ASOC 音頻子系統框架

来源:https://www.cnblogs.com/GyForever1004/archive/2018/03/21/8619115.html
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基於: Mini2440 開發板, Linux 3.4.2 內核 ASOC 簡介: ~~~~ ASoC ALSA System on Chip,是建立在標準ALSA驅動層上,為了更好地支持嵌入式處理器和移動設備中音頻 Codec 的一套軟體體系。 就像軟體領域里的抽象和重用一樣,嵌入式設備的音頻系統 ...


基於: Mini2440 開發板, Linux 3.4.2 內核

ASOC 簡介:

ASoC - ALSA System on Chip,是建立在標準ALSA驅動層上,為了更好地支持嵌入式處理器和移動設備中音頻 Codec 的一套軟體體系。

就像軟體領域里的抽象和重用一樣,嵌入式設備的音頻系統可以被劃分為 Machine、Platform、 Codec。

所以,我們可以把 ASOC 的驅動分為 3 個部分,以內核中的文件為例:

Machine:
    S3c24xx_uda134x.c (sound\soc\samsung)
    
Platform:
    S3c24xx-i2s.c (sound\soc\samsung)
    Dma.c (sound\soc\samsung)

Codec:
    Uda134x.c (sound\soc\codecs)

我們以 S3c24xx_uda134x.c 文件中的 s3c24xx_uda134x_probe 函數為起點:

/* 創建並配置一個 snd_soc_card 結構體 */
static struct snd_soc_card snd_soc_s3c24xx_uda134x = {
    .name = "S3C24XX_UDA134X",
    .owner = THIS_MODULE,
    .dai_link = &s3c24xx_uda134x_dai_link,
    .num_links = 1,
};

/* 申請一個名為 "soc-audio" 的 platform_device */
s3c24xx_uda134x_snd_device = platform_device_alloc("soc-audio", -1);

/* 設置 platform_device 的 drvdata */
platform_set_drvdata(s3c24xx_uda134x_snd_device,
             &snd_soc_s3c24xx_uda134x);
             
/* 將 s3c24xx_uda134x 添加進平臺設備,它是 UDA1341 晶元的引腳狀態信息 */
platform_device_add_data(s3c24xx_uda134x_snd_device, &s3c24xx_uda134x, sizeof(s3c24xx_uda134x));

/* 添加平臺設備 */
ret = platform_device_add(s3c24xx_uda134x_snd_device);

這裡的 snd_soc_dai_link 結構尤為重要,在它的內部指定了 Platform、Codec、 codec_dai、 cpu_dai 的名字,稍後 Machine 驅動將會利用這些名字去匹配已經在系統中註冊了的 platform、codec、dai,這些註冊的介面都是在另外相應的 Platform 驅動和
Codec 驅動的代碼文件中定義的。由此可見,Machine 的功能可認為是匹配相應的驅動實現一個完成的音頻控制體系。

註冊了名為 "soc-audio" 的 platform_device 之後,系統會在內核中找到同名的 driver,隨後調用 driver 的 probe 函數,該函數主要是完成音效卡的實例化、調用各個子介面的 probe 函數、創建標準 alsa 驅動的 pcm 邏輯設備以及完成音效卡的註冊。

Uda134x.c 文件

該文件為 ASOC 的 Codec 驅動,主要是完成 Codec 晶元的各種操控,我們以 uda134x_codec_probe 函數為入口:

static struct snd_soc_dai_driver uda134x_dai = {
    .name = "uda134x-hifi",
    /* playback capabilities */
    .playback = {
        .stream_name = "Playback",
        .channels_min = 1,
        .channels_max = 2,
        .rates = UDA134X_RATES,
        .formats = UDA134X_FORMATS,
    },
    /* capture capabilities */
    .capture = {
        .stream_name = "Capture",
        .channels_min = 1,
        .channels_max = 2,
        .rates = UDA134X_RATES,
        .formats = UDA134X_FORMATS,
    },
    /* pcm operations */
    .ops = &uda134x_dai_ops,
};

static struct snd_soc_codec_driver soc_codec_dev_uda134x = {
    .probe =        uda134x_soc_probe,
    .remove =       uda134x_soc_remove,
    .suspend =      uda134x_soc_suspend,
    .resume =       uda134x_soc_resume,
    .reg_cache_size = sizeof(uda134x_reg),
    .reg_word_size = sizeof(u8),
    .reg_cache_default = uda134x_reg,
    .reg_cache_step = 1,
    .read = uda134x_read_reg_cache,
    .write = uda134x_write,
    .set_bias_level = uda134x_set_bias_level,
};

/* 註冊 Codec */
snd_soc_register_codec(&pdev->dev, &soc_codec_dev_uda134x, &uda134x_dai, 1);

snd_soc_register_codec 函數的大體步驟:

/* 分配 snd_soc_codec */
1. codec = kzalloc(sizeof(struct snd_soc_codec), GFP_KERNEL);

2. 配置 Codec 

/* 註冊 dais */
3. snd_soc_register_dais:

    /* 分配 snd_soc_dai */
    1. dai = kzalloc(sizeof(struct snd_soc_dai), GFP_KERNEL);
    
    2. 配置 Dai
    
    3. 將 Dai 加入到 dai_list
    
    4. 調用 snd_soc_instantiate_cards 函數觸發一次匹配綁定操作

4. 將 Codec 加入到 codec_list

5. 調用 snd_soc_instantiate_cards 函數觸發一次匹配綁定操作

S3c24xx-i2s.c 與 Dma.c 文件

ASOC 把 Platform 驅動分為兩個部分:snd_soc_platform_driver 和
snd_soc_dai_driver。其中,platform_driver 負責管理音頻數據,把音頻數據通過 dma 或其他操作傳送至 cpu dai
中,dai_driver 則主要完成 cpu 一側的 dai 的參數配置,同時也會通過一定的途徑把必要的 dma 等參數與 snd_soc_platform_driver 進行交互。

先來看 Dma.c 中的 samsung_asoc_platform_probe 函數:

static struct snd_pcm_ops dma_ops = {
    .open       = dma_open,
    .close      = dma_close,
    .ioctl      = snd_pcm_lib_ioctl,
    .hw_params  = dma_hw_params,
    .hw_free    = dma_hw_free,
    .prepare    = dma_prepare,
    .trigger    = dma_trigger,
    .pointer    = dma_pointer,
    .mmap       = dma_mmap,
};

static struct snd_soc_platform_driver samsung_asoc_platform = {
    .ops        = &dma_ops,
    .pcm_new    = dma_new,
    .pcm_free   = dma_free_dma_buffers,
};

/* 註冊 soc platform */
snd_soc_register_platform(&pdev->dev, &samsung_asoc_platform);

snd_soc_register_platform 函數中申請、配置了 snd_soc_platform 結構,並將其加入到了 platform_list,然後調用 snd_soc_instantiate_cards 函數進行綁定。

samsung_asoc_platform 結構中的 pcm_new 主要用來分配一個 buffer,dma 使用它來操作音頻數據; pcm_free 用來釋放這個 buffer; ops 中為涉及到 dma 操作以及 dma buffer 管理等工作的函數。

S3c24xx-i2s.c 中的 s3c24xx_iis_dev_probe 函數:

static const struct snd_soc_dai_ops s3c24xx_i2s_dai_ops = {
    .trigger    = s3c24xx_i2s_trigger,
    .hw_params  = s3c24xx_i2s_hw_params,
    .set_fmt    = s3c24xx_i2s_set_fmt,
    .set_clkdiv = s3c24xx_i2s_set_clkdiv,
    .set_sysclk = s3c24xx_i2s_set_sysclk,
};

static struct snd_soc_dai_driver s3c24xx_i2s_dai = {
    .probe = s3c24xx_i2s_probe,
    .suspend = s3c24xx_i2s_suspend,
    .resume = s3c24xx_i2s_resume,
    .playback = {
        .channels_min = 2,
        .channels_max = 2,
        .rates = S3C24XX_I2S_RATES,
        .formats = SNDRV_PCM_FMTBIT_S8 | SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,},
    .capture = {
        .channels_min = 2,
        .channels_max = 2,
        .rates = S3C24XX_I2S_RATES,
        .formats = SNDRV_PCM_FMTBIT_S8 | SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,},
    .ops = &s3c24xx_i2s_dai_ops,
};

/* 註冊 soc dai */
snd_soc_register_dai(&pdev->dev, &s3c24xx_i2s_dai);

snd_soc_register_dai 函數中申請、配置了 snd_soc_dai 結構,並將其加入到了 dai_list,然後調用 snd_soc_instantiate_cards 函數進行綁定。

這兩個結構中的函數不難理解,主要是為了配置 I2S 的引腳及時鐘、dai 數據格式等。

這些函數可能會由 soc-core 或 Machine 驅動中的函數調用。


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