Linux ALSA声卡驱动之二:声卡的创建[zz]

it2022-05-05  108

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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

[c-sharp] view plain copy /* 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

 

[c-sharp] view plain copy 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 [c-sharp] view plain copy // 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: [c-sharp] view plain copy 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:

[c-sharp] view plain copy 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

[c-sharp] view plain copy 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

 

[c-sharp] view plain copy 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:

[cpp] view plain copy 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");  

 

 

驱动程序通常由probe回调函数开始,对一下2.1中的步骤,是否有相似之处?

 

经过以上的创建步骤之后,声卡的逻辑结构如下图所示:

                                             图 2.2.1  声卡的软件逻辑结构

 

下面的章节里我们分别讨论一下snd_card_create()和snd_card_register()这两个函数。

 

3. snd_card_create()

 snd_card_create()在/sound/core/init.c中定义。

[cpp] view plain copy /**  *  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):

[c-sharp] view plain copy card = kzalloc(sizeof(*card) + extra_size, GFP_KERNEL);  if (!card)      return -ENOMEM;  

拷贝声卡的ID字符串:

[c-sharp] view plain copy 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:

[c-sharp] view plain copy if (idx < 0) {      for (idx2 = 0; idx2 < SNDRV_CARDS; idx2++)          /* idx == -1 == 0xffff means: take any free slot */          if (~snd_cards_lock & idx & 1<<idx2) {              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<<idx2) {              if (!slots[idx2] || !*slots[idx2]) {                  idx = idx2;                  break;              }          }  }  

初始化snd_card结构中必要的字段:

[c-sharp] view plain copy     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

[c-sharp] view plain copy /* 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

[c-sharp] view plain copy err = snd_info_card_create(card);  

把第一步分配的内存指针放入private_data字段中:

[c-sharp] view plain copy 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。

[c-sharp] view plain copy /**  *  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:

[c-sharp] view plain copy 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:

[c-sharp] view plain copy 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。

[c-sharp] view plain copy 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。

转载于:https://www.cnblogs.com/linucos/archive/2013/03/26/2982750.html


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