Linux ALSA聲卡驅動之六:ASoC架構中的Machine
前面一節的內容我們提到,ASoC被分爲Machine、Platform和Codec三大部分,其中的Machine驅動負責Platform和Codec之間的耦合以及部分和設備或板子特定的代碼,再次引用上一節的內容:Machine驅動負責處理機器特有的一些控件和音頻事件(例如,當播放音頻時,需要先行打開一個放大器);單獨的Platform和Codec驅動是不能工作的,它必須由Machine驅動把它們結合在一起才能完成整個設備的音頻處理工作。
ASoC的一切都從Machine驅動開始,包括聲卡的註冊,綁定Platform和Codec驅動等等,下面就讓我們從Machine驅動開始討論吧。
/********************************************************************************************/
聲明:本博內容均由http://blog.csdn.net/droidphone原創,轉載請註明出處,謝謝!
/********************************************************************************************/
ASoC把聲卡註冊爲Platform Device,我們以裝配有WM8994的一款Samsung的開發板SMDK爲例子做說明,WM8994是一顆Wolfson生產的多功能Codec芯片。
代碼的位於:/sound/soc/samsung/smdk_wm8994.c,我們關注模塊的初始化函數:
- 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;
- }
由此可見,模塊初始化時,註冊了一個名爲soc-audio的Platform設備,同時把smdk設到platform_device結構的dev.drvdata字段中,這裏引出了第一個數據結構snd_soc_card的實例smdk,他的定義如下:
- 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),
- };
通過snd_soc_card結構,又引出了Machine驅動的另外兩個個數據結構:
- snd_soc_dai_link(實例:smdk_dai[] )
- snd_soc_ops(實例:smdk_ops )
其中,snd_soc_dai_link中,指定了Platform、Codec、codec_dai、cpu_dai的名字,稍後Machine驅動將會利用這些名字去匹配已經在系統中註冊的platform,codec,dai,這些註冊的部件都是在另外相應的Platform驅動和Codec驅動的代碼文件中定義的,這樣看來,Machine驅動的設備初始化代碼無非就是選擇合適Platform和Codec以及dai,用他們填充以上幾個數據結構,然後註冊Platform設備即可。當然還要實現連接Platform和Codec的dai_link對應的ops實現,本例就是smdk_ops,它只實現了hw_params函數:smdk_hw_params。
2. 註冊Platform Driver按照Linux的設備模型,有platform_device,就一定會有platform_driver。ASoC的platform_driver在以下文件中定義:sound/soc/soc-core.c。
還是先從模塊的入口看起:
- static int __init snd_soc_init(void)
- {
- ......
- return platform_driver_register(&soc_driver);
- }
soc_driver的定義如下:
- /* 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,
- };
我們看到platform_driver的name字段爲soc-audio,正好與platform_device中的名字相同,按照Linux的設備模型,platform總線會匹配這兩個名字相同的device和driver,同時會觸發soc_probe的調用,它正是整個ASoC驅動初始化的入口。
3. 初始化入口soc_probe()soc_probe函數本身很簡單,它先從platform_device參數中取出snd_soc_card,然後調用snd_soc_register_card,通過snd_soc_register_card,爲snd_soc_pcm_runtime數組申請內存,每一個dai_link對應snd_soc_pcm_runtime數組的一個單元,然後把snd_soc_card中的dai_link配置複製到相應的snd_soc_pcm_runtime中,最後,大部分的工作都在snd_soc_instantiate_card中實現,下面就看看snd_soc_instantiate_card做了些什麼:
該函數首先利用card->instantiated來判斷該卡是否已經實例化,如果已經實例化則直接返回,否則遍歷每一對dai_link,進行codec、platform、dai的綁定工作,下只是代碼的部分選節,詳細的代碼請直接參考完整的代碼樹。
- /* bind DAIs */
- for (i = 0; i < card->num_links; i++)
- soc_bind_dai_link(card, i);
ASoC定義了三個全局的鏈表頭變量:codec_list、dai_list、platform_list,系統中所有的Codec、DAI、Platform都在註冊時連接到這三個全局鏈表上。soc_bind_dai_link函數逐個掃描這三個鏈表,根據card->dai_link[]中的名稱進行匹配,匹配後把相應的codec,dai和platform實例賦值到card->rtd[]中(snd_soc_pcm_runtime)。經過這個過程後,snd_soc_pcm_runtime:(card->rtd)中保存了本Machine中使用的Codec,DAI和Platform驅動的信息。
snd_soc_instantiate_card接着初始化Codec的寄存器緩存,然後調用標準的alsa函數創建聲卡實例:
- /* 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);
然後,依次調用各個子結構的probe函數:
- /* 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()函數中做了比較多的事情,把他展開繼續討論:
- 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;
- }
該函數出了挨個調用了codec,dai和platform驅動的probe函數外,在最後還調用了soc_new_pcm()函數用於創建標準alsa驅動的pcm邏輯設備。現在把該函數的部分代碼也貼出來:
- /* 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;
- }
該函數首先初始化snd_soc_runtime中的snd_pcm_ops字段,也就是rtd->ops中的部分成員,例如open,close,hw_params等,緊接着調用標準alsa驅動中的創建pcm的函數snd_pcm_new()創建聲卡的pcm實例,pcm的private_data字段設置爲該runtime變量rtd,然後用platform驅動中的snd_pcm_ops替換部分pcm中的snd_pcm_ops字段,最後,調用platform驅動的pcm_new回調,該回調實現該platform下的dma內存申請和dma初始化等相關工作。到這裏,聲卡和他的pcm實例創建完成。
回到snd_soc_instantiate_card函數,完成snd_card和snd_pcm的創建後,接着對dapm和dai支持的格式做出一些初始化合設置工作後,調用了 card->late_probe(card)進行一些最後的初始化合設置工作,最後則是調用標準alsa驅動的聲卡註冊函數對聲卡進行註冊:
- 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;
- }
圖3.1 基於3.0內核 soc_probe序列圖
下面的序列圖是本文章第一個版本,基於內核2.6.35,大家也可以參考一下兩個版本的差異:
圖3.2 基於2.6.35 soc_probe序列圖
Linux ALSA聲卡驅動之七:ASoC架構中的Codec
在移動設備中,Codec的作用可以歸結爲4種,分別是:
- 對PCM等信號進行D/A轉換,把數字的音頻信號轉換爲模擬信號
- 對Mic、Linein或者其他輸入源的模擬信號進行A/D轉換,把模擬的聲音信號轉變CPU能夠處理的數字信號
- 對音頻通路進行控制,比如播放音樂,收聽調頻收音機,又或者接聽電話時,音頻信號在codec內的流通路線是不一樣的
- 對音頻信號做出相應的處理,例如音量控制,功率放大,EQ控制等等
ASoC對Codec的這些功能都定義好了一些列相應的接口,以方便地對Codec進行控制。ASoC對Codec驅動的一個基本要求是:驅動程序的代碼必須要做到平臺無關性,以方便同一個Codec的代碼不經修改即可用在不同的平臺上。以下的討論基於wolfson的Codec芯片WM8994,kernel的版本3.3.x。
/*****************************************************************************************************/
聲明:本博內容均由http://blog.csdn.net/droidphone原創,轉載請註明出處,謝謝!
/*****************************************************************************************************/
- /* SoC Audio Codec device */
- struct snd_soc_codec {
- const char *name; /* Codec的名字*/
- struct device *dev; /* 指向Codec設備的指針 */
- const struct snd_soc_codec_driver *driver; /* 指向該codec的驅動的指針 */
- struct snd_soc_card *card; /* 指向Machine驅動的card實例 */
- int num_dai; /* 該Codec數字接口的個數,目前越來越多的Codec帶有多個I2S或者是PCM接口 */
- int (*volatile_register)(...); /* 用於判定某一寄存器是否是volatile */
- int (*readable_register)(...); /* 用於判定某一寄存器是否可讀 */
- int (*writable_register)(...); /* 用於判定某一寄存器是否可寫 */
- /* runtime */
- ......
- /* codec IO */
- void *control_data; /* 該指針指向的結構用於對codec的控制,通常和read,write字段聯合使用 */
- enum snd_soc_control_type control_type;/* 可以是SND_SOC_SPI,SND_SOC_I2C,SND_SOC_REGMAP中的一種 */
- unsigned int (*read)(struct snd_soc_codec *, unsigned int); /* 讀取Codec寄存器的函數 */
- int (*write)(struct snd_soc_codec *, unsigned int, unsigned int); /* 寫入Codec寄存器的函數 */
- /* dapm */
- struct snd_soc_dapm_context dapm; /* 用於DAPM控件 */
- };
snd_soc_codec_driver:
- /* codec driver */
- struct snd_soc_codec_driver {
- /* driver ops */
- int (*probe)(struct snd_soc_codec *); /* codec驅動的probe函數,由snd_soc_instantiate_card回調 */
- int (*remove)(struct snd_soc_codec *);
- int (*suspend)(struct snd_soc_codec *); /* 電源管理 */
- int (*resume)(struct snd_soc_codec *); /* 電源管理 */
- /* Default control and setup, added after probe() is run */
- const struct snd_kcontrol_new *controls; /* 音頻控件指針 */
- const struct snd_soc_dapm_widget *dapm_widgets; /* dapm部件指針 */
- const struct snd_soc_dapm_route *dapm_routes; /* dapm路由指針 */
- /* codec wide operations */
- int (*set_sysclk)(...); /* 時鐘配置函數 */
- int (*set_pll)(...); /* 鎖相環配置函數 */
- /* codec IO */
- unsigned int (*read)(...); /* 讀取codec寄存器函數 */
- int (*write)(...); /* 寫入codec寄存器函數 */
- int (*volatile_register)(...); /* 用於判定某一寄存器是否是volatile */
- int (*readable_register)(...); /* 用於判定某一寄存器是否可讀 */
- int (*writable_register)(...); /* 用於判定某一寄存器是否可寫 */
- /* codec bias level */
- int (*set_bias_level)(...); /* 偏置電壓配置函數 */
- };
- /*
- * 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; /* 設備指針 */
- /* driver ops */
- struct snd_soc_dai_driver *driver; /* 指向dai驅動結構的指針 */
- /* 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; /* 用於管理playback dma */
- void *capture_dma_data; /* 用於管理capture dma */
- /* parent platform/codec */
- union {
- struct snd_soc_platform *platform; /* 如果是cpu dai,指向所綁定的平臺 */
- struct snd_soc_codec *codec; /* 如果是codec dai指向所綁定的codec */
- };
- struct snd_soc_card *card; /* 指向Machine驅動中的crad實例 */
- };
- /*
- * 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驅動名字 */
- /* DAI driver callbacks */
- int (*probe)(struct snd_soc_dai *dai); /* dai驅動的probe函數,由snd_soc_instantiate_card回調 */
- int (*remove)(struct snd_soc_dai *dai);
- int (*suspend)(struct snd_soc_dai *dai); /* 電源管理 */
- int (*resume)(struct snd_soc_dai *dai);
- /* ops */
- const struct snd_soc_dai_ops *ops; /* 指向本dai的snd_soc_dai_ops結構 */
- /* 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)(...);
- };
- 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,
- },
- ......
- }
- codec = kzalloc(sizeof(struct snd_soc_codec), GFP_KERNEL);
- /* create CODEC component name */
- codec->name = fmt_single_name(dev, &codec->id);
- 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->dev = dev;
- codec->driver = codec_drv;
- codec->num_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();
前面已經提到,codec驅動把自己註冊爲一個platform driver,那對應的platform device在哪裏定義?答案是在以下代碼文件中:/drivers/mfd/wm8994-core.c。
WM8994本身具備多種功能,除了codec外,它還有作爲LDO和GPIO使用,這幾種功能共享一些IO和中斷資源,linux爲這種設備提供了一套標準的實現方法:mfd設備。其基本思想是爲這些功能的公共部分實現一個父設備,以便共享某些系統資源和功能,然後每個子功能實現爲它的子設備,這樣既共享了資源和代碼,又能實現合理的設備層次結構,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,因爲WM8994使用I2C進行內部寄存器的存取,它首先註冊了一個I2C驅動:
- 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);
圖5.1 wm8994_codec_probe
- 取出父設備的driver_data,其實就是上一節的wm8994結構變量,取出其中的regmap字段,複製到codec的control_data字段中;
- 申請一個wm8994_priv私有數據結構,並把它設爲codec設備的driver_data;
- 通過snd_soc_codec_set_cache_io初始化regmap io,完成這一步後,就可以使用API:snd_soc_read(),snd_soc_write()對codec的寄存器進行讀寫了;
- 把父設備的driver_data(struct wm8994)和platform_data保存到私有結構wm8994_priv中;
- 因爲要同時支持3個芯片型號,這裏要根據芯片的型號做一些特定的初始化工作;
- 申請必要的幾個中斷;
- 設置合適的偏置電平;
- 通過snd_soc_update_bits修改某些寄存器;
- 根據父設備的platform_data,完成特定於平臺的初始化配置;
- 添加必要的control,dapm部件進而dapm路由信息;
至此,codec驅動的初始化完成。
- 爲codec定義一個regmap_config結構實例,指定codec寄存器的地址和數據位等信息;
-
根據codec的控制總線類型,調用以下其中一個函數,得到一個指向regmap結構的指針:
- 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);
- 把獲得的regmap結構指針賦值給codec->control_data;
- 調用soc-io的api:snd_soc_codec_set_cache_io使得soc-io和regmap進行關聯;
完成以上步驟後,codec驅動就可以使用諸如snd_soc_read、snd_soc_write、snd_soc_update_bits等API對codec的寄存器進行讀寫了
Linux ALSA聲卡驅動之八:ASoC架構中的Platform
1. Platform驅動在ASoC中的作用
/*****************************************************************************************************/
聲明:本博內容均由http://blog.csdn.net/droidphone原創,轉載請註明出處,謝謝!/*****************************************************************************************************/
- 定義一個snd_soc_platform_driver結構的實例;
- 在platform_driver的probe回調中利用ASoC的API:snd_soc_register_platform()註冊上面定義的實例;
- 實現snd_soc_platform_driver中的各個回調函數;
- 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);
- 爲snd_soc_platform實例申請內存;
- 從platform_device中獲得它的名字,用於Machine驅動的匹配工作;
- 初始化snd_soc_platform的字段;
- 把snd_soc_platform實例連接到全局鏈表platform_list中;
- 調用snd_soc_instantiate_cards,觸發聲卡的machine、platform、codec、dai等的匹配工作;
- 定義一個snd_soc_dai_driver結構的實例;
- 在對應的platform_driver中的probe回調中通過API:snd_soc_register_dai或者snd_soc_register_dais,註冊snd_soc_dai實例;
- 實現snd_soc_dai_driver結構中的probe、suspend等回調;
- 實現snd_soc_dai_driver結構中的snd_soc_dai_ops字段中的回調函數;
snd_soc_dai 該結構在snd_soc_register_dai函數中通過動態內存申請獲得, 簡要介紹一下幾個重要字段:
- driver 指向關聯的snd_soc_dai_driver結構,由註冊時通過參數傳入;
- playback_dma_data 用於保存該dai播放stream的dma信息,例如dma的目標地址,dma傳送單元大小和通道號等;
- capture_dma_data 同上,用於錄音stream;
- platform 指向關聯的snd_soc_platform結構;
snd_soc_dai_driver 該結構需要自己根據不同的soc芯片進行定義,關鍵字段介紹如下:
- probe、remove 回調函數,分別在聲卡加載和卸載時被調用;
-
suspend、resume 電源管理回調函數;
- ops 指向snd_soc_dai_ops結構,用於配置和控制該dai;
- playback snd_soc_pcm_stream結構,用於指出該dai支持的聲道數,碼率,數據格式等能力;
- capture snd_soc_pcm_stream結構,用於指出該dai支持的聲道數,碼率,數據格式等能力;
ops字段指向一個snd_soc_dai_ops結構,該結構實際上是一組回調函數的集合,dai的配置和控制幾乎都是通過這些回調函數來實現的,這些回調函數基本可以分爲3大類,驅動程序可以根據實際情況實現其中的一部分:
工作時鐘配置函數 通常由machine驅動調用:
-
set_sysclk 設置dai的主時鐘;
-
set_pll 設置PLL參數;
-
set_clkdiv 設置分頻係數;
-
dai的格式配置函數 通常由machine驅動調用:
-
set_fmt 設置dai的格式;
-
set_tdm_slot 如果dai支持時分複用,用於設置時分複用的slot;
-
set_channel_map 聲道的時分複用映射設置;
-
set_tristate 設置dai引腳的狀態,當與其他dai並聯使用同一引腳時需要使用該回調;
標準的snd_soc_ops回調 通常由soc-core在進行PCM操作時調用:
-
startup
-
shutdown
-
hw_params
-
hw_free
-
prepare
-
trigger
抗pop,pop聲 由soc-core調用:
-
digital_mute
以下這些api通常被machine驅動使用,machine驅動在他的snd_pcm_ops字段中的hw_params回調中使用這些api:
- snd_soc_dai_set_fmt() 實際上會調用snd_soc_dai_ops或者codec driver中的set_fmt回調;
- snd_soc_dai_set_pll() 實際上會調用snd_soc_dai_ops或者codec driver中的set_pll回調;
- snd_soc_dai_set_sysclk() 實際上會調用snd_soc_dai_ops或者codec driver中的set_sysclk回調;
- snd_soc_dai_set_clkdiv() 實際上會調用snd_soc_dai_ops或者codec driver中的set_clkdiv回調;
snd_soc_dai_set_fmt(struct snd_soc_dai *dai, unsigned int fmt)的第二個參數fmt在這裏特別說一下,ASoC目前只是用了它的低16位,並且爲它專門定義了一些宏來方便我們使用:
bit 0-3 用於設置接口的格式:
- #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 用於設置接口時鐘的開關特性:
- #define SND_SOC_DAIFMT_CONT (1 << 4) /* continuous clock */
- #define SND_SOC_DAIFMT_GATED (2 << 4) /* clock is gated */
bit 8-11 用於設置接口時鐘的相位:
- #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 用於設置接口主從格式:
- #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 */
該ops字段是一個snd_pcm_ops結構,實現該結構中的各個回調函數是soc platform驅動的主要工作,他們基本都涉及dma操作以及dma buffer的管理等工作。下面介紹幾個重要的回調函數:
ops.open
當應用程序打開一個pcm設備時,該函數會被調用,通常,該函數會使用snd_soc_set_runtime_hwparams()設置substream中的snd_pcm_runtime結構裏面的hw_params相關字段,然後爲snd_pcm_runtime的private_data字段申請一個私有結構,用於保存該平臺的dma參數。
ops.hw_params
驅動的hw_params階段,該函數會被調用。通常,該函數會通過snd_soc_dai_get_dma_data函數獲得對應的dai的dma參數,獲得的參數一般都會保存在snd_pcm_runtime結構的private_data字段。然後通過snd_pcm_set_runtime_buffer函數設置snd_pcm_runtime結構中的dma buffer的地址和大小等參數。要注意的是,該回調可能會被多次調用,具體實現時要小心處理多次申請資源的問題。
ops.prepare
正式開始數據傳送之前會調用該函數,該函數通常會完成dma操作的必要準備工作。
ops.trigger
數據傳送的開始,暫停,恢復和停止時,該函數會被調用。
ops.pointer
該函數返回傳送數據的當前位置。
6. 音頻數據的dma操作
soc-platform驅動的最主要功能就是要完成音頻數據的傳送,大多數情況下,音頻數據都是通過dma來完成的。
6.1. 申請dma buffer因爲dma的特殊性,dma buffer是一塊特殊的內存,比如有的平臺規定只有某段地址範圍的內存纔可以進行dma操作,而多數嵌入式平臺還要求dma內存的物理地址是連續的,以方便dma控制器對內存的訪問。在ASoC架構中,dma buffer的信息保存在snd_pcm_substream結構的snd_dma_buffer *buf字段中,它的定義如下
- 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 */
- };
那麼,在哪裏完成了snd_dam_buffer結構的初始化賦值操作呢?答案就在snd_soc_platform_driver的pcm_new回調函數中,還是以/sound/soc/samsung/dma.c爲例:
- 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函數,dma_new函數進一步爲playback和capture分別調用preallocate_dma_buffer函數,我們看看preallocate_dma_buffer函數的實現:
- 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;
- }
該函數先是獲得事先定義好的buffer大小,然後通過dma_alloc_weitecombine函數分配dma內存,然後完成substream->dma_buffer的初始化賦值工作。上述的pcm_new回調會在聲卡的建立階段被調用,調用的詳細的過程請參考Linux ALSAs聲卡驅動之六:ASoC架構中的Machine中的圖3.1。
在聲卡的hw_params階段,snd_soc_platform_driver結構的ops->hw_params會被調用,在該回調用,通常會使用api:snd_pcm_set_runtime_buffer()把substream->dma_buffer的數值拷貝到substream->runtime的相關字段中(.dma_area, .dma_addr, .dma_bytes),這樣以後就可以通過substream->runtime獲得這些地址和大小信息了。
dma buffer獲得後,即是獲得了dma操作的源地址,那麼目的地址在哪裏?其實目的地址當然是在dai中,也就是前面介紹的snd_soc_dai結構的playback_dma_data和capture_dma_data字段中,而這兩個字段的值也是在hw_params階段,由snd_soc_dai_driver結構的ops->hw_params回調,利用api:snd_soc_dai_set_dma_data進行設置的。緊隨其後,snd_soc_platform_driver結構的ops->hw_params回調利用api:snd_soc_dai_get_dma_data獲得這些dai的dma信息,其中就包括了dma的目的地址信息。這些dma信息通常還會被保存在substream->runtime->private_data中,以便在substream的整個生命週期中可以隨時獲得這些信息,從而完成對dma的配置和操作。
6.2 dma buffer管理- snd_pcm_runtime.hw_ptr_base 環形緩衝區每一圈的基地址,當讀寫指針越過一圈後,它按buffer size進行移動;
- snd_pcm_runtime.status->hw_ptr 硬件邏輯位置,播放時相當於讀指針,錄音時相當於寫指針;
- snd_pcm_runtime.control->appl_ptr 應用邏輯位置,播放時相當於寫指針,錄音時相當於讀指針;
- snd_pcm_runtime.boundary 擴展後的邏輯緩衝區大小,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;
- }
要想映射到真正的緩衝區位置,只要減去runtime->hw_ptr_base即可。下面的api用於更新這幾個指針的當前位置:
- int snd_pcm_update_hw_ptr(struct snd_pcm_substream *substream)
- 應用程序調用alsa-lib的snd_pcm_writei、snd_pcm_writen函數;
- 應用程序使用ioctl:SNDRV_PCM_IOCTL_WRITEI_FRAMES或SNDRV_PCM_IOCTL_WRITEN_FRAMES;
- 應用程序使用alsa-lib的snd_pcm_mmap_begin/snd_pcm_mmap_commit;
- 更新dma的硬件的當前位置,該數值通常保存在runtime->private_data中;
- 調用snd_pcm_period_elapsed函數,該函數會進一步調用snd_pcm_update_hw_ptr0函數更新上述所說的4個緩衝區管理字段,然後喚醒相應的等待進程;
- <SPAN style="FONT-FAMILY: Arial, Verdana, sans-serif"><SPAN style="WHITE-SPACE: normal"><PRE class=cpp name="code">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);
- }
- 如果設置了transfer_ack_begin和transfer_ack_end回調,snd_pcm_period_elapsed還會調用這兩個回調函數。
- 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. 圖說代碼
最後,反正圖也畫了,好與不好都傳上來供參考一下,以下這張圖表達了 ASoC中Platform驅動的幾個重要數據結構之間的關係:
圖7.1 ASoC Platform驅動
一堆的private_data,很重要但也很容易搞混,下面的圖不知對大家有沒有幫助:
圖7.2 private_data