Linux ALSA声卡驱动之一：ALSA架构简介和ASOC架构简介

ALSA声卡驱动：

1.Linux ALSA声卡驱动之一：ALSA架构简介和ASOC架构简介

2.Linux ALSA声卡驱动之二：Platform

3. Linux ALSA声卡驱动之三：Platform之Cpu_dai

4. Linux ALSA声卡驱动之四：Codec 以及Codec_dai

5.Linux ALSA声卡驱动之五：Machine 以及ALSA声卡的注册

6.Linux ALSA声卡驱动之六：PCM的注册流程

7.Linux ALSA声卡驱动之七：录音(Capture) 调用流程

一. ALSA 简介

ALSA是Advanced Linux Sound Architecture 的缩写，目前已经成为了linux的主流音频体系结构，想了解更多的关于ALSA的这一开源项目的信息和知识，请查看以下网址：http://www.alsa-project.org/。

在内核设备驱动层，ALSA提供了alsa-driver，同时在应用层，ALSA为我们提供了alsa-lib，应用程序只要调用alsa-lib提供的API，即可以完成对底层音频硬件的控制。

用户空间的alsa-lib对应用程序提供统一的API接口，这样可以隐藏了驱动层的实现细节，简化了应用程序的实现难度。内核空间中，alsa-soc其实是对alsa-driver的进一步封装，他针对嵌入式设备提供了一些列增强的功能

Kernel-4.4/sound/core该目录包含了ALSA驱动的中间层，它是整个ALSA驱动的核心部分。

Kernel-4.4/sound/soc 针对system-on-chip体系的中间层代码

1.2 ALSA驱动代码文件结构

sound
           /aoa 苹果主板驱动
/arm arm架构相关驱动
/atmel atmel设备驱动
           /core 该目录包含了ALSA驱动的中间层，它是整个ALSA驱动的核心部分
           /drivers 不同架构中一些驱动共享文件放置一些与CPU、BUS架构无关的公用代码
           /i2c ALSA自己的I2C控制代码
/isa isa声卡的上层模块
           /mips MIPS声卡设备驱动
/oos oos架构
           /parisc gsc声卡驱动
/pci pci声卡
            /ppc powerPC架构有关
            /sh SUPERH声卡驱动
            /soc system-on-chip
            /sparc Sparc声卡驱动
            /synth synth中间层
            /usb usb-audio驱动

从上面驱动代码结构中我们可以知道，我们主要关心core和soc文件夹里面的代码

1.3 ALSA设备文件结构

1.3.1 /dev/snd ls -l

    crw-rw---- 1 system audio  14,  12 2020-03-09 06:40 adsp
crw-rw---- 1 system audio  14,   4 2020-03-09 06:40 audio
crw-rw---- 1 system audio 116,   2 2020-03-09 06:40 controlC0
crw-rw---- 1 system audio  14,   3 2020-03-09 06:40 dsp
crw-rw---- 1 system audio  14,   0 2020-03-09 06:40 mixer
crw-rw---- 1 system audio 116,   3 2020-03-09 06:40 pcmC0D0p
crw-rw---- 1 system audio 116,  19 2020-03-09 06:40 pcmC0D10c
crw-rw---- 1 system audio 116,  20 2020-03-09 06:40 pcmC0D11p
crw-rw---- 1 system audio 116,  21 2020-03-09 06:40 pcmC0D12p
crw-rw---- 1 system audio 116,  22 2020-03-09 06:40 pcmC0D13c
crw-rw---- 1 system audio 116,  23 2020-03-09 06:40 pcmC0D14c
crw-rw---- 1 system audio 116,  24 2020-03-09 06:40 pcmC0D15p
crw-rw---- 1 system audio 116,  25 2020-03-09 06:40 pcmC0D16c
crw-rw---- 1 system audio 116,  26 2020-03-09 06:40 pcmC0D17c
crw-rw---- 1 system audio 116,  28 2020-03-09 06:40 pcmC0D18c
crw-rw---- 1 system audio 116,  27 2020-03-09 06:40 pcmC0D18p
crw-rw---- 1 system audio 116,  29 2020-03-09 06:40 pcmC0D19p
crw-rw---- 1 system audio 116,   4 2020-03-09 06:40 pcmC0D1c
crw-rw---- 1 system audio 116,  30 2020-03-09 06:40 pcmC0D20p
crw-rw---- 1 system audio 116,  31 2020-03-09 06:40 pcmC0D21p
crw-rw---- 1 system audio 116,  35 2020-03-09 06:40 pcmC0D22c
crw-rw---- 1 system audio 116,  34 2020-03-09 06:40 pcmC0D22p
crw-rw---- 1 system audio 116,  37 2020-03-09 06:40 pcmC0D23c
crw-rw---- 1 system audio 116,  36 2020-03-09 06:40 pcmC0D23p
crw-rw---- 1 system audio 116,  38 2020-03-09 06:40 pcmC0D24p
crw-rw---- 1 system audio 116,   6 2020-03-09 06:40 pcmC0D2c
crw-rw---- 1 system audio 116,   5 2020-03-09 06:40 pcmC0D2p
crw-rw---- 1 system audio 116,   8 2020-03-09 06:40 pcmC0D3c
crw-rw---- 1 system audio 116,   7 2020-03-09 06:40 pcmC0D3p
crw-rw---- 1 system audio 116,  10 2020-03-09 06:40 pcmC0D4c
crw-rw---- 1 system audio 116,   9 2020-03-09 06:40 pcmC0D4p
crw-rw---- 1 system audio 116,  12 2020-03-09 06:40 pcmC0D5c
crw-rw---- 1 system audio 116,  11 2020-03-09 06:40 pcmC0D5p
crw-rw---- 1 system audio 116,  14 2020-03-09 06:40 pcmC0D6c
crw-rw---- 1 system audio 116,  13 2020-03-09 06:40 pcmC0D6p
crw-rw---- 1 system audio 116,  16 2020-03-09 06:40 pcmC0D7c
crw-rw---- 1 system audio 116,  15 2020-03-09 06:40 pcmC0D7p
crw-rw---- 1 system audio 116,  17 2020-03-09 06:40 pcmC0D8p
crw-rw---- 1 system audio 116,  18 2020-03-09 06:40 pcmC0D9p
crw-rw---- 1 system audio 116,   1 2020-03-09 06:40 seq
crw-rw---- 1 system audio  14,   1 2020-03-09 06:40 sequencer
crw-rw---- 1 system audio  14,   8 2020-03-09 06:40 sequencer2
crw-rw---- 1 system audio 116,  33 2020-03-09 06:40 timer

controlC0 -->                 用于声卡的控制，例如通道选择，混音，麦克风的控制等
midiC0D0  -->                用于播放midi音频
pcmC0D10c --〉               用于录音的pcm设备：pcm:pcm设备，C0：声卡号0,一般设备就一个声卡 D10 设备号是10 c:capture 录音如果是p：play 播放。
pcmC0D11p --〉               用于播放的pcm设备
seq  --〉                        音序器
timer --〉                       定时器

1.3.2 /sys/devices/platform/soc-audio ls -l

       drwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 DEEP_BUFFER_DL_OUTPUTdrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 DL1AWBCAPTUREdrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 FM_I2S_RX_Capturedrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 FM_I2S_RX_Playbackdrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 FM_MRG_TXdrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 HDMI_OUTdrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 HP_IMPEDANCEdrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 I2S0DL1OUTPUTdrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 I2S0OUTPUTdrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 I2S0_AWB_CAPTUREdrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 MRGRXdrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 MRGRXCAPTUREdrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 MultiMedia1drwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 MultiMedia2drwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 MultiMedia3drwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 MultiMedia_DL2drwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 PLATOFRM_CONTROLdrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 TDM_Debug_CAPTUREdrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 ULDLOOPBACKdrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 VOIP_CALL_BT_CAPTUREdrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 VOIP_CALL_BT_PLAYBACKdrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 Voice_MD1drwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 Voice_MD1_BTdrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 Voice_MD2drwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 Voice_MD2_BTlrwxrwxrwx 1 root root 0 2020-03-09 08:27 driver -> ../../../bus/platform/drivers/soc-audiodrwxr-xr-x 2 root root 0 2020-03-09 06:40 powerdrwxr-xr-x 3 root root 0 2020-03-09 06:40 soundlrwxrwxrwx 1 root root 0 2020-03-09 08:27 subsystem -> ../../../bus/platform

DEEP_BUFFER_DL_OUTPUT 设备名称，对于mtk平台来说是在mtk-soc-machine.c mt_soc_dai_common 数组中定义。

1.3.3 /proc/asound/card0 查看声卡0下面挂载的设备

 id        pcm10c pcm13c pcm16c pcm18p pcm20p pcm22p pcm24p pcm3c pcm4p pcm6c pcm7p
oss_mixer pcm11p pcm14c pcm17c pcm19p pcm21p pcm23c pcm2c  pcm3p pcm5c pcm6p pcm8p
pcm0p     pcm12p pcm15p pcm18c pcm1c  pcm22c pcm23p pcm2p  pcm4c pcm5p pcm7c pcm9p

1.3.3.1查看具体pcm设备的信息

cd pcm10c
ls

info sub0 xrun_debug

cat info

card: 0
device: 10
subdevice: 0
stream: CAPTURE
id: DL1_AWB_Record mt-soc-codec-dl1awb-dai-10
name:
subname: subdevice #0
class: 0
subclass: 0
subdevices_count: 1
subdevices_avail: 1

1.3.4 /proc/asound/

MultiMedia1_PLayback mt-soc-codec-tx-dai-0 : : playback 1

-- MultiMedia1_PLayback：对应mt_soc_dai_common 里面的stream_name

-- mt-soc-codec-tx-dai：对应mt_soc_dai_common 里面的codec_dai_name

-- -0 ：对应mt_soc_dai_common 数组的顺序

--playback：此pcm是playback类型(播放)

--capture：此pcm是capture类型(录音)

--1 ：snd_card下面顺序挂载的第几个pcm设备，tinycap -D 0 -d 1 -D 0 表示：声卡0 ，-d 1 表示录音的pcm设备是1号，d是device首字母。

二. ASOC 简介

ASoC把音频系统同样分为3大部分：Machine，Platform和Codec

Platform 一般是指某一个SoC平台，比如MT6582, MT6595, MT6752等等，与音频相关的通常包含该SoC中的Clock、FAE、I2S、DMA等等,该模块负责DMA的控制和I2S的控制, 由CPU厂商负责编写此部分代码。

Codec 字面上的意思就是编解码器， Codec 里面包含了 I2S 接口、 DAC 、 ADC 、 Mixer 、 PA （功放），通常包含多种输入（ Mic 、 Line-in 、 I2S 、 PCM ）和多个输出（耳机、喇叭、听筒， Line-out ）， Codec 和 Platform一样，是可重用的部件。该模块负责AFIx的控制和DAC部分的控制(也可以说是芯片自身的功能的控制), 由Codec厂商负责编写此部分代码

Machine 是指某一款机器，可以是某款设备，某款开发板，又或者是某款智能手机，由此可以看出Machine几乎是不可重用的，每个Machine上的硬件实现可能都不一样，CPU不一样，Codec不一样，音频的输入、输出设备也不一样，Machine为CPU、Codec、输入输出设备提供了一个载体，用于描述一块电路板, 它指明此块电路板上用的是哪个Platform和哪个Codec, 由电路板商负责编写此部分代码。绑定 platform driver 和 codec driver

以下是machine codec platform 它们之间的关系图