Android Tinyalsa

tinyalsa位於Android源碼的external/tinyalsa位置。
關於tinyalsa，tinyalsa是Google在Android 4.0之後推的基於alsa內核的用戶層音頻接口。在Android 4.0之前還一直是使用這alsa-lib接口。Google之所以推出tinyalsa，我認為有可能是因為alsa使用了GPL許可證的緣故，也有可能是因為alsa-lib的庫過於復雜繁瑣大部分功能在Android平台沒有實際實用意義卻依然占用屈指可數的內存空間。
關於alsa在Android中，在Android 4.0及之後只要你願意還是可以使用原版alsa的，因為內核中依然是使用alsa的驅動，只需要把alsa的用戶層接口alsa-lib移植到源碼中即可。
tinyalsa中主要的頭文件和數據結構如下，通過ioctrl和內核的alsa驅動交互。


pcm設備，通過閱讀tinyalsa的代碼和查看Android下的音頻設備節點，可知在Android中一個pcm設備最多可有一個mixer設備"/dev/snd/controlC%u"（一般是controlC0）和32個/dev/snd/pcmC%uD%uc（一般是pcmC0D0c）、/dev/snd/pcmC%uD%u%p（一般是pcmC0D0p），pcm設備中的C代表card，D代表device，c代表capture，p代表playback。當我們新增一個pcm聲卡C的值會+1，D還是從0開始，可能只有c（pcmC1D0c 例如麥克風），可能只有p（pcmC1D0p 例如音響），可能同時存在c和p（pcmC1D0c pcmC1D0p ）。
tinyalsa的對外提供的頭文件就我上圖提到的一個"asoundlib.h"，提供最基礎的pcm和mixer操作。實現文件為pcm.c（實現pcm api）和mixer.c（實現mixer api）。根據asoundlib.h編寫了四個小工具tinypcminfo tinyplay tinycap tinymix，這四個小工具作為系統命令存放在系統中，可以很方便的使用。tinyasla作為精簡版的alsa-lib可能會有人想把它移植到Linux使用，tinyasla依賴的庫有libcutils && libutils，如果能把依賴的這兩個庫的一些方法使用Linux接口實現那麼剩下的問題應該不大了吧，這個僅僅是我的猜想。 tinypcminfo的實現文件tinypcminfo.c （查看pcm設備能力） tinyplay的實現文件tinyplay.c（使用pcm設備播放wav格式的音頻文件） tinycap的實現文件tinycap.c（使用pcm設備采集pcm格式的碼流，並保存為wav格式的文件） tinymix的實現文件tinymix.c（對pcm設備的控制，包括音量調節、設備切換） 這幾個命令使用時可以先使用tinypcminfo查看pcm設備的能力，要不當我們使用其他三個命令時使用了不合理的配置會出現parameter invalid的錯誤。
PCM API

/* 對pcm設備節點的操作 */struct pcm *pcm_open(unsigned int card, unsigned int device, unsigned int flags, struct pcm_config *config);int pcm_close(struct pcm *pcm);int pcm_is_ready(struct pcm *pcm); /* 獲取pcm設備的能力 */struct pcm_params *pcm_params_get(unsigned int card, unsigned int device, unsigned int flags);void pcm_params_free(struct pcm_params *pcm_params);unsigned int pcm_params_get_min(struct pcm_params *pcm_params, enum pcm_param param);unsigned int pcm_params_get_max(struct pcm_params *pcm_params, enum pcm_param param); /* 配置pcm設備capture和playback的規格 */int pcm_get_config(struct pcm *pcm, struct pcm_config *config);int pcm_set_config(struct pcm *pcm, struct pcm_config *config); /* 返回調用tinyalsa最後的錯誤信息 */const char *pcm_get_error(struct pcm *pcm); /* 設置pcm設備采集和播放的位數，位數越高越接近真實聲音 */unsigned int pcm_format_to_bits(enum pcm_format format); /* pcm設備的內置緩沖之間大小、幀數、時間的轉換 */unsigned int pcm_get_buffer_size(struct pcm *pcm);unsigned int pcm_frames_to_bytes(struct pcm *pcm, unsigned int frames);unsigned int pcm_bytes_to_frames(struct pcm *pcm, unsigned int bytes);unsigned int pcm_get_latency(struct pcm *pcm); // in ms /* 返回下一幀的有效幀指針和該幀時間戳，時間戳有CLOCK_MONOTONIC和CLOCK_REALTIME可選，裡面使用的是CLOCK_REALTIME *//* 我認為應該需要兩個時間戳，一個用於播放的時間戳（CLOCK_MONOTONIC）不受系統時間的影響，一個用於記錄當前音頻采集的時間戳（CLOCK_REALTIME） */int pcm_get_htimestamp(struct pcm *pcm, unsigned int *avail, struct timespec *tstamp); /* 通過FIFO把數據寫入硬件用於playback或者從硬件中讀取capture數據 */int pcm_write(struct pcm *pcm, const void *data, unsigned int count);int pcm_read(struct pcm *pcm, void *data, unsigned int count); /* 這是一個可選的和hardware通信的方式。 */int pcm_mmap_write(struct pcm *pcm, const void *data, unsigned int count);int pcm_mmap_read(struct pcm *pcm, void *data, unsigned int count);int pcm_mmap_begin(struct pcm *pcm, void **areas, unsigned int *offset, unsigned int *frames);int pcm_mmap_commit(struct pcm *pcm, unsigned int offset, unsigned int frames);int pcm_start(struct pcm *pcm);int pcm_stop(struct pcm *pcm);int pcm_wait(struct pcm *pcm, int timeout);int pcm_set_avail_min(struct pcm *pcm, int avail_min);

對於pcm設備的操作只需要注意所操作的設備是否存在，以及設備的能力問題不要設置設備所不能及的能力設備就可以正常工作了，其實就是需要注意channels、rate、format、period_size和period_count。
MIXER API

/* 對mixer設備的操作 */struct mixer *mixer_open(unsigned int card);void mixer_close(struct mixer *mixer); /* 獲取mixer設備信息name */const char *mixer_get_name(struct mixer *mixer); /* 獲取mixer設備的控制句柄 struct mixer_ctl */unsigned int mixer_get_num_ctls(struct mixer *mixer);struct mixer_ctl *mixer_get_ctl(struct mixer *mixer, unsigned int id);struct mixer_ctl *mixer_get_ctl_by_name(struct mixer *mixer, const char *name); /* 取mixer設備的控制信息 */const char *mixer_ctl_get_name(struct mixer_ctl *ctl);enum mixer_ctl_type mixer_ctl_get_type(struct mixer_ctl *ctl);const char *mixer_ctl_get_type_string(struct mixer_ctl *ctl);unsigned int mixer_ctl_get_num_values(struct mixer_ctl *ctl);unsigned int mixer_ctl_get_num_enums(struct mixer_ctl *ctl);const char *mixer_ctl_get_enum_string(struct mixer_ctl *ctl, unsigned int enum_id); /* Some sound cards update their controls due to external events, * such as HDMI EDID byte data changing when an HDMI cable is * connected. This API allows the count of elements to be updated. */void mixer_ctl_update(struct mixer_ctl *ctl); /* 設置和獲取可控制的信息，方式有比例、數組、范圍、固定值 *//* id通過mixer_get_num_ctls獲得 */int mixer_ctl_get_percent(struct mixer_ctl *ctl, unsigned int id);int mixer_ctl_set_percent(struct mixer_ctl *ctl, unsigned int id, int percent); int mixer_ctl_get_value(struct mixer_ctl *ctl, unsigned int id);int mixer_ctl_get_array(struct mixer_ctl *ctl, void *array, size_t count);int mixer_ctl_set_value(struct mixer_ctl *ctl, unsigned int id, int value);int mixer_ctl_set_array(struct mixer_ctl *ctl, const void *array, size_t count);int mixer_ctl_set_enum_by_string(struct mixer_ctl *ctl, const char *string); int mixer_ctl_get_range_min(struct mixer_ctl *ctl);int mixer_ctl_get_range_max(struct mixer_ctl *ctl);

擴展： 1. 什麼是pcm http://en.wikipedia.org/wiki/Pulse-code_modulation 2. 音頻采樣 http://baike.baidu.com/link?url=b9CLvaPgU4A0e0X3y5cLU4ADOI0eBuUeCys05m5unE7G-0eR2sQMBVhNxkCEvOf-Ot2CLAw2wWX5ZLhqi3D2t_#1