alsa 音频编程简单的例子
alsa 音频编程简单的例子（总结）
1.源代码安装alsa 库，否则编译例子不会通过。原文引用
https://www.sodocs.net/doc/906045973.html,/share/detail/17289294
2.编译简单的播放和录音的例子。引用原文https://www.sodocs.net/doc/906045973.html,/f?kz=822509370
3alsa源码编译过程中的错误及应对https://www.sodocs.net/doc/906045973.html,/post-21.html
[cpp]view plaincopyprint?
1.
实验本人都是在ubuntu 11.04中验证通过。
/***************************************************************************第一部分
*************************************************************************/
昨晚帮群里人解决的问题，呵呵，严格的说，不是我一个解决的，还有大牛Felix的帮忙。给人解决问题的过程，也是自己学习知识的过程。
有些新人，在安装ubuntu后，系统没有声音，多半是因为Ubuntu的“声音控制驱动：Alsa”没有正确识别出电脑的声卡。这个问题的解决方法，虽然有点复杂，但还有值得去尝试的，毕竟没有人想在Ubuntu的世界里，过没声音的日子~
解决方法：去Alsa的官方网站，分别下载3 个声卡驱动控制程序安装包，来安装。
一. 声卡驱动控制程序：Alsa 的下载
1. 下载网站：https://www.sodocs.net/doc/906045973.html,/main/index.php/Main_Page
这里，我们要下载的是，Alsa 最新版本的3个安装包。从上面的网页里面，右边就能看到有“Download a package” —“current version”字样。
注意：Alsa驱动是在不断更新的，我们要做的，就是从网上下载最新版本的，上面的网页位置，就直接提供最新版本的直接下载。这次的教程，我以目前最新的：1.0.20，为例子来讲解。可能当你看到这篇教程的时候，版本已经更新了（比如1.0.21,22,23这样）。去照猫画虎的下载就行了。安装方法，过程，也是完全通用的。
我们需要下载如下3个安装包：
(1) alsa-driver-1.0.20
(2) alsa-lib-1.0.20
(3) alsa-utils-1.0.20
看图，在这个位置，不管以后版本怎么更新，都直接点击这里就行。
二. 安装
下载好的3 个软件包，分别是：alsa-driver-1.0.20.tar.bz2和alsa-lib-1.0.20.tar.bz2和alsa-utils-1.0.20.tar.bz2
这3个软件包，安装方法，安装过程，安装步骤，完全相同，都是linux系统下，最原始的：“编译安装3步走~”。因此，我这次的教程，以第一个软件包：alsa-driver-1.0.20.tar.bz2，来讲述具体的安装实践过程，后面的，自己照猫画虎即可。特别注意，这3个软件包，安装有先后顺序的，按照：driver —— lib —— utils进行。行了，我们开始吧!
1. 先在终端里面，下载：xmlto，这个软件包并安装
方法：从“应用程序”—”附件“，打开”终端“，输入：sudo apt-get install xmlto。这样来下载安装。安装好就把终端窗口放一边，我们后面会用到。
2. 找到你下载好的：alsa-driver-1.0.20.tar.bz2，双击打开它，我们能看到里面有一个文件夹，用鼠标左键，托拽到”桌面“上。稍等一会儿，你就会看到桌面上有：alsa-driver-1.0.20，这个名字的文件夹了。
3. 在终端里面，我们输入：cd 桌面/刚才那个文件夹的名字，应该就是：cd 桌面
/alsa-driver-1.0.20(你后面安装lib包的时候，自己想想这里是什么吧）。
4. 回车后，继续输入：./configure回车
说明：这个步骤，就是传说中的，编译、配置源代码，根据操作系统的不同，根据其所附带的软件包不同，因此，这个configure过程也不尽相同。因此，没人能够预知会出现什么问题。但是有个前提，就是，你按回车后，屏幕就开始滚动，直到完成，你要看看有没有出现：error（错误），这个词。如果没有，你就能继续下面的步骤了，如果中途出现了”错误“，那就必须先根据终端里面给出的错误提示信息，来上网搜索，解决这个错误。解决后，再回过头来，重新“./configure”
Ａlsa 声卡驱动程序的”configure“，一般不会遇到什么错误，在”Ｕbuntu linux 9.04 Ｄesktop“下测试可以通过。看图吧，最后出现：Hacking autoconf.h...，就算完成了。
5.完成后回到提示符，就可以继续输入：make，进行下一步了。回车，屏幕继续开始滚动，同样道理，要观察有没有”error（错误）“出现
这个过程，会有一个警告（warnning）：警告：格式字符串不是一个字面字符串而且没有待格式化的实参“，这个没事，不用理会它。看图吧。make的过程比较长，大约20分钟左右，最后会出现图里面的：”Ａlsa modules were successfully compiled“，就代表成功了。
6. 完成后返回命令提示符，输入：sudo make install ，回车即可开始安装驱动。
因为我的系统已经安装过了，所以这部分没发截图了。前两步如果不出现什么明显的”error （错误）“，那这最后一部，80％以上都不会再有问题了。
三. 后面的两个软件包的安装。
刚才说了，3个包，安装的步骤，过程，完全一样。我就简述下了。
1. 对于：alsa-lib-1.0.20
双击下载的软件包，把里面的文件夹解压缩到桌面上，然后终端里面：
cd 桌面/alsa-lib-1.0.20
./configure
make
（注意看上面2个步骤，有没有error，应该是没有，警告什么的，不需要管它）
sudo make install
最后完工。其实第一个driver，是3个包里面最最最重要的，它成功了，后面2个几乎就不会有什么问题的。
2. 对于alsa-utils-1.0.20
双击下载的软件包，把里面的文件夹解压缩到桌面上，然后终端里面：
cd 桌面/alsa-utils-1.0.20
./configure
make
（注意看上面2个步骤，有没有error，应该是没有，警告什么的，不需要管它）
sudo make install
这样，3个软件包彻底安装完成。你可以重新启动电脑了。对于目前流行的大部分声卡，你就能听到动听的声音了。
四.已知的存在的其他小问题
1. 重新启动电脑后，你可能听不到ubuntu系统启动的声音，不要着急，找个音乐来播放试试看，应该就有了。音乐有了就代表声卡工作正常了。后面，你还可以播放视频试试看
2. 关于视频，如果你播放视频的时候，在”暂停“的时候，声音”却不暂停“，那就更换一个视频播放器，我推荐大家用smplayer，这个。
3. 如果你在播放音乐，视频的时候，声音出现”卡“的情况，可以尝试更换媒体播放器。因为这种问题，可能不是驱动程序的问题，而是媒体播放器设置不当，所造成的。
4. 在linux系统下，“源代码”软件包，这种安装方式，一般在它的文件夹里面，都附带2个文件：分别是readme（是软件的介绍说明）和install（安装方法的详细说明）。但是鉴于大部分软件都是外国人开发的，因此这2个文件，一般都是英文版本的。所以，如果你英语还行，建议在安装前，认真的看看这2个文件，对于你编译安装任何软件，都是大有帮助的。看图，就是这两个：
行了，这次的文章就这样了，这篇文章不仅仅是教”alsa 声卡驱动程序“的编译安装。其实这个”编译安装的过程：解压缩文件夹，进入文件夹，./configure,make,sudo make install“，是对于linux世界所有”源代码“形式的安装包(比如：XXXXX.tar.gz这种格式）的一次教学。
/**********************************************************************第二部分
*************************************************************************************/
英文原文：https://www.sodocs.net/doc/906045973.html,/article/6735period(周期):硬件中中断间的间隔时间。它表示输入延时。声卡接口中有一个指针来指示声卡硬件缓存区中当前的读写位臵。只要接口在运行，这个指针将循环地指向缓存区中的某个位臵。frame size = sizeof(one sample) * nChannelsalsa中配臵的缓存(buffer)和周期(size)大小在runtime中是以帧(frames)形式存储的。
period_bytes = frames_to_bytes(runtime,
runtime->period_size);bytes_to_frames()The period and buffer sizes are not dependent on the sample format because they are measured in frames; you do not need to change them.ALSA声音编程介绍ALSA表示高级Linux声音体系结构(Advanced Linux Sound Architecture)。它由一系列内核驱动，应用程序编译接口(API)以及支持Linux下声音的实用程序组成。这篇文章里，我将简单介绍ALSA项目的基本框架以及它的软件组成。主要集中介绍PCM接口编程，包括您可以自动实践的程序示例。您使用ALSA的原因可能就是因为它很新，但它并不是唯一可用的声音API。如果您想完成低级的声音操作，以便能够最大化地控制声音并最大化地提高性能，或者如果您使用其它声音API没有的特性，那么ALSA是很好的选择。如果您已经写了一个音频程序，你可能想要为ALSA声卡驱动添加本地支持。如果您对音频不感兴趣，只是想播放音频文件，那么高级的API将是更好的选择，比如SDL,OpenAL以及那些桌面环境提供的工具集。另外，您只能在有ALSA 支持的Linux环境中使用ALSA。ALSA历史ALSA项目发起的起因是Linux下的声卡驱动(OSS/Free drivers)没有得到积极的维护。并且落后于新的声卡技术。Jaroslav Kysela早先写了一个声卡驱动，并由此开始了ALSA项目，随便，更多的开发者加入到开发队伍中，更多的声卡得到支持，API的结构也得到了重组。Linux内核2.5在开发过程中，ALSA被合并到了官方的源码树中。在发布内核2.6后，ALSA已经内建在稳定的内核版本中并将广泛地使用。数字音频基础声音由变化的气压组成。它被麦克风这样的转换器转换成电子形式。模/数(ADC)转换器将模拟电压转换成离散的样本值。声音以固定的时间间隔被采样，采样的速率称为采样率。把样本输出到数/模(DAC)转换器，比如扩音器，最后转换成原来的模拟信号。样本大小以位来表示。样本大小是影响声音被转换成数字信号的精确程度的因素之一。另一个主要的因素是采样率。奈奎斯特(Nyquist)理论中，只
要离散系统的奈奎斯特频率高于采样信号的最高频率或带宽，就可以避免混叠现象。ALSA基础ALSA由许多声卡的声卡驱动程序组成，同时它也提供一个称为libasound的API库。应用程序开发者应该使用libasound而不是内核中的ALSA 接口。因为libasound提供最高级并且编程方便的编程接口。并且提供一个设备逻辑命名功能，这样开发者甚至不需要知道类似设备文件这样的低层接口。相反，OSS/Free驱动是在内核系统调用级上编程，它要求开发者提供设备文件名并且利用ioctrl来实现相应的功能。为了向后兼容，ALSA提供内核模块来模拟OSS，这样之前的许多在OSS基础上开发的应用程序不需要任何改动就可以在ALSA上运行。另外，libaoss库也可以模拟OSS，而它不需要内核模块。ALSA包含插件功能，使用插件可以扩展新的声卡驱动，包括完全用软件实现的虚拟声卡。ALSA 提供一系列基于命令行的工具集，比如混音器(mixer)，音频文件播放器(aplay)，以及控制特定声卡特定属性的工具。ALSA体系结构ALSA API可以分解成以下几个主要的接口：1 控制接口：提供管理声卡注册和请求可用设备的通用功能2 PCM 接口：管理数字音频回放(playback)和录音(capture)的接口。本文后续总结重点放在这个接口上，因为它是开发数字音频程序最常用到的接口。3 Raw MIDI 接口:支持MIDI(Musical Instrument Digital Interface),标准的电子乐器。这些API提供对声卡上MIDI总线的访问。这个原始接口基于MIDI事件工作，由程序员负责管理协议以及时间处理。4 定时器(Timer)接口：为同步音频事件提供对声卡上时间处理硬件的访问。5 时序器(Sequencer)接口6 混音器(Mixer)接口设备命名API库使用逻辑设备名而不是设备文件。设备名字可以是真实的硬件名字也可以是插件名字。硬件名字使用hw:i,j这样的格式。其中i是卡号，j 是这块声卡上的设备号。第一个声音设备是hw:0,0.这个别名默认引用第一块声音设备并且在本文示例中一真会被用到。插件使用另外的唯一名字。比如plughw:,表示一个插件，这个插件不提供对硬件设备的访问，而是提供像采样率转换这样的软件特性，硬件本身并不支持这样的特性。声音缓存和数据传输每个声卡都有一个硬件缓存区来保存记录下来的样本。当缓存区足够满时，声卡将产生一个中断。内核声卡驱动然后使用直接内存(DMA)访问通道将样本传送到内存中的应用程序缓存区。类似地，对于回放，任何应用程序使用DMA将自己的缓存区数据传送到声卡的硬件缓存区中。这样硬件缓存区是环缓存。也就是说当数据到达缓存区末尾时将重新回到缓存区的起始位臵。ALSA维护一个指针来指向硬件缓存以及应用程序缓存区中数据操作的当前位臵。从内核外部看，我们只对应用程序的缓存区感兴趣，所以本文只讨论应用程序缓存区。应用程序缓存区的大小可以通过ALSA库函数调用来控制。缓存区可以很大，一次传输操作可能会导致不可接受的延迟，我们把它称为延时(latency)。为了解决这个问题，ALSA将缓存区拆分成一系列周期(period)(OSS/Free中叫片断fragments).ALSA以
period为单元来传送数据。一个周期(period)存储一些帧(frames)。每一帧包
含时间上一个点所抓取的样本。对于立体声设备，一个帧会包含两个信道上的样本。图1展示了分解过程：一个缓存区分解成周期，然后是帧，然后是样本。图中包含一些假定的数值。图中左右信道信息被交替地存储在一个帧内。这称为交错(interleaved)模式。在非交错模式中，一个信道的所有样本数据存储在另外一个信道的数据之后。Over and Under Run当一个声卡活动时，数据总是连续
地在硬件缓存区和应用程序缓存区间传输。但是也有例外。在录音例子中，如果应用程序读取数据不够快，循环缓存区将会被新的数据覆盖。这种数据的丢失被称为overrun.在回放例子中，如果应用程序写入数据到缓存区中的速度不够快，缓存区将会"饿死"。这样的错误被称为"underrun"。在ALSA文档中，有时将这两种情形统称为"XRUN"。适当地设计应用程序可以最小化XRUN并且可以从中恢复过来。一个典型的声音程序使用PCM的程序通常类似下面的伪代码：打开回放或录音接口设臵硬件参数(访问模式，数据格式，信道数，采样率，等等)while 有数据要被处理：读PCM数据(录音) 或写PCM数据(回放)关闭接口我们将在下文中看到一些可以工作的代码。我建议您在你的Linux系统上测试运行这些代码。查看输出并尝试修改推荐的代码。和本文相关的所有实例清单可以从FTP中获取：https://www.sodocs.net/doc/906045973.html,/pub/lj/listings/issue126/6735.tgz。Listing 1. Display Some PCM Types and Formats#include
val;printf("ALSA library version: %s\n",
SND_LIB_VERSION_STR);printf("\nPCM stream types:\n");for (val = 0; val <= SND_PCM_STREAM_LAST; val++) printf(" %s\n",
snd_pcm_stream_name((snd_pcm_stream_t)val));printf("\nPCM access types:\n");for (val = 0; val <= SND_PCM_ACCESS_LAST; val++)
printf(" %s\n",
snd_pcm_access_name((snd_pcm_access_t)val));printf("\nPCM
formats:\n");for (val = 0; val <= SND_PCM_FORMAT_LAST; val++) if
(snd_pcm_format_name((snd_pcm_format_t)val) != NULL) printf(" %s
(%s)\n", snd_pcm_format_name((snd_pcm_format_t)val),
snd_pcm_format_description( (snd_pcm_format_t)val));printf("\nPCM subformats:\n");for (val = 0; val <= SND_PCM_SUBFORMAT_LAST; val++) printf(" %s (%s)\n", snd_pcm_subformat_name(( snd_pcm_subformat_t)val), snd_pcm_subformat_description(( snd_pcm_subformat_t)val));printf("\nP CM states:\n");for (val = 0; val <= SND_PCM_STATE_LAST; val++)
printf(" %s\n", snd_pcm_state_name((snd_pcm_state_t)val));return 0;}
清单一显示了一些ALSA使用的PCM数据类型和参数。首先需要做的是包括头文
件。这些头文件包含了所有库函数的声明。其中之一就是显示ALSA库的版本。这个程序剩下的部分的迭代一些PCM数据类型，以流类型开始。ALSA为每次迭
代的最后值提供符号常量名，并且提供功能函数以显示某个特定值的描述字符串。你将会看到，ALSA支持许多格式，在我的1.0.15版本里，支持多达36种格式。这个程序必须链接到alsalib库，通过在编译时需要加上-lasound选项。有些alsa库函数使用dlopen函数以及浮点操作，所以您可能还需要加上-ldl,-lm
选项。下面是该程序的Makefile:CC=gccTARGET=testSRC=$(wildcard
*.c)OBJECT=
${SRC:.c=.o}INCLUDES=-I/usr/include/alsaLDFLAGS=-lasoundall:$(TARGET) $(OBJECT):$(SRC) $(CC) -c $(INCLUDES) $<$(TARGET):$(OBJECT) $(CC) -o $@ $< $(LDFLAGS).PHONY:cleanclean: @rm -rf $(OBJECT) $(TARGET) *~ Listing 2. Opening PCM Device and Setting Parameters/*This example opens the default PCM device, setssome parameters, and then displays the valueof most of the hardware parameters. It does notperform any sound playback or recording.*//* Use the newer ALSA API */#define
ALSA_PCM_NEW_HW_PARAMS_API/* All of the ALSA library API is defined* in this header */#include
dir;snd_pcm_uframes_t frames;/* Open PCM device for playback. */rc = snd_pcm_open(&handle, "default", SND_PCM_STREAM_PLAYBACK, 0);if (rc < 0) { fprintf(stderr, "unable to open pcm device: %s\n", snd_strerror(rc)); exit(1);}/* Allocate a hardware parameters object.
*/snd_pcm_hw_params_alloca(¶ms);/* Fill it in with default values. */snd_pcm_hw_params_any(handle, params);/* Set the desired hardware parameters. *//* Interleaved mode */snd_pcm_hw_params_set_access(handle, params, SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED);/* Signed 16-bit little-endian format */snd_pcm_hw_params_set_format(handle, params,
SND_PCM_FORMAT_S16_LE);/* Two channels (stereo)
*/snd_pcm_hw_params_set_channels(handle, params, 2);/* 44100
bits/second sampling rate (CD quality) */val =
44100;snd_pcm_hw_params_set_rate_near(handle, params, &val, &dir);/* Write the parameters to the driver */rc = snd_pcm_hw_params(handle, params);if (rc < 0) { fprintf(stderr, "unable to set hw parameters: %s\n", snd_strerror(rc)); exit(1);}/* Display information about the PCM interface */printf("PCM handle name = '%s'\n",
snd_pcm_name(handle));printf("PCM state = %s\n",
snd_pcm_state_name(snd_pcm_state(handle)));snd_pcm_hw_params_get_acce ss(params, (snd_pcm_access_t *) &val);printf("access type = %s\n",
snd_pcm_access_name((snd_pcm_access_t)val));snd_pcm_hw_params_get_for mat(params, &val);printf("format = '%s' (%s)\n",
snd_pcm_format_name((snd_pcm_format_t)val),
snd_pcm_format_description( (snd_pcm_format_t)val));snd_pcm_hw_params _get_subformat(params, (snd_pcm_subformat_t *)&val);printf("subformat = '%s' (%s)\n", snd_pcm_subformat_name((snd_pcm_subformat_t)val),
snd_pcm_subformat_description( (snd_pcm_subformat_t)val));snd_pcm_hw_ params_get_channels(params, &val);printf("channels = %d\n",
val);snd_pcm_hw_params_get_rate(params, &val, &dir);printf("rate = %d bps\n", val);snd_pcm_hw_params_get_period_time(params, &val,
&dir);printf("period time = %d us\n",
val);snd_pcm_hw_params_get_period_size(params, &frames,
&dir);printf("period size = %d frames\n",
(int)frames);snd_pcm_hw_params_get_buffer_time(params, &val,
&dir);printf("buffer time = %d us\n",
val);snd_pcm_hw_params_get_buffer_size(params, (snd_pcm_uframes_t *) &val);printf("buffer size = %d frames\n",
val);snd_pcm_hw_params_get_periods(params, &val, &dir);printf("periods per buffer = %d frames\n",
val);snd_pcm_hw_params_get_rate_numden(params, &val,
&val2);printf("exact rate = %d/%d bps\n", val, val2);val =
snd_pcm_hw_params_get_sbits(params);printf("significant bits = %d\n", val);snd_pcm_hw_params_get_tick_time(params, &val, &dir);printf("tick time = %d us\n", val);val =
snd_pcm_hw_params_is_batch(params);printf("is batch = %d\n", val);val = snd_pcm_hw_params_is_block_transfer(params);printf("is block transfer = %d\n", val);val = snd_pcm_hw_params_is_double(params);printf("is double = %d\n", val);val =
snd_pcm_hw_params_is_half_duplex(params);printf("is half duplex = %d\n", val);val = snd_pcm_hw_params_is_joint_duplex(params);printf("is joint duplex = %d\n", val);val =
snd_pcm_hw_params_can_overrange(params);printf("can overrange = %d\n",
val);val =
snd_pcm_hw_params_can_mmap_sample_resolution(params);printf("can mmap = %d\n", val);val = snd_pcm_hw_params_can_pause(params);printf("can pause = %d\n", val);val =
snd_pcm_hw_params_can_resume(params);printf("can resume = %d\n", val);val = snd_pcm_hw_params_can_sync_start(params);printf("can sync start = %d\n", val);snd_pcm_close(handle);return 0;}清单2打开默认的PCM设备，设臵一些硬件参数并且打印出最常用的硬件参数值。它并不做任何回放或录音的操作。snd_pcm_open打开默认的PCM设备并设臵访问模式为PLAYBACK。这个函数返回一个句柄，这个句柄保存在第一个函数参数中。该句柄会在随后的函数中用到。像其它函数一样，这个函数返回一个整数。如果返回值小于0,则
代码函数调用出错。如果出错，我们用snd_errstr打开错误信息并退出。为了设臵音频流的硬件参数，我们需要分配一个类型为snd_pcm_hw_param的变量。分配用到函数宏snd_pcm_hw_params_alloca。下一步，我们使用函数
snd_pcm_hw_params_any来初始化这个变量，传递先前打开的PCM流句柄。接下来，我们调用API来设臵我们所需的硬件参数。这些函数需要三个参数：PCM流句柄，参数类型，参数值。我们设臵流为交错模式，16位的样本大小，2个信道，44100bps的采样率。对于采样率而言，声音硬件并不一定就精确地支持我们所
定的采样率，但是我们可以使用函数snd_pcm_hw_params_set_rate_near来设臵最接近我们指定的采样率的采样率。其实只有当我们调用函数
snd_pcm_hw_params后，硬件参数才会起作用。程序的剩余部分获得并打印一些PCM流参数，包括周期和缓冲区大小。结果可能会因为声音硬件的不同而不同。运行该程序后，做实验，改动一些代码。把设备名字改成hw：0,0,然后看结果
是否会有变化。设臵不同的硬件参数然后观察结果的变化。
Listing 3. Simple Sound Playback
/*
This example reads standard from input and writes
to the default PCM device for 5 seconds of data.
*/
/* Use the newer ALSA API */
#define ALSA_PCM_NEW_HW_PARAMS_API
#include
int main() {
long loops;
int rc;
int size;
snd_pcm_t *handle;
snd_pcm_hw_params_t *params;
unsigned int val;
int dir;
snd_pcm_uframes_t frames;
char *buffer;
/* Open PCM device for playback. */
rc = snd_pcm_open(&handle, "default",
SND_PCM_STREAM_PLAYBACK, 0);
if (rc < 0) {
fprintf(stderr,
"unable to open pcm device: %s\n",
snd_strerror(rc));
exit(1);
}
/* Allocate a hardware parameters object. */
snd_pcm_hw_params_alloca(¶ms);
/* Fill it in with default values. */
snd_pcm_hw_params_any(handle, params);
/* Set the desired hardware parameters. */
/* Interleaved mode */
snd_pcm_hw_params_set_access(handle, params,
SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED);
/* Signed 16-bit little-endian format */
snd_pcm_hw_params_set_format(handle, params,
SND_PCM_FORMAT_S16_LE);
/* Two channels (stereo) */
snd_pcm_hw_params_set_channels(handle, params, 2);
/* 44100 bits/second sampling rate (CD quality) */ val = 44100;
snd_pcm_hw_params_set_rate_near(handle, params,
&val, &dir);
/* Set period size to 32 frames. */
frames = 32;
snd_pcm_hw_params_set_period_size_near(handle,
params, &frames, &dir);
/* Write the parameters to the driver */
rc = snd_pcm_hw_params(handle, params);
if (rc < 0) {
fprintf(stderr,
"unable to set hw parameters: %s\n",
snd_strerror(rc));
exit(1);
}
/* Use a buffer large enough to hold one period */ snd_pcm_hw_params_get_period_size(params, &frames, &dir);
size = frames * 4; /* 2 bytes/sample, 2 channels */ buffer = (char *) malloc(size);
/* We want to loop for 5 seconds */
snd_pcm_hw_params_get_period_time(params,
&val, &dir);
/* 5 seconds in microseconds divided by
* period time */
loops = 5000000 / val;
while (loops > 0) {
loops--;
rc = read(0, buffer, size);
if (rc == 0) {
fprintf(stderr, "end of file on input\n");
break;
} else if (rc != size) {
fprintf(stderr,
"short read: read %d bytes\n", rc);
}
rc = snd_pcm_writei(handle, buffer, frames);
if (rc == -EPIPE) {
/* EPIPE means underrun */
fprintf(stderr, "underrun occurred\n");
snd_pcm_prepare(handle);
} else if (rc < 0) {
fprintf(stderr,
"error from writei: %s\n",
snd_strerror(rc));
} else if (rc != (int)frames) {
fprintf(stderr,
"short write, write %d frames\n", rc); }
}
snd_pcm_drain(handle);
snd_pcm_close(handle);
free(buffer);
return 0;
}
清单3扩展了之前的示例。向声卡中写入了一些声音样本以实现声音回放。在这个例子中，我们从标准输入中读取数据，每个周期读取足够多的数据，然后将它们写入到声卡中，直到5秒钟的数据全部传输完毕。
这个程序的开始处和之前的版本一样---打开PCM设备、设臵硬件参数。我们使用由ALSA自己选择的周期大小，申请该大小的缓冲区来存储样本。然后我们找出周期时间，这样我们就能计算出本程序为了能够播放5秒钟，需要多少个周期。在处理数据的循环中，我们从标准输入中读入数据，并往缓冲区中填充一个周期的样本。然后检查并处理错误，这些错误可能是由到达文件结尾，或读取的数据长度与我期望的数据长度不一致导致的。
我们调用snd_pcm_writei来发送数据。它操作起来很像内核的写系统调用，只是这里的大小参数是以帧来计算的。我们检查其返回代码值。返回值为EPIPE
表明发生了underrun，使得PCM音频流进入到XRUN状态并停止处理数据。从该状态中恢复过来的标准方法是调用snd_pcm_prepare函数，把PCM流臵于PREPARED状态，这样下次我们向该PCM流中数据时，它就能重新开始处理数据。如果我们得到的错误码不是EPIPE，我们把错误码打印出来，然后继续。最后，如果写入的帧数不是我们期望的，则打印出错误消息。
这个程序一直循环，直到5秒钟的帧全部传输完，或者输入流读到文件结尾。然后我们调用snd_pcm_drain把所有挂起没有传输完的声音样本传输完全，最后关闭该音频流，释放之前动态分配的缓冲区，退出。
我们可以看到这个程序没有什么用，除非标准输入被重定向到了其它其它的文件。尝试用设备/dev/urandom来运行这个程序，该设备产生随机数据：
./example3
随机数据会产生5秒钟的白色噪声。
然后，尝试把标准输入重定向到设备/dev/null和/dev/zero上，并比较结果。改变一些参数，例如采样率和数据格式，然后查看结果的变化。
Listing 4. Simple Sound Recording
/*
This example reads from the default PCM device
and writes to standard output for 5 seconds of data.
*/
/* Use the newer ALSA API */
#define ALSA_PCM_NEW_HW_PARAMS_API
#include
int main() {
long loops;
int rc;
int size;
snd_pcm_t *handle;
snd_pcm_hw_params_t *params;
unsigned int val;
int dir;
snd_pcm_uframes_t frames;
char *buffer;
/* Open PCM device for recording (capture). */
rc = snd_pcm_open(&handle, "default",
SND_PCM_STREAM_CAPTURE, 0);
if (rc < 0) {
fprintf(stderr,
"unable to open pcm device: %s\n",
snd_strerror(rc));
exit(1);
}
/* Allocate a hardware parameters object. */
snd_pcm_hw_params_alloca(¶ms);
/* Fill it in with default values. */
snd_pcm_hw_params_any(handle, params);
/* Set the desired hardware parameters. */
/* Interleaved mode */
snd_pcm_hw_params_set_access(handle, params,
SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED);
/* Signed 16-bit little-endian format */
snd_pcm_hw_params_set_format(handle, params,
SND_PCM_FORMAT_S16_LE);
/* Two channels (stereo) */
snd_pcm_hw_params_set_channels(handle, params, 2);
/* 44100 bits/second sampling rate (CD quality) */ val = 44100;
snd_pcm_hw_params_set_rate_near(handle, params,
&val, &dir);
/* Set period size to 32 frames. */
frames = 32;
snd_pcm_hw_params_set_period_size_near(handle, params, &frames, &dir);
/* Write the parameters to the driver */
rc = snd_pcm_hw_params(handle, params);
if (rc < 0) {
fprintf(stderr,
"unable to set hw parameters: %s\n",
snd_strerror(rc));
exit(1);
}
/* Use a buffer large enough to hold one period */ snd_pcm_hw_params_get_period_size(params,
&frames, &dir);
size = frames * 4; /* 2 bytes/sample, 2 channels */ buffer = (char *) malloc(size);
/* We want to loop for 5 seconds */
snd_pcm_hw_params_get_period_time(params,
&val, &dir);
loops = 5000000 / val;
while (loops > 0) {
loops--;
rc = snd_pcm_readi(handle, buffer, frames);
if (rc == -EPIPE) {
/* EPIPE means overrun */
fprintf(stderr, "overrun occurred\n");
snd_pcm_prepare(handle);
} else if (rc < 0) {
fprintf(stderr,
"error from read: %s\n",
snd_strerror(rc));
} else if (rc != (int)frames) {
fprintf(stderr, "short read, read %d frames\n", rc);
rc = write(1, buffer, size);
if (rc != size)
fprintf(stderr,
"short write: wrote %d bytes\n", rc);
}
snd_pcm_drain(handle);
snd_pcm_close(handle);
free(buffer);
return 0;
}
清单4类似于清单3中的程序，除了这里的程序时做声音的抓取(录音)。当打开PCM设备时我们指定打开模式为SND_PCM_STREAM_CPATURE。在主循环中，我们调用snd_pcm_readi从声卡中读取数据，并把它们写入到标准输出。同样地，我们检查是否有overrun，如果存在，用与前例中相同的方式处理。
运行清单4的程序将录制将近5秒钟的声音数据，并把它们发送到标准输出。你也可以重定向到某个文件。如果你有一个麦克风连接到你的声卡，可以使用某个混音程序(mixer)设臵录音源和级别。同样地，你也可以运行一个CD播放器程序并把录音源设成CD。尝试运行程序4并把输出定向到某个文件，然后运行程序3播放该文件里的声音数据：
./listing4 > sound.raw
./listing3 < sound.raw
如果你的声卡支持全双工，你可以通过管道把两个程序连接起来，这样就可以从声卡中听到录制的声音：
./listing4 | ./listing3
同样地，您可以做实验，看看采样率和样本格式的变化会产生什么影响。
高级特性
在前面的例子中，PCM流是以阻塞模式操作的，也就是说，直到数据已经传送完，PCM接口调用才会返回。在事件驱动的交互式程序中，这样会长时间阻塞应用程序，通常是不能接受的。ALSA支持以非阻塞模式打开音频流，这样读写函数调用后立即返回。如果数据传输被挂起，调用不能被处理，ALSA就是返回一个EBUSY 的错误码。
许多图形应用程序使用回调来处理事件。ALSA支持以异步的方式打开一个PCM 音频流。这使得当某个周期的样本数据被传输完后，某个已注册的回调函数将会调用。
这里用到的snd_pcm_readi和snd_pcm_writei调用和Linux下的读写系统调用类似。字母i表示处理的帧是交错式(interleaved)的。ALSA中存在非交互模式的对应的函数。Linux下的许多设备也支持mmap系统调用，这个调用将设备内存映射到主内存，这样数据就可以用指针来维护。ALSA也运行以mmap模式打开
一个PCM信道，这允许有效的零拷贝(zero copy)方式访问声音数据。
总结
我希望这篇文章能够激励你尝试编写某些ALSA程序。伴随着2.6内核在Linux 发布版本(distributions)中被广泛地使用，ALSA也将被广泛地采用。它的高级特征将帮助Linux音频程序更好地向前发展。
Jaroslav Kysela和Takashi lwai帮助查阅了本文的草稿并提出了宝贵的意见，在此表示感谢。