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我的朋友

分类: 嵌入式

2015-03-14 17:15:05

     

通常使用alsalib来播放声音包括以下几个步骤:

1,   open,这个和oss相同,对应于alsa就是snd_pcm_open

2,   param设置,这个就是snd_pcm_hw_params;

3,   上层的alsa在设置param的成功以后或者出错的时候恢复都需要调用snd_pcm_prepare;

4,   write函数;

现在一个个的来看;

过程介绍

如下图所示:

         就是我先前说的分成三部分,先是cpu级别的,包括clockenabe,中断的申请,空间的申请;

         然后就是平台级别的包括DMA所需要的空间的分配等;

         不过这里codec级别的没有提供相关的函数,由machine提供了一些函数主要是设置channel,格式,频率范围等等;

流程分析

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         流程就是这样,至于里面做的具体的事情,我觉得只需要对照spec看看就知道了,具体的寄存器设置下面有一点讲解,主要是格式的设置(采样率的设置会留到prepare的时候),至于中断上来的时候那个更新hw_ptr函数很有用,这样上层就可以知道数据到底写了多少或者说还有多少空间可以写;

 

流程分析

 

alsa层调用snd_pcm_prepare的时候会触发驱动对应的prepare的函数执行,如下:

可以看出基本上还是分为了三段,一段是cpu级别的,主要是对于ssp port的设置,具体设置如下:

对于voice通道,littleton_micco_voice_prepare的设置:

the sscr0 0xc0163f,sscr1 0xf01dc0,sspsp 0x800085

其中对于pcmssp地址是:

#define SSCR0_P4        __REG(0x41A00000)  /* SSP Port 4 Control Register 0 */

#define SSCR1_P4        __REG(0x41A00004)  /* SSP Port 4 Control Register 1 */

#define SSPSP_P4        __REG(0x41A0002C)  /* SSP Port 4 Programmable Serial Protocol */

所以结果就相当于:

 SSCR0_P4 0x41A000000xc0163f ——00000000110000000001011000111111

对于这个地址高8位为0

31 MOD-0:普通模式;30ACS-0:时钟选择是由NCSECS位绝决定,看后面;

29FPCKE-0FIFO packing mode disabled28()-0reserved

2752MM-013mbps模式;2624FRDC-0:每帧的时隙数

23TIM->1:表示禁止传输fifo underrun中断;22RIM-1:表示禁止接收fifo overrun中断

21NCS->0:表示时钟选择由ECS决定;20EDSS-0:表示前面填充DSS来达到8-16

198SCR-0x16:决定串口bit率,=sspx clock/(scr+1)???;7SSE-0:表示disable port

6ECS-0:表示片内的时钟用来计算serial clock rate54FRF-0b11:表示psp模式用来模拟I2S协议

30DSS-0b1111:表示16bit数据(EDSS0

 

SSCR1_P4 0x41A00004:  0xf01dc0——00000000111100000001110111000000

对于这个地址高8位也为0

31TTELP-0:表示最后一个bit传输(LSB)传完后有半个时钟处于高阻(三态)状态;

30(TTE)-0:表示传输信号不是三态的;29EBCEI-0bit传输错误不产生中断

28SCFR-0:表示SSPSCLK的时钟信号需要连续的工作,主模式ignore27ECRA-0:表示禁止其它ssp向它发起始终请求

26ECRB-0:表示同2725SCLKDIR-0:表示主模式,SSP端口,驱动SSPSCLK

24SFRMDIR-0:表示主模式,SSP端口,驱动SSPSFRM信号;

23RWOT-1:表示只接收不传输???;22TRAIL-1:表示trailing bytes dma burst来处理;

21TSRE-1:表示传输DMA sevice request enabled20RSRE-1:表示接收DMA service request允许

19TINTE-0:表示接收超时中断disable18PINTE-0:表示外设trail byte 中断disable

17:保留;16IFS->0:表示帧的极性由PSP的极性位决定;

15STRF-0:表示传输FIFO(读,写)由SSDR_X来决定;14EFWR-0:表示FIFO读写特别函数disable

1310RFT-0b0111:表示到达什么级别rxfifo断言中断;96TFT-0111:表示TXFIFO断言中断级别

5:保留;4SPH-0:表示在每一个帧开始之前要等一个时钟,结束后要等0.5个时钟;

3SPO-0:表示SSPSCLKinactive的时候是低电平;2LBM-0:表示非循环模式

1RIE-0:表示RXFIFO门槛到达的中断disable0RIE)->0:表示接收FIFO门槛到达中断disable

 

 

SSPSP_P4 0x41A0002C:  0x800085-00000000100000000000000010000101

这个地址的高8位为0

31reverved3028EDMYSTOP-0extended dummy stop

2726EDMYSTART-0extended dummy start25FSRT-0:下一帧的开始由前面的扩展STOP决定;

2423DMYSTOP-0b01:表示最后一bit传输完毕后保持activeclock1clock的延迟;22:保留

2116SFRMWDTH-0:表示最小位帧宽度;159SFRMDLY-0serial frame dealy

87DMYSTRT-0b01:表示1clock的延迟在开始的时候;64STRTDLY-0start delay

3ETDS-0:表示结束时的传输状态为low2SFRMP-1serial frame的极性;

10SCMODE-0b01data driven 上升沿,数据采样下降沿,idle状态,低;

 

对于littleton_micco_hifi_prepare的设置:

 The sscr0 e1c0003f,sscr1 701dc0,sspsp 40200004,sstsa 3,ssrsa 3,ssacd 60,ssacdd 6590040

其中对于I2sspp地址是:

#define SSCR0_P3  __REG(0x41900000)  /* SSP Port 3 Control Register 0 */

#define SSCR1_P3  __REG(0x41900004)  /* SSP Port 3 Control Register 1 */

#define SSPSP_P3  __REG(0x4190002C)  /* SSP Port 3 Programmable Serial Protocol */

#define SSTSA_P3  __REG(0x41900030)  /* SSP Port 3 Tx Timeslot Active */

#define SSRSA_P3  __REG(0x41900034)  /* SSP Port 3 Rx Timeslot Active */

#define SSACD_P3 __REG(0x4190003C)  /* SSP Port 3 Audio Clock Divider */

#define     SSACDD_P3   __REG(0x41900040)  /* SSP Port 3 Audio Clock Dither Divider Register */

 

SSCR0_P3==__REG(0x41900000):e1c0003f——11100001110000000000000000111111

31 MOD-1:网络模式;30ACS-1:时钟选择是audio clockaudio clock divider决定,由ssacd寄存器决定;

29FPCKE-1FIFO packing mode enabled28()-0reserved

2752MM-013mbps模式;2624FRDC-1:每帧的时隙数

23TIM->1:表示禁止传输fifo underrun中断;22RIM-1:表示禁止接收fifo overrun中断

21NCS->0:这里ignore,由ACS决定了(为1);20EDSS-0:表示前面填充DSS来达到8-16

198SCR-0:ACS那里决定;7SSE-0:表示disable port,工作时应为1

6ECS-0:表示片内的时钟用来计算serial clock rate54FRF-0b11:表示psp模式用来模拟I2S协议

30DSS-0b1111:表示16bit数据(EDSS0

 

SSCR1_P3==__REG(0x41900004):701dc0——00000000011100000001110111000000

31TTELP-0:表示最后一个bit传输(LSB)传完后有半个时钟处于高阻(三态)状态;

30(TTE)-0:表示传输信号不是三态的;29EBCEI-0bit传输错误不产生中断

28SCFR-0:表示SSPSCLK的时钟信号需要连续的工作,主模式ignore27ECRA-0:表示禁止其它ssp向它发起始终请求

26ECRB-0:表示同2725SCLKDIR-0:表示主模式,SSP端口,驱动SSPSCLK

24SFRMDIR-0:表示主模式,SSP端口,驱动SSPSFRM信号;

23RWOT-0:接收和传输都可以;22TRAIL-1:表示trailing bytes dma burst来处理;

21TSRE-1:表示传输DMA sevice request enabled20RSRE-1:表示接收DMA service request允许

19TINTE-0:表示接收超时中断disable18PINTE-0:表示外设trail byte 中断disable

17:保留;16IFS->0:表示帧的极性由PSP的极性位决定;

15STRF-0:表示传输FIFO(读,写)由SSDR_X来决定;14EFWR-0:表示FIFO读写特别函数disable

1310RFT-0b0111:表示到达什么级别rxfifo断言中断;96TFT-0111:表示TXFIFO断言中断级别

5:保留;4SPH-0:表示在每一个帧开始之前要等一个时钟,结束后要等0.5个时钟;

3SPO-0:表示SSPSCLKinactive的时候是低电平;2LBM-0:表示非循环模式

1RIE-0:表示RXFIFO门槛到达的中断disable0RIE)->0:表示接收FIFO门槛到达中断disable

 

SSPSP_P3==__REG(0x4190002C):40200004——01000000001000000000000000000100

31reverved3028EDMYSTOP-4extended dummy stop

2726EDMYSTART-0extended dummy start25FSRT-0:下一帧的开始由前面的扩展STOP决定;

2423DMYSTOP-0b00:表示最后一bit传输完毕后保持activeclock数的延迟;22:保留

2116SFRMWDTH-0b20:表示最小位帧宽度;159SFRMDLY-0serial frame dealy

87DMYSTRT-0b00:表示0clock的延迟在开始的时候;64STRTDLY-0start delay

3ETDS-0:表示结束时的传输状态为low2SFRMP-1serial frame的极性;

10SCMODE-0b00data driven 下降沿,数据采样上升沿,idle状态,低;

 

SSTSA_P3==__REG(0x41900030):3——0011

318->0:reserved;7:0TTSA->0b0011:表示在那个time slot里面是传输数据的0,不传输,1传输;

SSRSA_P3==__REG(0x41900034):3——0011

318 reserved70RTSA-0:表示在那个slot里面接收数据,0,不接受,1 接收;

SSACD_P3==__REG(0x4190003C):60——01100000

318reserved7SCDX8-0sysclk/4产生内部audio clock1sysclk/8产生audio clock

64ACPS-0b110:PLL输出时钟由Audio clock dither Divider register value决定;

3SCDB-0:如果SCDX80scdx8决定,为1,则sysclk不分频;

20ACDS-0:表示clock divider select /1

SSACDD_P3==__REG(0x41900040):6590040——00000110010110010000000001000000

31reserved3016NUM-1625;除数(0x659

1512reserved110DEN-64:被除数

比如我们的板子上是这样计算这些值的:

比如,在我们的机子上的一个实例是这样的,

那么第一步取得采样率:48K,它也就是Sync clock

第二步球的bit率:48X64=3.072M

第三步求的sysclk:这个根据scdx8决定是X4还是X8,在我们的例子中是4,所以:3.072X4=12.288

第四步求得我们要的dither divider y,公式为:

624*(y)/2=12.288

算出y=0.039384615384615384615384615384615

所以查可能的分子和分母表,得出,分子是:

64,分母是1625

如下图所示:

当然更加详细的请参阅spec

 

第二段是平台级别的,主要是对于DMA的初始化;

第三段是codec级别的,这里主要是对codec本身的设置,通过i2c接口对codec的寄存器操作,比如采样率等等;

最后面还有一个poweron的函数,这个函数前面有提到,但是没有详细分析,这里分析一下:

首先根据事件类型,决定是关闭门序列,还是启动门序列,我只分析启动过程;

得到启动序列,就开始遍历整个序列,对于这个序列的每一个类型,查找所有的门的序列,直到有一个门的类型和当前启动序列的类型相同,然后再根据不同的类型做不同的检查和power

1,如果是snd_soc_dapm_vmid则继续,不做任何处理;

2

A)如果是snd_soc_dapm_adc,并且其active1,这个active在上一步已经分析过了,必须要包含这个流的名字的sname的门才会被激活,假设我们现在讨论的是用pcm通道播放声音,那么流的名字就是“Voice Playback”,所以,将dac3active被设成1,这样就避免了power on dac1dac2,和adc了。如果这两个条件都满足,那么必然是“Voice Capture”了,因为只有这时候,我们才会用到adc,现在看看,如果用了adc将会启动什么,于是调用函数is_connected_input_ep,这是一个通用递归函数,从名字上来说就是看是否是已经连接了输入的门,我们只考虑adc的情况,其余的情况待会再讨论,对于adc,在is_connected_input_ep函数里面,是通过遍历所有以这个门作为sinksource门(list_for_each_entry(path, &widget->sources, list_sink),可以看到,这里的最后一个参数是list_sink,而第二个参数却是widget->sources,这个原因我在门连接分析页里面已经分析过了,总之sources就表示这个门的sources列表,而sinks就是这个门的sink列表),通过递归调用is_connected_input_ep来查看这些source门是否其中有一个是连通的,返回的是所有是否连通的和(联通为1,否则为0),所以返回的结果可能是大于1的数,表示不只一个源是联通的。

B)如果这个函数返回为真则表示此adc是联通的,于是调用dapm_update_bits来处理,这个函数过对mux(它的reg<0)inputoutputmichplinespk,不做任何处理就返回了;过了这一关,开始查是否menrevert为真,如果为真,则把power取反,原来为真现在变假,于是调用snd_soc_readmicco_soc_read)开始读这个寄存器的值(注意,这里读的值是可能和物理上的这个寄存器的值不一样的,这里读的值是cache里面的值),读出来后强制把1<后的位置为1,比较新旧值是否有变化,如果有,则调用snd_soc_write(codec, widget->reg, new)把值写到cache里面(实际负责写的是micco_soc_write,而且,它对于0x70+0x15以下包含0x15的值是直接写到寄存器的地址的,否则只是些到数组cache里面去)好对于adc的情况我们就分析完了。

3

A)如果此类型是snd_soc_dapm_dac并且active1,则调用is_connected_output_ep来取得是否要power,下面来看看函数is_connected_output_ep,这也是一个通用的判断是否有连接到输出的递归函数,我们只分析dac的情况,list_for_each_entry(path, &widget->sinks, list_source),上面已经讲过,这里实际上查的是这个门的所有的sink列表,通过递归调用is_connected_output_ep来看是否它的sink是联通的,只要有一条路是联通的,则power为真。

B)返回后调用dapm_update_bits来处理,上面已经分析过了,这个函数就是判断是否需要设置此门的寄存器的1<位。

4,如果此类型是snd_soc_dapm_pga,则调用is_connected_input_ep来判断是否联通输入,再调用is_connected_output_ep判断是否联通输出,对于pga is_connected_input_ep函数的处理和adc是一样的,对于is_connected_output_epdac的处理是一样的,接着调用dapm_set_pga,根据power的值决定是mute pga还是启用pga,但是就我打印的结果来看,基本上这个函数所起的作用为0,因为对于pga的门似乎都没有设置相应的control,最后调用dapm_update_bits,设置power 位。

5,对于other widget,这里在我们的平台上多半是指mux,首先调用is_connected_input_ep判断是否连接输入,再调用is_connected_output_ep判断是否有输出,调用dapm_update_bits位设置power 位,最后调用w->eventdo_post_event)来进行后期处理,这里主要就是对mux进行寄存器设置,因为mux的寄存器的地址都是大于0x70+0x15的,所以它们的地址需要转化,这个函数就是根据mux的类型,访问不同的寄存器。

 

基本上prepare后,一切就都就绪了,只等一个trigger;而trigger的执行会在上层的alsalib调用write的函数触发;

 

 

的流程

 

用户层的write到内核里面都是通过ioctl来做的,这里面会触发trigger函数的执行,等trigger执行完以后,才会真正调用函数把用户层的东西copydma分配的空间;

这里面基本上只是画了最简单的逻辑,其实里面非常的复杂特别是函snd_pcm_lib_write1,这里面有同步的操作,也就是要等到有空余的空间的时候才允许写,否则就要等待,唤醒是通过函数snd_pcm_update_hw_ptr_post来做的,这个函数会在DMA传输完一帧的中断到来的时候被调用,用来更新缓冲区指针;

 

其中trigger的逻辑如下:

 

简单的说就是启动DMAenable ssp口;

 

 

 

 

 

 

t

         简单总结一下,用户的使用流程;

         A,调用snd_pcm_open打开设备节点对应的pcm流的substream也就是录音或者play

B,调用snd_pcm_hw_params设置硬件参数,包括格式,通道,采样率,DMA空间的分配,中断的申请等等,这里面会调用prepare函数使硬件准备好硬件,包括codec的寄存器设置,各种路径的建立,门的power on等;

C,调用write函数实现把数据写到设备里面去,这里会触发trigger函数也就是DMA的启动,SSP端口的启动等。

      

 

调用的相关逻辑

我们的audio controller所调用的驱动的接口都是amixer csetcget,所以有必要分析一下它的逻辑:

调用的上层逻辑

    也就是说通过/dev下面的设备节点调用相应的ioctl,然后进入到内核的范围;

的内核流程     

这里只分析了控制函数为snd_soc_dapm_put_enum_double的处理逻辑,其它的都类似,而具体的应该是哪个处理函数来处理是在controlnew的时候就已经确立了的,对于我们的平台其实在表micco_dapm_widgets建立的时候就已经确立了;

为了方便后来者的调试,我这里把各个numid的对应的控制函数都列出来了,如下:

numid=112snd_soc_put_volsw

numid=1320snd_soc_dapm_put_enum_double

 

 

.

Alsa驱动的架构主要是分成对上为alsalib提供接口,对下实现硬件的管理,对上的内容基本都是在sound/core目录里面的文件来完成,而设计硬件的操作分成两部分一部分相关与cpu这边的是由sound/soc/pxa目录里面的文件来完成的,另外一部分设计codec是由sound/soc/codec来完成的,这部分主要就是对codec这边的寄存器的设置;简单示意如下:

 

它复杂的地方在于用户态的alsa lib

 

 

 

 

还有一些地方没有讨论到,比如timer,不过留到以后补充吧;

 

 

 

 

 

备注:

              内核版本:2.6.21+marvel patch

                硬件平台:pxa310+9034codec

 作者:wylhistory

转载请注明出处!

 

 

 

 

 

 

 
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