藍牙語音功能的實現
要實現藍牙能夠打skype電話，或藍牙錄音等功能，從下到上，需要做如下的修改：
audio部分：
驅動層，需要實現audio pcm的驅動。
hal層，需要添加藍牙sco音頻的通路支持。
藍牙部分：
使用的藍牙芯片的pcm接口連接到ap的pcm接口（用於傳送音頻數據），不是走的uart口傳送音頻數據。
使用的handfree/handset的profile，而不是a2dp profile
pcm部分，ap的pcm controller做主，藍牙芯片做從。參數是：採樣率8Khz，16bit，長/短同步，單聲道
系統約束：
audioflinger目前是將系統所有聲源的採樣率都統一到48Khz，而我們藍牙語音只需要8khz，所以需要有個resample的過程。
audioflinger下來的聲音都是雙通道的，而藍牙芯片卻只需要單聲道，所以需要去掉一個通道。
先resample然後再去掉一個通道的數據，順序不能搞反。
pcm驅動部分：
pcm驅動是屬於音頻驅動，遵循linux alsa驅動架構。
而linux alsa的驅動架構，粗略的講，是有如下幾個部分構成：
codec------------>snd_soc_codec----->snd_soc_codec_driver
platform--------->snd_soc_platform-->snd_soc_platform_driver-->snd_pcm_ops
cpu dai驅動---->snd_soc_dai--------->snd_soc_dai_driver---->snd_soc_dai_ops
codec dai驅動->snd_soc_dai--------->snd_soc_dai_drive----->snd_soc_dai_ops
而以上部分的驅動，則是通過如下Audio machine driver來關聯起來的。
machine--------->struct snd_soc_card------------>snd_soc_dai_link
即是通過snd_soc_dai_link結構來關聯codec，platform，dai等之間的關係的。詳情見snd_soc_dai_link結構內容：
通過如下的結構體定義，可以看出snd_soc_dai_link通過名字來指定了當前聲卡使用的codec，platform，cpu dai，codec dai等結構。struct snd_soc_dai_link { /* config - must be set by machine driver */ const char *name; /* Codec name */ const char *stream_name; /* Stream name */ const char *codec_name; /* for multi-codec */ const struct device_node *codec_of_node; const char *platform_name; /* for multi-platform */ const struct device_node *platform_of_node; const char *cpu_dai_name; const struct device_node *cpu_dai_of_node; const char *codec_dai_name; unsigned int dai_fmt; /* format to set on init */ /* Keep DAI active over suspend */ unsigned int ignore_suspend:1; /* Symmetry requirements */ unsigned int symmetric_rates:1; /* pmdown_time is ignored at stop */ unsigned int ignore_pmdown_time:1; /* codec/machine specific init - e.g. add machine controls */ int (*init)(struct snd_soc_pcm_runtime *rtd); /* machine stream operations */ struct snd_soc_ops *ops; };提供該結構體的一個實例：
我們藍牙pcm語音，是使用的第二組snd_soc_dai_link描述。該描述指定了我們是使用名爲：wmt-pcm-dma.0的平臺驅動；還有名爲wmt-pcm-controller.0的cpu dai驅動；還有名爲HWDAC的codec dai驅動；還有名爲wmt-i2s-hwdac.0的codec驅動。/* Digital audio interface glue - connects codec <--> CPU */ static struct snd_soc_dai_link wmt_dai[] = { { .name = "HiFi", .stream_name = "HiFi", .platform_name = "wmt-audio-pcm.0", .init = wmt_soc_dai_init, .ops = &wmt_soc_primary_ops, }, { .name = "Voice", .stream_name = "Voice", .platform_name = "wmt-pcm-dma.0", .cpu_dai_name = "wmt-pcm-controller.0", .codec_dai_name = "HWDAC", .codec_name = "wmt-i2s-hwdac.0", .ops = &wmt_soc_second_ops, }, };而以上驅動分別通過如下函數來註冊到系統中去的：
snd_soc_codec_driver------------->snd_soc_register_codec----------->：codec_list
snd_soc_platform_driver---------->snd_soc_register_platform-------->：platform_list
snd_soc_dai_driver---------------->snd_soc_register_dais-------------->：dai_list
而以上驅動又是在什麼時候註冊到系統中去的呢？
概略的將，他們都是在系統初始化階段，通過平臺設備跟平臺驅動匹配時，在平臺驅動的probe函數中註冊進去的。由於這些不是我們要講的重點，所以略過去。
在這裏再稍微描述下，這裏指的platform一般就是指的dma，而dai字面意思就是數字音頻接口，目前主要是i2s和pcm接口，而對應的cpu dai drvier一般就是指的ap端的i2s和pcm控制器驅動。在當前實例中，就是pcm接口；由於藍牙的pcm和cpu的pcm是直接相連的，中間沒經過codec，所以更本就不需要codec的參與，所以這裏做了一個功能是dummy的虛擬codec driver及codec dai。
音頻系統的初始化過程
音頻模塊的初始化始於如下函數：snd_soc_register_card(struct snd_soc_card *card)
而該函數的主要初始化工作都是在 snd_soc_instantiate_cards();該函數主要完成如下的工作：
a：soc_bind_dai_link
通過card->dai_link[num];即struct snd_soc_dai_link *dai_link 中指定的platform，codec，cpu dai，codec dai的名字，來找到對應的平臺驅動，codec驅動，cpu dai驅動和codec dai驅動。並將他們分別賦值給(snd_soc_pcm_runtime*)rtd->cpu_dai，rtd->codec，rtd->codec_dai，rtd->platform
b: snd_card_create(SNDRV_DEFAULT_IDX1, SNDRV_DEFAULT_STR1,
card->owner, 0, &card->snd_card);
注意struct snd_soc_card與struct snd_card之間的關係，snd_soc_card->snd_card 即爲struct snd_card結構。
並且用於存放snd_card_create函數創建和初始化的聲卡結構。snd_soc_card用於描述Audio machine driver，而snd_card用於描述一個聲卡對象，一個聲卡對象包含多個聲卡設備(struct snd_device)，其中必須包含了一個控制設備，在本例中還包含一個pcm設備。
聲卡的控制設備創建api爲：snd_ctl_create；pcm設備創建api爲：snd_pcm_new，其實他們最終都是調用的snd_device_new函數，該函數的作用就是分配snd_device所需的內存，並初始化他，最後將該snd_device添加到聲卡對象snd_card所包含的設備列表中(->devices).
而以上創建的聲卡設備，在系統的聲卡對象註冊時：snd_card_register會遍歷該聲卡對象(snd_card)所屬的所有聲卡設備(snd_device)，對每個聲卡設備，調用snd_register_device_for_dev函數實現聲卡設備的註冊。
c：snd_soc_dapm_new_controls
創建機器struct snd_soc_card所包含的所有dapm控件:struct snd_soc_card*card->dapm_widgets，該函數主要作用是：爲控件dapm_widget分配所需內存並初始化它，設置控件的callback函數，一般爲power_check，設置控件爲連接狀態(->connected = 1)，並將該dapm_widget添加到snd_soc_card的控件列表中.控件是一個很重要的概念，在這裏做下展開描述，先上結構體：
struct snd_soc_dapm_widget { enum snd_soc_dapm_type id; const char *name; /* widget name */ const char *sname; /* stream name */ struct snd_soc_codec *codec; struct snd_soc_platform *platform; struct list_head list; struct snd_soc_dapm_context *dapm; void *priv; /* widget specific data */ /* dapm control */ short reg; /* negative reg = no direct dapm */ unsigned char shift; /* bits to shift */ unsigned int saved_value; /* widget saved value */ unsigned int value; /* widget current value */ unsigned int mask; /* non-shifted mask */ unsigned int on_val; /* on state value */ unsigned int off_val; /* off state value */ unsigned char power:1; /* block power status */ unsigned char invert:1; /* invert the power bit */ unsigned char active:1; /* active stream on DAC, ADC's */ unsigned char connected:1; /* connected codec pin */ unsigned char new:1; /* cnew complete */ unsigned char ext:1; /* has external widgets */ unsigned char force:1; /* force state */ unsigned char ignore_suspend:1; /* kept enabled over suspend */ unsigned char new_power:1; /* power from this run */ unsigned char power_checked:1; /* power checked this run */ int subseq; /* sort within widget type */ int (*power_check)(struct snd_soc_dapm_widget *w); /* external events */ unsigned short event_flags; /* flags to specify event types */ int (*event)(struct snd_soc_dapm_widget*, struct snd_kcontrol *, int); /* kcontrols that relate to this widget */ int num_kcontrols; const struct snd_kcontrol_new *kcontrol_news; struct snd_kcontrol **kcontrols; /* widget input and outputs */ struct list_head sources; struct list_head sinks; /* used during DAPM updates */ struct list_head power_list; struct list_head dirty; int inputs; int outputs; };
我們看到，該結構有幾個很重要的成員：一個是控件對應的kcontrols,目前在這個函數中，還未被創建，並且w->power字段也未設置，不急，後面會講到。需要強調的是：定義一個 widget ，我們需要指定兩個很重要的內容：1: 一個是用於控制widget本身的電源狀態的reg/shift等寄存器信息，
2: 另一個是用於控制音頻路徑切換的dapm kcontrol信息，這些dapm kcontrol有它們自己的reg/shift寄存器信息用於切換widget的路徑連接方式
上面的item 1提到的reg/shift等寄存器信息就是struct snd_soc_dapm_widget控件中的reg/shift等成員；而item 2提到的reg/shift則是kcontrols中的(struct soc_mixer_control*)private_data中的reg/shift值。
值得說明的是，除了機器驅動snd_soc_card可以有自己的dapm widget，普通kcontrol和dapms routes外，codec driver(snd_soc_codec_driver)，platform driver(snd_soc_platform_driver)都會有自己的dapm widget，普通kcontrol和dapms routes，並且他們的控件和路由信息的註冊分別在soc_probe_dai_link中的soc_probe_codec,soc_probe_platform函數中進行。
d：soc_probe_dai_link
由於之前的soc_bind_dai_link函數中，已經找到了對應的平臺驅動，codec驅動，cpu dai驅動和codec dai驅動，在這裏，是分別調用這些驅動的probe函數。順序是： probe the cpu_dai ，probe the CODEC(soc_probe_codec)，probe the platform(soc_probe_platform)，probe the CODEC DAI ，最後調用soc_new_pcm創建pcm聲卡設備(即/dev/snd目錄下的pcm設備節點)，該實例中的pcm驅動對應的設備節點爲：/dev/snd/pcmC0D1c,/dev/snd/pcmC0D1p,前者爲錄音(capture)，後者爲放音(play)。
e：snd_soc_dapm_link_dai_widgets(card);
在soc_probe_codec函數中調用snd_soc_dapm_new_dai_widgets函數創建特殊的dai類型的widgets控件。而在這裏通過snd_soc_dapm_link_dai_widgets則是連接這些dai widget
f：snd_soc_add_card_controls
創建(struct snd_soc_card *)card->controls所包含的普通控件，並添加到struct snd_card *card->controls控件列表中
g：snd_soc_dapm_add_routes(struct snd_soc_dapm_context *dapm,const struct snd_soc_dapm_route *route)
創建並添加(struct snd_soc_card *)card->dapm_routes所包含的路由信息。該函數根據 struct snd_soc_dapm_route參數：
提供的sink，source，control等名字信息，在(struct snd_soc_card *)card->widgets的控件列表中，分別找到源控件，目的控件，和path所對應的kcontrol控件。分配並初始化struct snd_soc_dapm_path *path結構所需的內存空間，並根據控件id的不同，調用如下函數之一：/* * DAPM audio route definition. * * Defines an audio route originating at source via control and finishing * at sink. */ struct snd_soc_dapm_route { const char *sink; const char *control; const char *source; /* Note: currently only supported for links where source is a supply */ int (*connected)(struct snd_soc_dapm_widget *source, struct snd_soc_dapm_widget *sink); };
source dapm_connect_mux
dapm_connect_mixer
來將dapm控件和path進行關聯起來，並設置path的connect狀態。
dapm mux控件和dapm mixer控件爲什麼要分開來處理，因爲dapm mixer控件會有多個Kcontrol，而dapm mux控件只會有一個控件。
下面展開dapm_connect_mixer函數：
下面展開dapm_connect_mux函數：/* connect mixer widget to its interconnecting audio paths */ static int dapm_connect_mixer(struct snd_soc_dapm_context *dapm, struct snd_soc_dapm_widget *src, struct snd_soc_dapm_widget *dest, struct snd_soc_dapm_path *path, const char *control_name)//control_name是path對應的kcontrol的名稱 { int i; //不同的kcontrol對應不同的path /* search for mixer kcontrol */ for (i = 0; i < dest->num_kcontrols; i++) {//在path對應的目的控件中搜索所有的kcontrol，找到name指定的那個kcontrol if (!strcmp(control_name, dest->kcontrol_news[i].name)) { list_add(&path->list, &dapm->card->paths);//將path添加到(struct snd_soc_card *)card->path列表中 list_add(&path->list_sink, &dest->sources);//將path添加到目的控件的sources列表中 list_add(&path->list_source, &src->sinks);//將patch添加到源控件sinks列表中 path->name = dest->kcontrol_news[i].name;//將找到的那個控件的名字賦值給path->name,但並未給path->kcontrol賦值，因爲kcontrol 可能還未創建 dapm_set_path_status(dest, path, i);//更新 path->connect 的鏈接狀態 return 0; } } return -ENODEV; }/* connect mux widget to its interconnecting audio paths */ static int dapm_connect_mux(struct snd_soc_dapm_context *dapm, struct snd_soc_dapm_widget *src, struct snd_soc_dapm_widget *dest, struct snd_soc_dapm_path *path, const char *control_name,//注意此處control_name並不是kcontrol的名字，而是mux控件中的枚舉值 const struct snd_kcontrol_new *kcontrol)//該kcontrol即爲該mux控件唯一的kcontrol { struct soc_enum *e = (struct soc_enum *)kcontrol->private_value;//不同的枚舉值對應不同的path int i; for (i = 0; i < e->max; i++) { if (!(strcmp(control_name, e->texts[i]))) { list_add(&path->list, &dapm->card->paths); list_add(&path->list_sink, &dest->sources); list_add(&path->list_source, &src->sinks); path->name = (char*)e->texts[i];// dapm_set_path_status(dest, path, 0); return 0; } } return -ENODEV; }
h：snd_soc_dapm_new_widgets
遍歷(struct snd_soc_card *)card->widgets列表中所有dapm控件，爲每個控件做如下的事情：
1：struct snd_soc_dapm_widget *w;爲widget中的所有kcntrols分配內存空間(w->kcontrols),並做如下事情：
初始化path->long_name
path->kcontrol = snd_soc_cnew(...)//創建kcontrol，並返回該kcontrol
snd_ctl_add(card, path->kcontrol);//添加該控件到系統中
w->kcontrols[i] = path->kcontrol;//用新創建的kcontrol設置widget和path對應的kcontrol
2：更新dapm的電源狀態：w->power，並標記已經創建了該dapm widget
/* Read the initial power state from the device */ if (w->reg >= 0) { val = soc_widget_read(w, w->reg); val &= 1 << w->shift; if (w->invert) val = !val; if (val) w->power = 1;//更新dapm的電源狀態 } w->new = 1;//標記已經創建了該dapm widget
3：將該dapm widget標記爲dirty，將他添加到dirty list中，然後通過dapm_power_widgets函數作隨後的順序上下電操作
dapm_mark_dirty(w, "new widget"); dapm_debugfs_add_widget(w); } dapm_power_widgets(dapm, SND_SOC_DAPM_STREAM_NOP); mutex_unlock(&dapm->card->dapm_mutex);
i：snd_card_register(struct snd_card *card)
該函數做如下事情：
1：通過snd_device_register_all函數，註冊所有屬於該聲卡對象struct snd_card的所有聲卡設備：(struct snd_card*)card->devices,在本列中該註冊過程，包含了兩個設備，即pcm設備和控制設備的註冊。
/* * register all the devices on the card. * called from init.c */ int snd_device_register_all(struct snd_card *card) { struct snd_device *dev; int err; if (snd_BUG_ON(!card)) return -ENXIO; list_for_each_entry(dev, &card->devices, list) { if (dev->state == SNDRV_DEV_BUILD && dev->ops->dev_register) { if ((err = dev->ops->dev_register(dev)) < 0)//遍歷該聲卡對象所屬的所有音頻設備，並執行對應音頻設備的 dev_register 函數 return err; dev->state = SNDRV_DEV_REGISTERED; } } return 0; }而以上的dev_register函數是在pcm設備和控制設備創建的時候，就已經初始化好的。他們的創建函數分別爲：snd_pcm_new，snd_ctl_create函數。
在執行dev->ops->dev_register時，在本列中，分如下兩種情況：
for pcm 設備：
::snd_pcm_dev_register(struct snd_device *device)//for pcm 設備
snd_register_device_for_dev(devtype, pcm->card,pcm->device,&snd_pcm_f_ops[cidx],pcm, str, dev);
for 控制設備：snd_minors[minor] = preg;device_create //在/dev/snd目錄下，創建設備節點
以上snd_pcm_f_ops結構體展開如下：
/*
* Register section
*/
const struct file_operations snd_pcm_f_ops[2] = {
{
.owner = THIS_MODULE,
.write = snd_pcm_write,
.aio_write = snd_pcm_aio_write,
.open = snd_pcm_playback_open,
.release = snd_pcm_release,
.llseek = no_llseek,
.poll = snd_pcm_playback_poll,
.unlocked_ioctl = snd_pcm_playback_ioctl,
.compat_ioctl = snd_pcm_ioctl_compat,
.mmap = snd_pcm_mmap,
.fasync = snd_pcm_fasync,
.get_unmapped_area = snd_pcm_get_unmapped_area,
},
{
.owner = THIS_MODULE,
.read = snd_pcm_read,
.aio_read = snd_pcm_aio_read,
.open = snd_pcm_capture_open,
.release = snd_pcm_release,
.llseek = no_llseek,
.poll = snd_pcm_capture_poll,
.unlocked_ioctl = snd_pcm_capture_ioctl,
.compat_ioctl = snd_pcm_ioctl_compat,
.mmap = snd_pcm_mmap,
.fasync = snd_pcm_fasync,
.get_unmapped_area = snd_pcm_get_unmapped_area,
}
};
::snd_ctl_dev_register(struct snd_device *device)//for 控制設備
sprintf(name, "controlC%i", card->number);
static const struct file_operations snd_ctl_f_ops ={.owner =THIS_MODULE,.read =snd_ctl_read,.open =snd_ctl_open,.release =snd_ctl_release,.llseek =no_llseek,.poll =snd_ctl_poll,.unlocked_ioctl =snd_ctl_ioctl,.compat_ioctl =snd_ctl_ioctl_compat,.fasync =snd_ctl_fasync,};
snd_register_device(SNDRV_DEVICE_TYPE_CONTROL, card, -1,&snd_ctl_f_ops, card, name)
snd_register_device_for_dev(type, card, dev, f_ops,private_data, name,snd_card_get_device_link(card)
以上snd_pcm_f_ops[2]和snd_ctl_f_ops即爲設備節點文件/dev/snd/pcmC0D1c,/dev/snd/pcmC0D1p和/dev/snd/controlC0訪問的內核入口點。
2: 將創建的struct snd_card *card設備，存儲在全局數組snd_cards[]中。
j： snd_soc_dapm_sync(&card->dapm);snd_cards[card->number] = card;
至此linux alsa音頻驅動的初始化基本完成。以上函數，後續章節再詳細講解