alsa 应用接口说明

• pulseaudio官网

https://www.freedesktop.org/wiki/Software/PulseAudio/

 

•  pulseaudio-under-the-hood

https://gavv.github.io/articles/pulseaudio-under-the-hood/

 

• Developer Documentation

https://www.freedesktop.org/wiki/Software/PulseAudio/Documentation/Developer/

 

• PulseAudio Documentation

https://freedesktop.org/software/pulseaudio/doxygen/

 

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• alsa 官网

https://www.alsa-project.org/main/index.php/Main_Page

 

• alsa tutorial

http://equalarea.com/paul/alsa-audio.html

 

• alsa doc

https://www.alsa-project.org/alsa-doc/alsa-lib/index.html

 

 

 

首先让我们封装一个打开音频设备的函数：

snd_pcm_t *pcm_handle; 

 

  bool device_open(int mode){ 

  if (snd_pcm_open (&pcm_handle, “default” , mode , 0) < 0) 

  return false; 

  return true; 

  } 

snd_pcm_open是Alsa库提供的打开设备调用函数，这里我们指定打开缺省的音频设备，并根据参数mode将设备置为录音或是播放状态，如果设备打开成功，pcm_handle便指向该设备句柄，我们用全局变量保存起来，方便以后使用。

 

第二步是设置参数，参数设置不当将会导致音频设备无法正常工作。在设置参数前，我们需要了解一下各个参数的含义以及一些基本概念。

样本长度(sample)：样本是记录音频数据最基本的单位，常见的有8位和16位。

通道数(channel)：该参数为1表示单声道，2则是立体声。

桢(frame)：桢记录了一个声音单元，其长度为样本长度与通道数的乘积。

采样率(rate)：每秒钟采样次数，该次数是针对桢而言。

周期(period)：音频设备一次处理所需要的桢数，对于音频设备的数据访问以及音频数据的存储，都是以此为单位。

交错模式(interleaved)：是一种音频数据的记录方式，在交错模式下，数据以连续桢的形式存放，即首先记录完桢1的左声道样本和右声道样本（假设为立体声格式），再开始桢2的记录。而在非交错模式下，首先记录的是一个周期内所有桢的左声道样本，再记录右声道样本，数据是以连续通道的方式存储。不过多数情况下，我们只需要使用交错模式就可以了。

明白了各参数含义及关系后，我们开始设置参数：

1.  int bit_per_sample; //样本长度(bit) 

2.  int period_size; //周期长度(桢数) 

3.  int chunk_byte; //周期长度(字节数) 

4.  snd_pcm_hw_params_t *params; //定义参数变量 

5.   

6.  bool device_setparams() 

7.  { 

8.  snd_pcm_hw_params_t *hw_params; 

9.  snd_pcm_hw_params_malloc (&hw_params); //为参数变量分配空间 

10.snd_pcm_hw_params_malloc (¶ms); 

11.snd_pcm_hw_params_any ( pcm_handle, hw_params ); //参数初始化 

12.snd_pcm_hw_params_set_access ( pcm_handle, hw_params,

13. SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED); //设置为交错模式 

14.snd_pcm_hw_params_set_format( pcm_handle, hw_params,

15. SND_FORMAT_S16_LE); //使用用16位样本 

16.snd_pcm_hw_params_set_rate_near( pcm_handle, hw_params,

17. 44100, 0); //设置采样率为44.1KHz 

18.snd_pcm_hw_params_set_channels( pcm_handle, hw_params, 2); //设置为立体声 

19.snd_pcm_hw_params_get_period_size( hw_params, &period_size); //获取周期长度 

20.bit_per_sample = snd_pcm_hw_format_physical_width( hw_params.format );

21. //获取样本长度 

22.chunk_byte = period_size * bit_per_sample * hw_params.channels / 8;

23.//计算周期长度（字节数(bytes) = 每周期的桢数 * 样本长度(bit) * 通道数 / 8 ） 

24.snd_pcm_hw_params( pcm_handle, hw_params); //设置参数 

25.params = hw_params; //保存参数，方便以后使用 

26.snd_pcm_hw_params_free( hw_params); //释放参数变量空间 

27.return true; 

28. 

29.} 

这里先使用了Alsa提供的一系列snd_pcm_hw_params_set_函数为参数变量赋值。最后才通过snd_pcm_hw_params将参数传递给设备。需要说明的是正式的开发中需要处理参数设置失败的情况，这里仅做为示例程序而未作考虑。

设置好参数后便可以开始录音了。录音过程实际上就是从音频设备中读取数据信息并保存。

1.  char *wave_buf; 

2.  int wave_buf_len; 

3.  bool device_capture( int dtime ){ 

4.  　wave_buf_len = dtime * params.rate * bit_per_sample * params.channels / 8 ;

5.   //计算音频数据长度（秒数 * 采样率 * 桢长度） 

6.  　char *data = wave_buf = (char*)malloc( wave_buf_len ); //分配空间 

7.   

8.  int r = 0; 

9.  while ( data ?C wave_buf <= wave_buf_len ?C chunk_size ){ 

10.r = snd_pcm_readi( pcm_handle, data , chunk_size); 

11.if ( r>0 ) data += r * chunk_byte; 

12.else 

13.return false 

14.} 

15.return true; 

16.} 

形参dtime用来确定录音时间，根据录音时间分配数据空间，再调用snd_pcm_readi从音频设备读取音频数据，存放到wave_buf中。

同样的原理，我们再添加一个播放函数，向音频设备写入数据：

1.  bool device_play(){ 

2.  char *data = wave_buf; 

3.  int r = 0; 

4.  while ( data ?C wave_buf <= wave_buf_len ?C chunk_size ){ 

5.  r = snd_pcm_writei( pcm_handle, data , chunk_size); 

6.  if ( r>0 ) data += r * chunk_byte; 

7.  else 

8.  return false 

9.  } 

10.return true; 

11.} 

最后我们给这个示例程序加上main函数

1.  #include  

2.   

3.  bool device_open( int mode); 

4.  bool device_setparams(); 

5.  bool device_capture( int dtime ); 

6.  bool device_play(); 

7.  char *wave_buf; 

8.  int wave_buf_len; 

9.  int bit_per_sample; 

10.int period_size; 

11.int chunk_byte; 

12.int chunk_size; 

13.snd_pcm_hw_params_t *params; 

14. 

15.int main( int , char** ){ 

16.//录音 

17.if (!device_open(SND_PCM_STREAM_CAPTURE ) return 1; 

18.if (!device_setparams()) return 2; 

19.if (!device_capture( 3 )) return 3; //录制3秒 

20.snd_pcm_close( pcm_handle ); 

21. 

22.//播放 

23.if (!device_open( SND_PCM_STREAM_PLAYBACK ) return 4; 

24.if (!device_setparams()) return 5; 

25.if (!device_play()) return 6; 

26.snd_pcm_close( pcm_handle ); 

27. 

28.return 0; 

29.} 

这样，我们便完成了一个具有录音，播音的功能的音频程序，因为使用了alsa库，如果你使用的是gcc编译器，最后链接时记得要带上参数——lasound 。

限于篇幅，Alsa接口提供的强大功能不仅于此，有兴趣的读者可以参阅ALSA HOWTO，那上面你一定能够发现Alsa的强大之处。