1. struct snd_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 struct cnd_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

/* main structure for soundcard */struct snd_card {int number;           /* number of soundcard (index tosnd_cards) */char id[16];           /* id string of this card */char driver[16];        /* driver name */char shortname[32];        /* short name of this soundcard */char longname[80];        /* name of this soundcard */char mixername[80];     /* mixer name */char components[128];       /* card components delimited withspace */struct module *module;     /* top-level module */void *private_data;       /* private data for soundcard */void (*private_free) (struct snd_card *card); /* callback for freeing ofprivate data */struct list_head devices;    /* devices */unsigned int last_numid;   /* last used numeric ID */struct rw_semaphore controls_rwsem;   /* controls list lock */rwlock_t ctl_files_rwlock;  /* ctl_files list lock */int controls_count;        /* count of all controls */int user_ctl_count;      /* count of all user controls */struct list_head controls;  /* all controls for this card */struct list_head ctl_files; /* active control files */struct snd_info_entry *proc_root; /* root for soundcard specific files */struct snd_info_entry *proc_id;  /* the card id */struct proc_dir_entry *proc_root_link; /* number link to real id */struct list_head files_list;    /* all files associated to this card */struct snd_shutdown_f_ops *s_f_ops; /* file operations in the shutdownstate */spinlock_t files_lock;     /* lock the files for this card */int shutdown;         /* this card is going down */int free_on_last_close;        /* free in context of file_release */wait_queue_head_t shutdown_sleep;atomic_t refcount;        /* refcount for disconnection */struct device *dev;     /* device assigned to this card */struct device *card_dev;  /* cardX object for sysfs */#ifdef CONFIG_PMunsigned int power_state;   /* power state */struct mutex power_lock;   /* power lock */wait_queue_head_t power_sleep;
#endif#if defined(CONFIG_SND_MIXER_OSS) || defined(CONFIG_SND_MIXER_OSS_MODULE)struct snd_mixer_oss *mixer_oss;int mixer_oss_change_count;
#endif
};

struct list_head devices 记录该声卡下所有逻辑设备的链表
struct list_head controls 记录该声卡下所有的控制单元的链表
void *private_data 声卡的私有数据，可以在创建声卡时通过参数指定数据的大小

2. 声卡建立

2.1. 声卡的建立流程

2.1.1. 第一步，创建snd_card的一个实例

struct snd_card *card;
int err;
....
err = snd_card_create(index, id, THIS_MODULE, 0, &card);

index 一个整数值，该声卡的编号
id 字符串，声卡的标识符
第四个参数 该参数决定在创建snd_card实例时，需要同时额外分配的私有数据的大小，该数据的指针最终会赋值给snd_card的private_data数据成员
card 返回所创建的snd_card实例的指针

2.1.2. 第二步，创建声卡的芯片专用数据

声卡的专用数据主要用于存放该声卡的一些资源信息，例如中断资源、io资源、dma资源等。可以有两种创建方法：

通过上一步中 snd_card_create() 中的第四个参数，让snd_card_create自己创建

// struct mychip 用于保存专用数据
err = snd_card_create(index, id, THIS_MODULE,sizeof(struct mychip), &card);
// 从private_data中取出
struct mychip *chip = card->private_data;

自己创建：

struct mychip {struct snd_card *card;....
};
struct snd_card *card;
struct mychip *chip;chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
......
err = snd_card_create(index[dev], id[dev], THIS_MODULE, 0, &card);
// 专用数据记录snd_card实例
chip->card = card;
.....

然后，把芯片的专有数据注册为声卡的一个低阶设备：

static int snd_mychip_dev_free(struct snd_device *device)
{return snd_mychip_free(device->device_data);
}static struct snd_device_ops ops = {.dev_free = snd_mychip_dev_free,
};
....
snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL, chip, &ops);

注册为低阶设备主要是为了当声卡被注销时，芯片专用数据所占用的内存可以被自动地释放。

2.1.3. 第三步，设置Driver的ID和名字

strcpy(card->driver, "My Chip");
strcpy(card->shortname, "My Own Chip 123");
sprintf(card->longname, "%s at 0x%lx irq %i",card->shortname, chip->ioport, chip->irq);

snd_card的driver字段保存着芯片的ID字符串，user空间的alsa-lib会使用到该字符串，所以必须要保证该ID的唯一性。shortname字段更多地用于打印信息，longname字段则会出现在/proc/asound/cards中。

2.1.4. 第四步，创建声卡的功能部件（逻辑设备），例如PCM，Mixer，MIDI等

这时候可以创建声卡的各种功能部件了，还记得开头的 snd_card 结构体的 devices 字段吗？每一种部件的创建最终会调用 snd_device_new() 来生成一个snd_device实例，并把该实例链接到snd_card的devices链表中。

通常，alsa-driver的已经提供了一些常用的部件的创建函数，而不必直接调用snd_device_new()，比如：

PCM  ----        snd_pcm_new()RAWMIDI --       snd_rawmidi_new()CONTROL --       snd_ctl_create()TIMER   --       snd_timer_new()INFO    --       snd_card_proc_new()JACK    --       snd_jack_new()

2.1.5. 第五步，注册声卡

err = snd_card_register(card);
if (err < 0) {snd_card_free(card);return err;
}

2.2. 一个实际的例子

我把 /sound/arm/pxa2xx-ac97.c 的部分代码贴上来：

static int __devinit pxa2xx_ac97_probe(struct platform_device *dev)
{struct snd_card *card;struct snd_ac97_bus *ac97_bus;struct snd_ac97_template ac97_template;int ret;pxa2xx_audio_ops_t *pdata = dev->dev.platform_data;if (dev->id >= 0) {dev_err(&dev->dev, "PXA2xx has only one AC97 port.\n");ret = -ENXIO;goto err_dev;}ret = snd_card_create(SNDRV_DEFAULT_IDX1, SNDRV_DEFAULT_STR1,THIS_MODULE, 0, &card);if (ret < 0)goto err;card->dev = &dev->dev;strncpy(card->driver, dev->dev.driver->name, sizeof(card->driver));ret = pxa2xx_pcm_new(card, &pxa2xx_ac97_pcm_client, &pxa2xx_ac97_pcm);if (ret)goto err;ret = pxa2xx_ac97_hw_probe(dev);if (ret)goto err;ret = snd_ac97_bus(card, 0, &pxa2xx_ac97_ops, NULL, &ac97_bus);if (ret)goto err_remove;memset(&ac97_template, 0, sizeof(ac97_template));ret = snd_ac97_mixer(ac97_bus, &ac97_template, &pxa2xx_ac97_ac97);if (ret)goto err_remove;snprintf(card->shortname, sizeof(card->shortname),"%s", snd_ac97_get_short_name(pxa2xx_ac97_ac97));snprintf(card->longname, sizeof(card->longname),"%s (%s)", dev->dev.driver->name, card->mixername);if (pdata && pdata->codec_pdata[0])snd_ac97_dev_add_pdata(ac97_bus->codec[0], pdata->codec_pdata[0]);snd_card_set_dev(card, &dev->dev);ret = snd_card_register(card);if (ret == 0) {platform_set_drvdata(dev, card);return 0;}err_remove:pxa2xx_ac97_hw_remove(dev);
err:if (card)snd_card_free(card);
err_dev:return ret;
}static int __devexit pxa2xx_ac97_remove(struct platform_device *dev)
{struct snd_card *card = platform_get_drvdata(dev);if (card) {snd_card_free(card);platform_set_drvdata(dev, NULL);pxa2xx_ac97_hw_remove(dev);}return 0;
}static struct platform_driver pxa2xx_ac97_driver = {.probe        = pxa2xx_ac97_probe,.remove        = __devexit_p(pxa2xx_ac97_remove),.driver      = {.name   = "pxa2xx-ac97",.owner   = THIS_MODULE,
#ifdef CONFIG_PM.pm = &pxa2xx_ac97_pm_ops,
#endif},
};module_platform_driver(pxa2xx_ac97_driver);MODULE_AUTHOR("Nicolas Pitre");
MODULE_DESCRIPTION("AC97 driver for the Intel PXA2xx chip");
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_ALIAS("platform:pxa2xx-ac97");

驱动程序通常由probe回调函数开始，对一下2.1中的步骤，是否有相似之处？

经过以上的创建步骤之后，声卡的逻辑结构如下图所示：

图 2.2.1 声卡的软件逻辑结构

下面的章节里我们分别讨论一下 snd_card_create() 和 snd_card_register() 这两个函数。

3. snd_card_create()

snd_card_create() 在 /sound/core/init.c 中定义。

/***  snd_card_create - create and initialize a soundcard structure*  @idx: card index (address) [0 ... (SNDRV_CARDS-1)]*  @xid: card identification (ASCII string)*  @module: top level module for locking*  @extra_size: allocate this extra size after the main soundcard structure*  @card_ret: the pointer to store the created card instance**  Creates and initializes a soundcard structure.**  The function allocates snd_card instance via kzalloc with the given*  space for the driver to use freely.  The allocated struct is stored*  in the given card_ret pointer.**  Returns zero if successful or a negative error code.*/
int snd_card_create(int idx, const char *xid,struct module *module, int extra_size,struct snd_card **card_ret)

首先，根据extra_size参数的大小分配内存，该内存区可以作为芯片的专有数据使用（见前面的介绍）：

card = kzalloc(sizeof(*card) + extra_size, GFP_KERNEL);if (!card)return -ENOMEM;

拷贝声卡的ID字符串：

if (xid)strlcpy(card->id, xid, sizeof(card->id));

如果传入的声卡编号为-1，自动分配一个索引编号：

if (idx < 0) {for (idx2 = 0; idx2 < SNDRV_CARDS; idx2++)/* idx == -1 == 0xffff means: take any free slot */if (~snd_cards_lock & idx & 1<<idx2) {if (module_slot_match(module, idx2)) {idx = idx2;break;}}}if (idx < 0) {for (idx2 = 0; idx2 < SNDRV_CARDS; idx2++)/* idx == -1 == 0xffff means: take any free slot */if (~snd_cards_lock & idx & 1<<idx2) {if (!slots[idx2] || !*slots[idx2]) {idx = idx2;break;}}}

初始化snd_card结构中必要的字段：

 card->number = idx;card->module = module;INIT_LIST_HEAD(&card->devices);init_rwsem(&card->controls_rwsem);rwlock_init(&card->ctl_files_rwlock);INIT_LIST_HEAD(&card->controls);INIT_LIST_HEAD(&card->ctl_files);spin_lock_init(&card->files_lock);INIT_LIST_HEAD(&card->files_list);init_waitqueue_head(&card->shutdown_sleep);atomic_set(&card->refcount, 0);
#ifdef CONFIG_PMmutex_init(&card->power_lock);init_waitqueue_head(&card->power_sleep);
#endif

建立逻辑设备：Control

/* the control interface cannot be accessed from the user space until *//* snd_cards_bitmask and snd_cards are set with snd_card_register */err = snd_ctl_create(card);if (err < 0) {snd_printk(KERN_ERR "unable to register control minors\n");goto __error;}

建立proc文件中的info节点：通常就是/proc/asound/card0

 err = snd_info_card_create(card);if (err < 0) {snd_printk(KERN_ERR "unable to create card info\n");goto __error_ctl;}

把第一步分配的内存指针放入private_data字段中：

if (extra_size > 0)card->private_data = (char *)card + sizeof(struct snd_card);

4. snd_card_register()

snd_card_register() 在 /sound/core/init.c 中定义。

/***  snd_card_register - register the soundcard*  @card: soundcard structure**  This function registers all the devices assigned to the soundcard.*  Until calling this, the ALSA control interface is blocked from the*  external accesses.  Thus, you should call this function at the end*  of the initialization of the card.**  Returns zero otherwise a negative error code if the registration failed.*/
int snd_card_register(struct snd_card *card)

首先，创建sysfs下的设备：

if (!card->card_dev) {card->card_dev = device_create(sound_class, card->dev,MKDEV(0, 0), card,"card%i", card->number);if (IS_ERR(card->card_dev))card->card_dev = NULL;}

其中，sound_class是在 /sound/sound_core.c 中创建的：

struct class *sound_class;
EXPORT_SYMBOL(sound_class);MODULE_DESCRIPTION("Core sound module");
MODULE_AUTHOR("Alan Cox");
MODULE_LICENSE("GPL");static char *sound_devnode(struct device *dev, umode_t *mode)
{if (MAJOR(dev->devt) == SOUND_MAJOR)return NULL;return kasprintf(GFP_KERNEL, "snd/%s", dev_name(dev));
}static int __init init_soundcore(void)
{int rc;rc = init_oss_soundcore();if (rc)return rc;sound_class = class_create(THIS_MODULE, "sound");if (IS_ERR(sound_class)) {cleanup_oss_soundcore();return PTR_ERR(sound_class);}sound_class->devnode = sound_devnode;return 0;
}

由此可见，声卡的class将会出现在文件系统的/sys/class/sound/下面，并且， sound_devnode() 也决定了相应的设备节点也将会出现在/dev/snd/下面。

接下来的步骤，通过 snd_device_register_all() 注册所有挂在该声卡下的逻辑设备，snd_device_register_all()实际上是通过snd_card的devices链表，遍历所有的snd_device，并且调用snd_device的 ops->dev_register() 来实现各自设备的注册的。

if ((err = snd_device_register_all(card)) < 0)return err;

最后就是建立一些相应的proc和sysfs下的文件或属性节点，代码就不贴了。

至此，整个声卡完成了建立过程。

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