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1. ASoC的由来
ASoC--ALSA System on Chip ，是建立在标准ALSA驱动层上，为了更好地支持嵌入式处理器和移动设备中的音频Codec的一套软件体系。在ASoc出现之前，内核对于SoC中的音频已经有部分的支持，不过会有一些局限性：
- Codec驱动与SoC CPU的底层耦合过于紧密，这种不理想会导致代码的重复，例如，仅是wm8731的驱动，当时Linux中有分别针对4个平台的驱动代码。
- 音频事件没有标准的方法来通知用户，例如耳机、麦克风的插拔和检测，这些事件在移动设备中是非常普通的，而且通常都需要特定于机器的代码进行重新对音频路劲进行配置。
- 当进行播放或录音时，驱动会让整个codec处于上电状态，这对于PC没问题，但对于移动设备来说，这意味着浪费大量的电量。同时也不支持通过改变过取样频率和偏置电流来达到省电的目的。
/********************************************************************************************/ASoC正是为了解决上述种种问题而提出的，目前已经被整合至内核的代码树中：sound/soc。ASoC不能单独存在，他只是建立在标准ALSA驱动上的一个它必须和标准的ALSA驱动框架相结合才能工作。
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2. 硬件架构
通常，就像软件领域里的抽象和重用一样，嵌入式设备的音频系统可以被划分为板载硬件（Machine）、Soc（Platform）、Codec三大部分，如下图所示：
图2.1 音频系统结构
- Machine 是指某一款机器，可以是某款设备，某款开发板，又或者是某款智能手机，由此可以看出Machine几乎是不可重用的，每个Machine上的硬件实现可能都不一样，CPU不一样，Codec不一样，音频的输入、输出设备也不一样，Machine为CPU、Codec、输入输出设备提供了一个载体。
- Platform 一般是指某一个SoC平台，比如pxaxxx,s3cxxxx,omapxxx等等，与音频相关的通常包含该SoC中的时钟、DMA、I2S、PCM等等，只要指定了SoC，那么我们可以认为它会有一个对应的Platform，它只与SoC相关，与Machine无关，这样我们就可以把Platform抽象出来，使得同一款SoC不用做任何的改动，就可以用在不同的Machine中。实际上，把Platform认为是某个SoC更好理解。
- Codec 字面上的意思就是编解码器，Codec里面包含了I2S接口、D/A、A/D、Mixer、PA（功放），通常包含多种输入（Mic、Line-in、I2S、PCM）和多个输出（耳机、喇叭、听筒，Line-out），Codec和Platform一样，是可重用的部件，同一个Codec可以被不同的Machine使用。嵌入式Codec通常通过I2C对内部的寄存器进行控制。
3. 软件架构
在软件层面，ASoC也把嵌入式设备的音频系统同样分为3大部分，Machine，Platform和Codec。
- Codec驱动 ASoC中的一个重要设计原则就是要求Codec驱动是平台无关的，它包含了一些音频的控件（Controls），音频接口，DAMP（动态音频电源管理）的定义和某些Codec IO功能。为了保证硬件无关性，任何特定于平台和机器的代码都要移到Platform和Machine驱动中。所有的Codec驱动都要提供以下特性：
- Codec DAI 和 PCM的配置信息；
- Codec的IO控制方式（I2C，SPI等）；
- Mixer和其他的音频控件；
- Codec的ALSA音频操作接口；
必要时，也可以提供以下功能：
- DAPM描述信息；
- DAPM事件处理程序；
- DAC数字静音控制
- Platform驱动 它包含了该SoC平台的音频DMA和音频接口的配置和控制（I2S，PCM，AC97等等）；它也不能包含任何与板子或机器相关的代码。
- Machine驱动 Machine驱动负责处理机器特有的一些控件和音频事件（例如，当播放音频时，需要先行打开一个放大器）；单独的Platform和Codec驱动是不能工作的，它必须由Machine驱动把它们结合在一起才能完成整个设备的音频处理工作。
4. 数据结构
整个ASoC是由一些列数据结构组成，要搞清楚ASoC的工作机理，必须要理解这一系列数据结构之间的关系和作用，下面的关系图展示了ASoC中重要的数据结构之间的关联方式：
图4.1 Kernel-2.6.35-ASoC中各个结构的静态关系
ASoC把声卡实现为一个Platform Device，然后利用Platform_device结构中的dev字段：dev.drvdata，它实际上指向一个snd_soc_device结构。可以认为snd_soc_device是整个ASoC数据结构的根本，由他开始，引出一系列的数据结构用于表述音频的各种特性和功能。snd_soc_device结构引出了snd_soc_card和soc_codec_device两个结构，然后snd_soc_card又引出了snd_soc_platform、snd_soc_dai_link和snd_soc_codec结构。如上所述，ASoC被划分为Machine、Platform和Codec三大部分，如果从这些数据结构看来，snd_codec_device和snd_soc_card代表着Machine驱动，snd_soc_platform则代表着Platform驱动，snd_soc_codec和soc_codec_device则代表了Codec驱动，而snd_soc_dai_link则负责连接Platform和Codec。
5. 3.0版内核对ASoC的改进
本来写这篇文章的时候参考的内核版本是2.6.35，不过有CSDN的朋友提出在内核版本3.0版本中，ASoC做了较大的变化。故特意下载了3.0的代码，发现确实有所变化，下面先贴出数据结构的静态关系图：
图5.1 Kernel 3.0中的ASoC数据结构
由上图我们可以看出，3.0中的数据结构更为合理和清晰，取消了snd_soc_device结构，直接用snd_soc_card取代了它，并且强化了snd_soc_pcm_runtime的作用，同时还增加了另外两个数据结构snd_soc_codec_driver和snd_soc_platform_driver，用于明确代表Codec驱动和Platform驱动。
后续的章节中将会逐一介绍Machine和Platform以及Codec驱动的工作细节和关联。
前面一节的内容我们提到，ASoC被分为Machine、Platform和Codec三大部分，其中的Machine驱动负责Platform和Codec之间的耦合以及部分和设备或板子特定的代码，再次引用上一节的内容：Machine驱动负责处理机器特有的一些控件和音频事件（例如，当播放音频时，需要先行打开一个放大器）；单独的Platform和Codec驱动是不能工作的，它必须由Machine驱动把它们结合在一起才能完成整个设备的音频处理工作。
ASoC的一切都从Machine驱动开始，包括声卡的注册，绑定Platform和Codec驱动等等，下面就让我们从Machine驱动开始讨论吧。
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1. 注册Platform Device
ASoC把声卡注册为Platform Device，我们以装配有WM8994的一款Samsung的开发板SMDK为例子做说明，WM8994是一颗Wolfson生产的多功能Codec芯片。
代码的位于：/sound/soc/samsung/smdk_wm8994.c，我们关注模块的初始化函数：
- static int __init smdk_audio_init(void)
- {
- int ret;
- smdk_snd_device = platform_device_alloc("soc-audio", -1);
- if (!smdk_snd_device)
- return -ENOMEM;
- platform_set_drvdata(smdk_snd_device, &smdk);
- ret = platform_device_add(smdk_snd_device);
- if (ret)
- platform_device_put(smdk_snd_device);
- return ret;
- }
由此可见，模块初始化时，注册了一个名为soc-audio的Platform设备，同时把smdk设到platform_device结构的dev.drvdata字段中，这里引出了第一个数据结构snd_soc_card的实例smdk，他的定义如下：
- static struct snd_soc_dai_link smdk_dai[] = {
- { /* Primary DAI i/f */
- .name = "WM8994 AIF1",
- .stream_name = "Pri_Dai",
- .cpu_dai_name = "samsung-i2s.0",
- .codec_dai_name = "wm8994-aif1",
- .platform_name = "samsung-audio",
- .codec_name = "wm8994-codec",
- .init = smdk_wm8994_init_paiftx,
- .ops = &smdk_ops,
- }, { /* Sec_Fifo Playback i/f */
- .name = "Sec_FIFO TX",
- .stream_name = "Sec_Dai",
- .cpu_dai_name = "samsung-i2s.4",
- .codec_dai_name = "wm8994-aif1",
- .platform_name = "samsung-audio",
- .codec_name = "wm8994-codec",
- .ops = &smdk_ops,
- },
- };
- static struct snd_soc_card smdk = {
- .name = "SMDK-I2S",
- .owner = THIS_MODULE,
- .dai_link = smdk_dai,
- .num_links = ARRAY_SIZE(smdk_dai),
- };
通过snd_soc_card结构，又引出了Machine驱动的另外两个个数据结构：
- snd_soc_dai_link（实例：smdk_dai[] ）
- snd_soc_ops（实例：smdk_ops ）
其中，snd_soc_dai_link中，指定了Platform、Codec、codec_dai、cpu_dai的名字，稍后Machine驱动将会利用这些名字去匹配已经在系统中注册的platform，codec，dai，这些注册的部件都是在另外相应的Platform驱动和Codec驱动的代码文件中定义的，这样看来，Machine驱动的设备初始化代码无非就是选择合适Platform和Codec以及dai，用他们填充以上几个数据结构，然后注册Platform设备即可。当然还要实现连接Platform和Codec的dai_link对应的ops实现，本例就是smdk_ops，它只实现了hw_params函数：smdk_hw_params。
2. 注册Platform Driver
按照Linux的设备模型，有platform_device，就一定会有platform_driver。ASoC的platform_driver在以下文件中定义：sound/soc/soc-core.c。
还是先从模块的入口看起：
- static int __init snd_soc_init(void)
- {
- ......
- return platform_driver_register(&soc_driver);
- }
soc_driver的定义如下：
- /* ASoC platform driver */
- static struct platform_driver soc_driver = {
- .driver = {
- .name = "soc-audio",
- .owner = THIS_MODULE,
- .pm = &soc_pm_ops,
- },
- .probe = soc_probe,
- .remove = soc_remove,
- };
我们看到platform_driver的name字段为soc-audio，正好与platform_device中的名字相同，按照Linux的设备模型，platform总线会匹配这两个名字相同的device和driver，同时会触发soc_probe的调用，它正是整个ASoC驱动初始化的入口。
3. 初始化入口soc_probe()
soc_probe函数本身很简单，它先从platform_device参数中取出snd_soc_card，然后调用snd_soc_register_card，通过snd_soc_register_card，为snd_soc_pcm_runtime数组申请内存，每一个dai_link对应snd_soc_pcm_runtime数组的一个单元，然后把snd_soc_card中的dai_link配置复制到相应的snd_soc_pcm_runtime中，最后，大部分的工作都在snd_soc_instantiate_card中实现，下面就看看snd_soc_instantiate_card做了些什么：
该函数首先利用card->instantiated来判断该卡是否已经实例化，如果已经实例化则直接返回，否则遍历每一对dai_link，进行codec、platform、dai的绑定工作，下只是代码的部分选节，详细的代码请直接参考完整的代码树。
- /* bind DAIs */
- for (i = 0; i < card->num_links; i++)
- soc_bind_dai_link(card, i);
ASoC定义了三个全局的链表头变量：codec_list、dai_list、platform_list，系统中所有的Codec、DAI、Platform都在注册时连接到这三个全局链表上。soc_bind_dai_link函数逐个扫描这三个链表，根据card->dai_link[]中的名称进行匹配，匹配后把相应的codec，dai和platform实例赋值到card->rtd[]中（snd_soc_pcm_runtime）。经过这个过程后，snd_soc_pcm_runtime：（card->rtd）中保存了本Machine中使用的Codec，DAI和Platform驱动的信息。
snd_soc_instantiate_card接着初始化Codec的寄存器缓存，然后调用标准的alsa函数创建声卡实例：
- /* card bind complete so register a sound card */
- ret = snd_card_create(SNDRV_DEFAULT_IDX1, SNDRV_DEFAULT_STR1,
- card->owner, 0, &card->snd_card);
- card->snd_card->dev = card->dev;
- card->dapm.bias_level = SND_SOC_BIAS_OFF;
- card->dapm.dev = card->dev;
- card->dapm.card = card;
- list_add(&card->dapm.list, &card->dapm_list);
然后，依次调用各个子结构的probe函数：
- /* initialise the sound card only once */
- if (card->probe) {
- ret = card->probe(card);
- if (ret < 0)
- goto card_probe_error;
- }
- /* early DAI link probe */
- for (order = SND_SOC_COMP_ORDER_FIRST; order <= SND_SOC_COMP_ORDER_LAST;
- order++) {
- for (i = 0; i < card->num_links; i++) {
- ret = soc_probe_dai_link(card, i, order);
- if (ret < 0) {
- pr_err("asoc: failed to instantiate card %s: %d\n",
- card->name, ret);
- goto probe_dai_err;
- }
- }
- }
- for (i = 0; i < card->num_aux_devs; i++) {
- ret = soc_probe_aux_dev(card, i);
- if (ret < 0) {
- pr_err("asoc: failed to add auxiliary devices %s: %d\n",
- card->name, ret);
- goto probe_aux_dev_err;
- }
- }
在上面的soc_probe_dai_link()函数中做了比较多的事情，把他展开继续讨论：
- static int soc_probe_dai_link(struct snd_soc_card *card, int num, int order)
- {
- ......
- /* set default power off timeout */
- rtd->pmdown_time = pmdown_time;
- /* probe the cpu_dai */
- if (!cpu_dai->probed &&
- cpu_dai->driver->probe_order == order) {
- if (cpu_dai->driver->probe) {
- ret = cpu_dai->driver->probe(cpu_dai);
- }
- cpu_dai->probed = 1;
- /* mark cpu_dai as probed and add to card dai list */
- list_add(&cpu_dai->card_list, &card->dai_dev_list);
- }
- /* probe the CODEC */
- if (!codec->probed &&
- codec->driver->probe_order == order) {
- ret = soc_probe_codec(card, codec);
- }
- /* probe the platform */
- if (!platform->probed &&
- platform->driver->probe_order == order) {
- ret = soc_probe_platform(card, platform);
- }
- /* probe the CODEC DAI */
- if (!codec_dai->probed && codec_dai->driver->probe_order == order) {
- if (codec_dai->driver->probe) {
- ret = codec_dai->driver->probe(codec_dai);
- }
- /* mark codec_dai as probed and add to card dai list */
- codec_dai->probed = 1;
- list_add(&codec_dai->card_list, &card->dai_dev_list);
- }
- /* complete DAI probe during last probe */
- if (order != SND_SOC_COMP_ORDER_LAST)
- return 0;
- ret = soc_post_component_init(card, codec, num, 0);
- if (ret)
- return ret;
- ......
- /* create the pcm */
- ret = soc_new_pcm(rtd, num);
- ........
- return 0;
- }
该函数出了挨个调用了codec，dai和platform驱动的probe函数外，在最后还调用了soc_new_pcm()函数用于创建标准alsa驱动的pcm逻辑设备。现在把该函数的部分代码也贴出来：
- /* create a new pcm */
- int soc_new_pcm(struct snd_soc_pcm_runtime *rtd, int num)
- {
- ......
- struct snd_pcm_ops *soc_pcm_ops = &rtd->ops;
- soc_pcm_ops->open = soc_pcm_open;
- soc_pcm_ops->close = soc_pcm_close;
- soc_pcm_ops->hw_params = soc_pcm_hw_params;
- soc_pcm_ops->hw_free = soc_pcm_hw_free;
- soc_pcm_ops->prepare = soc_pcm_prepare;
- soc_pcm_ops->trigger = soc_pcm_trigger;
- soc_pcm_ops->pointer = soc_pcm_pointer;
- ret = snd_pcm_new(rtd->card->snd_card, new_name,
- num, playback, capture, &pcm);
- /* DAPM dai link stream work */
- INIT_DELAYED_WORK(&rtd->delayed_work, close_delayed_work);
- rtd->pcm = pcm;
- pcm->private_data = rtd;
- if (platform->driver->ops) {
- soc_pcm_ops->mmap = platform->driver->ops->mmap;
- soc_pcm_ops->pointer = platform->driver->ops->pointer;
- soc_pcm_ops->ioctl = platform->driver->ops->ioctl;
- soc_pcm_ops->copy = platform->driver->ops->copy;
- soc_pcm_ops->silence = platform->driver->ops->silence;
- soc_pcm_ops->ack = platform->driver->ops->ack;
- soc_pcm_ops->page = platform->driver->ops->page;
- }
- if (playback)
- snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK, soc_pcm_ops);
- if (capture)
- snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE, soc_pcm_ops);
- if (platform->driver->pcm_new) {
- ret = platform->driver->pcm_new(rtd);
- if (ret < 0) {
- pr_err("asoc: platform pcm constructor failed\n");
- return ret;
- }
- }
- pcm->private_free = platform->driver->pcm_free;
- return ret;
- }
该函数首先初始化snd_soc_runtime中的snd_pcm_ops字段，也就是rtd->ops中的部分成员，例如open，close，hw_params等，紧接着调用标准alsa驱动中的创建pcm的函数snd_pcm_new()创建声卡的pcm实例，pcm的private_data字段设置为该runtime变量rtd，然后用platform驱动中的snd_pcm_ops替换部分pcm中的snd_pcm_ops字段，最后，调用platform驱动的pcm_new回调，该回调实现该platform下的dma内存申请和dma初始化等相关工作。到这里，声卡和他的pcm实例创建完成。
回到snd_soc_instantiate_card函数，完成snd_card和snd_pcm的创建后，接着对dapm和dai支持的格式做出一些初始化合设置工作后，调用了 card->late_probe(card)进行一些最后的初始化合设置工作，最后则是调用标准alsa驱动的声卡注册函数对声卡进行注册：
- if (card->late_probe) {
- ret = card->late_probe(card);
- if (ret < 0) {
- dev_err(card->dev, "%s late_probe() failed: %d\n",
- card->name, ret);
- goto probe_aux_dev_err;
- }
- }
- snd_soc_dapm_new_widgets(&card->dapm);
- if (card->fully_routed)
- list_for_each_entry(codec, &card->codec_dev_list, card_list)
- snd_soc_dapm_auto_nc_codec_pins(codec);
- ret = snd_card_register(card->snd_card);
- if (ret < 0) {
- printk(KERN_ERR "asoc: failed to register soundcard for %s\n", card->name);
- goto probe_aux_dev_err;
- }
至此，整个Machine驱动的初始化已经完成，通过各个子结构的probe调用，实际上，也完成了部分Platfrom驱动和Codec驱动的初始化工作，整个过程可以用一下的序列图表示：
图3.1 基于3.0内核 soc_probe序列图
下面的序列图是本文章第一个版本，基于内核2.6.35，大家也可以参考一下两个版本的差异：
1. Codec简介
在移动设备中，Codec的作用可以归结为4种，分别是：
- 对PCM等信号进行D/A转换，把数字的音频信号转换为模拟信号
- 对Mic、Linein或者其他输入源的模拟信号进行A/D转换，把模拟的声音信号转变CPU能够处理的数字信号
- 对音频通路进行控制，比如播放音乐，收听调频收音机，又或者接听电话时，音频信号在codec内的流通路线是不一样的
- 对音频信号做出相应的处理，例如音量控制，功率放大，EQ控制等等
ASoC对Codec的这些功能都定义好了一些列相应的接口，以方便地对Codec进行控制。ASoC对Codec驱动的一个基本要求是：驱动程序的代码必须要做到平台无关性，以方便同一个Codec的代码不经修改即可用在不同的平台上。以下的讨论基于wolfson的Codec芯片WM8994，kernel的版本3.3.x。
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2. ASoC中对Codec的数据抽象
描述Codec的最主要的几个数据结构分别是：snd_soc_codec，snd_soc_codec_driver，snd_soc_dai，snd_soc_dai_driver，其中的snd_soc_dai和snd_soc_dai_driver在ASoC的Platform驱动中也会使用到，Platform和Codec的DAI通过snd_soc_dai_link结构，在Machine驱动中进行绑定连接。下面我们先看看这几个结构的定义，这里我只贴出我要关注的字段，详细的定义请参照：/include/sound/soc.h。
snd_soc_codec：
- /* SoC Audio Codec device */
- struct snd_soc_codec {
- const char *name; /* Codec的名字*/
- struct device *dev; /* 指向Codec设备的指针 */
- const struct snd_soc_codec_driver *driver; /* 指向该codec的驱动的指针 */
- struct snd_soc_card *card; /* 指向Machine驱动的card实例 */
- int num_dai; /* 该Codec数字接口的个数，目前越来越多的Codec带有多个I2S或者是PCM接口 */
- int (*volatile_register)(...); /* 用于判定某一寄存器是否是volatile */
- int (*readable_register)(...); /* 用于判定某一寄存器是否可读 */
- int (*writable_register)(...); /* 用于判定某一寄存器是否可写 */
- /* runtime */
- ......
- /* codec IO */
- void *control_data; /* 该指针指向的结构用于对codec的控制，通常和read，write字段联合使用 */
- enum snd_soc_control_type control_type;/* 可以是SND_SOC_SPI，SND_SOC_I2C，SND_SOC_REGMAP中的一种 */
- unsigned int (*read)(struct snd_soc_codec *, unsigned int); /* 读取Codec寄存器的函数 */
- int (*write)(struct snd_soc_codec *, unsigned int, unsigned int); /* 写入Codec寄存器的函数 */
- /* dapm */
- struct snd_soc_dapm_context dapm; /* 用于DAPM控件 */
- };
snd_soc_codec_driver:
- /* codec driver */
- struct snd_soc_codec_driver {
- /* driver ops */
- int (*probe)(struct snd_soc_codec *); /* codec驱动的probe函数，由snd_soc_instantiate_card回调 */
- int (*remove)(struct snd_soc_codec *);
- int (*suspend)(struct snd_soc_codec *); /* 电源管理 */
- int (*resume)(struct snd_soc_codec *); /* 电源管理 */
- /* Default control and setup, added after probe() is run */
- const struct snd_kcontrol_new *controls; /* 音频控件指针 */
- const struct snd_soc_dapm_widget *dapm_widgets; /* dapm部件指针 */
- const struct snd_soc_dapm_route *dapm_routes; /* dapm路由指针 */
- /* codec wide operations */
- int (*set_sysclk)(...); /* 时钟配置函数 */
- int (*set_pll)(...); /* 锁相环配置函数 */
- /* codec IO */
- unsigned int (*read)(...); /* 读取codec寄存器函数 */
- int (*write)(...); /* 写入codec寄存器函数 */
- int (*volatile_register)(...); /* 用于判定某一寄存器是否是volatile */
- int (*readable_register)(...); /* 用于判定某一寄存器是否可读 */
- int (*writable_register)(...); /* 用于判定某一寄存器是否可写 */
- /* codec bias level */
- int (*set_bias_level)(...); /* 偏置电压配置函数 */
- };
- /*
- * Digital Audio Interface runtime data.
- *
- * Holds runtime data for a DAI.
- */
- struct snd_soc_dai {
- const char *name; /* dai的名字 */
- struct device *dev; /* 设备指针 */
- /* driver ops */
- struct snd_soc_dai_driver *driver; /* 指向dai驱动结构的指针 */
- /* DAI runtime info */
- unsigned int capture_active:1; /* stream is in use */
- unsigned int playback_active:1; /* stream is in use */
- /* DAI DMA data */
- void *playback_dma_data; /* 用于管理playback dma */
- void *capture_dma_data; /* 用于管理capture dma */
- /* parent platform/codec */
- union {
- struct snd_soc_platform *platform; /* 如果是cpu dai，指向所绑定的平台 */
- struct snd_soc_codec *codec; /* 如果是codec dai指向所绑定的codec */
- };
- struct snd_soc_card *card; /* 指向Machine驱动中的crad实例 */
- };
- /*
- * Digital Audio Interface Driver.
- *
- * Describes the Digital Audio Interface in terms of its ALSA, DAI and AC97
- * operations and capabilities. Codec and platform drivers will register this
- * structure for every DAI they have.
- *
- * This structure covers the clocking, formating and ALSA operations for each
- * interface.
- */
- struct snd_soc_dai_driver {
- /* DAI description */
- const char *name; /* dai驱动名字 */
- /* DAI driver callbacks */
- int (*probe)(struct snd_soc_dai *dai); /* dai驱动的probe函数，由snd_soc_instantiate_card回调 */
- int (*remove)(struct snd_soc_dai *dai);
- int (*suspend)(struct snd_soc_dai *dai); /* 电源管理 */
- int (*resume)(struct snd_soc_dai *dai);
- /* ops */
- const struct snd_soc_dai_ops *ops; /* 指向本dai的snd_soc_dai_ops结构 */
- /* DAI capabilities */
- struct snd_soc_pcm_stream capture; /* 描述capture的能力 */
- struct snd_soc_pcm_stream playback; /* 描述playback的能力 */
- };
- struct snd_soc_dai_ops {
- /*
- * DAI clocking configuration, all optional.
- * Called by soc_card drivers, normally in their hw_params.
- */
- int (*set_sysclk)(...);
- int (*set_pll)(...);
- int (*set_clkdiv)(...);
- /*
- * DAI format configuration
- * Called by soc_card drivers, normally in their hw_params.
- */
- int (*set_fmt)(...);
- int (*set_tdm_slot)(...);
- int (*set_channel_map)(...);
- int (*set_tristate)(...);
- /*
- * DAI digital mute - optional.
- * Called by soc-core to minimise any pops.
- */
- int (*digital_mute)(...);
- /*
- * ALSA PCM audio operations - all optional.
- * Called by soc-core during audio PCM operations.
- */
- int (*startup)(...);
- void (*shutdown)(...);
- int (*hw_params)(...);
- int (*hw_free)(...);
- int (*prepare)(...);
- int (*trigger)(...);
- /*
- * For hardware based FIFO caused delay reporting.
- * Optional.
- */
- snd_pcm_sframes_t (*delay)(...);
- };
3. Codec的注册
因为Codec驱动的代码要做到平台无关性，要使得Machine驱动能够使用该Codec，Codec驱动的首要任务就是确定snd_soc_codec和snd_soc_dai的实例，并把它们注册到系统中，注册后的codec和dai才能为Machine驱动所用。以WM8994为例，对应的代码位置：/sound/soc/codecs/wm8994.c，模块的入口函数注册了一个platform driver：
- static struct platform_driver wm8994_codec_driver = {
- .driver = {
- .name = "wm8994-codec",
- .owner = THIS_MODULE,
- },
- .probe = wm8994_probe,
- .remove = __devexit_p(wm8994_remove),
- };
- module_platform_driver(wm8994_codec_driver);
- static int __devinit wm8994_probe(struct platform_device *pdev)
- {
- return snd_soc_register_codec(&pdev->dev, &soc_codec_dev_wm8994,
- wm8994_dai, ARRAY_SIZE(wm8994_dai));
- }
- static struct snd_soc_codec_driver soc_codec_dev_wm8994 = {
- .probe = wm8994_codec_probe,
- .remove = wm8994_codec_remove,
- .suspend = wm8994_suspend,
- .resume = wm8994_resume,
- .set_bias_level = wm8994_set_bias_level,
- .reg_cache_size = WM8994_MAX_REGISTER,
- .volatile_register = wm8994_soc_volatile,
- };
- static struct snd_soc_dai_driver wm8994_dai[] = {
- {
- .name = "wm8994-aif1",
- .id = 1,
- .playback = {
- .stream_name = "AIF1 Playback",
- .channels_min = 1,
- .channels_max = 2,
- .rates = WM8994_RATES,
- .formats = WM8994_FORMATS,
- },
- .capture = {
- .stream_name = "AIF1 Capture",
- .channels_min = 1,
- .channels_max = 2,
- .rates = WM8994_RATES,
- .formats = WM8994_FORMATS,
- },
- .ops = &wm8994_aif1_dai_ops,
- },
- ......
- }
首先，它申请了一个snd_soc_codec结构的实例：
- codec = kzalloc(sizeof(struct snd_soc_codec), GFP_KERNEL);
- /* create CODEC component name */
- codec->name = fmt_single_name(dev, &codec->id);
然后初始化它的各个字段，多数字段的值来自上面定义的snd_soc_codec_driver的实例
soc_codec_dev_wm8994：
- codec->write = codec_drv->write;
- codec->read = codec_drv->read;
- codec->volatile_register = codec_drv->volatile_register;
- codec->readable_register = codec_drv->readable_register;
- codec->writable_register = codec_drv->writable_register;
- codec->dapm.bias_level = SND_SOC_BIAS_OFF;
- codec->dapm.dev = dev;
- codec->dapm.codec = codec;
- codec->dapm.seq_notifier = codec_drv->seq_notifier;
- codec->dapm.stream_event = codec_drv->stream_event;
- codec->devdev = dev;
- codec->driver = codec_drv;
- codec->num_dainum_dai = num_dai;
- /* register any DAIs */
- if (num_dai) {
- ret = snd_soc_register_dais(dev, dai_drv, num_dai);
- if (ret < 0)
- goto fail;
- }
- list_add(&codec->list, &codec_list);
- snd_soc_instantiate_cards();
图3.1 dai的注册
关于snd_soc_instantiate_cards函数，请参阅另一篇博文：Linux音频驱动之六：ASoC架构中的Machine。
4. mfd设备
前面已经提到，codec驱动把自己注册为一个platform driver，那对应的platform device在哪里定义？答案是在以下代码文件中：/drivers/mfd/wm8994-core.c。
WM8994本身具备多种功能，除了codec外，它还有作为LDO和GPIO使用，这几种功能共享一些IO和中断资源，linux为这种设备提供了一套标准的实现方法：mfd设备。其基本思想是为这些功能的公共部分实现一个父设备，以便共享某些系统资源和功能，然后每个子功能实现为它的子设备，这样既共享了资源和代码，又能实现合理的设备层次结构，主要利用到的API就是：mfd_add_devices()，mfd_remove_devices()，mfd_cell_enable()，mfd_cell_disable()，mfd_clone_cell()。
回到wm8994-core.c中，因为WM8994使用I2C进行内部寄存器的存取，它首先注册了一个I2C驱动：
- static struct i2c_driver wm8994_i2c_driver = {
- .driver = {
- .name = "wm8994",
- .owner = THIS_MODULE,
- .pm = &wm8994_pm_ops,
- .of_match_table = wm8994_of_match,
- },
- .probe = wm8994_i2c_probe,
- .remove = wm8994_i2c_remove,
- .id_table = wm8994_i2c_id,
- };
- static int __init wm8994_i2c_init(void)
- {
- int ret;
- ret = i2c_add_driver(&wm8994_i2c_driver);
- if (ret != 0)
- pr_err("Failed to register wm8994 I2C driver: %d\n", ret);
- return ret;
- }
- module_init(wm8994_i2c_init);
- static int wm8994_i2c_probe(struct i2c_client *i2c,
- const struct i2c_device_id *id)
- {
- struct wm8994 *wm8994;
- int ret;
- wm8994 = devm_kzalloc(&i2c->dev, sizeof(struct wm8994), GFP_KERNEL);
- i2c_set_clientdata(i2c, wm8994);
- wm8994->dev = &i2c->dev;
- wm8994->irq = i2c->irq;
- wm8994->type = id->driver_data;
- wm8994->regmap = regmap_init_i2c(i2c, &wm8994_base_regmap_config);
- return wm8994_device_init(wm8994, i2c->irq);
- }
- /* Add the on-chip regulators first for bootstrapping */
- ret = mfd_add_devices(wm8994->dev, -1,
- wm8994_regulator_devs,
- ARRAY_SIZE(wm8994_regulator_devs),
- NULL, 0);
- if (pdata) {
- wm8994->irq_base = pdata->irq_base;
- wm8994->gpio_base = pdata->gpio_base;
- /* GPIO configuration is only applied if it's non-zero */
- ......
- }
- wm8994_irq_init(wm8994);
- ret = mfd_add_devices(wm8994->dev, -1,
- wm8994_devs, ARRAY_SIZE(wm8994_devs),
- NULL, 0);
5. Codec初始化
Machine驱动的初始化，codec和dai的注册，都会调用snd_soc_instantiate_cards()进行一次声卡和codec，dai，platform的匹配绑定过程，这里所说的绑定，正如Machine驱动一文中所描述，就是通过3个全局链表，按名字进行匹配，把匹配的codec，dai和platform实例赋值给声卡每对dai的snd_soc_pcm_runtime变量中。一旦绑定成功，将会使得codec和dai驱动的probe回调被调用，codec的初始化工作就在该回调中完成。对于WM8994，该回调就是wm8994_codec_probe函数：
图5.1 wm8994_codec_probe
- 取出父设备的driver_data，其实就是上一节的wm8994结构变量，取出其中的regmap字段，复制到codec的control_data字段中；
- 申请一个wm8994_priv私有数据结构，并把它设为codec设备的driver_data；
- 通过snd_soc_codec_set_cache_io初始化regmap io，完成这一步后，就可以使用API：snd_soc_read()，snd_soc_write()对codec的寄存器进行读写了；
- 把父设备的driver_data（struct wm8994）和platform_data保存到私有结构wm8994_priv中；
- 因为要同时支持3个芯片型号，这里要根据芯片的型号做一些特定的初始化工作；
- 申请必要的几个中断；
- 设置合适的偏置电平；
- 通过snd_soc_update_bits修改某些寄存器；
- 根据父设备的platform_data，完成特定于平台的初始化配置；
- 添加必要的control，dapm部件进而dapm路由信息；
至此，codec驱动的初始化完成。
5. regmap-io
我们知道，要想对codec进行控制，通常都是通过读写它的内部寄存器完成的，读写的接口通常是I2C或者是SPI接口，不过每个codec芯片寄存器的比特位组成都有所不同，寄存器地址的比特位也有所不同。例如WM8753的寄存器地址是7bits，数据是9bits，WM8993的寄存器地址是8bits，数据也是16bits，而WM8994的寄存器地址是16bits，数据也是16bits。在kernel3.1版本，内核引入了一套regmap机制和相关的API，这样就可以用统一的操作来实现对这些多样的寄存器的控制。regmap使用起来也相对简单：
- 为codec定义一个regmap_config结构实例，指定codec寄存器的地址和数据位等信息；
- 根据codec的控制总线类型，调用以下其中一个函数，得到一个指向regmap结构的指针：
- struct regmap *regmap_init_i2c(struct i2c_client *i2c, const struct regmap_config *config);
- struct regmap *regmap_init_spi(struct spi_device *dev, const struct regmap_config *config);
- struct regmap *regmap_init_i2c(struct i2c_client *i2c, const struct regmap_config *config);
- 把获得的regmap结构指针赋值给codec->control_data；
- 调用soc-io的api：snd_soc_codec_set_cache_io使得soc-io和regmap进行关联；
1. Platform驱动在ASoC中的作用
前面几章内容已经说过，ASoC被分为Machine，Platform和Codec三大部件，Platform驱动的主要作用是完成音频数据的管理，最终通过CPU的数字音频接口（DAI）把音频数据传送给Codec进行处理，最终由Codec输出驱动耳机或者是喇叭的音信信号。在具体实现上，ASoC有把Platform驱动分为两个部分：snd_soc_platform_driver和snd_soc_dai_driver。其中，platform_driver负责管理音频数据，把音频数据通过dma或其他操作传送至cpu dai中，dai_driver则主要完成cpu一侧的dai的参数配置，同时也会通过一定的途径把必要的dma等参数与snd_soc_platform_driver进行交互。
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2. snd_soc_platform_driver的注册
通常，ASoC把snd_soc_platform_driver注册为一个系统的platform_driver，不要被这两个相像的术语所迷惑，前者只是针对ASoC子系统的，后者是来自Linux的设备驱动模型。我们要做的就是：
- 定义一个snd_soc_platform_driver结构的实例；
- 在platform_driver的probe回调中利用ASoC的API：snd_soc_register_platform()注册上面定义的实例；
- 实现snd_soc_platform_driver中的各个回调函数；
- static struct snd_soc_platform_driver samsung_asoc_platform = {
- .ops = &dma_ops,
- .pcm_new = dma_new,
- .pcm_free = dma_free_dma_buffers,
- };
- static int __devinit samsung_asoc_platform_probe(struct platform_device *pdev)
- {
- return snd_soc_register_platform(&pdev->dev, &samsung_asoc_platform);
- }
- static int __devexit samsung_asoc_platform_remove(struct platform_device *pdev)
- {
- snd_soc_unregister_platform(&pdev->dev);
- return 0;
- }
- static struct platform_driver asoc_dma_driver = {
- .driver = {
- .name = "samsung-audio",
- .owner = THIS_MODULE,
- },
- .probe = samsung_asoc_platform_probe,
- .remove = __devexit_p(samsung_asoc_platform_remove),
- };
- module_platform_driver(asoc_dma_driver);
- 为snd_soc_platform实例申请内存；
- 从platform_device中获得它的名字，用于Machine驱动的匹配工作；
- 初始化snd_soc_platform的字段；
- 把snd_soc_platform实例连接到全局链表platform_list中；
- 调用snd_soc_instantiate_cards，触发声卡的machine、platform、codec、dai等的匹配工作；
3. cpu的snd_soc_dai driver驱动的注册
dai驱动通常对应cpu的一个或几个I2S/PCM接口，与snd_soc_platform一样，dai驱动也是实现为一个platform driver，实现一个dai驱动大致可以分为以下几个步骤：
- 定义一个snd_soc_dai_driver结构的实例；
- 在对应的platform_driver中的probe回调中通过API：snd_soc_register_dai或者snd_soc_register_dais，注册snd_soc_dai实例；
- 实现snd_soc_dai_driver结构中的probe、suspend等回调；
- 实现snd_soc_dai_driver结构中的snd_soc_dai_ops字段中的回调函数；
snd_soc_register_dai 这个函数在上一篇介绍codec驱动的博文中已有介绍，请参考：Linux ALSA声卡驱动之七：ASoC架构中的Codec。
snd_soc_dai 该结构在snd_soc_register_dai函数中通过动态内存申请获得， 简要介绍一下几个重要字段：
snd_soc_dai 该结构在snd_soc_register_dai函数中通过动态内存申请获得， 简要介绍一下几个重要字段：
- driver 指向关联的snd_soc_dai_driver结构，由注册时通过参数传入；
- playback_dma_data 用于保存该dai播放stream的dma信息，例如dma的目标地址，dma传送单元大小和通道号等；
- capture_dma_data 同上，用于录音stream；
- platform 指向关联的snd_soc_platform结构；
snd_soc_dai_driver 该结构需要自己根据不同的soc芯片进行定义，关键字段介绍如下：
- probe、remove 回调函数，分别在声卡加载和卸载时被调用；
-
suspend、resume 电源管理回调函数；
- ops 指向snd_soc_dai_ops结构，用于配置和控制该dai；
- playback snd_soc_pcm_stream结构，用于指出该dai支持的声道数，码率，数据格式等能力；
- capture snd_soc_pcm_stream结构，用于指出该dai支持的声道数，码率，数据格式等能力；
4. snd_soc_dai_driver中的ops字段
ops字段指向一个snd_soc_dai_ops结构，该结构实际上是一组回调函数的集合，dai的配置和控制几乎都是通过这些回调函数来实现的，这些回调函数基本可以分为3大类，驱动程序可以根据实际情况实现其中的一部分：
工作时钟配置函数 通常由machine驱动调用：
-
set_sysclk 设置dai的主时钟；
-
set_pll 设置PLL参数；
-
set_clkdiv 设置分频系数；
-
dai的格式配置函数 通常由machine驱动调用：
-
set_fmt 设置dai的格式；
-
set_tdm_slot 如果dai支持时分复用，用于设置时分复用的slot；
-
set_channel_map 声道的时分复用映射设置；
-
set_tristate 设置dai引脚的状态，当与其他dai并联使用同一引脚时需要使用该回调；
标准的snd_soc_ops回调 通常由soc-core在进行PCM操作时调用：
-
startup
-
shutdown
-
hw_params
-
hw_free
-
prepare
-
trigger
抗pop，pop声 由soc-core调用：
-
digital_mute
以下这些api通常被machine驱动使用，machine驱动在他的snd_pcm_ops字段中的hw_params回调中使用这些api：
- snd_soc_dai_set_fmt() 实际上会调用snd_soc_dai_ops或者codec driver中的set_fmt回调；
- snd_soc_dai_set_pll() 实际上会调用snd_soc_dai_ops或者codec driver中的set_pll回调；
- snd_soc_dai_set_sysclk() 实际上会调用snd_soc_dai_ops或者codec driver中的set_sysclk回调；
- snd_soc_dai_set_clkdiv() 实际上会调用snd_soc_dai_ops或者codec driver中的set_clkdiv回调；
snd_soc_dai_set_fmt(struct snd_soc_dai *dai, unsigned int fmt)的第二个参数fmt在这里特别说一下，ASoC目前只是用了它的低16位，并且为它专门定义了一些宏来方便我们使用：
bit 0-3 用于设置接口的格式：
- #define SND_SOC_DAIFMT_I2S 1 /* I2S mode */
- #define SND_SOC_DAIFMT_RIGHT_J 2 /* Right Justified mode */
- #define SND_SOC_DAIFMT_LEFT_J 3 /* Left Justified mode */
- #define SND_SOC_DAIFMT_DSP_A 4 /* L data MSB after FRM LRC */
- #define SND_SOC_DAIFMT_DSP_B 5 /* L data MSB during FRM LRC */
- #define SND_SOC_DAIFMT_AC97 6 /* AC97 */
- #define SND_SOC_DAIFMT_PDM 7 /* Pulse density modulation */
bit 4-7 用于设置接口时钟的开关特性：
- #define SND_SOC_DAIFMT_CONT (1 << 4) /* continuous clock */
- #define SND_SOC_DAIFMT_GATED (2 << 4) /* clock is gated */
bit 8-11 用于设置接口时钟的相位：
- #define SND_SOC_DAIFMT_NB_NF (1 << 8) /* normal bit clock + frame */
- #define SND_SOC_DAIFMT_NB_IF (2 << 8) /* normal BCLK + inv FRM */
- #define SND_SOC_DAIFMT_IB_NF (3 << 8) /* invert BCLK + nor FRM */
- #define SND_SOC_DAIFMT_IB_IF (4 << 8) /* invert BCLK + FRM */
bit 12-15 用于设置接口主从格式：
- #define SND_SOC_DAIFMT_CBM_CFM (1 << 12) /* codec clk & FRM master */
- #define SND_SOC_DAIFMT_CBS_CFM (2 << 12) /* codec clk slave & FRM master */
- #define SND_SOC_DAIFMT_CBM_CFS (3 << 12) /* codec clk master & frame slave */
- #define SND_SOC_DAIFMT_CBS_CFS (4 << 12) /* codec clk & FRM slave */
5. snd_soc_platform_driver中的ops字段
该ops字段是一个snd_pcm_ops结构，实现该结构中的各个回调函数是soc platform驱动的主要工作，他们基本都涉及dma操作以及dma buffer的管理等工作。下面介绍几个重要的回调函数：
ops.open
当应用程序打开一个pcm设备时，该函数会被调用，通常，该函数会使用snd_soc_set_runtime_hwparams()设置substream中的snd_pcm_runtime结构里面的hw_params相关字段，然后为snd_pcm_runtime的private_data字段申请一个私有结构，用于保存该平台的dma参数。
ops.hw_params
驱动的hw_params阶段，该函数会被调用。通常，该函数会通过snd_soc_dai_get_dma_data函数获得对应的dai的dma参数，获得的参数一般都会保存在snd_pcm_runtime结构的private_data字段。然后通过snd_pcm_set_runtime_buffer函数设置snd_pcm_runtime结构中的dma buffer的地址和大小等参数。要注意的是，该回调可能会被多次调用，具体实现时要小心处理多次申请资源的问题。
ops.prepare
正式开始数据传送之前会调用该函数，该函数通常会完成dma操作的必要准备工作。
ops.trigger
数据传送的开始，暂停，恢复和停止时，该函数会被调用。
ops.pointer
该函数返回传送数据的当前位置。
6. 音频数据的dma操作
soc-platform驱动的最主要功能就是要完成音频数据的传送，大多数情况下，音频数据都是通过dma来完成的。
6.1. 申请dma buffer
因为dma的特殊性，dma buffer是一块特殊的内存，比如有的平台规定只有某段地址范围的内存才可以进行dma操作，而多数嵌入式平台还要求dma内存的物理地址是连续的，以方便dma控制器对内存的访问。在ASoC架构中，dma buffer的信息保存在snd_pcm_substream结构的snd_dma_buffer *buf字段中，它的定义如下
- struct snd_dma_buffer {
- struct snd_dma_device dev; /* device type */
- unsigned char *area; /* virtual pointer */
- dma_addr_t addr; /* physical address */
- size_t bytes; /* buffer size in bytes */
- void *private_data; /* private for allocator; don't touch */
- };
那么，在哪里完成了snd_dam_buffer结构的初始化赋值操作呢？答案就在snd_soc_platform_driver的pcm_new回调函数中，还是以/sound/soc/samsung/dma.c为例：
- static struct snd_soc_platform_driver samsung_asoc_platform = {
- .ops = &dma_ops,
- .pcm_new = dma_new,
- .pcm_free = dma_free_dma_buffers,
- };
- static int __devinit samsung_asoc_platform_probe(struct platform_device *pdev)
- {
- return snd_soc_register_platform(&pdev->dev, &samsung_asoc_platform);
- }
pcm_new字段指向了dma_new函数，dma_new函数进一步为playback和capture分别调用preallocate_dma_buffer函数，我们看看preallocate_dma_buffer函数的实现：
- static int preallocate_dma_buffer(struct snd_pcm *pcm, int stream)
- {
- struct snd_pcm_substream *substream = pcm->streams[stream].substream;
- struct snd_dma_buffer *buf = &substream->dma_buffer;
- size_t size = dma_hardware.buffer_bytes_max;
- pr_debug("Entered %s\n", __func__);
- buf->dev.type = SNDRV_DMA_TYPE_DEV;
- buf->dev.dev = pcm->card->dev;
- buf->private_data = NULL;
- buf->area = dma_alloc_writecombine(pcm->card->dev, size,
- &buf->addr, GFP_KERNEL);
- if (!buf->area)
- return -ENOMEM;
- buf->bytes = size;
- return 0;
- }
该函数先是获得事先定义好的buffer大小，然后通过dma_alloc_weitecombine函数分配dma内存，然后完成substream->dma_buffer的初始化赋值工作。上述的pcm_new回调会在声卡的建立阶段被调用，调用的详细的过程请参考Linux ALSAs声卡驱动之六：ASoC架构中的Machine中的图3.1。
在声卡的hw_params阶段，snd_soc_platform_driver结构的ops->hw_params会被调用，在该回调用，通常会使用api：snd_pcm_set_runtime_buffer()把substream->dma_buffer的数值拷贝到substream->runtime的相关字段中（.dma_area, .dma_addr, .dma_bytes），这样以后就可以通过substream->runtime获得这些地址和大小信息了。
dma buffer获得后，即是获得了dma操作的源地址，那么目的地址在哪里？其实目的地址当然是在dai中，也就是前面介绍的snd_soc_dai结构的playback_dma_data和capture_dma_data字段中，而这两个字段的值也是在hw_params阶段，由snd_soc_dai_driver结构的ops->hw_params回调，利用api：snd_soc_dai_set_dma_data进行设置的。紧随其后，snd_soc_platform_driver结构的ops->hw_params回调利用api：snd_soc_dai_get_dma_data获得这些dai的dma信息，其中就包括了dma的目的地址信息。这些dma信息通常还会被保存在substream->runtime->private_data中，以便在substream的整个生命周期中可以随时获得这些信息，从而完成对dma的配置和操作。
6.2 dma buffer管理
播放时，应用程序把音频数据源源不断地写入dma buffer中，然后相应platform的dma操作则不停地从该buffer中取出数据，经dai送往codec中。录音时则正好相反，codec源源不断地把A/D转换好的音频数据经过dai送入dma buffer中，而应用程序则不断地从该buffer中读走音频数据。
图6.2.1 环形缓冲区
环形缓冲区正好适合用于这种情景的buffer管理，理想情况下，大小为Count的缓冲区具备一个读指针和写指针，我们期望他们都可以闭合地做环形移动，但是实际的情况确实：缓冲区通常都是一段连续的地址，他是有开始和结束两个边界，每次移动之前都必须进行一次判断，当指针移动到末尾时就必须人为地让他回到起始位置。在实际应用中，我们通常都会把这个大小为Count的缓冲区虚拟成一个大小为n*Count的逻辑缓冲区，相当于理想状态下的圆形绕了n圈之后，然后把这段总的距离拉平为一段直线，每一圈对应直线中的一段，因为n比较大，所以大多数情况下不会出现读写指针的换位的情况（如果不对buffer进行扩展，指针到达末端后，回到起始端时，两个指针的前后相对位置会发生互换）。扩展后的逻辑缓冲区在计算剩余空间可条件判断是相对方便。alsa driver也使用了该方法对dma buffer进行管理：
图6.2.2 alsa driver缓冲区管理
snd_pcm_runtime结构中，使用了四个相关的字段来完成这个逻辑缓冲区的管理：
- snd_pcm_runtime.hw_ptr_base 环形缓冲区每一圈的基地址，当读写指针越过一圈后，它按buffer size进行移动；
- snd_pcm_runtime.status->hw_ptr 硬件逻辑位置，播放时相当于读指针，录音时相当于写指针；
- snd_pcm_runtime.control->appl_ptr 应用逻辑位置，播放时相当于写指针，录音时相当于读指针；
- snd_pcm_runtime.boundary 扩展后的逻辑缓冲区大小，通常是(2^n)*size；
- static inline snd_pcm_uframes_t snd_pcm_playback_avail(struct snd_pcm_runtime *runtime)
- {
- snd_pcm_sframes_t avail = runtime->status->hw_ptr + runtime->buffer_size - runtime->control->appl_ptr;
- if (avail < 0)
- avail += runtime->boundary;
- else if ((snd_pcm_uframes_t) avail >= runtime->boundary)
- avail -= runtime->boundary;
- return avail;
- }
要想映射到真正的缓冲区位置，只要减去runtime->hw_ptr_base即可。下面的api用于更新这几个指针的当前位置：
- int snd_pcm_update_hw_ptr(struct snd_pcm_substream *substream)
所以要想通过snd_pcm_playback_avail等函数获得正确的信息前，应该先要调用这个api更新指针位置。
以播放(playback)为例，我现在知道至少有3个途径可以完成对dma buffer的写入：
- 应用程序调用alsa-lib的snd_pcm_writei、snd_pcm_writen函数；
- 应用程序使用ioctl：SNDRV_PCM_IOCTL_WRITEI_FRAMES或SNDRV_PCM_IOCTL_WRITEN_FRAMES；
- 应用程序使用alsa-lib的snd_pcm_mmap_begin/snd_pcm_mmap_commit;
播放过程中，通常会配置成每一个period size生成一个dma中断，中断处理函数最重要的任务就是：
- 更新dma的硬件的当前位置，该数值通常保存在runtime->private_data中；
- 调用snd_pcm_period_elapsed函数，该函数会进一步调用snd_pcm_update_hw_ptr0函数更新上述所说的4个缓冲区管理字段，然后唤醒相应的等待进程；
- <span style="font-family:Arial, Verdana, sans-serif;"><span style="white-space: normal;"></span></span><pre name="code" class="cpp">void snd_pcm_period_elapsed(struct snd_pcm_substream *substream)
- {
- struct snd_pcm_runtime *runtime;
- unsigned long flags;
- if (PCM_RUNTIME_CHECK(substream))
- return;
- runtime = substream->runtime;
- if (runtime->transfer_ack_begin)
- runtime->transfer_ack_begin(substream);
- snd_pcm_stream_lock_irqsave(substream, flags);
- if (!snd_pcm_running(substream) ||
- snd_pcm_update_hw_ptr0(substream, 1) < 0)
- goto _end;
- if (substream->timer_running)
- snd_timer_interrupt(substream->timer, 1);
- _end:
- snd_pcm_stream_unlock_irqrestore(substream, flags);
- if (runtime->transfer_ack_end)
- runtime->transfer_ack_end(substream);
- kill_fasync(&runtime->fasync, SIGIO, POLL_IN);
- }
7. 图说代码
最后，反正图也画了，好与不好都传上来供参考一下，以下这张图表达了 ASoC中Platform驱动的几个重要数据结构之间的关系:
图7.1 ASoC Platform驱动
一堆的private_data，很重要但也很容易搞混，下面的图不知对大家有没有帮助：
图7.2 private_data