ALSA声卡07_分析调用过程_学习笔记

1、编译新的strace工具分析aplay和amixer应用程序对声卡的调用过程

（1）因为旧的strace工具不能识别不能识别alsa声卡驱动程序里面的ioctrl.

（2）编译过程参考http://blog.csdn.net/qingkongyeyue/article/details/52228729

（3）出现错误

需要建立相关的设备节点

播放声音和调整音量

（4）等待音频播放完，能得到一个完整的log，把log文件拷贝回windows下进行分析

2、调用分析（aplay.log）(搜索设备节点“/dev/snd”)

strace分析： aplay Windows.wav

应用程序打开一个设备 节点的时候，肯定要找到他的file_operation结构体

1. /dev/snd/controlC0(控制节点)对应的file_operations是snd_ctl_f_ops

所以的ioctl都会进入到snd_ctl_ioctl,函数里面对控制链表snd_control_ioctls里面取出某个结构体p,调用它的ioctl函数

open : snd_ctl_open

SNDRV_CTL_IOCTL_PVERSION : snd_ctl_ioctl -> put_user(SNDRV_CTL_VERSION, ip) //把版本号返回给用户空间

SNDRV_CTL_IOCTL_CARD_INFO : snd_ctl_ioctl -> snd_ctl_card_info(card, ctl, cmd, argp);//获取声卡信息返回给用户空间

                                               copy_to_user

                                               

SNDRV_CTL_IOCTL_PCM_PREFER_SUBDEVICE : snd_ctl_ioctl -> snd_pcm_control_ioctl -> control->prefer_pcm_subdevice = val;//记录用户空间传进来的值（想使用的PCM的子设备），在嵌入式系统里面，子设备只有1个，值默认是0或1.

close

上述三个ioctl不涉及硬件操作（意味着以后写驱动程序的时候可能根本不需要管这个设备节点）





2. /dev/snd/pcmC0D0p （播放节点）对应的file_operations是snd_pcm_f_ops[0]

open :  snd_pcm_playback_open

           snd_pcm_open

              snd_pcm_open_file

              struct snd_pcm_substream *substream;//定义一个snd_pcm_substream 结构体

              snd_pcm_open_substream//打开substream结构体

              err = snd_pcm_hw_constraints_init(substream);//初始化substream结构体

              snd_mask_any

              snd_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（三大模块）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_hwparams

                         runtime->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 |   //得到PCM设备的一些信息

   SNDRV_PCM_INFO_RESUME,

              snd_pcm_hw_constraints_complete

              pcm_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);//得到ioctl的信息返回给用户空间

substream->ops->ioctl(substream, SNDRV_PCM_IOCTL1_INFO, info);

 snd_pcm_lib_ioctl

 


SNDRV_PCM_IOCTL_PVERSION : put_user(SNDRV_PCM_VERSION, (int __user *)arg)//lasa声卡驱动的版本号

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);//硬件参数重新规范

                                    memdup_user   //从用户空间传进来

                                    snd_pcm_hw_refine(substream, params); //修改

                                    copy_to_user //拷回给用户空间

SNDRV_PCM_IOCTL_HW_PARAMS : snd_pcm_hw_params_user(substream, arg);//设置硬件参数

                               snd_pcm_hw_params

                                  substream->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  //同步指针

SNDRV_PCM_IOCTL_SW_PARAMS : snd_pcm_sw_params_user(substream, arg);//软件参数

                               snd_pcm_sw_params 不涉及硬件操作

                                  

SNDRV_PCM_IOCTL_SYNC_PTR//同步指针

SNDRV_PCM_IOCTL_PREPARE  : snd_pcm_prepare(substream, file);//准备操作

                               snd_power_wait // 电源管理相关，先不管

                               .... 调用到platform里的prepare

                                  

SNDRV_PCM_IOCTL_SYNC_PTR

SNDRV_PCM_IOCTL_SW_PARAMS





循环:

SNDRV_PCM_IOCTL_WRITEI_FRAMES : copy_from_user  //从用户空间把音频数据拿过来，从wav文件中读出数据，写多帧数据

                                snd_pcm_lib_write

                                snd_pcm_lib_write1(substream, (unsigned long)buf, size, nonblock, snd_pcm_lib_write_transfer)

                                snd_pcm_lib_write_transfer

                                copy_from_user

                                snd_pcm_start(substream); // 启动传输

                                

 

SNDRV_PCM_IOCTL_SYNC_PTR//同步指针





SNDRV_PCM_IOCTL_DRAIN

SNDRV_PCM_IOCTL_DROP

SNDRV_PCM_IOCTL_HW_FREE //硬件释放

close

3、file_operation结构体

第0项对应的是播放，第1项对应的是录音，open对应的是and_pcm_playback_open

4、调用分析

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  //元素信息，这个元素可能指音量

SNDRV_CTL_IOCTL_ELEM_READ  //读元素信息

SNDRV_CTL_IOCTL_ELEM_WRITE : snd_ctl_elem_write_user  //写元素

snd_ctl_elem_write

// 找到一个snd_kcontrol

kctl = snd_ctl_find_id(card, &control->id);

// 调用它的put