i.MX6ULL 声卡播放路径
平台：100ask i.MX6ULL Pro 内核：NXP BSP Linux 4.9.88本文：
aplay播放的七层路径、HiFi（pcmC0D0p）内核调用栈，以及 prepare 上电、close 断电
目录
1. 本文要回答什么
aplay -D hw:0,0播放时，PCM 数据如何从用户态传到耳机/喇叭？内核调用栈经过哪些函数？
设备节点与 dai_link 含义见 /dev/snd 设备节点。本文以 HiFi / pcmC0D0p 直连通路为准。
播放可以看成：软件把 PCM 送进内核环形缓冲区，硬件按采样率把数据搬出去变成声音。
2. 七层概览
应用层
aplay等播放器打开声卡，设好采样率 / 通道 / 格式，再不断把 PCM 样本写进设备。ALSA 设备接口
用户态打开的是/dev/snd/pcmC0D0p。内核在这里接收「设参数、准备、开始」等控制，以及后续的写数据；prepare 完成后模拟通路已上电，PCM 进入可播状态。ALSA PCM 核心
管理内存环形缓冲：把用户态数据拷进来；缓冲满了就让写阻塞等待；攒够启动阈值后，正式开始播放。ASoC 汇总
收到「开始」后，按 Codec → Platform → CPU DAI → Machine 的顺序通知各层。DMA
配置并启动 SDMA：按 period 把环形缓冲里的 PCM 搬进 SAI2 的 FIFO。搬完一段就回调，唤醒还在等空位的写操作。CPU DAI / Codec
SAI 打开发送，把 FIFO 里的数字音频经 I2S 送给 WM8960；芯片侧 DAC 转成模拟，再出到耳机或喇叭。DAC 等在 prepare 时已上电，这里主要是打开 SAI 发送。硬件数据通路
内存环形缓冲 ──SDMA──► SAI2 FIFO ──I2S──► WM8960 DAC ──► 耳机/喇叭播放节奏由采样率和 I2S 时钟决定；应用写得再快也会被环形缓冲反压住。
3. 播放内核调用栈（HiFi / pcmC0D0p）
下面以 aplay -D hw:0,0 直连通路为例。先 open、设参数、prepare，再进入 write / start 搬数据。
3.1 open（打开设备）
sys_open("/dev/snd/pcmC0D0p")
→ snd_fops.open = snd_open // sound/core/sound.c
→ replace_fops → snd_pcm_f_ops[0]
→ snd_pcm_playback_open // sound/core/pcm_native.c
→ snd_pcm_open(..., PLAYBACK)
→ snd_pcm_open_file
→ snd_pcm_open_substream
→ substream->ops->open
→ soc_pcm_open // sound/soc/soc-pcm.c
→ fsl_sai_startup // CPU DAI
→ imx_pcm_open // Platform（imx-pcm-dma-v2）
→ imx_hifi_startup // Machine此阶段主要占设备、加约束、申请 DMA 通道；一般不启动传输。
3.2 hw_params（配置参数，ioctl）
sys_ioctl(SNDRV_PCM_IOCTL_HW_PARAMS)
→ snd_pcm_playback_ioctl
→ snd_pcm_common_ioctl1 / hw_params 处理
→ substream->ops->hw_params
→ soc_pcm_hw_params // sound/soc/soc-pcm.c
→ codec/cpu/platform/machine hw_params
→ imx_hifi_hw_params // 设 I2S 格式、主从、PLL
→ fsl_sai_hw_params
→ wm8960_hw_params此阶段配置采样率、格式、时钟等。参数设完，PCM 进入 SETUP。
3.3 prepare（模拟通路上电）
sys_ioctl(SNDRV_PCM_IOCTL_PREPARE)
→ snd_pcm_playback_ioctl
→ snd_pcm_prepare // sound/core/pcm_native.c
→ snd_pcm_do_prepare
→ substream->ops->prepare
→ soc_pcm_prepare // sound/soc/soc-pcm.c
→ machine / platform / codec / cpu 的 .prepare
→ snd_soc_dapm_stream_event(..., STREAM_START)
→ snd_soc_dai_digital_mute(..., 0) // 解除数字静音
→ snd_pcm_post_prepare // 状态 → PREPAREDaplay 设完采样率之后一定会再做一次 prepare，PCM 从 SETUP 进入 PREPARED，这之后才能 start。
本板的 Codec、DMA、SAI、Machine 都没有自己的 prepare 函数。内核进入公共的 soc_pcm_prepare，在这里调用 snd_soc_dapm_stream_event(..., STREAM_START)：等于告诉 DAPM「播放流开始了」。混音开关已经打开的话，DAC、输出混音这些模拟硬件模块就在这一步上电。
此时还没开始播放数据。SDMA 和 SAI 要等到下面第一次 write 里的 trigger(START) 才打开。
3.4 write + 首次 start（数据期主路径）
sys_write(pcmC0D0p, buf, len)
→ snd_pcm_f_ops[0].write = snd_pcm_write // sound/core/pcm_native.c
→ snd_pcm_lib_write // sound/core/pcm_lib.c
→ snd_pcm_lib_write1
→ transfer = snd_pcm_lib_write_transfer
→ copy_from_user → runtime->dma_area
→ （缓冲满则 wait_for_avail 阻塞）
→ 若 PREPARED 且写够 start_threshold:
snd_pcm_start
→ snd_pcm_action(&snd_pcm_action_start)
→ snd_pcm_action_single
→ snd_pcm_pre_start
→ snd_pcm_do_start
→ substream->ops->trigger(START)
→ soc_pcm_trigger // sound/soc/soc-pcm.c
→ codec trigger // WM8960: 无，跳过
→ platform->trigger
→ snd_dmaengine_pcm_trigger // sound/core/pcm_dmaengine.c
→ dmaengine_pcm_prepare_and_submit
→ dmaengine_prep_dma_cyclic
→ dmaengine_submit
→ vchan_tx_submit // SDMA/virt-dma
→ dma_async_issue_pending // 启动 SDMA
→ cpu_dai->trigger
→ fsl_sai_trigger // 开 SAI FRDE/TERE
→ machine trigger // 通常无
→ snd_pcm_post_start // 状态 → RUNNING之后再次 write 只继续往环形缓冲填数，不再走 snd_pcm_start；DMA 按采样率持续消费。
3.5 period 完成回调（异步，唤醒阻塞的 write）
SDMA period 完成中断
→ dmaengine_pcm_dma_complete // sound/core/pcm_dmaengine.c
→ snd_pcm_period_elapsed
→ 更新硬件指针 / 唤醒 wait_for_avail 中的写端3.6 对照简图
配置期:
open → hw_params → prepare
prepare: soc_pcm_prepare → STREAM_START（模拟通路上电）→ PREPARED
write:
snd_pcm_write
→ snd_pcm_lib_write1
→ copy_from_user(dma_area)
→ [首次] snd_pcm_start
→ soc_pcm_trigger
→ snd_dmaengine_pcm_trigger → SDMA
→ fsl_sai_trigger → SAI2
异步反馈:
SDMA → dmaengine_pcm_dma_complete → period_elapsed → 唤醒 write
退出:
drain / drop → trigger(STOP) 停 DMA/SAI
close → soc_pcm_close → STREAM_STOP（模拟大约 5 秒后断电）3.7 drain / close（停 DMA 与模拟通路断电）
wav 播完后，aplay 会先等环形缓冲里剩下的数据都送出去（drain），再关掉设备。内核 snd_pcm_release_substream（pcm_native.c）的顺序是：
snd_pcm_drop
→ 若仍 RUNNING：ops->trigger(STOP)
→ soc_pcm_trigger(STOP)
→ snd_dmaengine_pcm_trigger // 停 SDMA cyclic
→ fsl_sai_trigger // 清 SAI FRDE/TERE
ops->hw_free
→ soc_pcm_hw_free
→ imx_hifi_hw_free / fsl_sai_hw_free
ops->close
→ soc_pcm_close
→ fsl_sai_shutdown / imx_hifi_shutdown
→ platform close（释放 SDMA 通道）
→ 排队 delayed_work，默认 5000 ms 后 STREAM_STOPtrigger(STOP) 停掉 SDMA 和 SAI，数字通路不再传数。耳机/喇叭模拟电路的断电发生在 soc_pcm_close 里的 STREAM_STOP。
本板日常用的 HiFi（hw:0,0）默认再等 5000 毫秒才断电（pmdown_time，减轻开关机时的爆破音）。所以命令行已经回到提示符，Codec 模拟口还会保持上电一小会儿。
4. 分层流程图
4.1 调用流程（软件，一次 write）
4.2 数据通路（硬件）
5. 简化分层与源文件
应用层 aplay / write(PCM)
↓
ALSA fops snd_pcm_write / ioctl
↓
PCM 核心 拷入环形缓冲；满则 wait；够阈值则 start
↓
ASoC prepare：STREAM_START（模拟上电）
trigger：soc_pcm_trigger
├─ Platform : SDMA cyclic 传输启动
└─ CPU DAI : SAI2 打开发送
↓
硬件 内存 ──SDMA──► SAI FIFO ──I2S──► WM8960 ──► 耳机/喇叭| 层级 | 文件 |
|---|---|
| ALSA fops / start | sound/core/pcm_native.c |
| write / 环形缓冲 | sound/core/pcm_lib.c |
| ASoC prepare / trigger / close | sound/soc/soc-pcm.c |
| Machine | sound/soc/fsl/imx-wm8960.c |
| DMA PCM | sound/soc/fsl/imx-pcm-dma-v2.c、sound/core/pcm_dmaengine.c |
| SAI | sound/soc/fsl/fsl_sai.c |
| Codec | sound/soc/codecs/wm8960.c |
| 设备树 | arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts |
6. 小结
- 播放速度由采样率 / I2S 时钟决定，不是由
write快慢决定。 - 环形缓冲满时，阻塞模式下
write会等待 DMA 消费出空位。 - prepare 时调用
STREAM_START，给模拟电路上电；第一次写够数据后trigger(START)打开 DMA 和 SAI。本板 Codec / DMA / SAI 没有自己的 prepare 回调。 soc_pcm_trigger中 WM8960 无 codec trigger；有效的是 Platform（DMA）和 CPU DAI（SAI）。- 关掉播放后，DMA 和 SAI 马上停；模拟电路默认再过 5 秒才断电。