Linux ALSA音效卡驅動之六：ASoC架構中的Machine__Linux

前面一節的內容我們提到，ASoC被分為Machine、Platform和Codec三大部分，其中的Machine驅動負責Platform和Codec之間的耦合以及部分和裝置或板子特定的代碼，再次引用上一節的內容：Machine驅動負責處理機器特有的一些控制項和音頻事件（例如，當播放音頻時，需要先行開啟一個放大器）；單獨的Platform和Codec驅動是不能工作的，它必須由Machine驅動把它們結合在一起才能完成整個裝置的音頻處理工作。

ASoC的一切都從Machine驅動開始，包括音效卡的註冊，綁定Platform和Codec驅動等等，下面就讓我們從Machine驅動開始討論吧。

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1. 註冊Platform Device

ASoC把音效卡註冊為Platform Device，我們以裝配有WM8994的一款Samsung的開發板SMDK為例子做說明，WM8994是一顆Wolfson生產的多功能Codec晶片。

代碼的位於：/sound/soc/samsung/smdk_wm8994.c，我們關注模組的初始化函數：

static int __init smdk_audio_init(void){int ret;smdk_snd_device = platform_device_alloc("soc-audio", -1);if (!smdk_snd_device)return -ENOMEM;platform_set_drvdata(smdk_snd_device, &smdk);ret = platform_device_add(smdk_snd_device);if (ret)platform_device_put(smdk_snd_device);return ret;}

由此可見，模組初始化時，註冊了一個名為soc-audio的Platform裝置，同時把smdk設到platform_device結構的dev.drvdata欄位中，這裡引出了第一個資料結構snd_soc_card的執行個體smdk，他的定義如下：

static struct snd_soc_dai_link smdk_dai[] = {{ /* Primary DAI i/f */.name = "WM8994 AIF1",.stream_name = "Pri_Dai",.cpu_dai_name = "samsung-i2s.0",.codec_dai_name = "wm8994-aif1",.platform_name = "samsung-audio",.codec_name = "wm8994-codec",.init = smdk_wm8994_init_paiftx,.ops = &smdk_ops,}, { /* Sec_Fifo Playback i/f */.name = "Sec_FIFO TX",.stream_name = "Sec_Dai",.cpu_dai_name = "samsung-i2s.4",.codec_dai_name = "wm8994-aif1",.platform_name = "samsung-audio",.codec_name = "wm8994-codec",.ops = &smdk_ops,},};static struct snd_soc_card smdk = {.name = "SMDK-I2S",.owner = THIS_MODULE,.dai_link = smdk_dai,.num_links = ARRAY_SIZE(smdk_dai),};

 

通過snd_soc_card結構，又引出了Machine驅動的另外兩個個資料結構： snd_soc_dai_link（執行個體：smdk_dai[] ） snd_soc_ops（執行個體：smdk_ops ）

其中，snd_soc_dai_link中，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的platform，codec，dai，這些註冊的組件都是在另外相應的Platform驅動和Codec驅動的代碼檔案中定義的，這樣看來，Machine驅動的裝置初始化代碼無非就是選擇合適Platform和Codec以及dai，用他們填充以上幾個資料結構，然後註冊Platform裝置即可。當然還要實現串連Platform和Codec的dai_link對應的ops實現，本例就是smdk_ops，它只實現了hw_params函數：smdk_hw_params。 2. 註冊Platform Driver

按照Linux的裝置模型，有platform_device，就一定會有platform_driver。ASoC的platform_driver在以下檔案中定義：sound/soc/soc-core.c。

還是先從模組的入口看起：

static int __init snd_soc_init(void){    ......return platform_driver_register(&soc_driver);}

soc_driver的定義如下：

/* ASoC platform driver */static struct platform_driver soc_driver = {.driver= {.name= "soc-audio",.owner= THIS_MODULE,.pm= &soc_pm_ops,},.probe= soc_probe,.remove= soc_remove,};

我們看到platform_driver的name欄位為soc-audio，正好與platform_device中的名字相同，按照Linux的裝置模型，platform匯流排會匹配這兩個名字相同的device和driver，同時會觸發soc_probe的調用，它正是整個ASoC驅動初始化的入口。 3. 初始化入口soc_probe()

soc_probe函數本身很簡單，它先從platform_device參數中取出snd_soc_card，然後調用snd_soc_register_card，通過snd_soc_register_card，為snd_soc_pcm_runtime數組申請記憶體，每一個dai_link對應snd_soc_pcm_runtime數組的一個單元，然後把snd_soc_card中的dai_link配置複製到相應的snd_soc_pcm_runtime中，最後，大部分的工作都在snd_soc_instantiate_card中實現，下面就看看snd_soc_instantiate_card做了些什麼：

該函數首先利用card->instantiated來判斷該卡是否已經執行個體化，如果已經執行個體化則直接返回，否則遍曆每一對dai_link，進行codec、platform、dai的綁定工作，下只是代碼的部分選節，詳細的代碼請直接參考完整的代碼樹。

/* bind DAIs */for (i = 0; i < card->num_links; i++)soc_bind_dai_link(card, i);

ASoC定義了三個全域的鏈表頭變數：codec_list、dai_list、platform_list，系統中所有的Codec、DAI、Platform都在註冊時串連到這三個全域鏈表上。soc_bind_dai_link函數逐個掃描這三個鏈表，根據card->dai_link[]中的名稱進行匹配，匹配後把相應的codec，dai和platform執行個體賦值到card->rtd[]中（snd_soc_pcm_runtime）。經過這個過程後，snd_soc_pcm_runtime：（card->rtd）中儲存了本Machine中使用的Codec，DAI和Platform驅動的資訊。

snd_soc_instantiate_card接著初始化Codec的寄存器緩衝，然後調用標準的alsa函數建立音效卡執行個體： 

/* card bind complete so register a sound card */ret = snd_card_create(SNDRV_DEFAULT_IDX1, SNDRV_DEFAULT_STR1,card->owner, 0, &card->snd_card);card->snd_card->dev = card->dev;card->dapm.bias_level = SND_SOC_BIAS_OFF;card->dapm.dev = card->dev;card->dapm.card = card;list_add(&card->dapm.list, &card->dapm_list);

然後，依次調用各個子結構的probe函數：

/* initialise the sound card only once */if (card->probe) {ret = card->probe(card);if (ret < 0)goto card_probe_error;}/* early DAI link probe */for (order = SND_SOC_COMP_ORDER_FIRST; order <= SND_SOC_COMP_ORDER_LAST;order++) {for (i = 0; i < card->num_links; i++) {ret = soc_probe_dai_link(card, i, order);if (ret < 0) {pr_err("asoc: failed to instantiate card %s: %d\n",       card->name, ret);goto probe_dai_err;}}}for (i = 0; i < card->num_aux_devs; i++) {ret = soc_probe_aux_dev(card, i);if (ret < 0) {pr_err("asoc: failed to add auxiliary devices %s: %d\n",       card->name, ret);goto probe_aux_dev_err;}}

在上面的soc_probe_dai_link()函數中做了比較多的事情，把他展開繼續討論：

static int soc_probe_dai_link(struct snd_soc_card *card, int num, int order){        ....../* set default power off timeout */rtd->pmdown_time = pmdown_time;/* probe the cpu_dai */if (!cpu_dai->probed &&cpu_dai->driver->probe_order == order) {if (cpu_dai->driver->probe) {ret = cpu_dai->driver->probe(cpu_dai);}cpu_dai->probed = 1;/* mark cpu_dai as probed and add to card dai list */list_add(&cpu_dai->card_list, &card->dai_dev_list);}/* probe the CODEC */if (!codec->probed &&codec->driver->probe_order == order) {ret = soc_probe_codec(card, codec);}/* probe the platform */if (!platform->probed &&platform->driver->probe_order == order) {ret = soc_probe_platform(card, platform);}/* probe the CODEC DAI */if (!codec_dai->probed && codec_dai->driver->probe_order == order) {if (codec_dai->driver->probe) {ret = codec_dai->driver->probe(codec_dai);}/* mark codec_dai as probed and add to card dai list */codec_dai->probed = 1;list_add(&codec_dai->card_list, &card->dai_dev_list);}/* complete DAI probe during last probe */if (order != SND_SOC_COMP_ORDER_LAST)return 0;ret = soc_post_component_init(card, codec, num, 0);if (ret)return ret;        ....../* create the pcm */ret = soc_new_pcm(rtd, num);        ........return 0;}

該函數出了挨個調用了codec，dai和platform驅動的probe函數外，在最後還調用了soc_new_pcm()函數用於建立標準alsa驅動的pcm邏輯裝置。現在把該函數的部分代碼也貼出來：

 

/* create a new pcm */int soc_new_pcm(struct snd_soc_pcm_runtime *rtd, int num){......struct snd_pcm_ops *soc_pcm_ops = &rtd->ops;soc_pcm_ops->open= soc_pcm_open;soc_pcm_ops->close= soc_pcm_close;soc_pcm_ops->hw_params= soc_pcm_hw_params;soc_pcm_ops->hw_free= soc_pcm_hw_free;soc_pcm_ops->prepare= soc_pcm_prepare;soc_pcm_ops->trigger= soc_pcm_trigger;soc_pcm_ops->pointer= soc_pcm_pointer;ret = snd_pcm_new(rtd->card->snd_card, new_name,num, playback, capture, &pcm);/* DAPM dai link stream work */INIT_DELAYED_WORK(&rtd->delayed_work, close_delayed_work);rtd->pcm = pcm;pcm->private_data = rtd;if (platform->driver->ops) {soc_pcm_ops->mmap = platform->driver->ops->mmap;soc_pcm_ops->pointer = platform->driver->ops->pointer;soc_pcm_ops->ioctl = platform->driver->ops->ioctl;soc_pcm_ops->copy = platform->driver->ops->copy;soc_pcm_ops->silence = platform->driver->ops->silence;soc_pcm_ops->ack = platform->driver->ops->ack;soc_pcm_ops->page = platform->driver->ops->page;}if (playback)snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK, soc_pcm_ops);if (capture)snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE, soc_pcm_ops);if (platform->driver->pcm_new) {ret = platform->driver->pcm_new(rtd);if (ret < 0) {pr_err("asoc: platform pcm constructor failed\n");return ret;}}pcm->private_free = platform->driver->pcm_free;return ret;}

該函數首先初始化snd_soc_runtime中的snd_pcm_ops欄位，也就是rtd->ops中的部分成員，例如open，close，hw_params等，緊接著調用標準alsa驅動中的建立pcm的函數snd_pcm_new()建立音效卡的pcm執行個體，pcm的private_data欄位設定為該runtime變數rtd，然後用platform驅動中的snd_pcm_ops替換部分pcm中的snd_pcm_ops欄位，最後，調用platform驅動的pcm_new回調，該回調實現該platform下的dma記憶體申請和dma初始化等相關工作。到這裡，音效卡和他的pcm執行個體建立完成。

回到snd_soc_instantiate_card函數，完成snd_card和snd_pcm的建立後，接著對dapm和dai支援的格式做出一些初始化合設定工作後，調用了 card->late_probe(card)進行一些最後的初始化合設定工作，最後則是調用標準alsa驅動的音效卡註冊函數對音效卡進行註冊：

if (card->late_probe) {ret = card->late_probe(card);if (ret < 0) {dev_err(card->dev, "%s late_probe() failed: %d\n",card->name, ret);goto probe_aux_dev_err;}}snd_soc_dapm_new_widgets(&card->dapm);if (card->fully_routed)list_for_each_entry(codec, &card->codec_dev_list, card_list)snd_soc_dapm_auto_nc_codec_pins(codec);ret = snd_card_register(card->snd_card);if (ret < 0) {printk(KERN_ERR "asoc: failed to register soundcard for %s\n", card->name);goto probe_aux_dev_err;}

 至此，整個Machine驅動的初始化已經完成，通過各個子結構的probe調用，實際上，也完成了部分Platfrom驅動和Codec驅動的初始化工作，整個過程可以用一下的順序圖表表示：

                                                                               圖3.1  基於3.0核心  soc_probe順序圖表

下面的順序圖表是本文章第一個版本，基於核心2.6.35，大家也可以參考一下兩個版本的差異：

                                                                               圖3.2  基於2.6.35  soc_probe順序圖表