Android ALSA驱动进阶之获取周期帧数snd_pcm_lib_period_frames：用法实例(九十五) - 详解
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文章目录
1. 前言
本篇目的：Android ALSA驱动进阶之获取周期帧数snd_pcm_lib_period_frames：用法实例
2. Android ALSA驱动进阶之snd_pcm_lib_period_frames介绍
基本概念
snd_pcm_lib_period_frames以帧为单位返回当前子流的周期尺寸，用于DMA描述符计数、中断负载评估、指针边界计算等与帧数相关的场景。功能
支持与任意格式/通道自动计算；与hw_params周期尺寸同步；散页与连续缓冲通用；可内联调用；返回值为unsigned int。使用限制
只能在子流打开且hw_params完成后调用；结果以帧为单位；不可用于缓冲未分配场景；需要临时变量保存；不可修改返回值。性能特性
单次读取runtime字段；耗时低于20 ns；无锁访问；内存零占用；支持16路并发。使用场景
车载I2S DMA帧计数、语音唤醒定时器帧边界、USB声卡微帧帧数拆分。
3. 代码实例
3.1 获取周期帧数用于I2S DMA描述符计数
应用场景
车载SoC I2S需要知道每中断应搬运的帧数，用于DMA剩余计数器配置。用法实例
#include <sound/core.h>
#include <sound/pcm.h>
#include <linux/module.h>
static struct snd_pcm *pcm;
static int i2s_hw_params(struct snd_pcm_substream *s,
struct snd_pcm_hw_params *p)
{
return snd_pcm_lib_malloc_pages(s, params_buffer_bytes(p));
}
static int i2s_trigger(struct snd_pcm_substream *s, int cmd)
{
if (cmd == SNDRV_PCM_TRIGGER_START) {
unsigned int period_frames = snd_pcm_lib_period_frames(s);
/* 填入DMA剩余帧寄存器 */
dma_set_frame_count(period_frames);
}
return 0;
}
static struct snd_pcm_ops i2s_ops = {
open = i2s_open,
ioctl = snd_pcm_lib_ioctl,
hw_params = i2s_hw_params,
trigger = i2s_trigger,
pointer = i2s_pointer,
};
static int __init car_period_frames_init(void)
{
int err;
struct snd_card *card;
err = snd_card_new(NULL, -1, "CarCard", THIS_MODULE, 0, &card);
if (err < 0)
return err;
err = snd_pcm_new(card, "CarPlay", 0, 1, 0, &pcm);
if (err < 0)
goto fail;
snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK, &i2s_ops);
strcpy(pcm->name, "Car PeriodFrames");
err = snd_card_register(card);
if (err < 0)
goto fail;
return 0;
fail:
snd_card_free(card);
return err;
}
static void __exit car_period_frames_exit(void)
{
struct snd_card *card = snd_card_ref(-1);
if (card)
snd_card_free(card);
}
module_init(car_period_frames_init);
module_exit(car_period_frames_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");代码功能：触发阶段通过snd_pcm_lib_period_frames得到周期帧数，直接填入DMA帧计数器，无需手动计算。
3.2 获取周期帧数用于语音唤醒定时器边界
应用场景
低功耗DSP需要知道每中断应处理的帧上限，避免越界。用法实例
#include <sound/core.h>
#include <sound/pcm.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/timer.h>
static struct snd_pcm *pcm;
static struct timer_list vw_timer;
static void vw_timer_fn(struct timer_list *t)
{
struct snd_pcm_substream *s = pcm->streams[SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE].substream;
if (s && s->runtime) {
unsigned int period_frames = snd_pcm_lib_period_frames(s);
/* DSP处理不超过周期帧数 */
dsp_process_frames(period_frames);
snd_pcm_period_elapsed(s);
}
mod_timer(t, jiffies + HZ/250);
}
static int vw_hw_params(struct snd_pcm_substream *s,
struct snd_pcm_hw_params *p)
{
return snd_pcm_lib_malloc_pages(s, params_buffer_bytes(p));
}
static struct snd_pcm_ops vw_ops = {
open = vw_open,
ioctl = snd_pcm_lib_ioctl,
hw_params = vw_hw_params,
trigger = vw_trigger,
pointer = vw_pointer,
};
static int __init vw_period_frames_init(void)
{
int err;
struct snd_card *card;
err = snd_card_new(NULL, -1, "VWCard", THIS_MODULE, 0, &card);
if (err < 0)
return err;
err = snd_pcm_new(card, "VWCap", 0, 0, 1, &pcm);
if (err < 0)
goto fail;
snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE, &vw_ops);
strcpy(pcm->name, "VW PeriodFrames");
err = snd_card_register(card);
if (err < 0)
goto fail;
timer_setup(&vw_timer, vw_timer_fn, 0);
mod_timer(&vw_timer, jiffies + HZ/250);
return 0;
fail:
snd_card_free(card);
return err;
}
static void __exit vw_period_frames_exit(void)
{
del_timer_sync(&vw_timer);
struct snd_card *card = snd_card_ref(-1);
if (card)
snd_card_free(card);
}
module_init(vw_period_frames_init);
module_exit(vw_period_frames_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");代码功能：定时器内通过snd_pcm_lib_period_frames得到周期帧数，作为DSP处理上限，避免溢出。
3.3 获取周期帧数用于USB微帧拆分
应用场景
USB等时传输需要把周期帧数拆分为多个微帧，每125us发送一次。用法实例
#include <sound/core.h>
#include <sound/pcm.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/usb.h>
static struct snd_pcm *pcm;
static int usb_hw_params(struct snd_pcm_substream *s,
struct snd_pcm_hw_params *p)
{
return snd_pcm_lib_malloc_pages(s, params_buffer_bytes(p));
}
static void usb_iso_fill(struct urb *urb)
{
struct snd_pcm_substream *s = urb->context;
unsigned int period_frames = snd_pcm_lib_period_frames(s);
unsigned int micro_frame_frames = period_frames / 8; // 8微帧/周期
int i;
for (i = 0; i < 8; i++) {
dma_addr_t addr = snd_pcm_sgbuf_get_addr(s, i * micro_frame_frames * 4);
urb->iso_frame_desc[i].offset = i * micro_frame_frames * 4;
urb->iso_frame_desc[i].length = micro_frame_frames * 4;
}
}
static struct snd_pcm_ops usb_ops = {
open = usb_open,
ioctl = snd_pcm_lib_ioctl,
hw_params = usb_hw_params,
trigger = usb_trigger,
pointer = usb_pointer,
};
static int __init usb_period_frames_init(void)
{
int err;
struct snd_card *card;
err = snd_card_new(NULL, -1, "USBCard", THIS_MODULE, 0, &card);
if (err < 0)
return err;
err = snd_pcm_new(card, "USBDup", 0, 1, 1, &pcm);
if (err < 0)
goto fail;
snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK, &usb_ops);
snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE, &usb_ops);
strcpy(pcm->name, "USB PeriodFrames");
err = snd_card_register(card);
if (err < 0)
goto fail;
return 0;
fail:
snd_card_free(card);
return err;
}
static void __exit usb_period_frames_exit(void)
{
struct snd_card *card = snd_card_ref(-1);
if (card)
snd_card_free(card);
}
module_init(usb_period_frames_init);
module_exit(usb_period_frames_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");代码功能：通过snd_pcm_lib_period_frames得到周期帧数后均分8份，每份地址通过snd_pcm_sgbuf_get_addr填入URB，实现微帧级精确传输。
3.4 用法总结
| 代码关键字 | 功能描述 | 典型应用 |
|---|---|---|
| snd_pcm_lib_period_frames DMA | 周期帧计数 | 车载I2S |
| snd_pcm_lib_period_frames DSP | 处理边界 | 语音唤醒 |
| snd_pcm_lib_period_frames URB | 微帧拆分 | USB等时 |
浙公网安备 33010602011771号