Linux ALSA音效卡驅動之一:ALSA架構簡介
一. 概述
ALSA是Advanced Linux Sound Architecture 的縮寫,目前已經成為了linux的主流音訊體系結構,想了解更多的關於ALSA的這一開源專案的資訊和知識,請檢視以下網址:http://www.alsa-project.org/。
在核心裝置驅動層,ALSA提供了alsa-driver,同時在應用層,ALSA為我們提供了alsa-lib,應用程式只要呼叫alsa-lib提供的API,即可以完成對底層音訊硬體的控制。
圖 1.1 alsa的軟體體系結構
由圖1.1可以看出,使用者空間的alsa-lib對應用程式提供統一的API介面,這樣可以隱藏了驅動層的實現細節,簡化了應用程式的實現難度。核心空間中,alsa-soc其實是對alsa-driver的進一步封裝,他針對嵌入式裝置提供了一些列增強的功能。本系列博文僅對嵌入式系統中的alsa-driver和alsa-soc進行討論。
二. ALSA裝置檔案結構
我們從alsa在linux中的裝置檔案結構開始我們的alsa之旅. 看看我的電腦中的alsa驅動的裝置檔案結構:
$ cd /dev/snd
$ ls -l
crw-rw----+ 1 root audio 116, 8 2011-02-23 21:38 controlC0
crw-rw----+ 1 root audio 116, 4 2011-02-23 21:38 midiC0D0
crw-rw----+ 1 root audio 116, 7 2011-02-23 21:39 pcmC0D0c
crw-rw----+ 1 root audio 116, 6 2011-02-23 21:56 pcmC0D0p
crw-rw----+ 1 root audio 116, 5 2011-02-23 21:38 pcmC0D1p
crw-rw----+ 1 root audio 116, 3 2011-02-23 21:38 seq
crw-rw----+ 1 root audio 116, 2 2011-02-23 21:38 timer
我們可以看到以下裝置檔案:
- controlC0 --> 用於音效卡的控制,例如通道選擇,混音,麥克風的控制等
- midiC0D0 --> 用於播放midi音訊
- pcmC0D0c --〉 用於錄音的pcm裝置
- pcmC0D0p --〉 用於播放的pcm裝置
- seq --〉 音序器
- timer --〉 定時器
其中,C0D0代表的是音效卡0中的裝置0,pcmC0D0c最後一個c代表capture,pcmC0D0p最後一個p代表playback,這些都是alsa-driver中的命名規則。從上面的列表可以看出,我的音效卡下掛了6個裝置,根據音效卡的實際能力,驅動實際上可以掛上更多種類的裝置,在include/sound/core.h中,定義了以下裝置型別:
- #define SNDRV_DEV_TOPLEVEL ((__force snd_device_type_t) 0)
- #define SNDRV_DEV_CONTROL ((__force snd_device_type_t) 1)
- #define SNDRV_DEV_LOWLEVEL_PRE ((__force snd_device_type_t) 2)
- #define SNDRV_DEV_LOWLEVEL_NORMAL ((__force snd_device_type_t) 0x1000)
- #define SNDRV_DEV_PCM ((__force snd_device_type_t) 0x1001)
- #define SNDRV_DEV_RAWMIDI ((__force snd_device_type_t) 0x1002)
- #define SNDRV_DEV_TIMER ((__force snd_device_type_t) 0x1003)
- #define SNDRV_DEV_SEQUENCER ((__force snd_device_type_t) 0x1004)
- #define SNDRV_DEV_HWDEP ((__force snd_device_type_t) 0x1005)
- #define SNDRV_DEV_INFO ((__force snd_device_type_t) 0x1006)
- #define SNDRV_DEV_BUS ((__force snd_device_type_t) 0x1007)
- #define SNDRV_DEV_CODEC ((__force snd_device_type_t) 0x1008)
- #define SNDRV_DEV_JACK ((__force snd_device_type_t) 0x1009)
- #define SNDRV_DEV_LOWLEVEL ((__force snd_device_type_t) 0x2000)
通常,我們更關心的是pcm和control這兩種裝置。
三. 驅動的程式碼檔案結構
在Linux2.6程式碼樹中,Alsa的程式碼檔案結構如下:
sound
/core
/oss
/seq
/ioctl32
/include
/drivers
/i2c
/synth
/emux
/pci
/(cards)
/isa
/(cards)
/arm
/ppc
/sparc
/usb
/pcmcia /(cards)
/oss
/soc
/codecs
- core 該目錄包含了ALSA驅動的中間層,它是整個ALSA驅動的核心部分
- core/oss 包含模擬舊的OSS架構的PCM和Mixer模組
- core/seq 有關音序器相關的程式碼
- include ALSA驅動的公共標頭檔案目錄,該目錄的標頭檔案需要匯出給使用者空間的應用程式使用,通常,驅動模組私有的標頭檔案不應放置在這裡
- drivers 放置一些與CPU、BUS架構無關的公用程式碼
- i2c ALSA自己的I2C控制程式碼
- pci pci音效卡的頂層目錄,子目錄包含各種pci音效卡的程式碼
- isa isa音效卡的頂層目錄,子目錄包含各種isa音效卡的程式碼
- soc 針對system-on-chip體系的中間層程式碼
- soc/codecs 針對soc體系的各種codec的程式碼,與平臺無關
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