【ALSA】 asound.conf 插件讲解

墨蓝 2023-06-26 15:28 16阅读 0赞

Alsa-lib层，为不同的驱动提供统一的接口alsa API，简化了开发人员对于驱动层的调用开发。接口定义地址：

https://www.alsa-project.org/alsa-doc/alsa-lib/

关于asound.conf的配置，可以参考官网解释：

https://www.alsa-project.org/main/index.php/Asoundrc

详细的插件讲解，官网网址：

https://www.alsa-project.org/alsa-doc/alsa-lib/pcm\_plugins.html

1.  什么是asound.conf  
asound.conf配置文件，是alsa-lib的默认配置文件，路径在 /etc/，可以用来配置alsa库的一些附加功能。这个文件不是alsa库运行时所必须的，没有它alsa库也可以正常运行。asound.conf允许对声卡或者设备进行更高级的控制，提供访问alsa-lib中的pcm插件方法，允许你做更多的复杂的控制，比如可以把声卡组合成一个或者多声卡访问多个I/O。

ps：在usr/local/shar/alsa/中有一个文件叫---alsa.conf，asound.conf 这个文件在调用snd\_pcm\_open这个api函数时，会被加载同时解析。

2. 什么是插件（plugins）？  
在ALSA中，PCM插件扩展了PCM设备的功能和特性。插件可以自动处理诸如：命名设备、采样率转换、通道间的采样复制、写入文件、为多个输入/输出连接声卡/设备（不同步采样）、使用多通道声卡/设备等工作。

3.   Plugin: hw  
此插件直接与ALSA内核驱动程序通信，它是一种没有任何转换的原始通信。

pcm.name {
        type hw         # Kernel PCM
        card INT/STR        # Card name (string) or number (integer)
        [device INT]        # Device number (default 0)
        [subdevice INT]     # Subdevice number (default -1: first available)
        [sync_ptr_ioctl BOOL]   # Use SYNC_PTR ioctl rather than the direct mmap access for control structures
        [nonblock BOOL]     # Force non-blocking open mode
        [format STR]        # Restrict only to the given format
        [channels INT]      # Restrict only to the given channels
        [rate INT]      # Restrict only to the given rate
        [chmap MAP]     # Override channel maps; MAP is a string array
    }

nonblock选项指定设备是否以非阻塞方式打开。注意此选项并不会更改读/写访问的阻塞行为。只影响打开设备时的阻塞行为。如果想保持与旧ALSA版本的兼容性，请关闭此选项。

下面是一个例子：

pcm.!default {
            type hw
            card 0
    }
     
    ctl.!default {
            type hw           
            card 0
    }

名字为default的声卡，指向card0，也就是hw：0，0，测试命令：aplay -D default test.wav

hw后面跟的数字是声卡号和设备号，可以用如下命令查看硬件支持声卡数：

cat /proc/asound/cards  或者  ls /dev/dns. (pcm0c (capture), pcm0p (playback))

4. Slave 定义  
在ALSA中，PCM插件扩展了PCM设备的功能和特性。插件可以自动处理诸如：命名设备、采样率转换、通道间的采样复制、写入文件、为多个输入/输出连接声卡/设备（不同步采样）、使用多通道声卡/设备等工作。要使用它们，开发者需要创建一个虚拟从属设备（slave device）。

pcm_slave.NAME {
        pcm STR     # PCM name
        # or
        pcm { }     # PCM definition
        format STR  # Format or "unchanged"
        channels INT    # Count of channels or "unchanged" string
        rate INT    # Rate in Hz or "unchanged" string
        period_time INT # Period time in us or "unchanged" string
        buffer_time INT # Buffer time in us or "unchanged" string
    }

一个最简单的slave用例：

pcm_slave.sltest {
            pcm "hw:1,0"
    }

在slave设备配置中加入采样率转换：

pcm_slave.sl2 {
            pcm "hw:1,0"
            rate 48000
    }
     
    pcm.rate_convert {
            type rate
            slave sl2
    }

调用这个接口，44.1k的采样频率的音频将会转换为48khz输出。

可以用aplay命令测试创建的虚拟设备：

aplay -D rate\_convert test.wav

上图的slave配置的另一种方式，两种方式等同：

pcm.rate_convert {
            type rate
            slave {
                    pcm "hw:1,0"
                    rate 48000
            }
    }

上面的用例用到了 Plugin: Rate

4.Plugin: Rate  
这个插件可以转换采样率，但是输入输出格式必须为线型。

pcm.name {
        type rate               # Rate PCM
            slave STR               # Slave name
            # or
            slave {                 # Slave definition
                    pcm STR         # Slave PCM name
                    # or
                    pcm { }         # Slave PCM definition
                    rate INT        # Slave rate
                    [format STR]    # Slave format
            }
        converter STR           # optional
        # or
        converter [ STR1 STR2 ... ] # optional
                    # Converter type, default is taken from
                    # defaults.pcm.rate_converter
        # or
        converter {     # optional
            name STR    # Convertor type
            xxx yyy     # optional convertor-specific configuration
        }
    }

5. Plugin: Route & Volume  
此插件可以转换声道数和应用声音。转换声音这个我没有很明白，官网也没有给出具体的用例。

pcm.name {
            type route              # Route & Volume conversion PCM
            slave STR               # Slave name
            # or
            slave {                 # Slave definition
                    pcm STR         # Slave PCM name
                    # or
                    pcm { }         # Slave PCM definition
                    [format STR]    # Slave format
                    [channels INT]  # Slave channels
            }
            ttable {                # Transfer table (bi-dimensional compound of cchannels * schannels numbers)
                    CCHANNEL {
                            SCHANNEL REAL   # route value (0.0 - 1.0)
                    }
            }
    }

6. Automatic conversion plugin  
这个插件可以转换channels、rate和format，可以理解为是rate和Route & Volume的集合体。

pcm.name {
            type plug               # Automatic conversion PCM
            slave STR               # Slave name
            # or
            slave {                 # Slave definition
                    pcm STR         # Slave PCM name
                    # or
                    pcm { }         # Slave PCM definition
            [format STR]    # Slave format (default nearest) or "unchanged"
            [channels INT]  # Slave channels (default nearest) or "unchanged"
            [rate INT]  # Slave rate (default nearest) or "unchanged"
            }
        route_policy STR    # route policy for automatic ttable generation
                    # STR can be 'default', 'average', 'copy', 'duplicate'
                    # average: result is average of input channels
                    # copy: only first channels are copied to destination
                    # duplicate: duplicate first set of channels
                    # default: copy policy, except for mono capture - sum
        ttable {        # Transfer table (bi-dimensional compound of cchannels * schannels numbers)
            CCHANNEL {
                SCHANNEL REAL   # route value (0.0 - 1.0)
            }
        }
        rate_converter STR  # type of rate converter
        # or
        rate_converter [ STR1 STR2 ... ]
                    # type of rate converter
                    # default value is taken from defaults.pcm.rate_converter
    }

看一下小例子：

pcm.nfbtout {
            type plug
            slave {
                    pcm "hw:1,0"
                    rate 8000
                    channels 2
            }
    }

7. Plugin: dmix  
       有了一个本地的alsa插件，叫做dmix（直接混合）插件。它允许软件混合在一个易于使用的语法中，而不需要先安装/理解一个新的应用程序。但是需要注意的一点：The resolution for 32-bit mixing is only 24-bit. The low significant byte is filled with zeros. The extra 8 bits are used for the saturation.

注意，dmix插件不是基于客户机/服务器架构，而是直接写入声卡的dma缓冲区。一次可以运行的实例数量没有限制。

pcm.name {
        type dmix       # Direct mix
        ipc_key INT     # unique IPC key
        ipc_key_add_uid BOOL    # add current uid to unique IPC key
        ipc_perm INT        # IPC permissions (octal, default 0600)
        hw_ptr_alignment STR    # Slave application and hw pointer alignment type
                    # STR can be one of the below strings :
                    # no
                    # roundup
                    # rounddown
                    # auto (default)
        slave STR
        # or
        slave {         # Slave definition
            pcm STR     # slave PCM name
            # or
            pcm { }     # slave PCM definition
            format STR  # format definition
            rate INT    # rate definition
            channels INT
            period_time INT # in usec
            # or
            period_size INT # in bytes
            buffer_time INT # in usec
            # or
            buffer_size INT # in bytes
            periods INT # when buffer_size or buffer_time is not specified
        }
        bindings {      # note: this is client independent!!!
            N INT       # maps slave channel to client channel N
        }
        slowptr BOOL        # slow but more precise pointer updates
    }

ipc\_key必须是整数形式的唯一ipc key。对于每个不同的dmix定义，这个数字必须是唯一的，因为共享内存是用这个key创建的。当ipc\_key\_add\_uid设置为true时，uid值将添加到ipc\_key设置中。这样可以避免同一个IPC密钥与不同用户同时发生冲突。

hw\_ptr\_alignment这个配置默认是auto，其他配置可以去上面贴的第三个网址中了解。

注意，dmix插件本身只支持单个配置。也就是说，它只支持固定rate（默认48000）、format（s16）、channels（2）和period\_time （125000）。对于使用其它配置，开发者必须在从PCM定义中明确设置该值。

一个用例：

pcm.dmix_44 {
        type dmix
        ipc_key 321456  # any unique value
        ipc_key_add_uid true
        slave {
            pcm "hw:0"
            format S32_LE
            rate 44100
        }
    }

可以利用这个配置的声卡播放一个48k 的音频：aplay -Dplug:dmix\_44 foo\_48k.wav

对于使用OSS仿真设备的dmix插件，必须将period和buffer sizes设置为2的幂次方。例如：

pcm.dmixoss {
        type dmix
        ipc_key 321456  # any unique value
        ipc_key_add_uid true
        slave {
            pcm "hw:0"
            period_time 0
            period_size 1024  # must be power of 2
            buffer_size 8192  # ditto
        }
    }

period\_time必须为0，对于带有多通道IO的声卡，添加绑定也非常有用。（官网中的这句，我不是很明白），绑定的用例：

pcm.dmixoss {
        ...
        bindings {
            0 0   # map from 0 to 0
            1 1   # map from 1 to 1
        }
    }

8. Plugin: dsnoop  
          此插件将一个capture流拆分为多个。它的工作方式与dmix插件相反，从多个客户端同时读取共享捕获缓冲区。以下参数的含义与dmix插件几乎相同。

pcm.name {
        type dsnoop     # Direct snoop
        ipc_key INT     # unique IPC key
        ipc_key_add_uid BOOL    # add current uid to unique IPC key
        ipc_perm INT        # IPC permissions (octal, default 0600)
        slave STR
        # or
        slave {         # Slave definition
            pcm STR     # slave PCM name
            # or
            pcm { }     # slave PCM definition
            format STR  # format definition
            rate INT    # rate definition
            channels INT
            period_time INT # in usec
            # or
            period_size INT # in bytes
            buffer_time INT # in usec
            # or
            buffer_size INT # in bytes
            periods INT # when buffer_size or buffer_time is not specified
        }
        bindings {      # note: this is client independent!!!
            N INT       # maps slave channel to client channel N
        }
        slowptr BOOL        # slow but more precise pointer updates
    }