tinyalsa函数大全

1. 设备管理

• pcm_open:打开PCM设备
• pcm_close:关闭PCM设备
• pcm_is_ready:设备是否打开

struct pcm {
    int fd;
    unsigned int flags;
    int running:1;
    int prepared:1;
    int underruns;
    unsigned int buffer_size;
    unsigned int boundary;
    char error[PCM_ERROR_MAX];
    struct pcm_config config;
    struct snd_pcm_mmap_status *mmap_status;
    struct snd_pcm_mmap_control *mmap_control;
    struct snd_pcm_sync_ptr *sync_ptr;
    void *mmap_buffer;
    unsigned int noirq_frames_per_msec;
    int wait_for_avail_min;
    unsigned int subdevice;

    struct pcm_ops *ops;
    void *data;
    void *snd_node;
};

2. 状态控制

• pcm_start：启动PCM设备开始数据传输
• pcm_stop：停止PCM设备的数据传输
• pcm_state：获取PCM设备的当前状态，PCM_STATE_XRUN，PCM_STATE_SUSPENDED，PCM_STATE_DISCONNECTED
  • pcm_prepare:准备PCM设备进行数据传输，pcm_write和pcm_start会内部调用。

#define SAMPLE_RATE     48000   // 采样率
#define CHANNELS        2       // 通道数
#define FORMAT          PCM_FORMAT_S16_LE  // 16位小端
#define PERIOD_SIZE     1024    // 每周期帧数
#define PERIOD_COUNT    4       // 周期数量

struct pcm_config config;
    memset(&config, 0, sizeof(config));
    config.channels = CHANNELS;           // 2通道
    config.rate = SAMPLE_RATE;            // 48kHz 采样率
    config.format = FORMAT;               // 16位小端
    config.period_size = PERIOD_SIZE;     // 每个周期1024帧
    config.period_count = PERIOD_COUNT;   // 4个周期
    config.start_threshold = 0;           // 立即开始录制
    config.stop_threshold = 0;            // 不自动停止
    config.silence_threshold = 0;         // 不填充静音

 alsaPcm = pcm_open(CardIndex, DeviceIndex, PCM_IN, &config);

• start_threshold:通常为多少帧开始（当缓冲区中积累了多少数据后才开始播放），何时开始播放/录制，值可以为 config.period_size;或config.period_size * config.period_count / 2;
• stop_threshold：当缓冲区中剩余多少数据时停止播放
• silence_threshold：早期音频系统的遗留参数，现代音频系统基本不用。
• period_size = 每个集装箱的容量（一次搬运多少货物）
• period_count = 流水线上同时运行的集装箱数量

  ┌─────────────────────────────────────────┐
  │         音频环形缓冲区 (Ring Buffer)     │
  ├─────────────────────────────────────────┤
  │  ┌─────────┐  ┌─────────┐  ┌─────────┐  │
  │  │ 周期 #1 │  │ 周期 #2 │   │ 周期 #3 │  │
  │  │  1024帧 │  │  1024帧 │  │  1024帧  │  │ ← period_count=3
  │  └─────────┘  └─────────┘  └─────────┘  │
  ├─────────────────────────────────────────┤
  │ 读指针 → 正在处理这个周期                 │
  │ 写指针 → 正在填充这个周期                 │
  └─────────────────────────────────────────┘
  

• period_count=2：激进模式，最低延迟 最小内存 最高风险（易xrun）
• period_count=4：平衡模式（推荐默认值） 良好的稳定性 适中的内存
• period_count≥8：保守模式 高延迟 高稳定性 大内存占用

对延迟的影响

// 计算公式
单周期延迟 = period_size / sample_rate
总缓冲延迟 = period_size × period_count / sample_rate

// 示例：48kHz，period_size=1024
单周期延迟 = 1024 / 48000 = 21.3ms

不同 period_count 的总延迟：
period_count=2 → 42.7ms
period_count=4 → 85.3ms ← 常用配置
period_count=8 → 170.7ms

3. 数据传输（普通模式）

• pcm_write：向PCM设备写入音频数据：向PCM设备写入音频数据
• pcm_read：从PCM设备读取音频数据。如未启动，自动调用pcm_start

4. 数据传输（MMAP模式）

• pcm_mmap_write：用内存映射方式写入音频数据，封装pcm_mmap_transfer
• pcm_mmap_read：使用内存映射方式读取音频数据，封装pcm_mmap_transfer
  • pcm_mmap_transfer/pcm_mmap_begin：开始内存映射传输操作
  • pcm_mmap_transfer/pcm_mmap_commit：提交内存映射传输的数据

5. 信息查询

• pcm_get_buffer_size：获取PCM缓冲区大小（帧数）
• pcm_get_error：获取最近一次的错误信息
• pcm_get_htimestamp：获取高精度时间戳和可用帧数

6. 参数管理

• pcm_params_get：获取PCM设备的参数能力
• pcm_params_free：释放PCM参数结构体
• pcm_params_get_min：获取参数的最小值
• pcm_params_get_max：获取参数的最大值

7. 等待和同步

• pcm_wait：等待PCM设备可用的数据空间。写数据等待可用的数据空间。
• pcm_get_poll_fd：获取用于poll的文件描述符

8. 格式转换

• pcm_format_to_bits, pcm_frames_to_bytes, pcm_bytes_to_frames