1. struct snd_card

1.1. snd_card是什麼

snd_card可以說是整個ALSA音訊驅動最頂層的一個結構，整個音效卡的軟體邏輯結構開始於該結構，幾乎所有與聲音相關的邏輯裝置都是在snd_card的管理之下，音效卡驅動的第一個動作通常就是建立一個snd_card結構體。正因為如此，本節中，我們也從 struct cnd_card開始吧。

1.2. snd_card的定義

snd_card的定義位於改標頭檔案中：include/sound/core.h

/* main structure for soundcard */ struct snd_card { int number; /* number of soundcard (index to snd_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 with space */ struct module *module; /* top-level module */ void *private_data; /* private data for soundcard */ void (*private_free) (struct snd_card *card); /* callback for freeing of private 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 shutdown state */ 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; struct device *dev; /* device assigned to this card */ #ifndef CONFIG_SYSFS_DEPRECATED struct device *card_dev; /* cardX object for sysfs */ #endif #ifdef CONFIG_PM unsigned 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     記錄該音效卡下所有邏輯裝置的連結串列
• struct list_head controls    記錄該音效卡下所有的控制單元的連結串列
• void *private_data            音效卡的私有資料，可以在建立音效卡時通過引數指定資料的大小

2. 音效卡的建立流程

2.1.1. 第一步，建立snd_card的一個例項

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

• index           一個整數值，該音效卡的編號
• id                字串，音效卡的識別符號
• 第四個引數    該引數決定在建立snd_card例項時，需要同時額外分配的私有資料的大小，該資料的指標最終會賦值給snd_card的private_data資料成員
• card             返回所建立的snd_card例項的指標

2.1.2. 第二步，建立音效卡的晶片專用資料

音效卡的專用資料主要用於存放該音效卡的一些資源資訊，例如中斷資源、io資源、dma資源等。可以有兩種建立方法：

• 通過上一步中snd_card_create()中的第四個引數，讓snd_card_create自己建立

// struct mychip 用於儲存專用資料 err = snd_card_create(index, id, THIS_MODULE, sizeof(struct mychip), &card); // 從private_data中取出 struct mychip *chip = card->private_data;

• 自己建立：

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); // 專用資料記錄snd_card例項 chip->card = card; .....

然後，把晶片的專有資料註冊為音效卡的一個低階裝置：

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);

 註冊為低階裝置主要是為了當音效卡被登出時，晶片專用資料所佔用的記憶體可以被自動地釋放。

2.1.3. 第三步，設定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欄位儲存著晶片的ID字串，user空間的alsa-lib會使用到該字串，所以必須要保證該ID的唯一性。shortname欄位更多地用於列印資訊，longname欄位則會出現在/proc/asound/cards中。

2.1.4. 第四步，建立音效卡的功能部件（邏輯裝置），例如PCM，Mixer，MIDI等

這時候可以建立音效卡的各種功能部件了，還記得開頭的snd_card結構體的devices欄位嗎？每一種部件的建立最終會呼叫snd_device_new()來生成一個snd_device例項，並把該例項連結到snd_card的devices連結串列中。

通常，alsa-driver的已經提供了一些常用的部件的建立函式，而不必直接呼叫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，註冊音效卡

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

2.2. 一個實際的例子

我把/sound/arm/pxa2xx-ac97.c的部分程式碼貼上來：

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; } ////(1)//// ret = snd_card_create(SNDRV_DEFAULT_IDX1, SNDRV_DEFAULT_STR1, THIS_MODULE, 0, &card); if (ret < 0) goto err; card->dev = &dev->dev; ////(3)//// strncpy(card->driver, dev->dev.driver->name, sizeof(card->driver)); ////(4)//// ret = pxa2xx_pcm_new(card, &pxa2xx_ac97_pcm_client, &pxa2xx_ac97_pcm); if (ret) goto err; ////(2)//// ret = pxa2xx_ac97_hw_probe(dev); if (ret) goto err; ////(4)//// 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; ////(3)//// 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); ////(5)//// 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 }, }; static int __init pxa2xx_ac97_init(void) { return platform_driver_register(&pxa2xx_ac97_driver); } static void __exit pxa2xx_ac97_exit(void) { platform_driver_unregister(&pxa2xx_ac97_driver); } module_init(pxa2xx_ac97_init); module_exit(pxa2xx_ac97_exit); MODULE_AUTHOR("Nicolas Pitre"); MODULE_DESCRIPTION("AC97 driver for the Intel PXA2xx chip");

驅動程式通常由probe回撥函式開始，對一下2.1中的步驟，是否有相似之處？

經過以上的建立步驟之後，音效卡的邏輯結構如下圖所示：

                                             圖 2.2.1  音效卡的軟體邏輯結構

下面的章節裡我們分別討論一下snd_card_create()和snd_card_register()這兩個函式。

3. snd_card_create()

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

/** * 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，根據extra_size引數的大小分配記憶體，該記憶體區可以作為晶片的專有資料使用（見前面的介紹）：

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

拷貝音效卡的ID字串：

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

如果傳入的音效卡編號為-1，自動分配一個索引編號：

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結構中必要的欄位：

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); #ifdef CONFIG_PM mutex_init(&card->power_lock); init_waitqueue_head(&card->power_sleep); #endif

建立邏輯裝置：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);

建立proc檔案中的info節點：通常就是/proc/asound/card0

err = snd_info_card_create(card);

把第一步分配的記憶體指標放入private_data欄位中：

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

4. snd_card_register()

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

/** * 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 registrain failed. */ int snd_card_register(struct snd_card *card)

首先，建立sysfs下的裝置：

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中建立的：

static char *sound_devnode(struct device *dev, mode_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; }

由此可見，音效卡的class將會出現在檔案系統的/sys/class/sound/下面，並且，sound_devnode()也決定了相應的裝置節點也將會出現在/dev/snd/下面。

接下來的步驟，通過snd_device_register_all()註冊所有掛在該音效卡下的邏輯裝置，snd_device_register_all()實際上是通過snd_card的devices連結串列，遍歷所有的snd_device，並且呼叫snd_device的ops->dev_register()來實現各自裝置的註冊的。

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

最後就是建立一些相應的proc和sysfs下的檔案或屬性節點，程式碼就不貼了。

至此，整個音效卡完成了建立過程。