snd\_pcm\_hw\_refine(substream, params); //修改  
                                    copy\_to\_user //拷回给用户空间  
SNDRV\_PCM\_IOCTL\_HW\_PARAMS : snd\_pcm\_hw\_params\_user(substream, arg);//设置硬件参数  
                               snd\_pcm\_hw\_params  
                                  substream->ops->hw\_params(substream, params);  
                                     soc\_pcm\_hw\_params  
                                     依次调用machine,codec\_dai,cpu\_dai,platform(dma)的hw\_params函数  
SNDRV\_PCM\_IOCTL\_SYNC\_PTR  //同步指针  
SNDRV\_PCM\_IOCTL\_SW\_PARAMS : snd\_pcm\_sw\_params\_user(substream, arg);//软件参数  
                               snd\_pcm\_sw\_params 不涉及硬件操作  
                                    
SNDRV\_PCM\_IOCTL\_SYNC\_PTR//同步指针  
SNDRV\_PCM\_IOCTL\_PREPARE  : snd\_pcm\_prepare(substream, file);//准备操作  
                               snd\_power\_wait // 电源管理相关，先不管  
                               .... 调用到platform里的prepare  
                                    
SNDRV\_PCM\_IOCTL\_SYNC\_PTR  
SNDRV\_PCM\_IOCTL\_SW\_PARAMS  
  
  
循环:  
SNDRV\_PCM\_IOCTL\_WRITEI\_FRAMES : copy\_from\_user  //从用户空间把音频数据拿过来，从wav文件中读出数据，写多帧数据  
                                snd\_pcm\_lib\_write  
                                snd\_pcm\_lib\_write1(substream, (unsigned long)buf, size, nonblock, snd\_pcm\_lib\_write\_transfer)  
                                snd\_pcm\_lib\_write\_transfer  
                                copy\_from\_user  
                                snd\_pcm\_start(substream); // 启动传输  
                                  
   
SNDRV\_PCM\_IOCTL\_SYNC\_PTR//同步指针  
  
  
SNDRV\_PCM\_IOCTL\_DRAIN  
SNDRV\_PCM\_IOCTL\_DROP  
SNDRV\_PCM\_IOCTL\_HW\_FREE //硬件释放  
close

3、file\_operation结构体

第0项对应的是播放，第1项对应的是录音，open对应的是and\_pcm\_playback\_open

![Center 5][]

4、调用分析

strace分析： amixer cset numid=1 30 (设置音量)  
/dev/snd/controlC0  
open  
SNDRV\_CTL\_IOCTL\_CARD\_INFO  
SNDRV\_CTL\_IOCTL\_PVERSION  
SNDRV\_CTL\_IOCTL\_ELEM\_INFO  //元素信息，这个元素可能指音量  
SNDRV\_CTL\_IOCTL\_ELEM\_READ  //读元素信息  
SNDRV\_CTL\_IOCTL\_ELEM\_WRITE : snd\_ctl\_elem\_write\_user  //写元素  
snd\_ctl\_elem\_write  
// 找到一个snd\_kcontrol  
kctl = snd\_ctl\_find\_id(card, &control->id);  
// 调用它的put

[http_blog.csdn.net_qingkongyeyue_article_details_52228729]: http://blog.csdn.net/qingkongyeyue/article/details/52228729
[Center]: /images/20220603/5e3fbbeba3fe4334b3b24462bace0232.png
[Center 1]: /images/20220603/36b9103ff2bf4870a55986404450a671.png
[Center 2]: /images/20220603/8df5c231fc9f4d0cbd69459f49f15216.png
[Center 3]: /images/20220603/c4d4a0a2c7444d7cbd1238dbbd07a6b6.png
[Center 4]: /images/20220603/cafa5a73f8a944059a896d127ecee485.png
[Center 5]: /images/20220603/7d38e1a27d1b42a080c1a65552d3f47b.png