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linux alsa-lib snd_pcm_open函数源码分析(六)

2020-08-15

采用的自定义插件配置如下:

pcm.rate16k {
    type plug
        slave {
            pcm "hw:0,0"
            rate 16000
        }
}

1. rate16k的执行流程

本篇重点对alsa加载插件的流程做总结,依然以上面的配置参数为例。如果用户想要使用rate16k这个插件, 则在snd_pcm_open函数中传入的name为rate16k:

  • 参数rate16从snd_pcm_open传至snd_pcm_open_noupdate,在snd_pcm_open_noupdate中, 由于snd_config_get_string获取不到string类型的节点返回负数错误码。 流程会执行到snd_pcm_open_conf,注意此时传入的配置节点已经为snd_config_search_definition找到的pcm的节点, 也就是本篇示例的节点的根节点。

  • snd_pcm_open_conf接收到的name此时为rate16k,函数会查找type节点,并获取到type对应的字符串plug, 之后拼接出符号_snd_pcm_plug_open并从动态库中查找到函数,之后执行此函数。

  • 在执行_snd_pcm_plug_open函数中,又执行了另一个重要的函数snd_pcm_open_slave,此函数实际时调用snd_pcm_open_named_slave, 在此函数中,首先去获取string, 此时的节点依然为复合节点,显然获取string失败,此时会再次执行snd_pcm_open_conf函数, 区别是此处的配置节点已经不是pcm节点而是slave节点。

  • snd_pcm_open_conf中会获取pcm对应的字符串”hw:0,0”,并从”hw:0,0”中分离出hw这个关键字。 分离出来后会继续拼接出符号_snd_pcm_hw_open,在动态库中查找到此函数并执行。

  • _snd_pcm_hw_open函数中,获取到了rate的整型值16000,如果有其他值比如”format”或者channels等也会一并获取。 获取到这些参数后,会调用snd_pcm_hw_open函数进行真正的hw设备的打开操作。

  • snd_pcm_hw_open函数中会分别调用snd_ctl_hw_opensnd_pcm_hw_open_fd函数,这两个函数会使用ioctl命令, 调用到内核中去。可以说调用到这两个函数时已经到了用户态的最底层,调用snd_pcm_hw_open_fd最终会返回pcmp, 这个参数会向上snd_pcm_hw_open–>_snd_pcm_hw_open–>snd_pcm_open_conf–>snd_pcm_open_named_slave–>snd_pcm_open_slave

  • 此时返回到_snd_pcm_plug_open中,由于snd_pcm_open_slave实际已经返回了hw设备的handle, 返回的这个handle作为slave设备的handle作为参数传入到snd_pcm_plug_open中。

  • snd_pcm_plug_open中通过snd_pcm_new创建一个plug设备,并把slave设备的handle赋值为plughandle结构体中的gen.slave字段。 同时pcm->fast_ops实际为slave->fast_ops,即实际为hw设备的fast_ops

至此,采用本篇举例的配置的插件加载完成。

2. 更复杂插件的流程

如果使用了更复杂的插件,即slave设备不是hw设备而是其他插件,则在执行snd_pcm_open_slave中调用snd_pcm_open_conf时, 传入的参数会是其他插件的名称,此时会进一步递归,再次查找传入snd_pcm_open_conf,只要传入的参数不是’hw’类型,则会一直递归。 最终会拼接出所有插件的符号并从动态库中找到这些函数执行。

3. snd_pcm_open总结

snd_pcm_open函数确实比较复杂,半年前接触alsa时还对alsa一无所知,同时发现网络上alsa的资料太少了, 仅有的资料也比较老,特别是内核部分的代码,kernel-4.4比2.6版本做了很多的改动,往往看了资料再去看代码发现根本不是这么回事, 无奈之下还是看源代码,结果发现第一个函数snd_pcm_open就如此复杂。

期间设备树匹配,codec驱动修改,重采样混音插件,音频算法集成,高通滤波等等功能都一一实现,但是依然对snd_pcm_open的工作不够清楚, 它复杂,健壮,神秘,几乎无任何源码分析的相关资料,这种挑战驱使我每当有空都要花点时间去分析它,前前后后花了接近三个月的周末休息时间, 终于捋清了它的大概脉络。尽管如此,对alsa的很多细节还是不够了解,比如配置树的数据结构,比如重采样插件具体执行重采样的过程。 对于重采样的具体过程,目前分析到是调用到了pcm_rate.c中的函数,并最终调用到了alsa-plugin库内的函数去具体执行重采样的过程, 但是这些重采样的参数是什么时候,通过什么参数告诉alsa的目前还不是很清楚,后续有时间还会继续跟踪。


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