ALSA架构应用程序aplay及amixer调用关系（应用层到内核驱动）

一、整体架构

    +--------+  +--------+  +--------+|apaly   |  |arecord |  |amixer  |+--------+  +--------+  +--------+|            ^            ^V            |            V+--------------------------------+|        ALSA Library API        ||      (tinyalsa, alsa-lib)      |+--------------------------------+user space           ^
----------------------|---------------------kernel space         V+--------------------------------+|            ALSA CORE           || +-------+ +-------+ +------+   || | PCM   | |CONTROL| | MIDI |...|| +-------+ +-------+ +------+   |+--------------------------------+|+--------------------------------+|            ASoC CORE           |+--------------------------------+|+--------------------------------+|        hardware driver         || +-------+ +--------+ +-----+   || |Machine| |Platform| |Codec|   || +-------+ +--------+ +-----+   |+--------------------------------+
+------------------------------------------+
|                 Machine                  |
| +--------------+      +--------------+   |
| |  Platform    |      |   Codec      |   |
| |              | I2S  |              |   |
| |       cpu_dai|<---->|codec_dai     |   |
| |              |      |              |   |
| +--------------+      +--------------+   |
+------------------------------------------+ copy_from_user           DMA                 I2S           DAC^                   ^                   ^             ^
+---------+   |    +----------+   |   +-----------+   |   +-----+   |   +------+
|userspace+-------->DMA Buffer+------->I2S TX FIFO+------->CODEC+------->SPK/HP|
+---------+        +----------+       +-----------+       +-----+       +------+

aplay.c涉及alsa-lib及alsa-utils源码下载地址：
alsa-lib 1.2.6源码
alsa-utils 1.2.6源码

二、使用aplay指令调用关系

strace分析： aplay Windows.wav

1. /dev/snd/controlC0 对应的file_operations是snd_ctl_f_ops
open : snd_ctl_open
SNDRV_CTL_IOCTL_PVERSION : snd_ctl_ioctl -> put_user(SNDRV_CTL_VERSION, ip)
SNDRV_CTL_IOCTL_CARD_INFO : snd_ctl_ioctl -> snd_ctl_card_info(card, ctl, cmd, argp);copy_to_userSNDRV_CTL_IOCTL_PCM_PREFER_SUBDEVICE : snd_ctl_ioctl -> snd_pcm_control_ioctl -> control->prefer_pcm_subdevice = val;
close
上述三个ioctl不涉及硬件操作2. /dev/snd/pcmC0D0p 对应的file_operations是snd_pcm_f_ops[0]
open :  snd_pcm_playback_opensnd_pcm_opensnd_pcm_open_filestruct snd_pcm_substream *substream;snd_pcm_open_substreamerr = snd_pcm_hw_constraints_init(substream);snd_mask_anysnd_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_hwparamsruntime->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 |SNDRV_PCM_INFO_RESUME,snd_pcm_hw_constraints_completepcm_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);substream->ops->ioctl(substream, SNDRV_PCM_IOCTL1_INFO, info);snd_pcm_lib_ioctlSNDRV_PCM_IOCTL_PVERSION : put_user(SNDRV_PCM_VERSION, (int __user *)arg)
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);memdup_usersnd_pcm_hw_refine(substream, params); 先不管copy_to_user
SNDRV_PCM_IOCTL_HW_PARAMS : snd_pcm_hw_params_user(substream, arg);snd_pcm_hw_paramssubstream->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
SNDRV_PCM_IOCTL_SW_PARAMS : snd_pcm_sw_params_user(substream, arg);snd_pcm_sw_params 不涉及硬件操作SNDRV_PCM_IOCTL_SYNC_PTR
SNDRV_PCM_IOCTL_PREPARE  : snd_pcm_prepare(substream, file);snd_power_wait // 电源管理相关，先不管.... 调用到platform里的prepareSNDRV_PCM_IOCTL_SYNC_PTR
SNDRV_PCM_IOCTL_SW_PARAMS循环:
SNDRV_PCM_IOCTL_WRITEI_FRAMES : copy_from_usersnd_pcm_lib_writesnd_pcm_lib_write1(substream, (unsigned long)buf, size, nonblock, snd_pcm_lib_write_transfer)snd_pcm_lib_write_transfercopy_from_usersnd_pcm_start(substream);  // 启动传输SNDRV_PCM_IOCTL_SYNC_PTRSNDRV_PCM_IOCTL_DRAIN
SNDRV_PCM_IOCTL_DROP
SNDRV_PCM_IOCTL_HW_FREE
close

三、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
SNDRV_CTL_IOCTL_ELEM_READ
SNDRV_CTL_IOCTL_ELEM_WRITE : snd_ctl_elem_write_usersnd_ctl_elem_write// 找到一个snd_kcontrolkctl = snd_ctl_find_id(card, &control->id);// 调用它的putresult = kctl->put(kctl, control);

上面是从其他地方找的一份关于aplay和amixer调用后使用strace记录整个过程后分析的，目前我们还没有时间去分析梳理，这里仅仅先记录起来。

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