Judu's Wiki

主题

ASLA 子系统（一）概述 ​

更新: 3/7/2025 字数: 0 字 时长: 0 分钟

ALSA （Advanced Linux sound architecture）框架为 Linux 提供了全面的音频功能，包括以模拟或数字格式录制和播放音频流，以及路由和混音功能。ALSA 还支持音频中间件，例如 PulseAudio、Gstreamer 或 Android。

系统概述 ​

ALSAOverview.png

组件描述 ​

用户应用层 ​

  • Client Application（客户端应用）
    • alsa-utils：ALSA 的用户空间工具集，如 aplay、arecord 等，用于播放和录制音频。
    • Application：用户开发的应用程序，如音乐播放器、音频处理软件等，它们通过 ALSA 库与底层交互。
  • ALSA Library（ALSA 库）
    • alsa-lib：提供用户空间 API，供应用程序访问 ALSA 驱动。例如，snd_pcm_open() 用于打开 PCM 设备。

内核空间 ​

  • ALSA Framework（ALSA 框架）
    • pcm：管理 PCM（脉冲编码调制）音频流，处理音频数据的传输。
    • control：用于控制音量、增益、音频路由等。
  • ASoC Framework（ASoC 框架）
    • pcm dmaengine：处理音频数据的 DMA 传输。
    • soc core：ASoC 框架的核心组件，管理音频子系统的整体行为。
    • dapm（Dynamic Audio Power Management）：用于动态控制音频通路的电源管理，优化功耗。
  • ASoC Drivers（ASoC 驱动层）
    • machine driver（机器驱动）：定义音频系统的整体连接，包括 CPU、Codec 及其交互方式。
    • CPU DAI driver（数字音频接口驱动）：负责 SoC 内部的音频接口，如 I2S、SAI、PCM 等。
    • Codec driver（编解码器驱动）：驱动外部音频编解码器（如果存在）。

硬件层 ​

  • SoC

    • CPU DAI Peripheral（数字音频接口外设）：如 I2S、SAI（串行音频接口）等，负责音频数据的传输。

  • External Devices（外部设备）

    • Codec or connector（编解码器或连接器）：外部音频硬件，如 DAC（数模转换器）、ADC（模数转换器）、耳机放大器等。

Debug ​

Procfs filesystem ​

  • List PCM audio devices:
    bash
    cat /proc/asound/pcm
  • Get hardware parameters of a PCM audio device (device "0" of card "0" here):
    bash
    cat /proc/asound/card0/pcm0p/sub0/hw_params

Debugfs filesystem ​

  • List DAIs

    bash
    cat /sys/kernel/debug/asoc/dais

  • List DAPMs of "xxx.audio-controller" CPU DAI of "STM32MP1-EV" soundcard

    bash
    ls /sys/kernel/debug/asoc/STM32MP1-EV/xxx.audio-controller/dapm

动态跟踪 ​

ALSA 框架和驱动程序调试跟踪可以使用动态调试机制添加到内核日志中。

  • 示例：激活 SAI Linux 驱动程序的动态跟踪，并将跟踪打印到控制台：
    bash
    echo -n 'file stm32_sai.c +p; file stm32_sai_sub.c +p' > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control; 
dmesg -n8;

激活 DAPM 跟踪 ​

先决条件：必须先在 Linux 内核配置中启用 CONFIG_FUNCTION_TRACER 配置

  • 启用跟踪
    bash
    echo '1' > /sys/kernel/debug/tracing/events/asoc/enable
  • 检查日志：
    bash
    cat /sys/kernel/debug/tracing/trace

激活 PCM 硬件参数跟踪 ​

先决条件：必须先在 Linux 内核配置中启用 CONFIG_FUNCTION_TRACER 和 CONFIG_SND_DEBUG 配置

  • 启用跟踪
    bash
    echo '1' > /sys/kernel/debug/tracing/events/snd_pcm/enable
  • 检查日志：
    bash
    cat /sys/kernel/debug/tracing/trace

激活 PCM 缓冲区状态跟踪（PCM 环形缓冲区溢出/欠载调试）↑ ​

先决条件：必须先在 Linux 内核配置中启用 CONFIG_FUNCTION_TRACER、CONFIG_SND_DEBUG、CONFIG_SND_DEBUG_VERBOSE 和 SND_PCM_XRUN_DEBUG 配置

  • 设置 XRUN 跟踪详细程度[9]
    bash
    # Enable basic debugging and stack dump
echo 3 > /proc/asound/card0/pcm0p/xrun_debug
  • 启用跟踪[7]
    bash
    echo '1' > /sys/kernel/debug/tracing/events/snd_pcm/enable
  • 检查日志：
    bash
    cat /sys/kernel/debug/tracing/trace

参考与致谢 ​