Linux ALSA声卡驱动之八:ASoC架构中的Platform
来源:互联网 发布:java中this 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 19:58
1. Platform驱动在ASoC中的作用
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2. snd_soc_platform_driver的注册
- 定义一个snd_soc_platform_driver结构的实例;
- 在platform_driver的probe回调中利用ASoC的API:snd_soc_register_platform()注册上面定义的实例;
- 实现snd_soc_platform_driver中的各个回调函数;
- 为snd_soc_platform实例申请内存;
- 从platform_device中获得它的名字,用于Machine驱动的匹配工作;
- 初始化snd_soc_platform的字段;
- 把snd_soc_platform实例连接到全局链表platform_list中;
- 调用snd_soc_instantiate_cards,触发声卡的machine、platform、codec、dai等的匹配工作;
3. cpu的snd_soc_dai driver驱动的注册
- 定义一个snd_soc_dai_driver结构的实例;
- 在对应的platform_driver中的probe回调中通过API:snd_soc_register_dai或者snd_soc_register_dais,注册snd_soc_dai实例;
- 实现snd_soc_dai_driver结构中的probe、suspend等回调;
- 实现snd_soc_dai_driver结构中的snd_soc_dai_ops字段中的回调函数;
snd_soc_dai 该结构在snd_soc_register_dai函数中通过动态内存申请获得, 简要介绍一下几个重要字段:
- driver 指向关联的snd_soc_dai_driver结构,由注册时通过参数传入;
- playback_dma_data 用于保存该dai播放stream的dma信息,例如dma的目标地址,dma传送单元大小和通道号等;
- capture_dma_data 同上,用于录音stream;
- platform 指向关联的snd_soc_platform结构;
snd_soc_dai_driver 该结构需要自己根据不同的soc芯片进行定义,关键字段介绍如下:
- probe、remove 回调函数,分别在声卡加载和卸载时被调用;
- suspend、resume 电源管理回调函数;
- 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,用于指出该dai支持的声道数,码率,数据格式等能力;
- capture snd_soc_pcm_stream结构,用于指出该dai支持的声道数,码率,数据格式等能力;
4. snd_soc_dai_driver中的ops字段
ops字段指向一个snd_soc_dai_ops结构,该结构实际上是一组回调函数的集合,dai的配置和控制几乎都是通过这些回调函数来实现的,这些回调函数基本可以分为3大类,驱动程序可以根据实际情况实现其中的一部分:
工作时钟配置函数 通常由machine驱动调用:
- set_sysclk 设置dai的主时钟;
- set_pll 设置PLL参数;
- set_clkdiv 设置分频系数;
- dai的格式配置函数 通常由machine驱动调用:
- set_fmt 设置dai的格式;
- set_tdm_slot 如果dai支持时分复用,用于设置时分复用的slot;
- set_channel_map 声道的时分复用映射设置;
- set_tristate 设置dai引脚的状态,当与其他dai并联使用同一引脚时需要使用该回调;
标准的snd_soc_ops回调 通常由soc-core在进行PCM操作时调用:
- startup
- shutdown
- hw_params
- hw_free
- prepare
- trigger
抗pop,pop声 由soc-core调用:
- digital_mute
以下这些api通常被machine驱动使用,machine驱动在他的snd_pcm_ops字段中的hw_params回调中使用这些api:
- snd_soc_dai_set_fmt() 实际上会调用snd_soc_dai_ops或者codec driver中的set_fmt回调;
- snd_soc_dai_set_pll() 实际上会调用snd_soc_dai_ops或者codec driver中的set_pll回调;
- snd_soc_dai_set_sysclk() 实际上会调用snd_soc_dai_ops或者codec driver中的set_sysclk回调;
- snd_soc_dai_set_clkdiv() 实际上会调用snd_soc_dai_ops或者codec driver中的set_clkdiv回调;
snd_soc_dai_set_fmt(struct snd_soc_dai *dai, unsigned int fmt)的第二个参数fmt在这里特别说一下,ASoC目前只是用了它的低16位,并且为它专门定义了一些宏来方便我们使用:
bit 0-3 用于设置接口的格式:
bit 4-7 用于设置接口时钟的开关特性:
bit 8-11 用于设置接口时钟的相位:
bit 12-15 用于设置接口主从格式:
5. snd_soc_platform_driver中的ops字段
该ops字段是一个snd_pcm_ops结构,实现该结构中的各个回调函数是soc platform驱动的主要工作,他们基本都涉及dma操作以及dma buffer的管理等工作。下面介绍几个重要的回调函数:
ops.open
当应用程序打开一个pcm设备时,该函数会被调用,通常,该函数会使用snd_soc_set_runtime_hwparams()设置substream中的snd_pcm_runtime结构里面的hw_params相关字段,然后为snd_pcm_runtime的private_data字段申请一个私有结构,用于保存该平台的dma参数。
ops.hw_params
驱动的hw_params阶段,该函数会被调用。通常,该函数会通过snd_soc_dai_get_dma_data函数获得对应的dai的dma参数,获得的参数一般都会保存在snd_pcm_runtime结构的private_data字段。然后通过snd_pcm_set_runtime_buffer函数设置snd_pcm_runtime结构中的dma buffer的地址和大小等参数。要注意的是,该回调可能会被多次调用,具体实现时要小心处理多次申请资源的问题。
ops.prepare
正式开始数据传送之前会调用该函数,该函数通常会完成dma操作的必要准备工作。
ops.trigger
数据传送的开始,暂停,恢复和停止时,该函数会被调用。
ops.pointer
该函数返回传送数据的当前位置。
6. 音频数据的dma操作
soc-platform驱动的最主要功能就是要完成音频数据的传送,大多数情况下,音频数据都是通过dma来完成的。
6.1. 申请dma buffer
因为dma的特殊性,dma buffer是一块特殊的内存,比如有的平台规定只有某段地址范围的内存才可以进行dma操作,而多数嵌入式平台还要求dma内存的物理地址是连续的,以方便dma控制器对内存的访问。在ASoC架构中,dma buffer的信息保存在snd_pcm_substream结构的snd_dma_buffer *buf字段中,它的定义如下
那么,在哪里完成了snd_dam_buffer结构的初始化赋值操作呢?答案就在snd_soc_platform_driver的pcm_new回调函数中,还是以/sound/soc/samsung/dma.c为例:
pcm_new字段指向了dma_new函数,dma_new函数进一步为playback和capture分别调用preallocate_dma_buffer函数,我们看看preallocate_dma_buffer函数的实现:
该函数先是获得事先定义好的buffer大小,然后通过dma_alloc_weitecombine函数分配dma内存,然后完成substream->dma_buffer的初始化赋值工作。上述的pcm_new回调会在声卡的建立阶段被调用,调用的详细的过程请参考Linux ALSAs声卡驱动之六:ASoC架构中的Machine中的图3.1。
在声卡的hw_params阶段,snd_soc_platform_driver结构的ops->hw_params会被调用,在该回调用,通常会使用api:snd_pcm_set_runtime_buffer()把substream->dma_buffer的数值拷贝到substream->runtime的相关字段中(.dma_area, .dma_addr, .dma_bytes),这样以后就可以通过substream->runtime获得这些地址和大小信息了。
dma buffer获得后,即是获得了dma操作的源地址,那么目的地址在哪里?其实目的地址当然是在dai中,也就是前面介绍的snd_soc_dai结构的playback_dma_data和capture_dma_data字段中,而这两个字段的值也是在hw_params阶段,由snd_soc_dai_driver结构的ops->hw_params回调,利用api:snd_soc_dai_set_dma_data进行设置的。紧随其后,snd_soc_platform_driver结构的ops->hw_params回调利用api:snd_soc_dai_get_dma_data获得这些dai的dma信息,其中就包括了dma的目的地址信息。这些dma信息通常还会被保存在substream->runtime->private_data中,以便在substream的整个生命周期中可以随时获得这些信息,从而完成对dma的配置和操作。
6.2 dma buffer管理
- snd_pcm_runtime.hw_ptr_base 环形缓冲区每一圈的基地址,当读写指针越过一圈后,它按buffer size进行移动;
- snd_pcm_runtime.status->hw_ptr 硬件逻辑位置,播放时相当于读指针,录音时相当于写指针;
- snd_pcm_runtime.control->appl_ptr 应用逻辑位置,播放时相当于写指针,录音时相当于读指针;
- snd_pcm_runtime.boundary 扩展后的逻辑缓冲区大小,通常是(2^n)*size;
要想映射到真正的缓冲区位置,只要减去runtime->hw_ptr_base即可。下面的api用于更新这几个指针的当前位置:
- 应用程序调用alsa-lib的snd_pcm_writei、snd_pcm_writen函数;
- 应用程序使用ioctl:SNDRV_PCM_IOCTL_WRITEI_FRAMES或SNDRV_PCM_IOCTL_WRITEN_FRAMES;
- 应用程序使用alsa-lib的snd_pcm_mmap_begin/snd_pcm_mmap_commit;
- 更新dma的硬件的当前位置,该数值通常保存在runtime->private_data中;
- 调用snd_pcm_period_elapsed函数,该函数会进一步调用snd_pcm_update_hw_ptr0函数更新上述所说的4个缓冲区管理字段,然后唤醒相应的等待进程;
7. 图说代码
最后,反正图也画了,好与不好都传上来供参考一下,以下这张图表达了 ASoC中Platform驱动的几个重要数据结构之间的关系:
图7.1 ASoC Platform驱动
一堆的private_data,很重要但也很容易搞混,下面的图不知对大家有没有帮助:
图7.2 private_data
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