linux pcm和alsa 区别,linux alsa pcm（此pcm非硬件pcm接口）
轉：https://blog.csdn.net/crycheng/article/details/7095899
CODEC ：音頻芯片的控制，比如靜音、打開(關閉)ADC(DAC)、設置ADC(DAC)的增益、耳機模式的檢測等操作。
I2S ：數字音頻接口，用於CPU和Codec之間的數字音頻流raw data的傳輸。每當有playback或record操作時，snd_soc_dai_ops.prepare()會被調用，啟動I2S總線。
PCM ：我不知道為什么會取這個模塊名，它其實是定義DMA操作的，用於將音頻數據通過DMA傳到I2S控制器的FIFO中。
這里的PCM實際是就是更新和管理音頻數據流的地址，分配DMA等等，將RAM中存放的音頻數據的地址傳給I2S，不是PCM協議。
音頻數據流向：
| DMA | | I2S/PCM/AC97 |
RAM --------> I2SControllerFIFO -----------------> CODEC ----> SPK/Headset
PCM模塊初始化：
struct snd_soc_platform rk29_soc_platform = {
.name = "rockchip-audio",
.pcm_ops = &rockchip_pcm_ops,
.pcm_new = rockchip_pcm_new,
.pcm_free = rockchip_pcm_free_dma_buffers,
};
EXPORT_SYMBOL_GPL(rk29_soc_platform);
static int __init rockchip_soc_platform_init(void)
{
DBG("Enter::%s, %d\n", __FUNCTION__, __LINE__);
return snd_soc_register_platform(&rk29_soc_platform);
}
module_init(rockchip_soc_platform_init);
static void __exit rockchip_soc_platform_exit(void)
{
snd_soc_unregister_platform(&rk29_soc_platform);
}
調用snd_soc_register_platform()向ALSA core注冊一個snd_soc_platform結構體。
成員pcm_new需要調用dma_alloc_writecombine()給DMA分配一塊write-combining的內存空間，並把這塊緩沖區的相關信息保存到substream->dma_buffer中，相當於構造函數。pcm_free則相反。這些成員函數都還算簡單，看看代碼即可以理解其流程。
snd_pcm_ops
接着我們看一下snd_pcm_ops結構體，該結構體的操作函數集的實現是本模塊的主體。
struct snd_pcm_ops {
int (*open)(struct snd_pcm_substream *substream);
int (*close)(struct snd_pcm_substream *substream);
int (*ioctl)(struct snd_pcm_substream * substream,
unsigned int cmd, void *arg);
int (*hw_params)(struct snd_pcm_substream *substream,
struct snd_pcm_hw_params *params);
int (*hw_free)(struct snd_pcm_substream *substream);
int (*prepare)(struct snd_pcm_substream *substream);
int (*trigger)(struct snd_pcm_substream *substream, int cmd);
snd_pcm_uframes_t (*pointer)(struct snd_pcm_substream *substream);
int (*copy)(struct snd_pcm_substream *substream, int channel,
snd_pcm_uframes_t pos,
void __user *buf, snd_pcm_uframes_t count);
int (*silence)(struct snd_pcm_substream *substream, int channel,
snd_pcm_uframes_t pos, snd_pcm_uframes_t count);
struct page *(*page)(struct snd_pcm_substream *substream,
unsigned long offset);
int (*mmap)(struct snd_pcm_substream *substream, struct vm_area_struct *vma);
int (*ack)(struct snd_pcm_substream *substream);
};
我們主要實現open、close、hw_params、hw_free、prepare和trigger接口。
open
open函數為PCM模塊設定支持的傳輸模式、數據格式、通道數、period等參數，並為playback/capture stream分配相應的DMA通道。其一般實現如下：
static int rockchip_pcm_open(struct snd_pcm_substream *substream)
{
struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
struct rockchip_runtime_data *prtd;
DBG("Enter::%s----%d\n",__FUNCTION__,__LINE__);
snd_soc_set_runtime_hwparams(substream, &rockchip_pcm_hardware);
prtd = kzalloc(sizeof(struct rockchip_runtime_data), GFP_KERNEL);
if (prtd == NULL)
return -ENOMEM;
spin_lock_init(&prtd->lock);
runtime->private_data = prtd;
return 0;
}
其中硬件參數要根據芯片的數據手冊來定義，如：
int snd_soc_set_runtime_hwparams(struct snd_pcm_substream *substream,
const struct snd_pcm_hardware *hw)
{
struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
runtime->hw.info = hw->info;
runtime->hw.formats = hw->formats;
runtime->hw.period_bytes_min = hw->period_bytes_min;
runtime->hw.period_bytes_max = hw->period_bytes_max;
runtime->hw.periods_min = hw->periods_min;
runtime->hw.periods_max = hw->periods_max;
runtime->hw.buffer_bytes_max = hw->buffer_bytes_max;
runtime->hw.fifo_size = hw->fifo_size;
return 0;
}
關於peroid的概念有這樣的描述：The “period” is a term that corresponds to a fragment in the OSS world. The period defines the size at which a PCM interrupt is generated. peroid的概念很重要，建議去alsa官網找相關詳細說明了解一下。
上層ALSA lib可以通過接口來獲得這些參數的，如snd_pcm_hw_params_get_buffer_size_max()來取得buffer_bytes_max。
hw_free是hw_params的相反操作，調用snd_pcm_set_runtime_buffer(substream, NULL)即可。
注：代碼中的dma_buffer是DMA緩沖區，它通過4個字段定義：dma_area、dma_addr、dma_bytes和dma_private。其中dma_area是緩沖區邏輯地址，dma_addr是緩沖區的物理地址，dma_bytes是緩沖區的大小，dma_private是ALSA的DMA管理用到的。dma_buffer是在pcm_new()中初始化的；當然也可以把分配dma緩沖區的工作放到這部分來實現，但考慮到減少碎片，故還是在pcm_new中以最大size(即buffer_bytes_max)來分配。
關於DMA的中斷處理
另外留意open函數中的audio_dma_request(&s[0], audio_dma_callback);中的audio_dma_callback，這是dma的中斷函數，這里以callback的形式存在，其實到dma的底層還是這樣的形式：static irqreturn_t dma_irq_handler(int irq, void *dev_id)，在DMA中斷處理dma_irq_handler()中調用callback。這些跟具體硬件平台的DMA實現相關，如果沒有類似的機制，那么還是要在pcm模塊中實現這個中斷。
void rockchip_pcm_dma_irq(s32 ch, void *data)
{
struct snd_pcm_substream *substream = data;
struct rockchip_runtime_data *prtd;
unsigned long flags;
DBG("Enter::%s----%d\n",__FUNCTION__,__LINE__);
prtd = substream->runtime->private_data;
if (substream)
snd_pcm_period_elapsed(substream);
spin_lock(&prtd->lock);
prtd->dma_loaded--;
if (prtd->state & ST_RUNNING) {
rockchip_pcm_enqueue(substream);
}
spin_unlock(&prtd->lock);
local_irq_save(flags);
if (prtd->state & ST_RUNNING) {
if (prtd->dma_loaded) {
if (substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK)
audio_start_dma(substream, DMA_MODE_WRITE);
else
audio_start_dma(substream, DMA_MODE_READ);
}
}
local_irq_restore(flags);
}
prepare
當pcm“准備好了”調用該函數。在這里根據channels、buffer_bytes等來設定DMA傳輸參數，跟具體硬件平台相關。注：每次調用snd_pcm_prepare()的時候均會調用prepare函數。
trigger
當pcm開始、停止、暫停的時候都會調用trigger函數。
static int rockchip_pcm_trigger(struct snd_pcm_substream *substream, int cmd)
{
struct rockchip_runtime_data *prtd = substream->runtime->private_data;
int ret = 0;
/**************add by qiuen for volume*****/
struct snd_soc_pcm_runtime *rtd = substream->private_data;
struct snd_soc_dai *pCodec_dai = rtd->dai->codec_dai;
int vol = 0;
int streamType = 0;
DBG("Enter::%s----%d\n",__FUNCTION__,__LINE__);
if(cmd==SNDRV_PCM_TRIGGER_VOLUME){
vol = substream->number % 100;
streamType = (substream->number / 100) % 100;
DBG("enter:vol=%d,streamType=%d\n",vol,streamType);
if(pCodec_dai->ops->set_volume)
pCodec_dai->ops->set_volume(streamType, vol);
}
/****************************************************/
spin_lock(&prtd->lock);
switch (cmd) {
case SNDRV_PCM_TRIGGER_START:
DBG(" START \n");
prtd->state |= ST_RUNNING;
rk29_dma_ctrl(prtd->params->channel, RK29_DMAOP_START);
/*
if (substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK) {
audio_start_dma(substream, DMA_MODE_WRITE);
} else {
audio_start_dma(substream, DMA_MODE_READ);
}
*/
#ifdef CONFIG_ANDROID_POWER
android_lock_suspend(&audio_lock);
DBG("%s::start audio , lock system suspend\n" , __func__ );
#endif
break;
case SNDRV_PCM_TRIGGER_RESUME:
DBG(" RESUME \n");
break;
case SNDRV_PCM_TRIGGER_PAUSE_RELEASE:
DBG(" RESTART \n");
break;
case SNDRV_PCM_TRIGGER_STOP:
case SNDRV_PCM_TRIGGER_SUSPEND:
case SNDRV_PCM_TRIGGER_PAUSE_PUSH:
DBG(" STOPS \n");
prtd->state &= ~ST_RUNNING;
rk29_dma_ctrl(prtd->params->channel, RK29_DMAOP_STOP);
//disable_dma(prtd->params->channel);
#ifdef CONFIG_ANDROID_POWER
android_unlock_suspend(&audio_lock );
DBG("%s::stop audio , unlock system suspend\n" , __func__ );
#endif
break;
default:
ret = -EINVAL;
break;
}
spin_unlock(&prtd->lock);
return ret;
}
Trigger函數里面的操作應該是原子的，不要在調用這些操作時進入睡眠，trigger函數應盡量小，甚至僅僅是觸發DMA。
pointer
static snd_pcm_uframes_t wmt_pcm_pointer(struct snd_pcm_substream *substream)
PCM中間層通過調用這個函數來獲取緩沖區的位置。一般情況下，在中斷函數中調用snd_pcm_period_elapsed()或在pcm中間層更新buffer的時候調用它。然后pcm中間層會更新指針位置和計算緩沖區可用空間，喚醒那些在等待的線程。這個函數也是原子的。
snd_pcm_runtime
我們會留意到ops各成員函數均需要取得一個snd_pcm_runtime結構體指針，這個指針可以通過substream->runtime來獲得。snd_pcm_runtime是pcm運行時的信息。當打開一個pcm子流時，pcm運行時實例就會分配給這個子流。它擁有很多多種信息：hw_params和sw_params配置拷貝，緩沖區指針，mmap記錄，自旋鎖等。snd_pcm_runtime對於驅動程序操作集函數是只讀的，僅pcm中間層可以改變或更新這些信息。