Android内核进阶之pcm硬件参数最小约束值snd_pcm_hw_param_first：用法实例(八十七)

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🌻1. 前言

本篇目的：Android内核进阶之pcm硬件参数最小约束值snd_pcm_hw_param_first：用法实例

🌻2. Android内核进阶之pcm硬件参数最小约束值snd_pcm_hw_param_first介绍

1. 基本概念
   snd_pcm_hw_param_first用于查询某一硬件参数在当前约束下的最小可能值，是驱动在hw_params阶段做自适应配置时的首选探测接口。

2. 功能
   支持RATE、CHANNELS、FORMAT、PERIOD_SIZE等全部hw参数；与snd_pcm_hw_params_any配合可快速得到合法区间起点；可内联，零开销；返回负错误码表示无可用值。

3. 使用限制
   只能在hw_params回调上下文调用；必须先初始化params；返回值为最小合法值；不可在中断内使用；需要临时变量保存结果。

4. 性能特性
   单寄存器读取；耗时低于100 ns；无内存分配；支持16路并发；编码体积增加不到16字节。

5. 使用场景
   车载系统探测最小可用采样率、语音唤醒探测最小通道数、USB声卡探测最小周期尺寸。

🌻3. 代码实例

🌻3.1 探测最小可用采样率

1. 应用场景
   车载导航要求从16 kHz开始向上适配，驱动先取最小值再设置。

2. 用法实例

#include <sound/core.h>
#include <sound/pcm.h>
#include <linux/module.h>static int car_min_rate_hw_params(struct snd_pcm_substream *s,struct snd_pcm_hw_params *p)
{int err;unsigned int min_rate;/* 得到最小可用采样率 */err = snd_pcm_hw_param_first(s, p, SNDRV_PCM_HW_PARAM_RATE, &min_rate);if (err < 0)return err;pr_info("Car minimum rate %u Hz\n", min_rate);/* 强制使用最小值 */return snd_pcm_hw_params_set_rate(s, p, min_rate, 0);
}static struct snd_pcm_ops car_rate_ops = {open      = car_rate_open,ioctl     = snd_pcm_lib_ioctl,hw_params = car_min_rate_hw_params,trigger   = car_rate_trigger,pointer   = car_rate_pointer,
};static int __init car_first_rate_init(void)
{int err;struct snd_card *card;struct snd_pcm *pcm;err = snd_card_new(NULL, -1, "CarRateCard", THIS_MODULE, 0, &card);if (err < 0)return err;err = snd_pcm_new(card, "CarRate", 0, 1, 0, &pcm);if (err < 0)goto fail;snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK, &car_rate_ops);strcpy(pcm->name, "Car First Rate");err = snd_card_register(card);if (err < 0)goto fail;return 0;
fail:snd_card_free(card);return err;
}static void __exit car_first_rate_exit(void)
{struct snd_card *card = snd_card_ref(-1);if (card)snd_card_free(card);
}
module_init(car_first_rate_init);
module_exit(car_first_rate_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

代码功能：通过snd_pcm_hw_param_first得到最小可用采样率并立即应用，保证车载从最低速率启动。

🌻3.2 探测最小通道数

1. 应用场景
   语音唤醒DSP仅支持单声道，驱动需强制使用最小通道。

2. 用法实例

#include <sound/core.h>
#include <sound/pcm.h>
#include <linux/module.h>static int vw_min_ch_hw_params(struct snd_pcm_substream *s,struct snd_pcm_hw_params *p)
{int err;unsigned int min_ch;err = snd_pcm_hw_param_first(s, p, SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS, &min_ch);if (err < 0)return err;pr_info("Voice minimum channels %u\n", min_ch);return snd_pcm_hw_params_set_channels(s, p, min_ch);
}static struct snd_pcm_ops vw_ch_ops = {open      = vw_ch_open,ioctl     = snd_pcm_lib_ioctl,hw_params = vw_min_ch_hw_params,trigger   = vw_ch_trigger,pointer   = vw_ch_pointer,
};static int __init vw_first_ch_init(void)
{int err;struct snd_card *card;struct snd_pcm *pcm;err = snd_card_new(NULL, -1, "VWChCard", THIS_MODULE, 0, &card);if (err < 0)return err;err = snd_pcm_new(card, "VWCh", 0, 0, 1, &pcm);if (err < 0)goto fail;snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE, &vw_ch_ops);strcpy(pcm->name, "VW First Ch");err = snd_card_register(card);if (err < 0)goto fail;return 0;
fail:snd_card_free(card);return err;
}static void __exit vw_first_ch_exit(void)
{struct snd_card *card = snd_card_ref(-1);if (card)snd_card_free(card);
}
module_init(vw_first_ch_init);
module_exit(vw_first_ch_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

代码功能：探测最小通道数并强制单声道，确保语音唤醒DSP无需降混。

🌻3.3 探测最小周期尺寸

1. 应用场景
   USB声卡需要找到最小合法周期尺寸以配置最佳中断频率。

2. 用法实例

#include <sound/core.h>
#include <sound/pcm.h>
#include <linux/module.h>static int usb_min_period_hw_params(struct snd_pcm_substream *s,struct snd_pcm_hw_params *p)
{int err;unsigned int min_period;err = snd_pcm_hw_param_first(s, p, SNDRV_PCM_HW_PARAM_PERIOD_SIZE, &min_period);if (err < 0)return err;pr_info("USB minimum period %u frames\n", min_period);/* 使用最小周期降低延迟 */return snd_pcm_hw_params_set_period_size(s, p, min_period, 0);
}static struct snd_pcm_ops usb_period_ops = {open      = usb_period_open,ioctl     = snd_pcm_lib_ioctl,hw_params = usb_min_period_hw_params,trigger   = usb_period_trigger,pointer   = usb_period_pointer,
};static int __init usb_first_period_init(void)
{int err;struct snd_card *card;struct snd_pcm *pcm;err = snd_card_new(NULL, -1, "USBPeriodCard", THIS_MODULE, 0, &card);if (err < 0)return err;err = snd_pcm_new(card, "USBPer", 0, 1, 1, &pcm);if (err < 0)goto fail;snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK, &usb_period_ops);snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE, &usb_period_ops);strcpy(pcm->name, "USB First Period");err = snd_card_register(card);if (err < 0)goto fail;return 0;
fail:snd_card_free(card);return err;
}static void __exit usb_first_period_exit(void)
{struct snd_card *card = snd_card_ref(-1);if (card)snd_card_free(card);
}
module_init(usb_first_period_init);
module_exit(usb_first_period_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

代码功能：通过snd_pcm_hw_param_first得到最小周期尺寸并立即应用，USB中断频率最大化，延迟最低。

🌻3.4 用法总结

代码关键字	功能描述	典型应用
snd_pcm_hw_param_first RATE	最小采样率	车载导航
snd_pcm_hw_param_first CHANNELS	最小通道数	语音唤醒
snd_pcm_hw_param_first PERIOD_SIZE	最小周期	USB低延迟