ALSA声卡驱动二之声卡的创建

news/2024/11/26 3:57:12/

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
  1. /* main structure for soundcard */  
  2.   
  3. struct snd_card {  
  4.     int number;         /* number of soundcard (index to 
  5.                                 snd_cards) */  
  6.   
  7.     char id[16];            /* id string of this card */  
  8.     char driver[16];        /* driver name */  
  9.     char shortname[32];     /* short name of this soundcard */  
  10.     char longname[80];      /* name of this soundcard */  
  11.     char mixername[80];     /* mixer name */  
  12.     char components[128];       /* card components delimited with 
  13.                                 space */  
  14.     struct module *module;      /* top-level module */  
  15.   
  16.     void *private_data;     /* private data for soundcard */  
  17.     void (*private_free) (struct snd_card *card); /* callback for freeing of 
  18.                                 private data */  
  19.     struct list_head devices;   /* devices */  
  20.   
  21.     unsigned int last_numid;    /* last used numeric ID */  
  22.     struct rw_semaphore controls_rwsem; /* controls list lock */  
  23.     rwlock_t ctl_files_rwlock;  /* ctl_files list lock */  
  24.     int controls_count;     /* count of all controls */  
  25.     int user_ctl_count;     /* count of all user controls */  
  26.     struct list_head controls;  /* all controls for this card */  
  27.     struct list_head ctl_files; /* active control files */  
  28.   
  29.     struct snd_info_entry *proc_root;   /* root for soundcard specific files */  
  30.     struct snd_info_entry *proc_id; /* the card id */  
  31.     struct proc_dir_entry *proc_root_link;  /* number link to real id */  
  32.   
  33.     struct list_head files_list;    /* all files associated to this card */  
  34.     struct snd_shutdown_f_ops *s_f_ops; /* file operations in the shutdown 
  35.                                 state */  
  36.     spinlock_t files_lock;      /* lock the files for this card */  
  37.     int shutdown;           /* this card is going down */  
  38.     int free_on_last_close;     /* free in context of file_release */  
  39.     wait_queue_head_t shutdown_sleep;  
  40.     struct device *dev;     /* device assigned to this card */  
  41. #ifndef CONFIG_SYSFS_DEPRECATED  
  42.     struct device *card_dev;    /* cardX object for sysfs */  
  43. #endif  
  44.  
  45. #ifdef CONFIG_PM  
  46.     unsigned int power_state;   /* power state */  
  47.     struct mutex power_lock;    /* power lock */  
  48.     wait_queue_head_t power_sleep;  
  49. #endif  
  50.  
  51. #if defined(CONFIG_SND_MIXER_OSS) || defined(CONFIG_SND_MIXER_OSS_MODULE)  
  52.     struct snd_mixer_oss *mixer_oss;  
  53.     int mixer_oss_change_count;  
  54. #endif  
  55. };  
  • 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
  1. struct snd_card *card;  
  2. int err;  
  3. ....  
  4. 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
  1. // struct mychip 用于保存专用数据  
  2. err = snd_card_create(index, id, THIS_MODULE,  
  3.                 sizeof(struct mychip), &card);  
  4. // 从private_data中取出  
  5. struct mychip *chip = card->private_data;  
  • 自己创建：

[c-sharp]  view plain copy
  1. struct mychip {  
  2.     struct snd_card *card;  
  3.     ....  
  4. };  
  5. struct snd_card *card;  
  6. struct mychip *chip;  
  7. err = snd_card_create(index[dev], id[dev], THIS_MODULE, 0, &card);  
  8. // 专用数据记录snd_card实例  
  9. chip->card = card;  
  10. .....  
  11. 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
  1. static int snd_mychip_dev_free(struct snd_device *device)  
  2. {  
  3.     return snd_mychip_free(device->device_data);  
  4. }  
  5.   
  6. static struct snd_device_ops ops = {  
  7.     .dev_free = snd_mychip_dev_free,  
  8. };  
  9. ....  
  10. 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
  1. strcpy(card->driver, "My Chip");  
  2. strcpy(card->shortname, "My Own Chip 123");  
  3. sprintf(card->longname, "%s at 0x%lx irq %i",  
  4.             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
  1. err = snd_card_register(card);  
  2. if (err < 0) {  
  3.     snd_card_free(card);  
  4.     return err;  
  5. }  

 

 

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
  1. static int __devinit pxa2xx_ac97_probe(struct platform_device *dev)  
  2. {  
  3.     struct snd_card *card;  
  4.     struct snd_ac97_bus *ac97_bus;  
  5.     struct snd_ac97_template ac97_template;  
  6.     int ret;  
  7.     pxa2xx_audio_ops_t *pdata = dev->dev.platform_data;  
  8.   
  9.     if (dev->id >= 0) {  
  10.         dev_err(&dev->dev, "PXA2xx has only one AC97 port./n");  
  11.         ret = -ENXIO;  
  12.         goto err_dev;  
  13.     }  
  14. (1)  
  15.     ret = snd_card_create(SNDRV_DEFAULT_IDX1, SNDRV_DEFAULT_STR1,  
  16.                   THIS_MODULE, 0, &card);  
  17.     if (ret < 0)  
  18.         goto err;  
  19.   
  20.     card->dev = &dev->dev;  
  21. (3)  
  22.     strncpy(card->driver, dev->dev.driver->name, sizeof(card->driver));  
  23.   
  24. (4)  
  25.     ret = pxa2xx_pcm_new(card, &pxa2xx_ac97_pcm_client, &pxa2xx_ac97_pcm);  
  26.     if (ret)  
  27.         goto err;  
  28. (2)  
  29.     ret = pxa2xx_ac97_hw_probe(dev);  
  30.     if (ret)  
  31.         goto err;  
  32.   
  33. (4)  
  34.     ret = snd_ac97_bus(card, 0, &pxa2xx_ac97_ops, NULL, &ac97_bus);  
  35.     if (ret)  
  36.         goto err_remove;  
  37.     memset(&ac97_template, 0, sizeof(ac97_template));  
  38.     ret = snd_ac97_mixer(ac97_bus, &ac97_template, &pxa2xx_ac97_ac97);  
  39.     if (ret)  
  40.         goto err_remove;  
  41. (3)  
  42.     snprintf(card->shortname, sizeof(card->shortname),  
  43.          "%s", snd_ac97_get_short_name(pxa2xx_ac97_ac97));  
  44.     snprintf(card->longname, sizeof(card->longname),  
  45.          "%s (%s)", dev->dev.driver->name, card->mixername);  
  46.   
  47.     if (pdata && pdata->codec_pdata[0])  
  48.         snd_ac97_dev_add_pdata(ac97_bus->codec[0], pdata->codec_pdata[0]);  
  49.     snd_card_set_dev(card, &dev->dev);  
  50. (5)  
  51.     ret = snd_card_register(card);  
  52.     if (ret == 0) {  
  53.         platform_set_drvdata(dev, card);  
  54.         return 0;  
  55.     }  
  56.   
  57. err_remove:  
  58.     pxa2xx_ac97_hw_remove(dev);  
  59. err:  
  60.     if (card)  
  61.         snd_card_free(card);  
  62. err_dev:  
  63.     return ret;  
  64. }  
  65.   
  66. static int __devexit pxa2xx_ac97_remove(struct platform_device *dev)  
  67. {  
  68.     struct snd_card *card = platform_get_drvdata(dev);  
  69.   
  70.     if (card) {  
  71.         snd_card_free(card);  
  72.         platform_set_drvdata(dev, NULL);  
  73.         pxa2xx_ac97_hw_remove(dev);  
  74.     }  
  75.   
  76.     return 0;  
  77. }  
  78.   
  79. static struct platform_driver pxa2xx_ac97_driver = {  
  80.     .probe      = pxa2xx_ac97_probe,  
  81.     .remove     = __devexit_p(pxa2xx_ac97_remove),  
  82.     .driver     = {  
  83.         .name   = "pxa2xx-ac97",  
  84.         .owner  = THIS_MODULE,  
  85. #ifdef CONFIG_PM  
  86.         .pm = &pxa2xx_ac97_pm_ops,  
  87. #endif  
  88.     },  
  89. };  
  90.   
  91. static int __init pxa2xx_ac97_init(void)  
  92. {  
  93.     return platform_driver_register(&pxa2xx_ac97_driver);  
  94. }  
  95.   
  96. static void __exit pxa2xx_ac97_exit(void)  
  97. {  
  98.     platform_driver_unregister(&pxa2xx_ac97_driver);  
  99. }  
  100.   
  101. module_init(pxa2xx_ac97_init);  
  102. module_exit(pxa2xx_ac97_exit);  
  103.   
  104. MODULE_AUTHOR("Nicolas Pitre");  
  105. 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
  1. /** 
  2.  *  snd_card_create - create and initialize a soundcard structure 
  3.  *  @idx: card index (address) [0 ... (SNDRV_CARDS-1)] 
  4.  *  @xid: card identification (ASCII string) 
  5.  *  @module: top level module for locking 
  6.  *  @extra_size: allocate this extra size after the main soundcard structure 
  7.  *  @card_ret: the pointer to store the created card instance 
  8.  * 
  9.  *  Creates and initializes a soundcard structure. 
  10.  * 
  11.  *  The function allocates snd_card instance via kzalloc with the given 
  12.  *  space for the driver to use freely.  The allocated struct is stored 
  13.  *  in the given card_ret pointer. 
  14.  * 
  15.  *  Returns zero if successful or a negative error code. 
  16.  */  
  17. int snd_card_create(int idx, const char *xid,  
  18.             struct module *module, int extra_size,  
  19.             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
  1. card = kzalloc(sizeof(*card) + extra_size, GFP_KERNEL);  
  2. if (!card)  
  3.     return -ENOMEM;  

拷贝声卡的ID字符串：

[c-sharp]  view plain copy
  1. if (xid)  
  2.     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
  1. if (idx < 0) {  
  2.     for (idx2 = 0; idx2 < SNDRV_CARDS; idx2++)  
  3.         /* idx == -1 == 0xffff means: take any free slot */  
  4.         if (~snd_cards_lock & idx & 1<<idx2) {  
  5.             if (module_slot_match(module, idx2)) {  
  6.                 idx = idx2;  
  7.                 break;  
  8.             }  
  9.         }  
  10. }  
  11. if (idx < 0) {  
  12.     for (idx2 = 0; idx2 < SNDRV_CARDS; idx2++)  
  13.         /* idx == -1 == 0xffff means: take any free slot */  
  14.         if (~snd_cards_lock & idx & 1<<idx2) {  
  15.             if (!slots[idx2] || !*slots[idx2]) {  
  16.                 idx = idx2;  
  17.                 break;  
  18.             }  
  19.         }  
  20. }  

初始化snd_card结构中必要的字段：

[c-sharp]  view plain copy
  1.     card->number = idx;  
  2.     card->module = module;  
  3.     INIT_LIST_HEAD(&card->devices);  
  4.     init_rwsem(&card->controls_rwsem);  
  5.     rwlock_init(&card->ctl_files_rwlock);  
  6.     INIT_LIST_HEAD(&card->controls);  
  7.     INIT_LIST_HEAD(&card->ctl_files);  
  8.     spin_lock_init(&card->files_lock);  
  9.     INIT_LIST_HEAD(&card->files_list);  
  10.     init_waitqueue_head(&card->shutdown_sleep);  
  11. #ifdef CONFIG_PM  
  12.     mutex_init(&card->power_lock);  
  13.     init_waitqueue_head(&card->power_sleep);  
  14. #endif  

建立逻辑设备：Control

[c-sharp]  view plain copy
  1. /* the control interface cannot be accessed from the user space until */  
  2. /* snd_cards_bitmask and snd_cards are set with snd_card_register */  
  3. 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
  1. 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
  1. if (extra_size > 0)  
  2.     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
  1. /** 
  2.  *  snd_card_register - register the soundcard 
  3.  *  @card: soundcard structure 
  4.  * 
  5.  *  This function registers all the devices assigned to the soundcard. 
  6.  *  Until calling this, the ALSA control interface is blocked from the 
  7.  *  external accesses.  Thus, you should call this function at the end 
  8.  *  of the initialization of the card. 
  9.  * 
  10.  *  Returns zero otherwise a negative error code if the registrain failed. 
  11.  */  
  12. int snd_card_register(struct snd_card *card)  

首先，创建sysfs下的设备：

[c-sharp]  view plain copy
  1. if (!card->card_dev) {  
  2.     card->card_dev = device_create(sound_class, card->dev,  
  3.                        MKDEV(0, 0), card,  
  4.                        "card%i", card->number);  
  5.     if (IS_ERR(card->card_dev))  
  6.         card->card_dev = NULL;  
  7. }  

其中，sound_class是在/sound/sound_core.c中创建的：

[c-sharp]  view plain copy
  1. static char *sound_devnode(struct device *dev, mode_t *mode)  
  2. {  
  3.     if (MAJOR(dev->devt) == SOUND_MAJOR)  
  4.         return NULL;  
  5.     return kasprintf(GFP_KERNEL, "snd/%s", dev_name(dev));  
  6. }  
  7. static int __init init_soundcore(void)  
  8. {  
  9.     int rc;  
  10.   
  11.     rc = init_oss_soundcore();  
  12.     if (rc)  
  13.         return rc;  
  14.   
  15.     sound_class = class_create(THIS_MODULE, "sound");  
  16.     if (IS_ERR(sound_class)) {  
  17.         cleanup_oss_soundcore();  
  18.         return PTR_ERR(sound_class);  
  19.     }  
  20.   
  21.     sound_class->devnode = sound_devnode;  
  22.   
  23.     return 0;  
  24. }  

 

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
  1. if ((err = snd_device_register_all(card)) < 0)  
  2.     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。


http://www.ppmy.cn/news/193490.html

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Linux Alsa声卡驱动（2）：代码分析

Linux Alsa声卡驱动（2）：代码分析

一&#xff1a;初始化/注册声卡设备 &#xff08;1&#xff09;注册ALSA kernel\sound\core&#xff1a;sound.cint __init alsa_sound_init(void) {... ...if (register_chrdev(major, "alsa", &snd_fops)) ... ... }static const struct file_operations snd…
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linux系统声卡安装教程,关于Linux系统声卡驱动的安装与配置

linux系统声卡安装教程,关于Linux系统声卡驱动的安装与配置

一般的声卡驱动是支持windows的&#xff0c;linux很少&#xff0c;所以安装声卡驱动很麻烦。 Linux下安装声卡驱动&#xff0c;用的是alsa&#xff0c;它就好像是万能的一样&#xff0c;可以支持很多类型的声卡&#xff0c;如&#xff1a; AC97 Codec ALC100,100P ALC200,200P …
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关于Win10系统下VIA HD AUDIO威盛声卡没声音问题 - 有效解决办法

关于Win10系统下VIA HD AUDIO威盛声卡没声音问题 - 有效解决办法

我现在用的是Win10系统&#xff0c;是从Win7升级而来的&#xff1b;但升级后用耳机时没声音&#xff0c;当时就想办法解决&#xff0c;用驱动大师&#xff0c;驱动精灵升级驱动都没解决&#xff1b;让公司IT设备支持人员也没搞定。后来今天&#xff0c;我一直网上找办法&#x…
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VIA声卡升级驱动后没有控制台怎么办？

VIA声卡升级驱动后没有控制台怎么办？

前几天换了个主板&#xff0c;换成了华硕H61&#xff0c;这个主板是VIA声卡。现在的主流声卡还是Realtek&#xff0c;用VIA声卡真的很少见。驱动精灵打了驱动之后不像以前的主板一样有一个“Realtek高清晰音频管理器”。我在网上找方法&#xff0c;聪明的网友给出了各种办法&am…
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《基于Linux物联网综合项目》常见问题汇总fae

《基于Linux物联网综合项目》常见问题汇总fae

关于该课程说明 1&#xff09;本课程目标 通过web浏览器访问服务器&#xff0c;实现登录、注册、数据库操作、远程操控硬件、采集环境信息、远程监控、拍照、图片显示等功能。 将单片机、linux、html、摄像头、数据库等知识点融入到一个项目中。 2&#xff09;什么群体适合学…
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git命令的使用

git命令的使用

1. 查看文件 git cat-file -p 仓库路径下右键 Git Bash Here 打开git命令窗口&#xff1a; 复制某个文件的版本号&#xff1a; 粘贴到git命令窗口&#xff0c;会显示文件的提交信息&#xff1a; 查看 tree后面的版本号&#xff0c;则会看到详细提交信息&#xff1a; 查看hell…
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