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2012年(10)

2011年(46)

分类: LINUX

2011-08-07 21:35:24

1. struct snd_card
1.1. snd_card是什么
snd_card可以说是整个ALSA音频驱动最顶层的一个结构,整个声卡的软件逻辑结构开始于该结构,几乎所有与声音相关的逻辑设备都是在snd_card的管理之下,声卡驱动的第一个动作通常就是创建一个snd_card结构体。正因为如此,本节中,我们也从 struct cnd_card开始吧。
1.2. snd_card的定义
snd_card的定义位于改头文件中:include/sound/core.h
/* main structure for soundcard */  
  
struct snd_card {   
    int number;         /* number of soundcard (index to  
                                snd_cards) */  
  
    char id[16];            /* id string of this card */  
    char driver[16];        /* driver name */  
    char shortname[32];     /* short name of this soundcard */  
    char longname[80];      /* name of this soundcard */  
    char mixername[80];     /* mixer name */  
    char components[128];       /* card components delimited with  
                                space */  
    struct module *module;      /* top-level module */  
  
    void *private_data;     /* private data for soundcard */  
    void (*private_free) (struct snd_card *card); /* callback for freeing of  
                                private data */  
    struct list_head devices;   /* devices */  
  
    unsigned int last_numid;    /* last used numeric ID */  
    struct rw_semaphore controls_rwsem; /* controls list lock */  
    rwlock_t ctl_files_rwlock;  /* ctl_files list lock */  
    int controls_count;     /* count of all controls */  
    int user_ctl_count;     /* count of all user controls */  
    struct list_head controls;  /* all controls for this card */  
    struct list_head ctl_files; /* active control files */  
  
    struct snd_info_entry *proc_root;   /* root for soundcard specific files */  
    struct snd_info_entry *proc_id; /* the card id */  
    struct proc_dir_entry *proc_root_link;  /* number link to real id */  
  
    struct list_head files_list;    /* all files associated to this card */  
    struct snd_shutdown_f_ops *s_f_ops; /* file operations in the shutdown  
                                state */  
    spinlock_t files_lock;      /* lock the files for this card */  
    int shutdown;           /* this card is going down */  
    int free_on_last_close;     /* free in context of file_release */  
    wait_queue_head_t shutdown_sleep;   
    struct device *dev;     /* device assigned to this card */ 
#ifndef CONFIG_SYSFS_DEPRECATED   
    struct device *card_dev;    /* cardX object for sysfs */ 
#endif  
 
#ifdef CONFIG_PM   
    unsigned int power_state;   /* power state */  
    struct mutex power_lock;    /* power lock */  
    wait_queue_head_t power_sleep;  
#endif  
 
#if defined(CONFIG_SND_MIXER_OSS) || defined(CONFIG_SND_MIXER_OSS_MODULE)   
    struct snd_mixer_oss *mixer_oss;   
    int mixer_oss_change_count;  
#endif   
}; 
struct list_head devices     记录该声卡下所有逻辑设备的链表
struct list_head controls    记录该声卡下所有的控制单元的链表
void *private_data            声卡的私有数据,可以在创建声卡时通过参数指定数据的大小
2. 声卡的建立流程
2.1.1. 第一步,创建snd_card的一个实例 
 
struct snd_card *card;   
int err;   
....   
err = snd_card_create(index, id, THIS_MODULE, 0, &card); 
index           一个整数值,该声卡的编号
id                字符串,声卡的标识符
第四个参数    该参数决定在创建snd_card实例时,需要同时额外分配的私有数据的大小,该数据的指针最终会赋值给snd_card的private_data数据成员
card             返回所创建的snd_card实例的指针
2.1.2. 第二步,创建声卡的芯片专用数据
声卡的专用数据主要用于存放该声卡的一些资源信息,例如中断资源、io资源、dma资源等。可以有两种创建方法:
通过上一步中snd_card_create()中的第四个参数,让snd_card_create自己创建
// struct mychip 用于保存专用数据   
err = snd_card_create(index, id, THIS_MODULE,   
                sizeof(struct mychip), &card);   
// 从private_data中取出   
struct mychip *chip = card->private_data; 
自己创建:
struct mychip {   
    struct snd_card *card;   
    ....   
};   
struct snd_card *card;   
struct mychip *chip;   
err = snd_card_create(index[dev], id[dev], THIS_MODULE, 0, &card);   
// 专用数据记录snd_card实例   
chip->card = card;   
.....   
chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL); 
然后,把芯片的专有数据注册为声卡的一个低阶设备:
static int snd_mychip_dev_free(struct snd_device *device)   
{   
    return snd_mychip_free(device->device_data);   
}   
  
static struct snd_device_ops ops = {   
    .dev_free = snd_mychip_dev_free,   
};   
....   
snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL, chip, &ops); 
2.1.3. 第三步,设置Driver的ID和名字
strcpy(card->driver, "My Chip");   
strcpy(card->shortname, "My Own Chip 123");   
sprintf(card->longname, "%s at 0x%lx irq %i",   
            card->shortname, chip->ioport, chip->irq); 
snd_card的driver字段保存着芯片的ID字符串,user空间的alsa-lib会使用到该字符串,所以必须要保证该ID的唯一性。shortname字段更多地用于打印信息,longname字段则会出现在/proc/asound/cards中。
2.1.4. 第四步,创建声卡的功能部件(逻辑设备),例如PCM,Mixer,MIDI等
这时候可以创建声卡的各种功能部件了,还记得开头的snd_card结构体的devices字段吗?每一种部件的创建最终会调用snd_device_new()来生成一个snd_device实例,并把该实例链接到snd_card的devices链表中。
通常,alsa-driver的已经提供了一些常用的部件的创建函数,而不必直接调用snd_device_new(),比如:
    PCM  ----        snd_pcm_new()
    RAWMIDI --    snd_rawmidi_new()
    CONTROL --   snd_ctl_create()
    TIMER   --       snd_timer_new()
    INFO    --        snd_card_proc_new()
    JACK    --        snd_jack_new()
2.1.5. 第五步,注册声卡
 
err = snd_card_register(card);   
if (err < 0) {   
    snd_card_free(card);   
    return err;   
2.2. 一个实际的例子
我把/sound/arm/pxa2xx-ac97.c的部分代码贴上来:
static int __devinit pxa2xx_ac97_probe(struct platform_device *dev)   
{   
    struct snd_card *card;   
    struct snd_ac97_bus *ac97_bus;   
    struct snd_ac97_template ac97_template;   
    int ret;   
    pxa2xx_audio_ops_t *pdata = dev->dev.platform_data;   
  
    if (dev->id >= 0) {   
        dev_err(&dev->dev, "PXA2xx has only one AC97 port.\n");   
        ret = -ENXIO;   
        goto err_dev;   
    }   
////(1)////   
    ret = snd_card_create(SNDRV_DEFAULT_IDX1, SNDRV_DEFAULT_STR1,   
                  THIS_MODULE, 0, &card);   
    if (ret < 0)   
        goto err;   
  
    card->dev = &dev->dev;   
////(3)////   
    strncpy(card->driver, dev->dev.driver->name, sizeof(card->driver));   
  
////(4)////   
    ret = pxa2xx_pcm_new(card, &pxa2xx_ac97_pcm_client, &pxa2xx_ac97_pcm);   
    if (ret)   
        goto err;   
////(2)////   
    ret = pxa2xx_ac97_hw_probe(dev);   
    if (ret)   
        goto err;   
  
////(4)////   
    ret = snd_ac97_bus(card, 0, &pxa2xx_ac97_ops, NULL, &ac97_bus);   
    if (ret)   
        goto err_remove;   
    memset(&ac97_template, 0, sizeof(ac97_template));   
    ret = snd_ac97_mixer(ac97_bus, &ac97_template, &pxa2xx_ac97_ac97);   
    if (ret)   
        goto err_remove;   
////(3)////   
    snprintf(card->shortname, sizeof(card->shortname),   
         "%s", snd_ac97_get_short_name(pxa2xx_ac97_ac97));   
    snprintf(card->longname, sizeof(card->longname),   
         "%s (%s)", dev->dev.driver->name, card->mixername);   
  
    if (pdata && pdata->codec_pdata[0])   
        snd_ac97_dev_add_pdata(ac97_bus->codec[0], pdata->codec_pdata[0]);   
    snd_card_set_dev(card, &dev->dev);   
////(5)////   
    ret = snd_card_register(card);   
    if (ret == 0) {   
        platform_set_drvdata(dev, card);   
        return 0;   
    }   
  
err_remove:   
    pxa2xx_ac97_hw_remove(dev);   
err:   
    if (card)   
        snd_card_free(card);   
err_dev:   
    return ret;   
}   
  
static int __devexit pxa2xx_ac97_remove(struct platform_device *dev)   
{   
    struct snd_card *card = platform_get_drvdata(dev);   
  
    if (card) {   
        snd_card_free(card);   
        platform_set_drvdata(dev, NULL);   
        pxa2xx_ac97_hw_remove(dev);   
    }   
  
    return 0;   
}   
  
static struct platform_driver pxa2xx_ac97_driver = {   
    .probe      = pxa2xx_ac97_probe,   
    .remove     = __devexit_p(pxa2xx_ac97_remove),   
    .driver     = {   
        .name   = "pxa2xx-ac97",   
        .owner  = THIS_MODULE,   
#ifdef CONFIG_PM   
        .pm = &pxa2xx_ac97_pm_ops,   
#endif   
    },   
};   
  
static int __init pxa2xx_ac97_init(void)   
{   
    return platform_driver_register(&pxa2xx_ac97_driver);   
}   
  
static void __exit pxa2xx_ac97_exit(void)   
{   
    platform_driver_unregister(&pxa2xx_ac97_driver);   
}   
  
module_init(pxa2xx_ac97_init);   
module_exit(pxa2xx_ac97_exit);   
  
MODULE_AUTHOR("Nicolas Pitre");   
MODULE_DESCRIPTION("AC97 driver for the Intel PXA2xx chip"); 

3. snd_card_create()
 snd_card_create()在/sound/core/init.c中定义。
/**  
 *  snd_card_create - create and initialize a soundcard structure  
 *  @idx: card index (address) [0 ... (SNDRV_CARDS-1)]  
 *  @xid: card identification (ASCII string)  
 *  @module: top level module for locking  
 *  @extra_size: allocate this extra size after the main soundcard structure  
 *  @card_ret: the pointer to store the created card instance  
 *  
 *  Creates and initializes a soundcard structure.  
 *  
 *  The function allocates snd_card instance via kzalloc with the given  
 *  space for the driver to use freely.  The allocated struct is stored  
 *  in the given card_ret pointer.  
 *  
 *  Returns zero if successful or a negative error code.  
 */  
int snd_card_create(int idx, const char *xid,   
            struct module *module, int extra_size,   
            struct snd_card **card_ret) 
首先,根据extra_size参数的大小分配内存,该内存区可以作为芯片的专有数据使用(见前面的介绍):
card = kzalloc(sizeof(*card) + extra_size, GFP_KERNEL);   
if (!card)   
    return -ENOMEM; 
拷贝声卡的ID字符串:
if (xid)   
    strlcpy(card->id, xid, sizeof(card->id)); 
如果传入的声卡编号为-1,自动分配一个索引编号:
if (idx < 0) {   
    for (idx2 = 0; idx2 < SNDRV_CARDS; idx2++)   
        /* idx == -1 == 0xffff means: take any free slot */  
        if (~snd_cards_lock & idx & 1<            if (module_slot_match(module, idx2)) {   
                idx = idx2;   
                break;   
            }   
        }   
}   
if (idx < 0) {   
    for (idx2 = 0; idx2 < SNDRV_CARDS; idx2++)   
        /* idx == -1 == 0xffff means: take any free slot */  
        if (~snd_cards_lock & idx & 1<            if (!slots[idx2] || !*slots[idx2]) {   
                idx = idx2;   
                break;   
            }   
        }   
初始化snd_card结构中必要的字段:
    card->number = idx;   
    card->module = module;   
    INIT_LIST_HEAD(&card->devices);   
    init_rwsem(&card->controls_rwsem);   
    rwlock_init(&card->ctl_files_rwlock);   
    INIT_LIST_HEAD(&card->controls);   
    INIT_LIST_HEAD(&card->ctl_files);   
    spin_lock_init(&card->files_lock);   
    INIT_LIST_HEAD(&card->files_list);   
    init_waitqueue_head(&card->shutdown_sleep);  
#ifdef CONFIG_PM   
    mutex_init(&card->power_lock);   
    init_waitqueue_head(&card->power_sleep);  
#endif 
建立逻辑设备:Control
/* the control interface cannot be accessed from the user space until */  
/* snd_cards_bitmask and snd_cards are set with snd_card_register */  
err = snd_ctl_create(card); 
建立proc文件中的info节点:通常就是/proc/asound/card0
err = snd_info_card_create(card); 
把第一步分配的内存指针放入private_data字段中:
if (extra_size > 0)   
    card->private_data = (char *)card + sizeof(struct snd_card); 
4. snd_card_register()
  snd_card_create()在/sound/core/init.c中定义。
/**  
 *  snd_card_register - register the soundcard  
 *  @card: soundcard structure  
 *  
 *  This function registers all the devices assigned to the soundcard.  
 *  Until calling this, the ALSA control interface is blocked from the  
 *  external accesses.  Thus, you should call this function at the end  
 *  of the initialization of the card.  
 *  
 *  Returns zero otherwise a negative error code if the registrain failed.  
 */  
int snd_card_register(struct snd_card *card) 
首先,创建sysfs下的设备:
if (!card->card_dev) {   
    card->card_dev = device_create(sound_class, card->dev,   
                       MKDEV(0, 0), card,   
                       "card%i", card->number);   
    if (IS_ERR(card->card_dev))   
        card->card_dev = NULL;   
其中,sound_class是在/sound/sound_core.c中创建的:
static char *sound_devnode(struct device *dev, mode_t *mode)   
{   
    if (MAJOR(dev->devt) == SOUND_MAJOR)   
        return NULL;   
    return kasprintf(GFP_KERNEL, "snd/%s", dev_name(dev));   
}   
static int __init init_soundcore(void)   
{   
    int rc;   
  
    rc = init_oss_soundcore();   
    if (rc)   
        return rc;   
  
    sound_class = class_create(THIS_MODULE, "sound");   
    if (IS_ERR(sound_class)) {   
        cleanup_oss_soundcore();   
        return PTR_ERR(sound_class);   
    }   
  
    sound_class->devnode = sound_devnode;   
  
    return 0;   
由此可见,声卡的class将会出现在文件系统的/sys/class/sound/下面,并且,sound_devnode()也决定了相应的设备节点也将会出现在/dev/snd/下面。
接下来的步骤,通过snd_device_register_all()注册所有挂在该声卡下的逻辑设备,snd_device_register_all()实际上是通过snd_card的devices链表,遍历所有的snd_device,并且调用snd_device的ops->dev_register()来实现各自设备的注册的。
if ((err = snd_device_register_all(card)) < 0)   
    return err; 
最后就是建立一些相应的proc和sysfs下的文件或属性节点,代码就不贴了。
至此,整个声卡完成了建立过程。

原文链接:
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