08.音频系统:第003课_Linux音频驱动程序:第002节

通过上小节alsa音频驱动框架的分析，知道如果要去写一个声卡驱动，我们需要分配，设置，注册snd_card结构体：

定义一个struct snd_card *card;
snd_card_new //里面会创建控制接口
snd_pcm_new //里面会创建playback，capture接口
snd_card_register(card) //

对于嵌入式操作系统，说使用的驱动程序程为ASoC，其是在alsa音频驱动框架上再封装了一套代码。在嵌入式系统中，如下图：

cpu和其他的控制器，都会放在一个芯片上，我们称为soc，其中存在I2S控制器，他会连接不同的音频编解码芯片，这个芯片里面存在I2S接口，以及控制接口（如：I2C）。其涉及两部分硬件，一部分我们称之为平台，一部分称之为编解码芯片，我们需要给两边都写出驱动层。平台有rk3399,rk3288等等。编解码有ALC5651（我们使用的就是该解码器），WM8960等等。所以我们需要给不同的芯片，以及编解码写出不同的驱动程序。
在内核中包括了很多平台的驱动程序，以及多个codec驱动。那么问题来了，对于某个单板，他应该使用那一个platform和codec。在老的版本中，我们可以称machine。所以驱动程序会分为三个部分：

首先我们来看看codec部分。

codec

在我们的开发板rk3399设备树rk3399-excavator-sapphire.dtsi文件可以找到如下：

&i2c1 {status = "okay";i2c-scl-rising-time-ns = <300>;i2c-scl-falling-time-ns = <15>;rt5651: rt5651@1a {status = "okay";#sound-dai-cells = <0>;compatible = "rockchip,rt5651";reg = <0x1a>;clocks = <&cru SCLK_I2S_8CH_OUT>;clock-names = "mclk";pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&i2s_8ch_mclk>;spk-con-gpio = <&gpio0 11 GPIO_ACTIVE_HIGH>;hp-det-gpio = <&gpio4 28 GPIO_ACTIVE_LOW>;};
};

根据设备树，我们在源码中搜索"rockchip,rt5651"，没有找到任何东西，那么我们搜索"rt5651"可以找到rt5651.c文件，我们从该驱动程序的入口函数开始分析：

static int rt5651_i2c_probe(struct i2c_client *i2c,const struct i2c_device_id *id)/*首先都是一些寄存器初始设置*/rt5651->regmap = devm_regmap_init_i2c(i2c,&rt5651_regmap);regmap_read(rt5651->regmap, RT5651_DEVICE_ID, &ret);regmap_write(rt5651->regmap, RT5651_RESET, 0);ret = regmap_register_patch(rt5651->regmap, init_list,ARRAY_SIZE(init_list));/*对声卡进行注册*/snd_soc_register_codec(&i2c->dev, &soc_codec_dev_rt5651,rt5651_dai, ARRAY_SIZE(rt5651_dai));

我们可以看到其中调用了两个重要的结构体snd_soc_dai_driver与snd_soc_codec_driver。其中snd_soc_dai_driver主要用来描述codec的数据传输接口，snd_soc_codec_driver用来描述控制接口：
snd_soc_dai_driver如下：

/*该结构体中的函数主要用于设置硬件的参数*/
static const struct snd_soc_dai_ops rt5651_aif_dai_ops = {.hw_params = rt5651_hw_params,.set_fmt = rt5651_set_dai_fmt,.set_sysclk = rt5651_set_dai_sysclk,.set_pll = rt5651_set_dai_pll,
};
static struct snd_soc_dai_driver rt5651_dai[] = {{.name = "rt5651-aif1",.id = RT5651_AIF1,.playback = {//代表输出通道1.stream_name = "AIF1 Playback",.channels_min = 1,.channels_max = 2,.rates = RT5651_STEREO_RATES,//代表波特率.formats = RT5651_FORMATS,//},.capture = {//代表输入通道1.stream_name = "AIF1 Capture",.channels_min = 1,.channels_max = 2,.rates = RT5651_STEREO_RATES,//代表波特率.formats = RT5651_FORMATS,//数据格式},.ops = &rt5651_aif_dai_ops,/*主要用于设置硬件的参数*/},{.name = "rt5651-aif2",.id = RT5651_AIF2,.playback = {//代表输出通道2.stream_name = "AIF2 Playback",.channels_min = 1,.channels_max = 2,.rates = RT5651_STEREO_RATES,//代表波特率.formats = RT5651_FORMATS,//数据格式},.capture = {//代表输入通道2.stream_name = "AIF2 Capture",.channels_min = 1,.channels_max = 2,.rates = RT5651_STEREO_RATES,//代表波特率.formats = RT5651_FORMATS,//数据格式},.ops = &rt5651_aif_dai_ops,/*主要用于设置硬件的参数*/},
};

其上的playback代表输出通道，capture 代表输入通道，

snd_soc_codec_driver

static struct snd_soc_codec_driver soc_codec_dev_rt5651 = {.probe = rt5651_probe,.suspend = rt5651_suspend,.resume = rt5651_resume,.set_bias_level = rt5651_set_bias_level,.idle_bias_off = true,.controls = rt5651_snd_controls,.num_controls = ARRAY_SIZE(rt5651_snd_controls),.dapm_widgets = rt5651_dapm_widgets,.num_dapm_widgets = ARRAY_SIZE(rt5651_dapm_widgets),.dapm_routes = rt5651_dapm_routes,.num_dapm_routes = ARRAY_SIZE(rt5651_dapm_routes),
};

snd_soc_codec_driver 其主要提供了读写编解码寄存器的函数。在snd_soc_dai_driver 结构体中的.ops = &rt5651_aif_dai_ops中的操作，肯定需要使用snd_soc_codec_driver soc_codec_dev_rt5651中的一些读写函数。
下面我们来讲解一下platform。

platform

Soc/Platform平台驱动有 soc 厂商做好
目录;kernel/sound/soc/soc-core.c:

简介：
Platform驱动的主要作用是完成音频数据的管理，最终通过CPU的数字音频接口（DAI）把音频数据传送给Codec进行处理，最终由Codec输出驱动耳机或者是喇叭的音信信号。

在具体实现上，ASoC又把Platform驱动分为两个部分：snd_soc_platform_driver和snd_soc_dai_driver。
其中，platform_driver负责管理音频数据，把音频数据通过dma或其他操作传送至cpu dai中，dai_driver则主要完成cpu一侧的dai的参数配置，同时也会通过一定的途径把必要的dma等参数与snd_soc_platform_driver进行交互。我们先来看看snd_soc_dai_driver

snd_soc_dai_driver

在源码中我们搜索snd_soc_dai_driver可以找到Rockchip_i2s.c文件，

static const struct snd_soc_dai_ops rockchip_i2s_dai_ops = {/*设置参数*/.hw_params = rockchip_i2s_hw_params,.set_sysclk = rockchip_i2s_set_sysclk,.set_fmt = rockchip_i2s_set_fmt,/*启动数据传输*/.trigger = rockchip_i2s_trigger,
};static struct snd_soc_dai_driver rockchip_i2s_dai = {.probe = rockchip_i2s_dai_probe,.playback = {.stream_name = "Playback",//名字.channels_min = 2,  //参数.channels_max = 8,.rates = SNDRV_PCM_RATE_8000_192000,.formats = (SNDRV_PCM_FMTBIT_S8 |SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE |SNDRV_PCM_FMTBIT_S20_3LE |SNDRV_PCM_FMTBIT_S24_LE |SNDRV_PCM_FMTBIT_S32_LE),},.capture = {.stream_name = "Capture",.channels_min = 2,.channels_max = 2,.rates = SNDRV_PCM_RATE_8000_192000,.formats = (SNDRV_PCM_FMTBIT_S8 |SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE |SNDRV_PCM_FMTBIT_S20_3LE |SNDRV_PCM_FMTBIT_S24_LE |SNDRV_PCM_FMTBIT_S32_LE),},.ops = &rockchip_i2s_dai_ops,
};
static int rockchip_i2s_probe(struct platform_device *pdev)ret = devm_snd_soc_register_component(&pdev->dev,&rockchip_i2s_component,soc_dai, 1);

可以看到，其中有一个重要的过程，那就是数据传输的过程，一般由DMA完成，即snd_soc_platform_driver结构体相关，那么我们来看看snd_soc_platform_driver

snd_soc_platform_driver

在源码搜索snd_soc_platform_driver可以找到文件Rockchip_multi_dais_pcm.c文件，该文件存在函数snd_dmaengine_mpcm_register函数

static const struct snd_pcm_ops dmaengine_mpcm_ops = {.open     = dmaengine_mpcm_open,.close       = dmaengine_mpcm_close,.ioctl      = snd_pcm_lib_ioctl,.hw_params = dmaengine_mpcm_hw_params,.hw_free    = snd_pcm_lib_free_pages,.trigger  = snd_dmaengine_mpcm_trigger,.pointer  = dmaengine_mpcm_pointer,
};static const struct snd_soc_platform_driver dmaengine_mpcm_platform = {.component_driver = {.probe_order = SND_SOC_COMP_ORDER_LATE,},.ops      = &dmaengine_mpcm_ops,.pcm_new = dmaengine_mpcm_new,
};
int snd_dmaengine_mpcm_register(struct rk_mdais_dev *mdais)ret = snd_soc_add_platform(dev, &pcm->platform,&dmaengine_mpcm_platform);

dmaengine_mpcm_ops中多是一些数据传输的函数（通过DMA）。我们在源码中搜索snd_dmaengine_mpcm_register函数，可以看到他在
Rockchip_multi_dais.c文件中被调用。
那么Rockchip_multi_dais.c文件就是以后我们要分析的启动文件。Rockchip_multi_dais.c该文件主要实现了platform数据之间DMA的操作。

machine

从前面的分析我们知道，
在codec端有两个结构体：snd_soc_dai_driver与snd_soc_codec_driver
在platform也存在两个结构体：snd_soc_dai_driver与snd_soc_platform_driver
这些结构体注册之后他们都会分别被放在两个列表之中，如对于dai接口存在一个dai_list（包括了codec端与platform端的snd_soc_dai_driver）,对于控制接口存在一个codes_list，对于传输结构体存在platform_list。

一个内核之中，存在很多的platform与codes，那么对于我们的开发板，他需要选择那一个platform与codes呢？

如，芯片的那个I2S与编码器的I2S连接，这个就是有machine决定，首先就是设备树的匹配。我们的开发板rk3399设备树rk3399-excavator-sapphire.dtsi文件可以找到如下，我们的rt5651的machine为kernelsound\soc\rockchip下的rockchip_rt5651_tc358749x.c，在其中重要等部分如下：

static struct snd_soc_ops rockchip_sound_rt5651_hifi_ops = {.hw_params = rockchip_rt5651_hw_params,
};
static struct  rockchip_dailinks[] = {[DAILINK_RT5651_HIFI] = {.name = "RT5651 HIFI",.stream_name = "RT5651 PCM",.codec_dai_name = "rt5651-aif1",.ops = &rockchip_sound_rt5651_hifi_ops,/* set rt5651 as slave */.dai_fmt = SND_SOC_DAIFMT_I2S | SND_SOC_DAIFMT_NB_NF |SND_SOC_DAIFMT_CBS_CFS,},[DAILINK_RT5651_VOICE] = {.name = "RT5651 HDMIIN",.stream_name = "RT5651 PCM",.codec_dai_name = "rt5651-aif2",.ops = &rockchip_sound_rt5651_voice_ops,/* set rt5651 as slave */.dai_fmt = SND_SOC_DAIFMT_I2S | SND_SOC_DAIFMT_NB_NF |SND_SOC_DAIFMT_CBS_CFS,},[DAILINK_TC358749_HDMIIN] = {.name = "TC358749 HDMIIN",.stream_name = "TC358749 PCM",.codec_dai_name = "tc358749x-audio",},
};static struct snd_soc_card rockchip_sound_card = {.name = "realtekrt5651codec_hdmiin",.owner = THIS_MODULE,.dai_link = rockchip_dailinks,.num_links =  ARRAY_SIZE(rockchip_dailinks),.dapm_widgets = rockchip_dapm_widgets,.num_dapm_widgets = ARRAY_SIZE(rockchip_dapm_widgets),.dapm_routes = rockchip_dapm_routes,.num_dapm_routes = ARRAY_SIZE(rockchip_dapm_routes),.controls = rockchip_controls,.num_controls = ARRAY_SIZE(rockchip_controls),
};
static int rockchip_sound_probe(struct platform_device *pdev)
{struct snd_soc_card *card = &rockchip_sound_card;/*以"rockchip,cpu"为参数，使用of_parse_phandle获取I2S adapter的device node*/cpu_node = of_parse_phandle(pdev->dev.of_node, "rockchip,cpu", 0);/*machine驱动负责platform与code之间的耦合*/for (i = 0; i < DAILINK_ENTITIES; i++) {/*决定使用哪个平台*/rockchip_dailinks[i].platform_of_node = cpu_node;/**/rockchip_dailinks[i].cpu_of_node = cpu_node;/*以"rockchip,codec"为参数，使用of_parse_phandle获取sound codec的device node*//*决定使用哪个编解码芯片*/rockchip_dailinks[i].codec_of_node =of_parse_phandle(pdev->dev.of_node,"rockchip,codec", i);if (!rockchip_dailinks[i].codec_of_node) {dev_err(&pdev->dev,"Property[%d] 'rockchip,codec' failed\n", i);return -EINVAL;}}card->dev = &pdev->dev;platform_set_drvdata(pdev, card);ret = devm_snd_soc_register_card(&pdev->dev, card);if (ret)dev_err(&pdev->dev, "%s register card failed %d\n",__func__, ret);dev_info(&pdev->dev, "snd_soc_register_card successful\n");return ret;
}

可以看到我们需要注册一个snd_soc_card rockchip_sound_card结构体，snd_soc_card结构体中又包含了dai_link成员。dai_link中的.codec_dai_name = "rt5651-aif1"必须与codec中的snd_soc_dai_driver rt5651_dai的.name = "rt5651-aif1"对应。

最后我们可以看到其调用了devm_snd_soc_register_card，把进行注册：

int devm_snd_soc_register_card(struct device *dev, struct snd_soc_card *card)ret = snd_soc_register_card(card);/*在该函数内，会做很多工作，如绑定dai等等*/ret = snd_soc_instantiate_card(card);/*绑定完成之后创建一个声卡，此时没有生成设备节点*/ret = snd_card_new(card->dev, SNDRV_DEFAULT_IDX1, SNDRV_DEFAULT_STR1,card->owner, 0, &card->snd_card);/*调用snd_card_register注册之后，生成设备节点*/ret = snd_card_register(card->snd_card);

到这里，就回到了上小节我们我们分析的ASoC框架了
下面是ASoC音频驱动框架一些总结