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Linux 音频的基石： ALSA

news 2025/7/15 7:00:13

🎵 什么是 ALSA？

如果你是 Linux 用户，无论是听音乐、看电影还是进行语音聊天，你的系统都在幕后默默地使用着一个强大的音频框架——ALSA (Advanced Linux Sound Architecture)。ALSA 是 Linux 内核中的一个核心组件，它提供了声卡驱动程序和一套 API (应用程序编程接口)，让应用程序能够与声卡硬件进行高效、灵活的交互。
简单来说，ALSA 就是 Linux 系统中管理和处理所有声音输入和输出的标准方式。它取代了早期的 OSS (Open Sound System)，带来了更多高级特性，如多声道支持、硬件混音、MIDI 功能以及更低的延迟。

ALSA 架构概览 🏗️

ALSA 并不是一个单一的程序，而是一个分层、模块化的架构，主要由以下几部分组成：

  1. 内核模块：硬件的直接对话者 : 这是 ALSA 的最底层，直接与你的声卡硬件打交道。
  • 声卡驱动： 每个声卡（无论是板载的、PCIe 接口的还是 USB 声卡）都有专门的 ALSA 驱动模块（例如 snd_hda_intel、snd_usb_audio）。它们负责初始化声卡，配置硬件寄存器，并高效地传输音频数据。
  • ALSA 核心： 提供一个通用的接口层，让不同的声卡驱动可以“插入”进来，并向上层提供统一的服务。
  1. 用户空间库 (alsa-lib)：应用程序的桥梁 : 这部分是应用程序开发者最常接触的。alsa-lib 库（通常是 libasound.so 文件）封装了复杂的内核 API，提供了一个更高级、更友好的编程接口。应用程序调用这些库函数来播放、录制音频或控制声卡设置。
  • PCM 设备： 用于处理数字音频流，也就是我们常说的 PCM 数据。例如，播放 MP3 或 WAV 文件、录制麦克风输入，都涉及到 PCM 设备。
  • 控制设备： 管理声卡的各种设置，比如调节音量、选择输入源、静音等。
  • 其他设备： 还包括 MIDI 设备（用于音乐合成和控制）和定时器设备（用于音频同步）。
  1. ALSA 插件层：灵活的音频处理能力 🔌 ：ALSA 强大的灵活性体现在其插件系统上。这些插件在用户空间运行，可以对音频流进行实时处理和转换，弥补硬件功能的不足或提供额外特性。
  • plug (插件)： 最常用的插件之一。当应用程序请求的音频格式（如采样率、声道数、位深）与硬件不完全匹配时，plug 插件会自动进行转换。例如，如果你的声卡只支持 48kHz，而你播放 44.1kHz 的音频，plug 就会自动进行重采样。
  • dmix (设备混音)： 允许多个应用程序同时播放音频到同一个硬件设备，而无需声卡本身提供硬件混音功能。
  • hw (硬件)： 这不是一个插件，而是一个特殊的设备名，表示直接访问声卡硬件，不经过任何软件转换或混音。通常用于追求最低延迟或最高保真度的场景，但要求应用程序提供的音频格式必须与硬件原生支持的完全一致。
  1. 实用工具 (alsa-utils)：命令行好帮手 🛠️：ALSA 提供了一系列命令行工具，方便用户直接管理和测试音频系统。
  • aplay / arecord：播放和录制音频文件（例如 .wav）。
  • amixer / alsamixer：用于调节混音器设置、音量等。alsamixer 提供了一个用户友好的 TUI (文本用户界面)。
  • alsactl：用于保存和恢复声卡配置。

如何使用 ALSA：实践入门 🚀

1. 查找你的声卡设备

在 Linux 中，声卡设备通常以 hw:C,D 的形式表示，其中 C 是声卡编号，D 是该声卡上的设备编号。
运行以下命令可以列出你的所有播放设备：

 aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: PCH [HDA Intel PCH], device 0: ALC294 Analog [ALC294 Analog]Subdevices: 1/1Subdevice #0: subdevice #0
card 1: Device [USB Audio Device], device 0: USB Audio [USB Audio]Subdevices: 1/1Subdevice #0: subdevice #0

这里，card 0 是板载声卡，card 1 是一个 USB 声卡。它们的设备名分别是 hw:0,0 和 hw:1,0。

2. 播放音频文件

使用 aplay 可以快速播放 WAV 文件：

aplay -D hw:1,0 your_audio.wav

-D hw:1,0：指定使用 hw:1,0 这个设备进行播放。如果你不指定，aplay 会使用默认设备。

your_audio.wav：要播放的 WAV 文件。

如果你遇到“采样率不支持”之类的警告或错误，可以尝试使用 plug 插件：

aplay -D plughw:1,0 your_audio.wav

plughw 会自动帮你处理音频格式转换。

3. 调节音量和混音器

使用 alsamixer 可以方便地通过命令行调节音量和混音器设置:

alsamixer

进入界面后，使用方向键 ← → 选择控制项，↑ ↓ 调节音量。按M可以静音/取消静音。按Esc退出。

ALSA 编程入门 (C 语言示例) 🧑‍💻

在 C 语言程序中直接与 ALSA 交互，你需要使用 libasound 库。以下是一个极简的例子，演示如何打开一个 ALSA 设备并播放原始 PCM 数据：

#include <alsa/asoundlib.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main() {snd_pcm_t *handle;            // PCM 设备句柄snd_pcm_hw_params_t *params;  // 硬件参数结构体int err;// 假设你的USB声卡是 hw:1,0const char *device_name = "plughw:1,0"; // 使用 plughw 确保兼容性unsigned int sample_rate = 44100;int channels = 2;snd_pcm_format_t format = SND_PCM_FORMAT_S16_LE; // 16位有符号小端// 1. 打开 PCM 设备if ((err = snd_pcm_open(&handle, device_name, SND_PCM_STREAM_PLAYBACK, 0)) < 0) {fprintf(stderr, "无法打开音频设备 %s: %s\n", device_name, snd_strerror(err));return 1;}// 2. 分配硬件参数结构体snd_pcm_hw_params_alloca(&params);// 3. 填充默认硬件参数if ((err = snd_pcm_hw_params_any(handle, params)) < 0) {fprintf(stderr, "无法初始化硬件参数: %s\n", snd_strerror(err));goto cleanup;}// 4. 设置访问模式 (交错模式)if ((err = snd_pcm_hw_params_set_access(handle, params, SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED)) < 0) {fprintf(stderr, "无法设置访问模式: %s\n", snd_strerror(err));goto cleanup;}// 5. 设置采样格式 (16位有符号小端)if ((err = snd_pcm_hw_params_set_format(handle, params, format)) < 0) {fprintf(stderr, "无法设置采样格式: %s\n", snd_strerror(err));goto cleanup;}// 6. 设置声道数 (双声道)if ((err = snd_pcm_hw_params_set_channels(handle, params, channels)) < 0) {fprintf(stderr, "无法设置声道数: %s\n", snd_strerror(err));goto cleanup;}// 7. 设置采样率 (44100 Hz)unsigned int actual_rate = sample_rate;if ((err = snd_pcm_hw_params_set_rate_near(handle, params, &actual_rate, 0)) < 0) {fprintf(stderr, "无法设置采样率: %s\n", snd_strerror(err));goto cleanup;}if (actual_rate != sample_rate) {fprintf(stderr, "警告: 无法设置请求的采样率 %u Hz, 使用 %u Hz 代替。\n", sample_rate, actual_rate);}// 8. 设置周期和缓冲区大小（根据你的硬件能力调整，这里仅为示例）snd_pcm_uframes_t frames = 1024; // 每次写入的帧数if ((err = snd_pcm_hw_params_set_period_size_near(handle, params, &frames, 0)) < 0) {fprintf(stderr, "无法设置周期大小: %s\n", snd_strerror(err));goto cleanup;}snd_pcm_uframes_t buffer_size = frames * 4; // 缓冲区是周期的倍数if ((err = snd_pcm_hw_params_set_buffer_size_near(handle, params, &buffer_size)) < 0) {fprintf(stderr, "无法设置缓冲区大小: %s\n", snd_strerror(err));goto cleanup;}// 9. 将参数写入驱动if ((err = snd_pcm_hw_params(handle, params)) < 0) {fprintf(stderr, "无法设置 PCM 参数: %s\n", snd_strerror(err));goto cleanup;}// 10. 准备 PCM 设备if ((err = snd_pcm_prepare(handle)) < 0) {fprintf(stderr, "无法准备音频接口: %s\n", snd_strerror(err));goto cleanup;}// 11. (此处省略音频数据读取和写入循环)// 实际应用中，你需要从文件或其他来源读取音频数据，// 然后循环调用 snd_pcm_writei(handle, buffer, frames_to_write) 将数据写入声卡。printf("ALSA 设备 %s 配置成功，准备播放。\n", device_name);// 假设播放完毕snd_pcm_drain(handle); // 等待所有缓冲数据播放完毕cleanup:snd_pcm_close(handle); // 关闭设备return err < 0 ? 1 : 0;
}

注意： 实际播放需要一个数据读取循环，这里只是演示了 ALSA 设备的配置过程。

解决音频问题的小贴士 ✨

在使用 ALSA 时，你可能会遇到各种音频问题，例如声音断断续续、没有声音或音质不佳。以下是一些常见的问题诊断和解决技巧：

  1. 欠运行 (Underrun) / XRUN： 声音卡顿、断续通常是由于程序写入音频数据的速度慢于声卡播放速度。

  2. 增大缓冲区大小： 在 C 代码中，尝试增大period_size和 buffer_size 的值。使用 _near 函数时，要查看实际输出的周期和缓冲区大小。

  3. 检查系统负载： 运行 top 或 htop，看是否有其他程序占用过多 CPU。

  4. 提高程序优先级： 使用 nice 或 chrt 命令提高音频播放程序的运行优先级。

  5. 采样率不匹配：使用 plughw, 如果硬件不支持你想要的采样率，plughw 插件会自动进行转换。

  6. USB 声卡配置 (Gadget)： 如果你的 Linux 设备本身被配置为 USB 声卡（UAC gadget），那么其音频功能会受到 ConfigFS 中参数的严格限制。你需要查阅内核文档，看是否有 ConfigFS 属性可以调整 USB Gadget 声卡的内部缓冲区或周期设置。

ALSA C 语言编程核心 API 详解 🎶

在 Linux 下使用 ALSA 库 (libasound) 进行音频编程时，你需要掌握一系列关键的 API 函数。这些函数通常以 snd_pcm_ 或 snd_ 开头，用于操作 PCM（脉冲编码调制）设备，设置硬件参数，以及进行数据的读写。

snd_pcm_open()

int snd_pcm_open(snd_pcm_t **pcm, const char *name, snd_pcm_stream_t stream, int mode);

  • 作用： 这个函数用于打开一个 PCM 设备，它是所有音频操作的起点。成功打开设备后，你会得到一个 snd_pcm_t 类型的句柄，后续的所有操作都将围绕这个句柄进行。

  • 参数：snd_pcm_t **pcm: 这是一个指向 snd_pcm_t 指针的指针。函数会在这里返回一个新创建的 PCM 设备句柄（成功打开设备的标识）。
    const char *name: PCM 设备的名称，例如 “hw:0,0”（直接访问第一个声卡的第一个设备）或 “plughw:1,0”（使用插件层访问第二个声卡的第一个设备）。“default” 也是一个常用的名称，它会尝试使用系统默认的声卡和设置。
    snd_pcm_stream_t stream: 指定你希望进行的操作类型。
    SND_PCM_STREAM_PLAYBACK: 用于播放音频。
    SND_PCM_STREAM_CAPTURE: 用于录音/捕获音频。
    int mode: 打开设备的模式。通常设置为 0 表示阻塞模式（函数会等待操作完成），其他值如 SND_PCM_NONBLOCK 用于非阻塞模式。对于简单的播放，0 即可。

  • 返回值： 成功返回 0，失败返回负数错误码。

snd_pcm_hw_params_alloca()

void snd_pcm_hw_params_alloca(snd_pcm_hw_params_t **ptr);

  • 作用： 这个函数在栈上分配一个 snd_pcm_hw_params_t 结构体实例。这个结构体用于存储和管理 PCM 设备的硬件能力以及你希望设置的参数。
    _alloca 后缀表示它是在栈上分配内存，这意味着你不需要手动 free() 释放它，当函数返回时内存会自动回收。这比在堆上分配更方便且安全。

  • 参数：snd_pcm_hw_params_t **ptr: 指向 snd_pcm_hw_params_t 指针的指针。函数会把新分配的结构体地址存到这里。

  • 返回值： 无。

snd_pcm_hw_params_any()

int snd_pcm_hw_params_any(snd_pcm_t *pcm, snd_pcm_hw_params_t *params);

  • 作用： 这个函数用声卡硬件的默认或可用参数来初始化 snd_pcm_hw_params_t 结构体。在设置自定义参数之前，通常都需要调用它来获取一个有效的初始状态。这会填充结构体中所有可以配置的硬件参数的范围信息。

  • 参数：snd_pcm_t *pcm: 之前通过 snd_pcm_open() 获取的 PCM 设备句柄。
    snd_pcm_hw_params_t *params: 指向由 snd_pcm_hw_params_alloca() 分配的硬件参数结构体。

  • 返回值： 成功返回 0，失败返回负数错误码。

snd_pcm_hw_params_set_access()

int snd_pcm_hw_params_set_access(snd_pcm_t *pcm, snd_pcm_hw_params_t *params, snd_pcm_access_t access);

  • 作用： 设置数据访问模式。这决定了你的应用程序如何向声卡驱动传递（或从声卡驱动接收）音频数据。

  • 参数：snd_pcm_t *pcm: PCM 设备句柄。
    snd_pcm_hw_params_t *params: 硬件参数结构体。
    snd_pcm_access_t access: 访问模式。
    SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED: 读写交错模式。这是最常用的模式。数据以帧（frame）为单位进行读写，每个帧包含所有声道在同一时刻的样本，声道之间的数据是交错排列的（例如，立体声数据格式是 L1 R1 L2 R2 …）。你的代码中就是用这种模式，并通过 snd_pcm_writei() 写入数据。
    SND_PCM_ACCESS_RW_NONINTERLEAVED: 读写非交错模式。所有第一声道的数据一起传输，然后所有第二声道的数据一起传输，以此类推。较少用。
    SND_PCM_ACCESS_MMAP_INTERLEAVED: 内存映射交错模式。应用程序直接写入声卡驱动映射的内存区域，可以减少数据拷贝，适合低延迟应用。

  • 返回值： 成功返回 0，失败返回负数错误码。

snd_pcm_hw_params_set_format()

int snd_pcm_hw_params_set_format(snd_pcm_t *pcm, snd_pcm_hw_params_t *params, snd_pcm_format_t format);

  • 作用： 设置音频数据的采样格式（位深和字节序）。这是非常重要的参数，必须与你要播放的音频数据的实际格式匹配。

  • 参数：
    snd_pcm_t *pcm: PCM 设备句柄。
    snd_pcm_hw_params_t *params: 硬件参数结构体。
    snd_pcm_format_t format: 采样格式。常用的包括：
    SND_PCM_FORMAT_S16_LE: 16 位有符号整数，小端序。这是 CD 质量音频和许多 WAV 文件常见的格式。
    SND_PCM_FORMAT_S16_BE: 16 位有符号整数，大端序。
    SND_PCM_FORMAT_U8: 8 位无符号整数。
    SND_PCM_FORMAT_S24_LE: 24 位有符号整数，小端序。
    SND_PCM_FORMAT_FLOAT_LE: 浮点数格式。

  • 返回值： 成功返回 0，失败返回负数错误码。

snd_pcm_hw_params_set_channels()

int snd_pcm_hw_params_set_channels(snd_pcm_t *pcm, snd_pcm_hw_params_t *params, unsigned int channels);

  • 作用： 设置音频流的声道数量。

  • 参数：
    snd_pcm_t *pcm: PCM 设备句柄。
    snd_pcm_hw_params_t *params: 硬件参数结构体。
    unsigned int channels: 声道数。
    1: 单声道 (Mono)。
    2: 立体声 (Stereo)。
    其他值：多声道。

  • 返回值： 成功返回 0，失败返回负数错误码。

snd_pcm_hw_params_set_rate_near()

cint snd_pcm_hw_params_set_rate_near(snd_pcm_t *pcm, snd_pcm_hw_params_t *params, unsigned int *rate, int *dir);

  • 作用： 设置音频流的采样率。_near 后缀表示如果声卡不能精确支持请求的采样率，它会尝试找到并设置一个最接近且声卡支持的采样率。

  • 参数：
    snd_pcm_t *pcm: PCM 设备句柄。
    snd_pcm_hw_params_t *params: 硬件参数结构体。
    unsigned int *rate: 输入/输出参数。作为输入，它是你请求的采样率；作为输出，它会被实际设置的采样率所覆盖。
    int *dir: 用于指示实际采样率与请求采样率的相对关系（例如，0 表示相等，1 表示实际值大于请求值，-1 表示实际值小于请求值）。通常可以设置为 NULL 或指向 0。

  • 返回值： 成功返回 0，失败返回负数错误码。

snd_pcm_hw_params_set_period_size_near()

int snd_pcm_hw_params_set_period_size_near(snd_pcm_t *pcm, snd_pcm_hw_params_t *params, snd_pcm_uframes_t *val, int *dir);

  • 作用： 设置音频流的周期大小。周期是 ALSA 驱动每次处理（或应用程序每次写入）的最小音频数据块。较小的周期可以降低延迟，但会增加 CPU 开销（更频繁的上下文切换）；较大的周期则相反。_near 同样表示会选择最接近的可用值。

  • 参数：
    snd_pcm_t *pcm: PCM 设备句柄。
    snd_pcm_hw_params_t *params: 硬件参数结构体。
    snd_pcm_uframes_t *val: 输入/输出参数。作为输入，是你请求的周期帧数；作为输出，是实际设置的周期帧数。snd_pcm_uframes_t 是一个无符号帧数类型。
    int *dir: 同 set_rate_near。

  • 返回值： 成功返回 0，失败返回负数错误码。

snd_pcm_hw_params_set_buffer_size_near()

int snd_pcm_hw_params_set_buffer_size_near(snd_pcm_t *pcm, snd_pcm_hw_params_t *params, snd_pcm_uframes_t *val);

  • 作用： 设置声卡驱动的总缓冲区大小。总缓冲区是声卡在播放前能存储的音频数据的总量。缓冲区越大，系统就有更多的时间来填充数据，从而减少欠运行（XRUN）的可能性，但会增加延迟。_near 同样表示会选择最接近的可用值。

  • 参数：
    snd_pcm_t *pcm: PCM 设备句柄。
    snd_pcm_hw_params_t *params: 硬件参数结构体。
    snd_pcm_uframes_t *val: 输入/输出参数。作为输入，是你请求的总缓冲区帧数；作为输出，是实际设置的总缓冲区帧数。

  • 返回值： 成功返回 0，失败返回负数错误码。

snd_pcm_hw_params()

int snd_pcm_hw_params(snd_pcm_t *pcm, snd_pcm_hw_params_t *params);

  • 作用： 这是关键的一步。在调用了一系列 snd_pcm_hw_params_set_* 函数来设置所需的硬件参数后，这个函数将这些参数应用并写入到声卡驱动中。如果参数组合不兼容或硬件不支持，这个函数会返回错误。

  • 参数：
    snd_pcm_t *pcm: PCM 设备句柄。
    snd_pcm_hw_params_t *params: 已经配置好的硬件参数结构体。

  • 返回值： 成功返回 0，失败返回负数错误码。

snd_pcm_prepare()

snd_pcm_sframes_t snd_pcm_writei(snd_pcm_t *pcm, const void *buffer, snd_pcm_uframes_t frames);

  • 作用： 用于向 PCM 设备写入交错式音频数据进行播放。

  • 参数：
    snd_pcm_t *pcm: PCM 设备句柄。
    const void *buffer: 指向包含要写入的音频数据的内存缓冲区的指针。
    snd_pcm_uframes_t frames: 要写入的帧数。一帧包含所有声道在同一时刻的样本（例如，立体声 16 位格式中，一帧是 4 字节）。

  • 返回值： 成功返回实际写入的帧数。如果返回负数，则表示错误，特别是 EPIPE 错误码表示发生了 XRUN，此时需要调用 snd_pcm_prepare() 来恢复。

snd_pcm_drain()

int snd_pcm_drain(snd_pcm_t *pcm);

  • 作用： 用于等待所有缓冲中的音频数据播放完毕。在程序结束播放前调用此函数，可以确保所有已写入到 ALSA 缓冲区的音频数据都被送达到声卡并播放出来，避免数据丢失或声音被截断。

  • 参数：
    snd_pcm_t *pcm: PCM 设备句柄。

  • 返回值： 成功返回 0，失败返回负数错误码。

snd_pcm_close()

int snd_pcm_close(snd_pcm_t *pcm);

  • 作用： 关闭一个 PCM 设备，释放所有与之相关的资源。这是在程序结束或不再需要设备时必须调用的函数。

  • 参数：
    snd_pcm_t *pcm: 要关闭的 PCM 设备句柄。

  • 返回值： 成功返回 0，失败返回负数错误码。

snd_strerror()

const char *snd_strerror(int errnum)

  • 作用： 将 ALSA 函数返回的负数错误码转换为可读的错误字符串。这对于调试和用户提示非常有用。

  • 参数：
    int errnum: ALSA 函数返回的负数错误码。

  • 返回值： 指向错误描述字符串的指针。

测试demo

从wav文件中读取音频数据直接播放

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <alsa/asoundlib.h>
#include <sys/stat.h> // For stat() and S_ISREG()// 播放原始音频数据到ALSA设备
int play_raw_audio(const char *device_name, FILE *audio_file, long file_size);int main(int argc, char *argv[]) {if (argc != 2) {fprintf(stderr, "Usage: %s <raw_audio_file>\n", argv[0]);return EXIT_FAILURE;}const char *raw_filename = argv[1];const char *alsa_device = "plughw:6,0"; // 指定USB声卡设备，请根据实际情况修改！// 获取文件大小，以便知道要读取多少数据struct stat st;if (stat(raw_filename, &st) == -1) {perror("Error getting file size");return EXIT_FAILURE;}long file_size = st.st_size;FILE *raw_fp = fopen(raw_filename, "rb");if (!raw_fp) {perror("Error opening raw audio file");return EXIT_FAILURE;}printf("Attempting to play raw audio from %s to ALSA device: %s\n", raw_filename, alsa_device);printf("Assuming format: Sample Rate = 44100 Hz, Channels = 2, Bits per Sample = 16 (S16_LE)\n");printf("File size: %ld bytes\n", file_size);if (play_raw_audio(alsa_device, raw_fp, file_size) != 0) {fprintf(stderr, "Error playing raw audio.\n");fclose(raw_fp);return EXIT_FAILURE;}printf("Raw audio playback finished.\n");fclose(raw_fp);return EXIT_SUCCESS;
}// 播放原始音频数据到ALSA设备
int play_raw_audio(const char *device_name, FILE *audio_file, long file_size) {snd_pcm_t *handle;snd_pcm_hw_params_t *params;int err;// 直接指定所需的参数，因为我们不从文件头解析unsigned int sample_rate = 44100;int num_channels = 2;int bits_per_sample = 16;snd_pcm_format_t format = SND_PCM_FORMAT_S16_LE; // 16位有符号小端// 打开PCM设备if ((err = snd_pcm_open(&handle, device_name, SND_PCM_STREAM_PLAYBACK, 0)) < 0) {fprintf(stderr, "Cannot open audio device %s: %s\n", device_name, snd_strerror(err));return -1;}// 分配硬件参数结构体snd_pcm_hw_params_alloca(&params);// 填充默认值if ((err = snd_pcm_hw_params_any(handle, params)) < 0) {fprintf(stderr, "Cannot initialize hardware parameter structure: %s\n", snd_strerror(err));goto cleanup;}// 设置访问模式为交错模式 (Interleaved)if ((err = snd_pcm_hw_params_set_access(handle, params, SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED)) < 0) {fprintf(stderr, "Cannot set access type: %s\n", snd_strerror(err));goto cleanup;}// 设置采样格式if ((err = snd_pcm_hw_params_set_format(handle, params, format)) < 0) {fprintf(stderr, "Cannot set sample format: %s\n", snd_strerror(err));goto cleanup;}// 设置声道数if ((err = snd_pcm_hw_params_set_channels(handle, params, num_channels)) < 0) {fprintf(stderr, "Cannot set channel count: %s\n", snd_strerror(err));goto cleanup;}// 设置采样率unsigned int actual_rate = sample_rate;if ((err = snd_pcm_hw_params_set_rate_near(handle, params, &actual_rate, 0)) < 0) {fprintf(stderr, "Cannot set sample rate: %s\n", snd_strerror(err));goto cleanup;}printf("Actual sample rate: %d\n", actual_rate);if (actual_rate != sample_rate) {fprintf(stderr, "Warning: Rate %u Hz not supported by hardware, using %u Hz instead.\n", sample_rate, actual_rate);}// 设置缓冲区大小 (period size)snd_pcm_uframes_t frames;frames = 10240; // 每次写入的帧数，可以根据需要调整if ((err = snd_pcm_hw_params_set_period_size_near(handle, params, &frames, 0)) < 0) {fprintf(stderr, "Cannot set period size: %s\n", snd_strerror(err));goto cleanup;}printf("realy period size: %lu\n", frames);// 设置缓冲区总大小snd_pcm_uframes_t buffer_size = frames * 64; // 例如，缓冲区是period的4倍if ((err = snd_pcm_hw_params_set_buffer_size_near(handle, params, &buffer_size)) < 0) {fprintf(stderr, "Cannot set buffer size: %s\n", snd_strerror(err));goto cleanup;}printf("realy buffer size: %lu\n", buffer_size);// 将参数写入驱动if ((err = snd_pcm_hw_params(handle, params)) < 0) {fprintf(stderr, "Cannot set parameters: %s\n", snd_strerror(err));goto cleanup;}// 准备PCM设备if ((err = snd_pcm_prepare(handle)) < 0) {fprintf(stderr, "Cannot prepare audio interface for use: %s\n", snd_strerror(err));goto cleanup;}// 读取音频数据并写入声卡// //one audioFrame Byte=Sample_bits * Channels / 8// 一帧音频数据所占的字节大小 = 采样位数 * 通道数 / 8;char *buffer;snd_pcm_uframes_t period_size;snd_pcm_hw_params_get_period_size(params, &period_size, 0);printf("snd_pcm_hw_params_get_period_size size: %lu\n", period_size);size_t bytes_per_frame = (size_t)bits_per_sample / 8 * num_channels;size_t buffer_bytes = period_size * bytes_per_frame;buffer = (char *)malloc(buffer_bytes);if (!buffer) {fprintf(stderr, "Failed to allocate audio buffer.\n");goto cleanup;}long remaining_bytes = file_size; // 使用整个文件大小while (remaining_bytes > 0) {size_t bytes_to_read = (remaining_bytes < buffer_bytes) ? remaining_bytes : buffer_bytes;size_t bytes_read = fread(buffer, 1, bytes_to_read, audio_file);if (bytes_read == 0) {fprintf(stderr, "End of raw audio file or read error.\n");break;}snd_pcm_uframes_t frames_to_write = bytes_read / bytes_per_frame;snd_pcm_sframes_t frames_written = snd_pcm_writei(handle, buffer, frames_to_write);if (frames_written < 0) {if (frames_written == -EPIPE) { // XRUN occurred (underrun or overrun)fprintf(stderr, "ALSA XRUN, attempting to recover...\n");snd_pcm_prepare(handle);} else {fprintf(stderr, "Error writing to audio interface: %s\n", snd_strerror(frames_written));goto cleanup_buffer;}} else if (frames_written != frames_to_write) {fprintf(stderr, "Short write to ALSA: expected %lu frames, wrote %ld\n", frames_to_write, frames_written);}remaining_bytes -= (frames_written * bytes_per_frame);}// 等待所有缓冲数据播放完毕snd_pcm_drain(handle);cleanup_buffer:free(buffer);
cleanup:snd_pcm_close(handle);return err < 0 ? -1 : 0;
}

编译

aarch64-none-linux-gnu-gcc audio_playWav.c -o playWav.app --sysroot=/path/to/build/sysroot -lavformat -lavcodec -lavutil -lswscale -lm -lasound -lsndfile

http://www.lryc.cn/news/587732.html

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