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Linux ALSA 系统架构

https://www.linuxidc.com/Linux/2012-07/65903.htm

ALSA是Linux声卡驱动的架构,下面基于linux-2.6.32描述下ALSA系统架构。ALSA系统可以分为alsa-lib、alsa-driver,而alsa-driver又分为core层和底层硬件层。作为开发者,我们只需移植底层硬件层,根据自己硬件特性,实现底层的移植。而core层基本属于ALSA标准框架,不需要自己实现。介绍ALSA框架,下面是大体框架图。

如上图所示,alsa驱动最终会被上层应用调用,这是通过alsa-lib实现的,alsa-lib为alsa-driver封装了许多API,通过这些API,上层应用可以调用到驱动层。而alsa-lib中的这些API,我们可暂时把他们当做一个黑盒子,里面具体实现不需要去关注,下面以linux-2.6.32中ALSA调用函数关系说明其架构。先分析ALSA驱动的注册过程。

一、ALSA驱动的注册

注册流程查看上图,具体的注册过程不在此赘述。

二、打开流程

在ALSA驱动注册完毕以后,当应用程序开始调用时,会有一个过程:打开设备、映射、设置硬件参数、准备工作、触发数据流。下图为整个流程。

带sep0611的是需要自己实现的底层驱动。

三、写数据流程

图中应用程序通过ALSA-lib的API函数写入数据,ALSA-lib调用等待函数等待底层可写。ALSA-lib通过poll系统调用进入底层驱动并将poll信号加入sleep队列阻塞进程。硬件的中断信号触发底层驱动注册的中断处理函数,中断处理函数进而调用ALSA-driver中的函数判读是否该写。ALSA-driver中的函数再调用底层芯片硬件驱动获取硬件当前数据大小。ALSA-driver再判断空闲数据区的大小,如果满足条件就唤醒sleep队列,poll信号从而被唤醒,进而返回给ALSA-lib,ALSA-lib收到信号后再执行往buffer里写数据。 ALSA-lib通过mmap机制将硬件申请的内存映射到用户空间,从而应用程序只需调用ALSA-lib往相应位置写数据,硬件就可以直接读取了。如果映射内存里已有数据,通过DMA传输给codec,codec便开始读取数据并进行解码播放声音了。

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