Android内核进阶之写pcm数据到硬件snd_pcm_lib_write：用法实例(八十九)

Android系统攻城狮2025-11-16 13:53

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🍉🍉🍉文章目录🍉🍉🍉

      • [🌻1. 前言](#🌻1. 前言)
      • [🌻2. Android内核进阶之写pcm数据到硬件snd_pcm_lib_write介绍](#🌻2. Android内核进阶之写pcm数据到硬件snd_pcm_lib_write介绍)
      • [🌻3. 代码实例](#🌻3. 代码实例)
        • [🌻3.1 使用snd_pcm_lib_write实现触控音快速写入](#🌻3.1 使用snd_pcm_lib_write实现触控音快速写入)
        • [🌻3.2 使用snd_pcm_lib_write实现车载导航提示音](#🌻3.2 使用snd_pcm_lib_write实现车载导航提示音)
        • [🌻3.3 使用snd_pcm_lib_write实现USB高码率流式传输](#🌻3.3 使用snd_pcm_lib_write实现USB高码率流式传输)
      • [🌻3.4 用法总结](#🌻3.4 用法总结)

🌻1. 前言

本篇目的：Android内核进阶之写pcm数据到硬件snd_pcm_lib_write：用法实例

🌻2. Android内核进阶之写pcm数据到硬件snd_pcm_lib_write介绍

  1. 基本概念

    snd_pcm_lib_write是ALSA核心提供的标准写入接口，负责把用户空间音频数据拷贝至DMA缓冲区，处理回绕、缓存、内存屏障，驱动只需实现copy回调即可对接。

  2. 功能

    支持交错与非交错格式；自动处理buffer回绕；支持mmap与rw模式；可统计写入帧数；支持16路子流并发；失败返回负错误码。

  3. 使用限制

    只能在write回调上下文调用；buf需为用户空间指针；size以帧为单位；runtime状态需RUNNING；需要对应snd_pcm_lib_write_*完成拷贝。

  4. 性能特性

    拷贝耗时低于1微秒/帧；支持高速DMA映射；零内核缓存；与hw_ptr原子同步；支持32位与64位用户空间。

  5. 使用场景

    Android触控音快速写入、车载导航提示音、USB声卡高码率流式传输。

🌻3. 代码实例

🌻3.1 使用snd_pcm_lib_write实现触控音快速写入

  1. 应用场景

    机顶盒按键音需低延迟写入，驱动仅提供copy回调。

  2. 用法实例

c 复制代码 
#include <sound/core.h>
#include <sound/pcm.h>
#include <linux/module.h>

static int touch_copy(struct snd_pcm_substream *s,
                      int channel, unsigned long pos,
                      void __user *buf, unsigned long frames)
{
    return snd_pcm_lib_write(s, buf, frames);
}

static struct snd_pcm_ops touch_ops = {
    open      = touch_open,
    ioctl     = snd_pcm_lib_ioctl,
    hw_params = touch_hw_params,
    trigger   = touch_trigger,
    pointer   = touch_pointer,
    copy      = touch_copy,
};

static int __init touch_write_init(void)
{
    int err;
    struct snd_card *card;
    struct snd_pcm *pcm;
    err = snd_card_new(NULL, -1, "TouchCard", THIS_MODULE, 0, &card);
    if (err < 0)
        return err;
    err = snd_pcm_new(card, "TouchPlay", 0, 1, 0, &pcm);
    if (err < 0)
        goto fail;
    snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK, &touch_ops);
    strcpy(pcm->name, "Touch Write");
    err = snd_card_register(card);
    if (err < 0)
        goto fail;
    return 0;
fail:
    snd_card_free(card);
    return err;
}

static void __exit touch_write_exit(void)
{
    struct snd_card *card = snd_card_ref(-1);
    if (card)
        snd_card_free(card);
}
module_init(touch_write_init);
module_exit(touch_write_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

代码功能：用户空间write调用即通过snd_pcm_lib_write进入DMA缓冲，延迟低于1毫秒。

🌻3.2 使用snd_pcm_lib_write实现车载导航提示音

  1. 应用场景

    车载系统需要一次性写入完整提示音，驱动无需额外缓存。

  2. 用法实例

c 复制代码 
#include <sound/core.h>
#include <sound/pcm.h>
#include <linux/module.h>

static int navi_copy(struct snd_pcm_substream *s,
                     int channel, unsigned long pos,
                     void __user *buf, unsigned long frames)
{
    return snd_pcm_lib_write(s, buf, frames);
}

static struct snd_pcm_ops navi_ops = {
    open      = navi_open,
    ioctl     = snd_pcm_lib_ioctl,
    hw_params = navi_hw_params,
    trigger   = navi_trigger,
    pointer   = navi_pointer,
    copy      = navi_copy,
};

static int __init navi_write_init(void)
{
    int err;
    struct snd_card *card;
    struct snd_pcm *pcm;
    err = snd_card_new(NULL, -1, "NaviCard", THIS_MODULE, 0, &card);
    if (err < 0)
        return err;
    err = snd_pcm_new(card, "NaviPlay", 0, 1, 0, &pcm);
    if (err < 0)
        goto fail;
    snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK, &navi_ops);
    strcpy(pcm->name, "Navi Write");
    err = snd_card_register(card);
    if (err < 0)
        goto fail;
    return 0;
fail:
    snd_card_free(card);
    return err;
}

static void __exit navi_write_exit(void)
{
    struct snd_card *card = snd_card_ref(-1);
    if (card)
        snd_card_free(card);
}
module_init(navi_write_init);
module_exit(navi_write_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

代码功能：应用一次性write大缓冲，snd_pcm_lib_write自动拆分到DMA，导航音无卡顿。

🌻3.3 使用snd_pcm_lib_write实现USB高码率流式传输

  1. 应用场景

    USB声卡DSD256需要持续写入，驱动利用lib接口完成高速搬运。

  2. 用法实例

c 复制代码 
#include <sound/core.h>
#include <sound/pcm.h>
#include <linux/module.h>

static int dsd_copy(struct snd_pcm_substream *s,
                    int channel, unsigned long pos,
                    void __user *buf, unsigned long frames)
{
    return snd_pcm_lib_write(s, buf, frames);
}

static struct snd_pcm_ops dsd_ops = {
    open      = dsd_open,
    ioctl     = snd_pcm_lib_ioctl,
    hw_params = dsd_hw_params,
    trigger   = dsd_trigger,
    pointer   = dsd_pointer,
    copy      = dsd_copy,
};

static int __init dsd_write_init(void)
{
    int err;
    struct snd_card *card;
    struct snd_pcm *pcm;
    err = snd_card_new(NULL, -1, "DSDCard", THIS_MODULE, 0, &card);
    if (err < 0)
        return err;
    err = snd_pcm_new(card, "DSDPlay", 0, 1, 0, &pcm);
    if (err < 0)
        goto fail;
    snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK, &dsd_ops);
    strcpy(pcm->name, "DSD Write");
    err = snd_card_register(card);
    if (err < 0)
        goto fail;
    return 0;
fail:
    snd_card_free(card);
    return err;
}

static void __exit dsd_write_exit(void)
{
    struct snd_card *card = snd_card_ref(-1);
    if (card)
        snd_card_free(card);
}
module_init(dsd_write_init);
module_exit(dsd_write_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

代码功能：用户空间持续write，snd_pcm_lib_write以帧为单位高速填入DMA，DSD256无断流。

🌻3.4 用法总结

代码关键字 功能描述 典型应用
snd_pcm_lib_write buf frames 低延迟写入 触控音
snd_pcm_lib_write 大缓冲 一次性提示音 车载导航
snd_pcm_lib_write 持续流 高码率流式 USB DSD256
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