snd_pcm_open
最近闲了，将去年分析的alsa库分析一下，和大家共享一下 ，请多多指点。 里面有一部分链接，图片等有需要可联系我 哈
硬 件： Arm
软件： Android 2.1
无论是在录音还是在放音，都要打开一个PCM流，具体对应的函数原型为：
int snd_pcm_open(snd_pcm_t **pcmp, const char *name, snd_pcm_stream_t stream, int mode)；
这里就开始分析一下它的流程。
在开始之前读者最好先看一下alsa-lib是如何对conf文件进行解析的，后面就简单提一下，这只重点在snd_pcm_open的流程。
本文以录音为例介绍一下它的流程。录音时传入name==AndroidCapture
先解一下各个参数的函义：pcmp是带回的pcm流，name是要找开的流即放音还是录音。放音对应AndroidPlayback_Speaker_normal，
录音对应AndroidCapture.放音的字符串会因为当前使用设备和设备状况不一样而有所不同，不同之处在下划线后面那部分。录音则因为大多
数板子成型后，都只有一个录音设备或者接口，因为录音串对应的就是AndroidCapture.stream对应流的类型，是放音(0)还是录音(1).mode是
指设备打开模式，可以暂时不用管。
打开流程首先会根据传入的name,到配置树中查找对应的结点。
snd_config_search_definition(root, "pcm", name, &pcm_conf); 此时会在配置树中查找对应的结点，然后将查找到的结点复制一份到
pcm_conf中。结合本系统配置文件信息，查找到结点信息如图所示。（建议在阅读本文时看一下图示，可以便于您理解）
之后，系统会调用snd_pcm_open_conf(pcmp, name, root, pcm_conf, stream, mode);进一步分析，pcm_conf即为刚才根据传入name到
配置树查找到的结点。
static int snd_pcm_open_conf(snd_pcm_t **pcmp, const char *name,
snd_config_t *pcm_root, snd_config_t *pcm_conf,
snd_pcm_stream_t stream, int mode)：
snd_pcm_open_conf会根据配置树的情况，获取子结点中名为type结点(它是一个叶子结点），并获取它的值hooks，用str存储。然后会在root
对应配置树中查找名为pcm_type hooks的结点。查找成功后，会在查找到的结点中搜索所索要的lib,open_name字符串。（后面要打开）。
在本系统中没有找到pcm_type hooks的结点。那么lib和open_name均为空，下面就要对lib/open_name初始化，（如果找到pcm_type empyt结点
则会用该结点的孩子结点初始化）。首先对lib初始化，首先查找str是否包含在
static const char *const build_in_pcms[] = {
"adpcm", "alaw", "copy", "dmix", "file", "hooks", "hw", "ladspa", "lfloat",
"linear", "meter", "mulaw", "multi", "null", "empty", "plug", "rate", "route", "share",
"shm", "dsnoop", "dshare", "asym", "iec958", "softvol", "mmap_emul",
NULL
};这个数组中，如果在，就将lib设为null.如果不在设置lib为默认库
sprintf(lib, "%s/libasound_module_pcm_%s.so", ALSA_PLUGIN_DIR, str); /usr/lib/alsa-lib/libasound_module_pcm_hooks.so
本系统查找发现hooks在数组中所以lib为null.下面对open_name初始化sprintf(open_name, "_snd_pcm_%s_open", open_name);即
_snd_pcm_hooks_open函数。
在这里需要说明的，为什么查找到的串的库名取null，而没有找到的取 /usr/lib/alsa-lib/libasound_module_pcm_hooks.so.个人理解因为我们
alsa-lib源码是开源的，alsa－lib初始化是会加载进来的。没有找到的库名为 /usr/lib/alsa-lib/libasound_module_pcm_hooks.so，这个可能是根据
我们不同的硬件来实现的吧，只要我们实现这个库存的接口（库名）一致alas-lib就可以正确加载 。
在我们的系统中包含对应的串hooks，所以lib为null.后续要开库时，传入库名为null,系统会返回一默认库名柄。
下面就是打开库，并在库中查找对应的open_name.因为我们代码是开源的，当然就可以在alsa-lib源码中找到对应的open_name,此处为_snd_pcm_hooks_open.然后就是调用这个函数 open_func(pcmp, name, pcm_root, pcm_conf, stream, mode)。
到此为至，简单来说snd_pcm_open_conf函数的主要功能，就是分析传递过来的配置树pcm_conf的type子结点对应的字符串：hooks，然后调
用由type值（hooks)构成的字符串函数（_snd_pcm_hooks_open）的过程。在我们系统中后面还要陆续调用此函数，而且在查找lib名时，都能在build_in_pcms中找到，所以对我们来说这个函数的主要功能就是查找pcm_conf子结点type对应的字符串构成的函数。
int _snd_pcm_hooks_open(snd_pcm_t **pcmp, const char *name, snd_config_t *root, snd_config_t *conf, snd_pcm_stream_t stream, int mode)
这个函数主要完成三件事，在传入的配置树中查找子孩子ID为slave的结点，然后调用snd_pcm_open_slave和snd_pcm_hooks_open，最后再分析配置树
的是否有hooks结点，有的话调用snd_pcm_hook_add_conf。为了方便大家理解，还是先看一下传入_snd_pcm_hooks_open配置树的情况.
先来看一下snd_pcm_open_slave(&spcm, root, sconf, stream, mode, conf);函数，在这里sconf即为slave结点中ID为pcm对应的配置树。root对应的是总的配置树（系统启动时会根据配置文件asound.conf/alsa-lib.conf加载构建）。
snd_pcm_open_slave－－>snd_pcm_open_named_slave-->snd_pcm_open_noupdate，由此可见snd_pcm_open_slave仍然会走到snd_pcm_open_noupdate这个函数处。然后会根据传入的参数name=default,在总的配置树中查找pcm default结点。snd_config_search_definition最终根据pcm default串查找对应的树。之后会调用 snd_pcm_open_conf(pcmp, name, root, pcm_conf, stream, mode)前面已经详细介过本函数了，本次调用只是传递过来的配置树不一样。 snd_pcm_open_conf(pcmp, name, root, pcm_conf, stream, mode)根据当前传入树pcm_conf的情况会调用如下函数_snd_pcm_empty_open。这个函数会从当前传入树取下slave孩子结点的pcm结点对应的配置树做为根结点，并调用 snd_pcm_open_named_slave.
snd_pcm_open_named_slave-->snd_pcm_open_conf可以看出又回到了snd_pcm_open_conf函数，只是传入的树不一样。snd_pcm_open_conf会调用_snd_pcm_type_plug_open.
函数_snd_pcm_type_plug_open会调 用snd_pcm_open_slave及snd_pcm_plug_open。
在传入树中摘下这样的子树，调用snd_pcm_open_slave-->snd_pcm_open_named_slave-->snd_pcm_open_conf-->_snd_pcm_hw_open.下面简单介绍一下_snd_pcm_hw_open.
_snd_pcm_hw_open-->snd_pcm_hw_open,此函数中会根据树中的card号码，调用snd_ctl_hw_open打开/dev/snd/ControlC0,然后再打开/dev/snd/pcmC0D0c,完成后调用snd_ctl_close关闭/dev/snd/ControlC0.并调用snd_pcm_hw_open_fd，传入fd为打开的/dev/snd/pcmC0D0c.该函数完成PCM流的创建，首先创建pcm的私有数据hw (snd_pcm_hw_t结构)，然后用参数（参数获取是通过ioctl命令发送到fd,然后内核将请求信息带回最后赋值给hw的成员中）初始化它，接着创建pcm(_snd_pcm结构)，并将hw赋值给pcm->private_data成员。最后再调用snd_pcm_hw_mmap_status/snd_pcm_hw_mmap_control两个函数完成映射。需要注意在这里pcm有一个类型，本处创建的pcm类型为SND_PCM_TYPE_HW.
对pcm的初始化代码如下：
//创建类型为SND_PCM_TYPE_HW的pcm流，并完成一些基本初始化。
ret = snd_pcm_new(&pcm, SND_PCM_TYPE_HW, name, info.stream, mode);
if (ret < 0) {
free(hw);
close(fd);
return ret;
}
//初始化ops函数集
pcm->ops = &snd_pcm_hw_ops;
//初始化fast_ops函数集
pcm->fast_ops = &snd_pcm_hw_fast_ops;
pcm->private_data = hw;//如上所述私有数据赋值
pcm->poll_fd = fd;/dev/snd/pcmC0D0c
pcm->poll_events = info.stream == SND_PCM_STREAM_PLAYBACK ? POLLOUT : POLLIN;
pcm->monotonic = monotonic;
//以下两函数可能是设置映射指针。读、写指针
ret = snd_pcm_hw_mmap_status(pcm);
ret = snd_pcm_hw_mmap_control(pcm);
至此一个完整的类型为SND_PCM_TYPE_HW的pcm流对象已建立成功，但是整个函数流程并没有完成，层层深入的函数调用将要返回，此处完成后将返回snd_pcm_plug_open函数的调用，先看一下这个函数，代码不多
int snd_pcm_plug_open(snd_pcm_t **pcmp,
const char *name,
snd_pcm_format_t sformat, int schannels, int srate,
const snd_config_t *rate_converter,
enum snd_pcm_plug_route_policy route_policy,
snd_pcm_route_ttable_entry_t *ttable,
unsigned int tt_ssize,
unsigned int tt_cused, unsigned int tt_sused,
snd_pcm_t *slave, int close_slave)
{
//这里传入的slave是刚刚我们创建的SND_PCM_TYPE_HW类型的pcm流对象
snd_pcm_t *pcm;
snd_pcm_plug_t *plug;
int err;
assert(pcmp && slave);
//创建SND_PCM_TYPE_PLUG类型pcm流的私有数据对象
plug = calloc(1, sizeof(snd_pcm_plug_t));
if (!plug)
return -ENOMEM;
//根据传入参数和slave的相关值初始化plug成员
plug->sformat = sformat;
plug->schannels = schannels;
plug->srate = srate;
plug->rate_converter = rate_converter;
//这里大家需要留意一下，后面还要介绍，知道这里有个赋值
plug->gen.slave = plug->req_slave = slave;
plug->gen.close_slave = close_slave;
plug->route_policy = route_policy;
plug->ttable = ttable;
plug->tt_ssize = tt_ssize;
plug->tt_cused = tt_cused;
plug->tt_sused = tt_sused;
//创建SND_PCM_TYPE_PLUG类型的流对象
err = snd_pcm_new(&pcm, SND_PCM_TYPE_PLUG, name, slave->stream, slave->mode);
if (err < 0) {
free(plug);
return err;
}
//用plug对应的一组函数赋值给它的ops/fast_ops成员
pcm->ops = &snd_pcm_plug_ops;
pcm->fast_ops = slave->fast_ops;
pcm->fast_op_arg = slave->fast_op_arg;
//设置私有成员
pcm->private_data = plug;
pcm->poll_fd = slave->poll_fd;
pcm->poll_events = slave->poll_events;
pcm->mmap_shadow = 1;
pcm->monotonic = slave->monotonic;
snd_pcm_link_hw_ptr(pcm, slave);
snd_pcm_link_appl_ptr(pcm, slave);
*pcmp = pcm;
return 0;
}
这个函数完成后，我们仍然没有完成整个建立流程，此时会返回到_snd_pcm_hooks_open函数中调用snd_pcm_hooks_open，代码也不是很多
int snd_pcm_hooks_open(snd_pcm_t **pcmp, const char *name, snd_pcm_t *slave, int close_slave)
{
//这里的slave是类型为plug的pcm流对象
snd_pcm_t *pcm;
snd_pcm_hooks_t *h;
unsigned int k;
int err;
assert(pcmp && slave);
//分配私有数据对象
h = calloc(1, sizeof(snd_pcm_hooks_t));
if (!h)
return -ENOMEM;
//留意一下
h->gen.slave = slave;
h->gen.close_slave = close_slave;
for (k = 0; k <= SND_PCM_HOOK_TYPE_LAST; ++k) {
INIT_LIST_HEAD(&h->hooks[k]);
}
//创建流类型为SND_PCM_TYPE_HOOKS的pcm流对象。
err = snd_pcm_new(&pcm, SND_PCM_TYPE_HOOKS, name, slave->stream, slave->mode);
if (err < 0) {
free(h);
return err;
}
//用hooks对应的一组函数初始化ops/fast_ops
pcm->ops = &snd_pcm_hooks_ops;
pcm->fast_ops = &snd_pcm_hooks_fast_ops;
//私有成员链接到pcm 对象中
pcm->private_data = h;
pcm->poll_fd = slave->poll_fd;
pcm->poll_events = slave->poll_events;
pcm->mmap_shadow = 1;
pcm->monotonic = slave->monotonic;
snd_pcm_link_hw_ptr(pcm, slave);
snd_pcm_link_appl_ptr(pcm, slave);
*pcmp = pcm;
return 0;
}
至此pcm流的创建过程，基本完成，可是还有最后一步_snd_pcm_hooks_open中的snd_pcm_hook_add_conf,因为我们的树中有hooks结点，所以必需调用这个函数进行处理。
snd_pcm_hook_add_conf(rpcm, root, n);其中n对应的配置树是这颗树中的子树。snd_pcm_hook_add_conf函数功能和snd_pcm_open_conf函数功能类似，只要我们知道n这颗树信息，就可以很容易阅 读完它的代码。snd_pcm_hook_add_conf--->_snd_pcm_hook_ctl_elems_install.
int _snd_pcm_hook_ctl_elems_install(snd_pcm_t *pcm, snd_config_t *conf)根据我们本次传入的子树，然后再来分析代码会变得很容易，slave为我们最后一次创建的HOOKS类型的pcm.
本函数会调用snd_ctl_open(&ctl, ctl_name, 0);打开对应的ctl,下面看一下
int snd_ctl_open(snd_ctl_t **ctlp, const char *name, int mode)
{
int err;
assert(ctlp && name);
err = snd_config_update();
if (err < 0)
return err;
return snd_ctl_open_noupdate(ctlp, snd_config, name, mode);
}
是否似曾相似，同样是到配置树中查找对应的结点。通过snd_config_search_definition找到这样配置树，然后调用snd_ctl_open_conf->_snd_ctl_hw_open.函数返回带回一个ctl控件。
snd_ctl_open完成后调用snd_config_imake_pointer(&pcm_conf, "pcm_handle", pcm);创建一个结点信息，并点pcm赋值给结点的指针域。
之后，会调用snd_sctl_build(&sctl, ctl, conf, pcm_conf, 0);
int snd_sctl_build(snd_sctl_t **sctl, snd_ctl_t *handle, snd_config_t *conf, snd_config_t *private_data, int mode)
{
//handle刚创建的ctl,conf传入_snd_pcm_hook_add_conf中的conf,private_data刚创建的指针结点。
snd_sctl_t *h;
snd_config_iterator_t i, next;
int err; assert(sctl);
assert(handle);
assert(conf);
*sctl = NULL;
if (snd_config_get_type(conf) != SND_CONFIG_TYPE_COMPOUND)
return -EINVAL;
h = calloc(1, sizeof(*h));
if (!h) {
if (mode & SND_SCTL_NOFREE)
return -ENOMEM;
snd_ctl_close(handle);
return -ENOMEM;
}
h->mode = mode;
h->ctl = handle;
INIT_LIST_HEAD(&h->elems);
//在这里依次添加hook_args中的参数添加到h中。
snd_config_for_each(i, next, conf) {
snd_config_t *n = snd_config_iterator_entry(i);
err = add_elem(h, n, private_data);
if (err < 0) {
free_elems(h);
return err;
}
}
*sctl = h;
return 0;
}
不幸的是根据我们的配置文件在这里添加的信息add_elem时会将每个参数信息通过调用snd_pcm_expand展开,我们的配置有问题，add_elem时会返回错误信息。
这样错误信息会一层层返回，并释放掉刚才我们创建的那么多pcm对象和私有数据等。但是不要紧，我们可以从中分析知道snd_pcm_open函数的流程。
稍后会对snd_pcm_open创建流程做一个小结，然后再说一下我们系统中pcm在后面是如何创建成功的。
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