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1  Linux ALSA声卡驱动


   众所周知，android是基于linux的。讲android的audio的系统，就不得不从linux的声卡驱动说起。为了更好的支持嵌入式CPU，linux在标准的ALSA驱动上建立了ASoC（ALSA System on Chip）。下面我们就从ASoC说起。
    ASoC的驱动代码位于soundsoc目录下。ASoC音频系统可以被划分为Machine、Platform、Codec三大部分。Codec驱动通常都在soundsoccodecs目录下。Machine、Platform的驱动通常在soundsoc于CPU相关的目录下，例如，飞思卡尔的Machine、Platform的驱动就在soundsocimx目录下，全志的就在soundsocsunxi目录下。
    .Codec驱动主要是针对音频CODEC的驱动，主要是进行AD、DA转换，对音频通路的控制，音量控制、EQ控制等等。
    .Platform驱动主要是针对CPU端的驱动，主要包括DMA的设置，数据音频接口的配置，时钟频率、数据格式等等。
    .Machine驱动主要是针对设备的，实现Codec和Platform耦合。


    1.1 Machine驱动
    不同的设备硬件形态是各式各样的，不同的CPU、不同的CODEC芯片。Machine驱动就是负责将不同的Platform驱动和Codec驱动关联起来，形成一个完整的音频驱动。没有Machine驱动，Platform驱动和Codec驱动是无法独立工作的。下面就来看看Machine驱动是如何实现的。
    首先来看看两个重要的结构：
 

   在这个结构里面我们重点需要关注下面几个成员
   codec_name ：codec的名称，系统将根据这个名字匹配相应的CODEC驱动
   codec_dai_name ：codec的数字音频接口（DAI）的名称，系统根据这个匹配codec_dai驱动。
   platform_name ： Platform的名称，用来匹配Platform驱动的。
   cpu_dai_name ：Platform的数字音频接口（DAI）的名称，系统根据这个匹配Platform_dai驱动。（codec_dai和Platform_dai将在codec和Platform驱动里面说明）。
   ops 回调函数指针的结构，这这里可以定义对设备的硬件设置的一些代码，比较常用的是ops.hw_params实现设备级硬件的一些配置。

    这个结构看起来非常复杂，实际上我们只要关注下面几个成员就好了
    name ：为我们的声卡定义一个名字
    dai_link ：前面介绍的snd_soc_dai_link结构的实例的地址。可以是一个snd_soc_dai_link的变量的地址，也可以是snd_soc_dai_link数组的首地址的指针。
    num_links ： dai_link 的数量，例如我们定义了一个结构变量
    struct snd_soc_dai_link a;
    .dai_link = &a ;
    那么num_links就是1。
    如果定义了一个数值
    struct snd_soc_dai_link a[5]={......};
    .dai_link = a ;
    那么num_links就是5。


    下面看看怎么注册一个Machine驱动
    首先定义前面介绍的结构


    
 

如果需要进行设备的一些硬件设置，可以定义.ops = &sndpcm_ops,如下：

sndpcm_hw_params进行一些硬件的设置。
 

  
  Machine驱动是一个Platform Device，所以我们要先定义一个Platform Device，这里就是实现一个标准的Platform Device，就不详细说明了。
  在Platform Device的probe函数中注册 Machine驱动。有两种写法

  
   
    1.2 Platform驱动
    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，简单的说就是对音频DMA的设置。dai_driver则主要完成cpu一侧的dai的参数配置，也就是对cpu端音频控制器的寄存器的设置，例如时钟频率、采样率、数据格式等等的设置。
    1.2.1 snd_soc_platform_driver的注册
    先介绍两个数据结构
 

    这个结构通常我们需要关注下面的几个成员
    .pcm_new :函数指针，在驱动创建的时候由系统回调。
    .pcm_free:函数指针，在驱动销毁的时候由系统回调。
    .ops     :snd_pcm_ops结构的指针，定义了一系列回调函数。


   

    .open ：打开设备，准备开始播放的时候调用，这个函数主要是调用snd_soc_set_runtime_hwparams设置支持的音频参数。snd_dmaengine_pcm_open打开DMA引擎。
    .close：关闭播放设备的时候回调。该函数负责关闭DMA引擎。释放相关的资源。
    .ioctl：应用层调用的ioctl会调用这个回调。
    .hw_params：在open后，应用设置播放参数的时候调用，根据设置的参数，设置DMA，例如数据宽度，传输块大小，DMA地址等。
    .hw_free :  关闭设备前被调用，释放缓冲。
    .trigger:  DAM开始时传输，结束传输，暂停传世，恢复传输的时候被回调。
    .pointer： 返回DMA缓冲的当前指针。
    .mmap ：   建立内存映射。


    介绍完数据结构，下面介绍如何注册snd_soc_platform_driver。首先定义一个snd_soc_platform_driver 
 

    snd_soc_platform_driver也是一个platform driver ，所以首先要定义一个platform driver ，这里要注意的是我们定义的这个platform driver的name一定要和前面snd_soc_dai_link 结构中定义的platform_name相同，这样我们定义的snd_soc_platform_driver才会被关联。
    然后再这个驱动的probe函数中，调用snd_soc_register_platform(&pdev->dev, &soc_platform );就完成了snd_soc_platform_driver的注册。


    1.2.1 snd_soc_dai_driver驱动的注册
    
   

    主要的成员如下：
    .probe   :回调函数，分别在声卡加载时被调用； 
    .remove  :回调函数，分别在声卡卸载时被调用；
    .suspend .resume:  分别在休眠唤醒的时候被调用
    .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，用于说明播放时支持的声道数，码率，数据格式等能力；
    .capture : snd_soc_pcm_stream结构，用于说明录音时支持的声道数，码率，数据格式等能力；


 

    同样的snd_soc_dai_driver也是一个platform driver ，所以首先要定义一个platform driver ，这里要注意的是我们定义的这个platform driver的name一定要和前面snd_soc_dai_link 结构中定义的cpu_dai_name相同，这样我们定义的snd_soc_dai_driver才会被关联。
    然后再这个驱动的probe函数中，调用snd_soc_register_dai(&pdev->dev, &pcm_dai );就完成了snd_soc_dai_driver的注册。


    1.3 Codec驱动
    还是先介绍下相关的数据结构。
 

     另外一个重要的结构
   

    这个结构是codec驱动工作的核心，通过这个结构控制许多开关（switch）和调节器（slider）等等，从而读写Codec相关寄存器，实现几乎codec支持的所有功能。下面介绍下这个结构的成员。
    .iface : 定义了control的类型，形式为SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_XXX，对于mixer是SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER，对于不属于mixer的全局控制，使用CARD；如果关联到某类设备，则是PCM、RAWMIDI、TIMER或SEQUENCER。
    .name :名称标识，这个字段非常重要，因为control的作用由名称来区分（如果名称相同需要通过index来区分，且后加的index的值要大于之前的index）。上层应用就是根据name名称标识来找到底层相应的control（上层应用也可以通过id来匹配，id对应的就是每一个control的下标）。name定义的标准是“SOURCE DIRECTION FUNCTION”即“源 方向 功能”，SOURCE定义了control的源，如“Master”、“PCM”等；DIRECTION 则为“Playback”、“Capture”等，如果DIRECTION忽略，意味着Playback和capture双向；FUNCTION则可以是“Switch”、“Volume”和“Route”等。
    .access :访问控制权限。SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READ意味着只读，这时put()函数不必实 现；SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_WRITE意味着只写，这时get()函数不必实现。若control值频繁变化，则需定义 VOLATILE标志。当control处于非激活状态时，应设置INACTIVE标志。
    .private_value:包含1个长整型值，可以通过它给info()、get()和put()函数传递参数。在通常的使用中是一个指针。
    .info : 函数指针，获取相应的控制项的参数，例如取值范围
    .get :函数指正，获取相关控制项的值
    .put :函数指正，设置相关的寄存器。


    在include/sound/soc.h文件中定义了一些宏，来实现snd_kcontrol_new 的定义，有兴趣的话可以自己看看。


    下面来介绍如何注册一个codec驱动
    首先需要实现相关的数据结构
 

    同样的codec驱动也是一个platform driver ，所以首先要定义一个platform driver ，这里要注意的是我们定义的这个platform driver的name一定要和前面snd_soc_dai_link 结构中定义的codec_name相同，这样我们定义的codec驱动才会被关联。
    然后再这个驱动的probe函数中，调用snd_soc_register_codec(&pdev->dev, &soc_codec_dev_sndpcm , &sndcodec_dai , 1);就完成了snd_soc_dai_driver的注册。
    snd_soc_register_codec的最后一个参数是snd_soc_dai_driver 的个数，我们只定义了一个所以就是1，如果是一个snd_soc_dai_driver 的数组，那么这个参数就是数组元素的个数。
    讲到这里，我们的驱动都已经注册好了，ALSA已经可以正常工作了，但是如果这个时候播放一段音乐，我们是听不到声音的。为什么呢？因为我们还没有添加control呢，所以实际上codec还没有工作呢！下面介绍下添加control的方法。
    第一个办法是，直接在snd_soc_codec_driver 的结构中添加两个字段
   

    这样调用snd_soc_register_codec 的时候control就添加了。
    第二个方法是在snd_soc_codec_driver 结构定义的probe函数中添加。
    probe函数会在调用snd_soc_register_codec后被系统回调，我们实现下面的代码就好了。
   

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