PCM音频设备的操作函数

PCM音频设备的操作函数2013-05-27对音频设备的操作主要是初始化音频设备以及往音频设备发送 PCM（Pulse Code Modulation）数据。为了方便，本文使用 ALSA（Advanced Linux Sound Architecture）提供的库和驱动。在编译和运行本文中的 MP3 流媒体播放器的时候，必须先安装 ALSA 相关的文件。

本文用到的主要对 PCM 设备操作的函数分为 PCM 设备初始化的函数以及 PCM 接口的一些操作函数。

PCM 硬件设备参数设置和初始化的函数有：

intsnd_pcm_hw_params_malloc （snd_pcm_hw_params_t **ptr） intsnd_pcm_hw_params_any （snd_pcm_t *pcm, snd_pcm_hw_params_t *params） void snd_pcm_hw_params_free （snd_pcm_hw_params_t *obj） intsnd_pcm_hw_params_set_access （ snd_pcm_t *pcm,snd_pcm_hw_params_t *params,snd_pcm_access_t _access） intsnd_pcm_hw_params_set_format （ snd_pcm_t *pcm,snd_pcm_hw_params_t *params,snd_pcm_format_t val） intsnd_pcm_hw_params_set_channels（snd_pcm_t *pcm,snd_pcm_hw_params_t *params,unsigned int val） int snd_pcm_hw_params_set_rate_near（snd_pcm_t *pcm,snd_pcm_hw_params_t *params,unsigned int *val, int *dir）

PCM 接口函数有：

int snd_pcm_hw_params （snd_pcm_t *pcm, snd_pcm_hw_params_t *params） int snd_pcm_prepare （snd_pcm_t *pcm） int snd_pcm_open （snd_pcm_t **pcm, const char *name,snd_pcm_stream_t stream, int mode） int snd_pcm_close （snd_pcm_t *pcm） snd_pcm_sframes_t snd_pcm_writei （snd_pcm_t *pcm,const void *buffer, snd_pcm_uframes_t size）

这些函数用到了 snd_pcm_hw_params_t 结构，此结构包含用来播放 PCM 数据流的硬件信息配置。在往音频设备（声卡）写入音频数据之前，必须设置访问类型、采样格式、采样率、声道数等。

首先使用 snd_pcm_open （）打开 PCM 设备，在 ALSA 中，PCM 设备都有名字与之对应。比如我们可以定义 PCM 设备名字为 char *pcm_name = "plughw:0,0"。最重要的 PCM 设备接口是“plughw”以及“hw”接口。使用“plughw”接口，程序员不必过多关心硬件，而且如果设置的配置参数和实际硬件支持的参数不一致，ALSA 会自动转换数据。如果使用“hw”接口，我们就必须检测硬件是否支持设置的参数了。Plughw 后面的两个数字分别表示设备号和次设备（subdevice）号。

snd_pcm_hw_params_malloc（）在栈中分配 snd_pcm_hw_params_t 结构的空间，然后使用 snd_pcm_hw_params_any（）函数用声卡的全配置空间参数初始化已经分配的 snd_pcm_hw_params_t 结构。snd_pcm_hw_params_set_access （）设置访问类型，常用访问类型的宏定义有：

SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED

交错访问。在缓冲区的每个 PCM 帧都包含所有设置的声道的连续的采样数据。比如声卡要播放采样长度是 16-bit 的 PCM 立体声数据，表示每个 PCM 帧中有 16-bit 的左声道数据，然后是 16-bit 右声道数据。

SND_PCM_ACCESS_RW_NONINTERLEAVED

非交错访问。每个 PCM 帧只是一个声道需要的数据，如果使用多个声道，那么第一帧是第一个声道的数据，第二帧是第二个声道的数据，依此类推。

函数 snd_pcm_hw_params_set_format（）设置数据格式，主要控制输入的音频数据的类型、无符号还是有符号、是 little-endian 还是 bit-endian。比如对于 16-bit 长度的采样数据可以设置为：

SND_PCM_FORMAT_S16_LE有符号16 bit Little EndianSND_PCM_FORMAT_S16_BE有符号16 bit Big EndianSND_PCM_FORMAT_U16_LE无符号16 bit Little EndianSND_PCM_FORMAT_U16_BE无符号 16 bit Big Endian 比如对于 32-bit 长度的采样数据可以设置为： SND_PCM_FORMAT_S32_LE有符号32 bit Little EndianSND_PCM_FORMAT_S32_BE有符号32 bit Big EndianSND_PCM_FORMAT_U32_LE无符号32 bit Little EndianSND_PCM_FORMAT_U32_BE无符号 32 bit Big Endian