Linux音频采集和在国产化平台中遇到的坑（一）

Linux音频采集和在国产化平台中遇到的坑（一）

最近在做一个国产化平台的软件项目的开发，是基于国产芯片的银河麒麟系统。其中有一个重要模块，是采集和播放音频数据，播放不用多说了，采集的话，包括采集麦克风和采集桌面系统声音。很多人都觉得银河麒麟不就是linux么，那不直接用ALSA就好了，我原本也是这么想的，但是实际开发下来才发现，还是有各种坑需要自己去趟的。这里我简单记录一下。

虽然都是linux，芯片也是基于同样的架构，同样的指令集，但是考虑到芯片的实现毕竟是不同的，于是所有涉及到硬件交互的软件部分，也会有所差异，最终会导致了有些应用层面的接口，不能按照普通linux的通常用法去使用。

linux ALSA音频采集

首先，银河麒麟既然是linux系统，那首先考虑到的是通过ALSA（Advanced Linux Sound Architecture）来进行采集，ALSA是linux的默认声卡驱动，同时在用户层还有一个ALSA Lib来供应用程序调用，它的整体上的结构图是这个样子的：

image

应用程序通常都是通过alsa-lib来使用，如果系统没有的话，可以通过命令安装开发库，就可以使用了。例如

sudo apt-get install libasound2-dev

另外需要注意一点的是，如果是android系统，那么系统里通常是不存在alsa的，而是它的简化版tiny-alsa，接口名称也不一样，但是大致调用流程是相同的。

alsa音频采集，有几个关键函数

#include <sys/asoundlib.h>
 创建alsa pcm handle去连接设备
 @param handle: 返回创建的PCM handle
 @param name: 设备名称，ASCII编码
 @param stream: 标明采集或者播放(SND_PCM_STREAM_CAPTURE, SND_PCM_STREAM_PLAYBACK)
 @param mode: 打开模式(see SND_PCM_NONBLOCK, SND_PCM_ASYNC)
 @return: 0表示成功，小于0表示错误
int snd_pcm_open( snd_pcm_t **handle, const char* name, int stream, int mode );
 读取音频帧
 @param handle: PCM handle
 @param buffer: frames containing buffer
 @param size: frames to be read
 @return: 实际读取的音频帧个数，小于0表示错误
ssize_t snd_pcm_readi( snd_pcm_t *handle, void *buffer, size_t size );
 @param handle: PCM handle
 @return: 实际读取的音频帧个数，小于0表示错误
int snd_pcm_close( snd_pcm_t *handle );
 准备使用PCM
 @param handle: PCM handle
 @return: 实际读取的音频帧个数，小于0表示错误
int snd_pcm_prepare( snd_pcm_t *handle );

接口简单，参数也少，所以使用起来很方便，基本上是linux下采集和播放的第一选择，下面写个简单的例子演示下如何调用

1. 打开音频设备并设置参数

SIMPLE_LOG("try open %s\n", device_name_.c_str());
int ret = snd_pcm_open(&alsa_pcm_, device_name_.c_str(), SND_PCM_STREAM_CAPTURE, SND_PCM_NONBLOCK);
if (!alsa_pcm_ || ret < 0)
	SIMPLE_LOG("open %s failed, ret: %d\n", device_name_.c_str(), ret);
	return false;
snd_pcm_hw_params_t* params;
snd_pcm_hw_params_alloca (&params);
snd_pcm_hw_params_any (alsa_pcm_, params);
snd_pcm_hw_params_set_access (alsa_pcm_, params,
	SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED);
snd_pcm_format_t format;
switch (bits_per_sam_) {
case 8:
	format = SND_PCM_FORMAT_S8;
	break;
case 16:
	format = SND_PCM_FORMAT_S16_LE;
	break;
case 24:
	format = SND_PCM_FORMAT_S24_LE;
	break;
case 32:
	format = SND_PCM_FORMAT_S32_LE;
	break;
default:
	format = SND_PCM_FORMAT_S16_LE;
	break;
snd_pcm_hw_params_set_format (alsa_pcm_, params, format);
snd_pcm_hw_params_set_channels (alsa_pcm_, params, channel_count_);
unsigned int rate = sample_rate_;
snd_pcm_hw_params_set_rate_near (alsa_pcm_, params, &rate, NULL);
sample_size_ = channel_count_ * (bits_per_sam_/8);
/* Activate the parameters */
ret = snd_pcm_hw_params (alsa_pcm_, params);
if (ret < 0)
	SIMPLE_LOG("set param failed, ret: %d\n", ret);
	snd_pcm_close (alsa_pcm_);
	alsa_pcm_ = NULL;
	return false;
}

1. 读取音频数据

bool AlsaCapture::ReadData()
    int read_size = 0;
    snd_pcm_uframes_t need_frames = real_sample_count_;
    for (;;)
        if (read_size >= pcm_buf_.size())
            break;
        int ret = 0;
        while (true)
            char* read_buf = &pcm_buf_[0] + read_size;
            ret = snd_pcm_readi(alsa_pcm_, read_buf, need_frames);
            if (ret >= 0)
                break;
            if (ret == -EAGAIN)
                SIMPLE_LOG("snd_pcm_readi EAGAIN\n");
                return false;
            if (AlsaXRunRecover(alsa_pcm_, ret) < 0)
                SIMPLE_LOG("ALSA read error: %s\n", snd_strerror(ret));
                return false;
        read_size += ret * sample_size_;
        need_frames -= ret;