Android에서 ALSA 드라이버 연동

Android에서 ALSA 드라이버 연동

Android에서 오디오 시스템을 구현할 때, 커널 레벨에서의 오디오 처리 방식은 중요한 요소 중 하나입니다. 특히, ALSA(Advanced Linux Sound Architecture)는 Linux 기반의 오디오 드라이버 프레임워크로, Android에서도 하위 계층의 오디오 처리를 담당합니다. 이번 글에서는 Android에서 ALSA 드라이버를 연동하는 방법에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

1. ALSA 개요 및 역할

ALSA는 Linux 커널에서 제공하는 오디오 서브시스템으로, 다양한 오디오 하드웨어를 지원하며, 유연한 API를 통해 오디오 장치와의 인터페이스를 제공합니다. Android는 기본적으로 ALSA를 기반으로 오디오 하위 시스템을 구축하고 있으며, 이를 통해 오디오 입력 및 출력을 관리합니다.

ALSA는 다음과 같은 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다.

• Kernel-space ALSA Driver: 하드웨어에 직접 접근하여 오디오 처리를 수행하는 커널 모듈
• ALSA Library (libasound.so): 유저 공간에서 동작하며, 응용 프로그램이 ALSA 드라이버와 상호작용할 수 있도록 API를 제공
• ALSA Utilities: aplay, arecord 등의 CLI 도구를 통해 오디오 재생 및 녹음 테스트 가능

Android에서는 직접 ALSA 라이브러리를 활용하는 대신, HAL을 통해 오디오 서브시스템을 관리하는 구조를 취하고 있습니다.

2. Android에서 ALSA 연동 구조

Android 오디오 시스템은 기본적으로 Audio HAL과 함께 동작하며, ALSA는 그 하위 계층에서 드라이버 역할을 수행합니다. 주요 계층은 다음과 같습니다.

• Application Layer: Media Player, VoIP 앱 등
• Audio Framework (AudioFlinger): Android 오디오 시스템의 핵심, 오디오 스트림을 관리하고 라우팅을 담당
• Audio HAL (Hardware Abstraction Layer): 하드웨어 추상화 계층으로, ALSA 드라이버와 상호작용
• ALSA Kernel Driver: 실제 오디오 하드웨어를 제어

이 구조에서 ALSA 드라이버가 정상적으로 동작하려면 Audio HAL이 올바르게 설정되어 있어야 합니다.

3. Android에서 ALSA 드라이버 확인 및 설정

ALSA 드라이버가 Android에서 정상적으로 동작하는지 확인하려면 다음과 같은 방법을 사용할 수 있습니다.

3.1. 커널에서 ALSA 드라이버 지원 여부 확인

Android 디바이스의 커널이 ALSA를 지원하는지 확인하려면 다음 명령어를 실행합니다.

cat /proc/asound/cards

이 명령어를 실행하면 현재 시스템에서 인식된 오디오 카드 목록이 출력됩니다. 예를 들어, 다음과 같은 결과가 나올 수 있습니다.

0 [sndcard        ]: Generic Sound Card - ALSA Audio

만약 결과가 비어 있거나 오디오 카드가 표시되지 않는다면, 커널에 ALSA 드라이버가 제대로 로드되지 않았을 가능성이 있습니다.

3.2. ALSA 드라이버 로드 확인

ALSA 드라이버가 커널에서 정상적으로 로드되었는지 확인하려면 다음 명령어를 사용할 수 있습니다.

dmesg | grep ALSA

또는

lsmod | grep snd

이 명령어를 실행했을 때 snd_soc_core, snd_pcm, snd_timer 등의 모듈이 표시된다면, ALSA 드라이버가 정상적으로 로드된 것입니다.

3.3. ALSA 유틸리티를 이용한 오디오 장치 확인

ALSA 유틸리티인 aplay를 이용하면 오디오 출력 장치를 확인할 수 있습니다.

aplay -l

출력 예시:

**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: sndcard [Generic Sound Card], device 0: PCM [ALSA PCM]

이 정보는 Audio HAL이 ALSA 드라이버와 연결될 때 필요한 장치 정보를 제공하는 데 유용합니다.

4. Android Audio HAL에서 ALSA 연동하기

ALSA 드라이버가 정상적으로 동작한다면, 이를 Android Audio HAL과 연결해야 합니다. Android의 Audio HAL은 hardware/audio/ 디렉터리에 위치하며, 보통 audio_hw.c 파일에서 ALSA 관련 설정을 확인할 수 있습니다.

4.1. Audio HAL 설정 변경

Audio HAL을 수정하여 ALSA 드라이버와 연결하려면 audio_hw.c 파일을 수정해야 합니다. 예를 들어, ALSA 장치의 기본 디바이스를 설정하려면 다음과 같이 수정할 수 있습니다.

#define PCM_DEVICE 0
#define PCM_CARD 0

그리고 PCM 스트림을 열 때, alsa_device_open() 함수가 정상적으로 동작하도록 구현해야 합니다.

struct pcm_config config = {
    .channels = 2,
    .rate = 44100,
    .format = PCM_FORMAT_S16_LE,
    .period_size = 1024,
    .period_count = 4,
    .start_threshold = 0,
    .stop_threshold = 0,
    .silence_threshold = 0,
};

pcm = pcm_open(PCM_CARD, PCM_DEVICE, PCM_OUT, &config);
if (!pcm || !pcm_is_ready(pcm)) {
    ALOGE("Failed to open PCM device: %s", pcm_get_error(pcm));
    return -EINVAL;
}

4.2. AudioPolicy 설정 변경

ALSA 드라이버와의 연동이 제대로 이루어졌다면, audio_policy_configuration.xml에서 해당 디바이스를 기본 오디오 출력으로 설정해야 합니다.

<audioPolicyConfiguration>
    <module name="primary" halVersion="3.0">
        <devicePort type="AUDIO_DEVICE_OUT_SPEAKER" role="sink">
            <profile format="AUDIO_FORMAT_PCM_16_BIT" rate="44100" channels="AUDIO_CHANNEL_OUT_STEREO" />
        </devicePort>
    </module>
</audioPolicyConfiguration>

5. 빌드 및 테스트

설정을 완료한 후, Audio HAL을 다시 빌드하여 적용해야 합니다.

mm -j$(nproc)
adb push out/target/product/your_device/system/lib/hw/audio.primary.your_device.so /vendor/lib/hw/

이후, 디바이스를 재부팅하고 logcat을 확인하여 ALSA 드라이버가 정상적으로 로드되는지 검증합니다.

adb logcat | grep audio_hw

결론

Android에서 ALSA 드라이버를 연동하는 과정은 커널 설정, 드라이버 확인, Audio HAL 수정 및 Audio Policy 설정 등 여러 단계를 포함합니다. 이러한 과정을 통해 Android 시스템에서 ALSA를 기반으로 한 오디오 처리를 원활하게 수행할 수 있습니다.