Linux ALSA音频框架分析五：HDA Driver分析

Linux ALSA音频框架分析五：HDA Driver分析

一概述

HDA(High Definition Audio)是intel设计的用来取代AC97的音频标准，硬件架构上由hda dodec和hda controller组成见图1：

图1

二 Stream 的概念

HAD 引入了 Streams 的概念来组织数据，并通过 HDA Link 总线进行数据传输。Stream 是一个在系统内存缓冲区和 codec 之间创建的逻辑的或虚拟的连接用以来呈现数据，该连接由单个 DMA 通道通过 Link总线驱动。一个 Stream 包含一个或多个相关的组件或数据 channels，每个 channel 都被动态绑定到 codec 中的一个单一 converter 上来呈现。例如，一个立体声 Stream 包括两个 channels：左和右，在此 Stream 中的每一个采样点应该包括两个采样数据:左和右。这些采样在缓冲区中和在链路上传输的时候是组合在一起的，但是却在 codec 中连接不同的DA 转换器。

三 HDA driver 分析

3.1重要结构体azx

azx 是hda controller的结构体，其中struct hda_bus bus、struct snd_card *card、struct pci_dev *pci是三个重要结构体，分别表示总线、卡、设备。其kernel4.6版的结构体见下：

struct azx {
struct hda_bus bus;

struct snd_card *card;
struct pci_dev *pci;
int dev_index;

/* chip type specific */
   int driver_type;
   unsigned int driver_caps;
   int playback_streams;
   int playback_index_offset;
   int capture_streams;
   int capture_index_offset;
   int num_streams;
   const int *jackpoll_ms; /* per-card jack poll interval */

/* Register interaction. */
const struct hda_controller_ops *ops;

/* position adjustment callbacks */
azx_get_pos_callback_t get_position[2];
azx_get_delay_callback_t get_delay[2];

/* locks */
struct mutex open_mutex; /* Prevents concurrent open/close operations */

/* PCM */
struct list_head pcm_list; /* azx_pcm list */

/* HD codec */
int codec_probe_mask; /* copied from probe_mask option */
unsigned int beep_mode;

#ifdef CONFIG_SND_HDA_PATCH_LOADER
const struct firmware *fw;
#endif

/* flags */
   int bdl_pos_adj;
   int poll_count;
   unsigned int running:1;
   unsigned int single_cmd:1;
   unsigned int polling_mode:1;
   unsigned int msi:1;
   unsigned int probing:1; /* codec probing phase */
   unsigned int snoop:1;
   unsigned int align_buffer_size:1;
   unsigned int region_requested:1;
   unsigned int disabled:1; /* disabled by vga_switcheroo */

#ifdef CONFIG_SND_HDA_DSP_LOADER
struct azx_dev saved_azx_dev;
#endif
};

3.2 hda dirver需要实现的操作功能函数

操作函数主要有两类，一个是IO级操作函数，即寄存器读写；一个是功能级操作函数；

IO级操作：

struct hdac_io_ops {
   /* mapped register accesses */
   void (*reg_writel)(u32 value, u32 __iomem *addr);
   u32 (*reg_readl)(u32 __iomem *addr);
   void (*reg_writew)(u16 value, u16 __iomem *addr);
   u16 (*reg_readw)(u16 __iomem *addr);
   void (*reg_writeb)(u8 value, u8 __iomem *addr);
   u8 (*reg_readb)(u8 __iomem *addr);
   /* Allocation ops */
   int (*dma_alloc_pages)(struct hdac_bus *bus, int type, size_t size,
                   struct snd_dma_buffer *buf);
   void (*dma_free_pages)(struct hdac_bus *bus,
                   struct snd_dma_buffer *buf);
};

功能级操作：

struct hda_controller_ops {
   /* Disable msi if supported, PCI only */
   int (*disable_msi_reset_irq)(struct azx *);
   int (*substream_alloc_pages)(struct azx *chip,
                     struct snd_pcm_substream *substream,
                     size_t size);
   int (*substream_free_pages)(struct azx *chip,
                    struct snd_pcm_substream *substream);
   void (*pcm_mmap_prepare)(struct snd_pcm_substream *substream,
               struct vm_area_struct *area);
   /* Check if current position is acceptable */
   int (*position_check)(struct azx *chip, struct azx_dev *azx_dev);
   /* enable/disable the link power */
   int (*link_power)(struct azx *chip, bool enable);
};

3.3 HDA dirver初始化流程

hda dirver的初始化流程见图2：

图2

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