Linux ALSA声卡驱动详细分析.docx
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LinuxALSA声卡驱动详细分析
1.LinuxALSA声卡驱动之一：
ALSA架构简介
一. 概述
ALSA是AdvancedLinuxSoundArchitecture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。
图1.1 alsa的软件体系结构
由图1.1可以看出，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。
本系列博文仅对嵌入式系统中的alsa-driver和alsa-soc进行讨论。
二. ALSA设备文件结构
我们从alsa在linux中的设备文件结构开始我们的alsa之旅.看看我的电脑中的alsa驱动的设备文件结构:
$ cd/dev/snd
$ ls-l
crw-rw----+1rootaudio116,82011-02-2321:
38controlC0
crw-rw----+1rootaudio116,42011-02-2321:
38midiC0D0
crw-rw----+1rootaudio116,72011-02-2321:
39pcmC0D0c
crw-rw----+1rootaudio116,62011-02-2321:
56pcmC0D0p
crw-rw----+1rootaudio116,72011-02-2321:
39pcmC0D1c
crw-rw----+1rootaudio116,52011-02-2321:
38pcmC0D1p
crw-rw----+1rootaudio116,32011-02-2321:
38seq
crw-rw----+1rootaudio116,22011-02-2321:
38timer
$
我们可以看到以下设备文件:
∙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
∙pcmC0D0c--〉 用于录音的pcm设备
∙pcmC0D0p--〉 用于播放的pcm设备
∙seq --〉 音序器
∙timer--〉 定时器
其中，C0D0代表的是声卡0中的设备0，pcmC0D0c最后一个c代表capture，pcmC0D0p最后一个p代表playback，这些都是alsa-driver中的命名规则。
从上面的列表可以看出，我的声卡下挂了6个设备，根据声卡的实际能力，驱动实际上可以挂上更多种类的设备，在include/sound/core.h中，定义了以下设备类型：
[c-sharp] viewplain copy
1.#define SNDRV_DEV_TOPLEVEL （（__force snd_device_type_t） 0）
2.#define SNDRV_DEV_CONTROL （（__force snd_device_type_t） 1）
3.#define SNDRV_DEV_LOWLEVEL_PRE （（__force snd_device_type_t） 2）
4.#define SNDRV_DEV_LOWLEVEL_NORMAL （（__force snd_device_type_t） 0x1000）
5.#define SNDRV_DEV_PCM （（__force snd_device_type_t） 0x1001）
6.#define SNDRV_DEV_RAWMIDI （（__force snd_device_type_t） 0x1002）
7.#define SNDRV_DEV_TIMER （（__force snd_device_type_t） 0x1003）
8.#define SNDRV_DEV_SEQUENCER （（__force snd_device_type_t） 0x1004）
9.#define SNDRV_DEV_HWDEP （（__force snd_device_type_t） 0x1005）
10.#define SNDRV_DEV_INFO （（__force snd_device_type_t） 0x1006）
11.#define SNDRV_DEV_BUS （（__force snd_device_type_t） 0x1007）
12.#define SNDRV_DEV_CODEC （（__force snd_device_type_t） 0x1008）
13.#define SNDRV_DEV_JACK （（__force snd_device_type_t） 0x1009）
14.#define SNDRV_DEV_LOWLEVEL （（__force snd_device_type_t） 0x2000）
通常，我们更关心的是pcm和control这两种设备。
三. 驱动的代码文件结构
在Linux2.6代码树中，Alsa的代码文件结构如下：
sound
/core
/oss
/seq
/ioctl32
/include
/drivers
/i2c
/synth
/emux
/pci
/（cards）
/isa
/（cards）
/arm
/ppc
/sparc
/usb
/pcmcia/（cards）
/oss
/soc
/codecs
∙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
∙core/oss 包含模拟旧的OSS架构的PCM和Mixer模块
∙core/seq 有关音序器相关的代码
∙include ALSA驱动的公共头文件目录，该目录的头文件需要导出给用户空间的应用程序使用，通常，驱动模块私有的头文件不应放置在这里
∙ drivers 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
∙pci pci声卡的顶层目录，子目录包含各种pci声卡的代码
∙isa isa声卡的顶层目录，子目录包含各种isa声卡的代码
∙soc 针对system-on-chip体系的中间层代码
∙soc/codecs 针对soc体系的各种codec的代码，与平台无关
2.LinuxALSA声卡驱动之二：
声卡的创建
1.structsnd_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structcnd_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] viewplain 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_f
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