前面一节的内容我们提到，ASoC被分为Machine、Platform和Codec三大部分，其中的Machine驱动负责Platform和Codec之间的耦合以及部分和设备或板子特定的代码，再次引用上一节的内容：Machine驱动负责处理机器特有的一些控件和音频事件（例如，当播放音频时，需要先行打开一个放大器）；单独的Platform和Codec驱动是不能工作的，它必须由Machine驱动把它们结合在一起才能完成整个设备的音频处理工作。

ASoC的一切都从Machine驱动开始，包括声卡的注册，绑定Platform和Codec驱动等等，下面就让我们从Machine驱动开始讨论吧。

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1. 注册Platform Device

ASoC把声卡注册为Platform Device，我们以装配有WM8994的一款Samsung的开发板SMDK为例子做说明，WM8994是一颗Wolfson生产的多功能Codec芯片。

代码的位于：/sound/soc/samsung/smdk_wm8994.c，我们关注模块的初始化函数：

由此可见，模块初始化时，注册了一个名为soc-audio的Platform设备，同时把smdk设到platform_device结构的dev.drvdata字段中，这里引出了第一个数据结构snd_soc_card的实例smdk，他的定义如下：

通过snd_soc_card结构，又引出了Machine驱动的另外两个个数据结构：

• snd_soc_dai_link（实例：smdk_dai[] ）
• snd_soc_ops（实例：smdk_ops ）

其中，snd_soc_dai_link中，指定了Platform、Codec、codec_dai、cpu_dai的名字，稍后Machine驱动将会利用这些名字去匹配已经在系统中注册的platform，codec，dai，这些注册的部件都是在另外相应的Platform驱动和Codec驱动的代码文件中定义的，这样看来，Machine驱动的设备初始化代码无非就是选择合适Platform和Codec以及dai，用他们填充以上几个数据结构，然后注册Platform设备即可。当然还要实现连接Platform和Codec的dai_link对应的ops实现，本例就是smdk_ops，它只实现了hw_params函数：smdk_hw_params。

2. 注册Platform Driver

按照Linux的设备模型，有platform_device，就一定会有platform_driver。ASoC的platform_driver在以下文件中定义：sound/soc/soc-core.c。

还是先从模块的入口看起：

我们看到platform_driver的name字段为soc-audio，正好与platform_device中的名字相同，按照Linux的设备模型，platform总线会匹配这两个名字相同的device和driver，同时会触发soc_probe的调用，它正是整个ASoC驱动初始化的入口。

3. 初始化入口soc_probe()

soc_probe函数本身很简单，它先从platform_device参数中取出snd_soc_card，然后调用snd_soc_register_card，通过snd_soc_register_card，为snd_soc_pcm_runtime数组申请内存，每一个dai_link对应snd_soc_pcm_runtime数组的一个单元，然后把snd_soc_card中的dai_link配置复制到相应的snd_soc_pcm_runtime中，最后，大部分的工作都在snd_soc_instantiate_card中实现，下面就看看snd_soc_instantiate_card做了些什么：

该函数首先利用card->instantiated来判断该卡是否已经实例化，如果已经实例化则直接返回，否则遍历每一对dai_link，进行codec、platform、dai的绑定工作，下只是代码的部分选节，详细的代码请直接参考完整的代码树。

ASoC定义了三个全局的链表头变量：codec_list、dai_list、platform_list，系统中所有的Codec、DAI、Platform都在注册时连接到这三个全局链表上。soc_bind_dai_link函数逐个扫描这三个链表，根据card->dai_link[]中的名称进行匹配，匹配后把相应的codec，dai和platform实例赋值到card->rtd[]中（snd_soc_pcm_runtime）。经过这个过程后，snd_soc_pcm_runtime：（card->rtd）中保存了本Machine中使用的Codec，DAI和Platform驱动的信息。

snd_soc_instantiate_card接着初始化Codec的寄存器缓存，然后调用标准的alsa函数创建声卡实例： 

然后，依次调用各个子结构的probe函数：

1. /* initialise the sound card only once */  
2. if (card->probe) {  
3.     ret = card->probe(card);  
4.     if (ret < 0)  
5.         goto card_probe_error;  
6. }  
7.   
8. /* early DAI link probe */  
9. for (order = SND_SOC_COMP_ORDER_FIRST; order <= SND_SOC_COMP_ORDER_LAST;  
10.         order++) {  
11.     for (i = 0; i < card->num_links; i++) {  
12.         ret = soc_probe_dai_link(card, i, order);  
13.         if (ret < 0) {  
14.             pr_err("asoc: failed to instantiate card %s: %d\n",  
15.                card->name, ret);  
16.             goto probe_dai_err;  
17.         }  
18.     }  
19. }  
20.   
21. for (i = 0; i < card->num_aux_devs; i++) {  
22.     ret = soc_probe_aux_dev(card, i);  
23.     if (ret < 0) {  
24.         pr_err("asoc: failed to add auxiliary devices %s: %d\n",  
25.                card->name, ret);  
26.         goto probe_aux_dev_err;  
27.     }  
28. }  

在上面的soc_probe_dai_link()函数中做了比较多的事情，把他展开继续讨论：

1. static int soc_probe_dai_link(struct snd_soc_card *card, int num, int order)  
2. {  
3.         ......  
4.     /* set default power off timeout */  
5.     rtd->pmdown_time = pmdown_time;  
6.   
7.     /* probe the cpu_dai */  
8.     if (!cpu_dai->probed &&  
9.             cpu_dai->driver->probe_order == order) {  
10.   
11.         if (cpu_dai->driver->probe) {  
12.             ret = cpu_dai->driver->probe(cpu_dai);  
13.         }  
14.         cpu_dai->probed = 1;  
15.         /* mark cpu_dai as probed and add to card dai list */  
16.         list_add(&cpu_dai->card_list, &card->dai_dev_list);  
17.     }  
18.   
19.     /* probe the CODEC */  
20.     if (!codec->probed &&  
21.             codec->driver->probe_order == order) {  
22.         ret = soc_probe_codec(card, codec);  
23.     }  
24.   
25.     /* probe the platform */  
26.     if (!platform->probed &&  
27.             platform->driver->probe_order == order) {  
28.         ret = soc_probe_platform(card, platform);  
29.     }  
30.   
31.     /* probe the CODEC DAI */  
32.     if (!codec_dai->probed && codec_dai->driver->probe_order == order) {  
33.         if (codec_dai->driver->probe) {  
34.             ret = codec_dai->driver->probe(codec_dai);  
35.         }  
36.   
37.         /* mark codec_dai as probed and add to card dai list */  
38.         codec_dai->probed = 1;  
39.         list_add(&codec_dai->card_list, &card->dai_dev_list);  
40.     }  
41.   
42.     /* complete DAI probe during last probe */  
43.     if (order != SND_SOC_COMP_ORDER_LAST)  
44.         return 0;  
45.   
46.     ret = soc_post_component_init(card, codec, num, 0);  
47.     if (ret)  
48.         return ret;  
49.         ......  
50.     /* create the pcm */  
51.     ret = soc_new_pcm(rtd, num);  
52.         ........  
53.     return 0;  
54. }  

该函数出了挨个调用了codec，dai和platform驱动的probe函数外，在最后还调用了soc_new_pcm()函数用于创建标准alsa驱动的pcm逻辑设备。现在把该函数的部分代码也贴出来：

1. /* create a new pcm */  
2. int soc_new_pcm(struct snd_soc_pcm_runtime *rtd, int num)  
3. {  
4.     ......  
5.     struct snd_pcm_ops *soc_pcm_ops = &rtd->ops;  
6.   
7.     soc_pcm_ops->open    = soc_pcm_open;  
8.     soc_pcm_ops->close   = soc_pcm_close;  
9.     soc_pcm_ops->hw_params   = soc_pcm_hw_params;  
10.     soc_pcm_ops->hw_free = soc_pcm_hw_free;  
11.     soc_pcm_ops->prepare = soc_pcm_prepare;  
12.     soc_pcm_ops->trigger = soc_pcm_trigger;  
13.     soc_pcm_ops->pointer = soc_pcm_pointer;  
14.   
15.     ret = snd_pcm_new(rtd->card->snd_card, new_name,  
16.             num, playback, capture, &pcm);  
17.   
18.     /* DAPM dai link stream work */  
19.     INIT_DELAYED_WORK(&rtd->delayed_work, close_delayed_work);  
20.   
21.     rtd->pcm = pcm;  
22.     pcm->private_data = rtd;  
23.     if (platform->driver->ops) {  
24.         soc_pcm_ops->mmap = platform->driver->ops->mmap;  
25.         soc_pcm_ops->pointer = platform->driver->ops->pointer;  
26.         soc_pcm_ops->ioctl = platform->driver->ops->ioctl;  
27.         soc_pcm_ops->copy = platform->driver->ops->copy;  
28.         soc_pcm_ops->silence = platform->driver->ops->silence;  
29.         soc_pcm_ops->ack = platform->driver->ops->ack;  
30.         soc_pcm_ops->page = platform->driver->ops->page;  
31.     }  
32.   
33.     if (playback)  
34.         snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK, soc_pcm_ops);  
35.   
36.     if (capture)  
37.         snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE, soc_pcm_ops);  
38.   
39.     if (platform->driver->pcm_new) {  
40.         ret = platform->driver->pcm_new(rtd);  
41.         if (ret < 0) {  
42.             pr_err("asoc: platform pcm constructor failed\n");  
43.             return ret;  
44.         }  
45.     }  
46.   
47.     pcm->private_free = platform->driver->pcm_free;  
48.     return ret;  
49. }  

该函数首先初始化snd_soc_runtime中的snd_pcm_ops字段，也就是rtd->ops中的部分成员，例如open，close，hw_params等，紧接着调用标准alsa驱动中的创建pcm的函数snd_pcm_new()创建声卡的pcm实例，pcm的private_data字段设置为该runtime变量rtd，然后用platform驱动中的snd_pcm_ops替换部分pcm中的snd_pcm_ops字段，最后，调用platform驱动的pcm_new回调，该回调实现该platform下的dma内存申请和dma初始化等相关工作。到这里，声卡和他的pcm实例创建完成。

回到snd_soc_instantiate_card函数，完成snd_card和snd_pcm的创建后，接着对dapm和dai支持的格式做出一些初始化合设置工作后，调用了 card->late_probe(card)进行一些最后的初始化合设置工作，最后则是调用标准alsa驱动的声卡注册函数对声卡进行注册：

1.  Codec简介

在移动设备中，Codec的作用可以归结为4种，分别是：

• 对PCM等信号进行D/A转换，把数字的音频信号转换为模拟信号
• 对Mic、Linein或者其他输入源的模拟信号进行A/D转换，把模拟的声音信号转变CPU能够处理的数字信号
• 对音频通路进行控制，比如播放音乐，收听调频收音机，又或者接听电话时，音频信号在codec内的流通路线是不一样的
• 对音频信号做出相应的处理，例如音量控制，功率放大，EQ控制等等

ASoC对Codec的这些功能都定义好了一些列相应的接口，以方便地对Codec进行控制。ASoC对Codec驱动的一个基本要求是：驱动程序的代码必须要做到平台无关性，以方便同一个Codec的代码不经修改即可用在不同的平台上。以下的讨论基于wolfson的Codec芯片WM8994，kernel的版本3.3.x。

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2.  ASoC中对Codec的数据抽象

3.  Codec的注册

4.  mfd设备

前面已经提到，codec驱动把自己注册为一个platform driver，那对应的platform device在哪里定义？答案是在以下代码文件中：/drivers/mfd/wm8994-core.c。

WM8994本身具备多种功能，除了codec外，它还有作为LDO和GPIO使用，这几种功能共享一些IO和中断资源，linux为这种设备提供了一套标准的实现方法：mfd设备。其基本思想是为这些功能的公共部分实现一个父设备，以便共享某些系统资源和功能，然后每个子功能实现为它的子设备，这样既共享了资源和代码，又能实现合理的设备层次结构，主要利用到的API就是：mfd_add_devices()，mfd_remove_devices()，mfd_cell_enable()，mfd_cell_disable()，mfd_clone_cell()。

回到wm8994-core.c中，因为WM8994使用I2C进行内部寄存器的存取，它首先注册了一个I2C驱动：

进入wm8994_i2c_probe()函数，它先申请了一个wm8994结构的变量，该变量被作为这个I2C设备的driver_data使用，上面已经讲过，codec作为它的子设备，将会取出并使用这个driver_data。接下来，本函数利用regmap_init_i2c()初始化并获得一个regmap结构，该结构主要用于后续基于regmap机制的寄存器I/O，关于regmap我们留在后面再讲。最后，通过wm8994_device_init()来添加mfd子设备：

5.  Codec初始化

                                                                   图5.1  wm8994_codec_probe

• 取出父设备的driver_data，其实就是上一节的wm8994结构变量，取出其中的regmap字段，复制到codec的control_data字段中；
• 申请一个wm8994_priv私有数据结构，并把它设为codec设备的driver_data；
• 通过snd_soc_codec_set_cache_io初始化regmap io，完成这一步后，就可以使用API：snd_soc_read()，snd_soc_write()对codec的寄存器进行读写了；
• 把父设备的driver_data（struct wm8994）和platform_data保存到私有结构wm8994_priv中；
• 因为要同时支持3个芯片型号，这里要根据芯片的型号做一些特定的初始化工作；
• 申请必要的几个中断；
• 设置合适的偏置电平；
• 通过snd_soc_update_bits修改某些寄存器；
• 根据父设备的platform_data，完成特定于平台的初始化配置；
• 添加必要的control，dapm部件进而dapm路由信息；

至此，codec驱动的初始化完成。

5.  regmap-io

1.  Platform驱动在ASoC中的作用

前面几章内容已经说过，ASoC被分为Machine，Platform和Codec三大部件，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有把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。

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2.  snd_soc_platform_driver的注册

通常，ASoC把snd_soc_platform_driver注册为一个系统的platform_driver，不要被这两个相像的术语所迷惑，前者只是针对ASoC子系统的，后者是来自Linux的设备驱动模型。我们要做的就是：

• 定义一个snd_soc_platform_driver结构的实例；
• 在platform_driver的probe回调中利用ASoC的API：snd_soc_register_platform()注册上面定义的实例；
• 实现snd_soc_platform_driver中的各个回调函数；

以kernel3.3中的/sound/soc/samsung/dma.c为例：

[cpp] view plaincopy

1. static struct snd_soc_platform_driver samsung_asoc_platform = {  
2.     .ops        = &dma_ops,  
3.     .pcm_new    = dma_new,  
4.     .pcm_free   = dma_free_dma_buffers,  
5. };  
6.   
7. static int __devinit samsung_asoc_platform_probe(struct platform_device *pdev)  
8. {  
9.     return snd_soc_register_platform(&pdev->dev, &samsung_asoc_platform);  
10. }  
11.   
12. static int __devexit samsung_asoc_platform_remove(struct platform_device *pdev)  
13. {  
14.     snd_soc_unregister_platform(&pdev->dev);  
15.     return 0;  
16. }  
17.   
18. static struct platform_driver asoc_dma_driver = {  
19.     .driver = {  
20.         .name = "samsung-audio",  
21.         .owner = THIS_MODULE,  
22.     },  
23.   
24.     .probe = samsung_asoc_platform_probe,  
25.     .remove = __devexit_p(samsung_asoc_platform_remove),  
26. };  
27.   
28. module_platform_driver(asoc_dma_driver);  

snd_soc_register_platform() 该函数用于注册一个snd_soc_platform，只有注册以后，它才可以被Machine驱动使用。它的代码已经清晰地表达了它的实现过程：

• 为snd_soc_platform实例申请内存；
• 从platform_device中获得它的名字，用于Machine驱动的匹配工作；
• 初始化snd_soc_platform的字段；
• 把snd_soc_platform实例连接到全局链表platform_list中；
• 调用snd_soc_instantiate_cards，触发声卡的machine、platform、codec、dai等的匹配工作；

3.  cpu的snd_soc_dai driver驱动的注册

dai驱动通常对应cpu的一个或几个I2S/PCM接口，与snd_soc_platform一样，dai驱动也是实现为一个platform driver，实现一个dai驱动大致可以分为以下几个步骤：

• 定义一个snd_soc_dai_driver结构的实例；
• 在对应的platform_driver中的probe回调中通过API：snd_soc_register_dai或者snd_soc_register_dais，注册snd_soc_dai实例；
• 实现snd_soc_dai_driver结构中的probe、suspend等回调；
• 实现snd_soc_dai_driver结构中的snd_soc_dai_ops字段中的回调函数；

snd_soc_register_dai  这个函数在上一篇介绍codec驱动的博文中已有介绍，请参考：Linux ALSA声卡驱动之七：ASoC架构中的Codec。
snd_soc_dai  该结构在snd_soc_register_dai函数中通过动态内存申请获得， 简要介绍一下几个重要字段：

• driver  指向关联的snd_soc_dai_driver结构，由注册时通过参数传入；
• playback_dma_data  用于保存该dai播放stream的dma信息，例如dma的目标地址，dma传送单元大小和通道号等；
• capture_dma_data  同上，用于录音stream；
• platform  指向关联的snd_soc_platform结构；

snd_soc_dai_driver  该结构需要自己根据不同的soc芯片进行定义，关键字段介绍如下：

• probe、remove  回调函数，分别在声卡加载和卸载时被调用；
• suspend、resume  电源管理回调函数；
• ops  指向snd_soc_dai_ops结构，用于配置和控制该dai；
• playback  snd_soc_pcm_stream结构，用于指出该dai支持的声道数，码率，数据格式等能力；
• capture  snd_soc_pcm_stream结构，用于指出该dai支持的声道数，码率，数据格式等能力；

4.  snd_soc_dai_driver中的ops字段

ops字段指向一个snd_soc_dai_ops结构，该结构实际上是一组回调函数的集合，dai的配置和控制几乎都是通过这些回调函数来实现的，这些回调函数基本可以分为3大类，驱动程序可以根据实际情况实现其中的一部分：

工作时钟配置函数  通常由machine驱动调用：

• set_sysclk  设置dai的主时钟；
• set_pll  设置PLL参数；
• set_clkdiv  设置分频系数；
• dai的格式配置函数  通常由machine驱动调用：
• set_fmt   设置dai的格式；
• set_tdm_slot  如果dai支持时分复用，用于设置时分复用的slot；
• set_channel_map 声道的时分复用映射设置；
• set_tristate  设置dai引脚的状态，当与其他dai并联使用同一引脚时需要使用该回调；

标准的snd_soc_ops回调  通常由soc-core在进行PCM操作时调用：

• startup
• shutdown
• hw_params
• hw_free
• prepare
• trigger

抗pop，pop声  由soc-core调用：

• digital_mute 

以下这些api通常被machine驱动使用，machine驱动在他的snd_pcm_ops字段中的hw_params回调中使用这些api：

• snd_soc_dai_set_fmt()  实际上会调用snd_soc_dai_ops或者codec driver中的set_fmt回调；
• snd_soc_dai_set_pll() 实际上会调用snd_soc_dai_ops或者codec driver中的set_pll回调；
• snd_soc_dai_set_sysclk()  实际上会调用snd_soc_dai_ops或者codec driver中的set_sysclk回调；
• snd_soc_dai_set_clkdiv()  实际上会调用snd_soc_dai_ops或者codec driver中的set_clkdiv回调；

snd_soc_dai_set_fmt(struct snd_soc_dai *dai, unsigned int fmt)的第二个参数fmt在这里特别说一下，ASoC目前只是用了它的低16位，并且为它专门定义了一些宏来方便我们使用：

bit 0-3 用于设置接口的格式：

[cpp] view plaincopy

1. #define SND_SOC_DAIFMT_I2S      1 /* I2S mode */  
2. #define SND_SOC_DAIFMT_RIGHT_J      2 /* Right Justified mode */  
3. #define SND_SOC_DAIFMT_LEFT_J       3 /* Left Justified mode */  
4. #define SND_SOC_DAIFMT_DSP_A        4 /* L data MSB after FRM LRC */  
5. #define SND_SOC_DAIFMT_DSP_B        5 /* L data MSB during FRM LRC */  
6. #define SND_SOC_DAIFMT_AC97     6 /* AC97 */  
7. #define SND_SOC_DAIFMT_PDM      7 /* Pulse density modulation */  

bit 4-7 用于设置接口时钟的开关特性：

[cpp] view plaincopy

1. #define SND_SOC_DAIFMT_CONT     (1 << 4) /* continuous clock */  
2. #define SND_SOC_DAIFMT_GATED        (2 << 4) /* clock is gated */  

bit 8-11 用于设置接口时钟的相位：

[cpp] view plaincopy

1. #define SND_SOC_DAIFMT_NB_NF        (1 << 8) /* normal bit clock + frame */  
2. #define SND_SOC_DAIFMT_NB_IF        (2 << 8) /* normal BCLK + inv FRM */  
3. #define SND_SOC_DAIFMT_IB_NF        (3 << 8) /* invert BCLK + nor FRM */  
4. #define SND_SOC_DAIFMT_IB_IF        (4 << 8) /* invert BCLK + FRM */  

bit 12-15 用于设置接口主从格式：

[cpp] view plaincopy

1. #define SND_SOC_DAIFMT_CBM_CFM      (1 << 12) /* codec clk & FRM master */  
2. #define SND_SOC_DAIFMT_CBS_CFM      (2 << 12) /* codec clk slave & FRM master */  
3. #define SND_SOC_DAIFMT_CBM_CFS      (3 << 12) /* codec clk master & frame slave */  
4. #define SND_SOC_DAIFMT_CBS_CFS      (4 << 12) /* codec clk & FRM slave */  

5.  snd_soc_platform_driver中的ops字段

该ops字段是一个snd_pcm_ops结构，实现该结构中的各个回调函数是soc platform驱动的主要工作，他们基本都涉及dma操作以及dma buffer的管理等工作。下面介绍几个重要的回调函数：

ops.open 

当应用程序打开一个pcm设备时，该函数会被调用，通常，该函数会使用snd_soc_set_runtime_hwparams()设置substream中的snd_pcm_runtime结构里面的hw_params相关字段，然后为snd_pcm_runtime的private_data字段申请一个私有结构，用于保存该平台的dma参数。

ops.hw_params 

驱动的hw_params阶段，该函数会被调用。通常，该函数会通过snd_soc_dai_get_dma_data函数获得对应的dai的dma参数，获得的参数一般都会保存在snd_pcm_runtime结构的private_data字段。然后通过snd_pcm_set_runtime_buffer函数设置snd_pcm_runtime结构中的dma buffer的地址和大小等参数。要注意的是，该回调可能会被多次调用，具体实现时要小心处理多次申请资源的问题。

ops.prepare

正式开始数据传送之前会调用该函数，该函数通常会完成dma操作的必要准备工作。

ops.trigger

数据传送的开始，暂停，恢复和停止时，该函数会被调用。

ops.pointer

该函数返回传送数据的当前位置。

 

6.  音频数据的dma操作

soc-platform驱动的最主要功能就是要完成音频数据的传送，大多数情况下，音频数据都是通过dma来完成的。

 6.1.  申请dma buffer

因为dma的特殊性，dma buffer是一块特殊的内存，比如有的平台规定只有某段地址范围的内存才可以进行dma操作，而多数嵌入式平台还要求dma内存的物理地址是连续的，以方便dma控制器对内存的访问。在ASoC架构中，dma buffer的信息保存在snd_pcm_substream结构的snd_dma_buffer *buf字段中，它的定义如下

[cpp] view plaincopy

1. struct snd_dma_buffer {  
2.     struct snd_dma_device dev;  /* device type */  
3.     unsigned char *area;    /* virtual pointer */  
4.     dma_addr_t addr;    /* physical address */  
5.     size_t bytes;       /* buffer size in bytes */  
6.     void *private_data; /* private for allocator; don't touch */  
7. };  

那么，在哪里完成了snd_dam_buffer结构的初始化赋值操作呢？答案就在snd_soc_platform_driver的pcm_new回调函数中，还是以/sound/soc/samsung/dma.c为例：

[cpp] view plaincopy

1. static struct snd_soc_platform_driver samsung_asoc_platform = {  
2.     .ops        = &dma_ops,  
3.     .pcm_new    = dma_new,  
4.     .pcm_free   = dma_free_dma_buffers,  
5. };  
6.   
7. static int __devinit samsung_asoc_platform_probe(struct platform_device *pdev)  
8. {  
9.     return snd_soc_register_platform(&pdev->dev, &samsung_asoc_platform);  
10. }  

pcm_new字段指向了dma_new函数，dma_new函数进一步为playback和capture分别调用preallocate_dma_buffer函数，我们看看preallocate_dma_buffer函数的实现：

[cpp] view plaincopy

1. static int preallocate_dma_buffer(struct snd_pcm *pcm, int stream)  
2. {  
3.     struct snd_pcm_substream *substream = pcm->streams[stream].substream;  
4.     struct snd_dma_buffer *buf = &substream->dma_buffer;  
5.     size_t size = dma_hardware.buffer_bytes_max;  
6.   
7.     pr_debug("Entered %s\n", __func__);  
8.   
9.     buf->dev.type = SNDRV_DMA_TYPE_DEV;  
10.     buf->dev.dev = pcm->card->dev;  
11.     buf->private_data = NULL;  
12.     buf->area = dma_alloc_writecombine(pcm->card->dev, size,  
13.                        &buf->addr, GFP_KERNEL);  
14.     if (!buf->area)  
15.         return -ENOMEM;  
16.     buf->bytes = size;  
17.     return 0;  
18. }  

该函数先是获得事先定义好的buffer大小，然后通过dma_alloc_weitecombine函数分配dma内存，然后完成substream->dma_buffer的初始化赋值工作。上述的pcm_new回调会在声卡的建立阶段被调用，调用的详细的过程请参考Linux ALSAs声卡驱动之六：ASoC架构中的Machine中的图3.1。

在声卡的hw_params阶段，snd_soc_platform_driver结构的ops->hw_params会被调用，在该回调用，通常会使用api：snd_pcm_set_runtime_buffer()把substream->dma_buffer的数值拷贝到substream->runtime的相关字段中（.dma_area, .dma_addr,  .dma_bytes），这样以后就可以通过substream->runtime获得这些地址和大小信息了。

dma buffer获得后，即是获得了dma操作的源地址，那么目的地址在哪里？其实目的地址当然是在dai中，也就是前面介绍的snd_soc_dai结构的playback_dma_data和capture_dma_data字段中，而这两个字段的值也是在hw_params阶段，由snd_soc_dai_driver结构的ops->hw_params回调，利用api：snd_soc_dai_set_dma_data进行设置的。紧随其后，snd_soc_platform_driver结构的ops->hw_params回调利用api：snd_soc_dai_get_dma_data获得这些dai的dma信息，其中就包括了dma的目的地址信息。这些dma信息通常还会被保存在substream->runtime->private_data中，以便在substream的整个生命周期中可以随时获得这些信息，从而完成对dma的配置和操作。

6.2  dma buffer管理

播放时，应用程序把音频数据源源不断地写入dma buffer中，然后相应platform的dma操作则不停地从该buffer中取出数据，经dai送往codec中。录音时则正好相反，codec源源不断地把A/D转换好的音频数据经过dai送入dma buffer中，而应用程序则不断地从该buffer中读走音频数据。

                                                                                 图6.2.1   环形缓冲区

环形缓冲区正好适合用于这种情景的buffer管理，理想情况下，大小为Count的缓冲区具备一个读指针和写指针，我们期望他们都可以闭合地做环形移动，但是实际的情况确实：缓冲区通常都是一段连续的地址，他是有开始和结束两个边界，每次移动之前都必须进行一次判断，当指针移动到末尾时就必须人为地让他回到起始位置。在实际应用中，我们通常都会把这个大小为Count的缓冲区虚拟成一个大小为n*Count的逻辑缓冲区，相当于理想状态下的圆形绕了n圈之后，然后把这段总的距离拉平为一段直线，每一圈对应直线中的一段，因为n比较大，所以大多数情况下不会出现读写指针的换位的情况（如果不对buffer进行扩展，指针到达末端后，回到起始端时，两个指针的前后相对位置会发生互换）。扩展后的逻辑缓冲区在计算剩余空间可条件判断是相对方便。alsa
driver也使用了该方法对dma buffer进行管理：

                                                                       图6.2.2  alsa driver缓冲区管理

snd_pcm_runtime结构中，使用了四个相关的字段来完成这个逻辑缓冲区的管理：

• snd_pcm_runtime.hw_ptr_base  环形缓冲区每一圈的基地址，当读写指针越过一圈后，它按buffer size进行移动；
• snd_pcm_runtime.status->hw_ptr  硬件逻辑位置，播放时相当于读指针，录音时相当于写指针；
• snd_pcm_runtime.control->appl_ptr  应用逻辑位置，播放时相当于写指针，录音时相当于读指针；
• snd_pcm_runtime.boundary  扩展后的逻辑缓冲区大小，通常是(2^n)*size；

通过这几个字段，我们可以很容易地获得缓冲区的有效数据，剩余空间等信息，也可以很容易地把当前逻辑位置映射回真实的dma buffer中。例如，获得播放缓冲区的空闲空间：

[csharp] view plaincopy

1. static inline snd_pcm_uframes_t snd_pcm_playback_avail(struct snd_pcm_runtime *runtime)  
2. {  
3.     snd_pcm_sframes_t avail = runtime->status->hw_ptr + runtime->buffer_size - runtime->control->appl_ptr;  
4.     if (avail < 0)  
5.         avail += runtime->boundary;  
6.     else if ((snd_pcm_uframes_t) avail >= runtime->boundary)  
7.         avail -= runtime->boundary;  
8.     return avail;  
9. }  

要想映射到真正的缓冲区位置，只要减去runtime->hw_ptr_base即可。下面的api用于更新这几个指针的当前位置：

[cpp] view plaincopy

1. int snd_pcm_update_hw_ptr(struct snd_pcm_substream *substream)  

所以要想通过snd_pcm_playback_avail等函数获得正确的信息前，应该先要调用这个api更新指针位置。

以播放(playback)为例，我现在知道至少有3个途径可以完成对dma buffer的写入：

• 应用程序调用alsa-lib的snd_pcm_writei、snd_pcm_writen函数；
• 应用程序使用ioctl：SNDRV_PCM_IOCTL_WRITEI_FRAMES或SNDRV_PCM_IOCTL_WRITEN_FRAMES；
• 应用程序使用alsa-lib的snd_pcm_mmap_begin/snd_pcm_mmap_commit;

以上几种方式最终把数据写入dma buffer中，然后修改runtime->control->appl_ptr的值。

播放过程中，通常会配置成每一个period size生成一个dma中断，中断处理函数最重要的任务就是：

• 更新dma的硬件的当前位置，该数值通常保存在runtime->private_data中；
• 调用snd_pcm_period_elapsed函数，该函数会进一步调用snd_pcm_update_hw_ptr0函数更新上述所说的4个缓冲区管理字段，然后唤醒相应的等待进程；

[cpp] view plaincopy

1. <span >"font-family:Arial, Verdana, sans-serif;"><span >"white-space: normal;"></span></span><pre name="code" class="cpp">void snd_pcm_period_elapsed(struct snd_pcm_substream *substream)  
2. {  
3.     struct snd_pcm_runtime *runtime;  
4.     unsigned long flags;  
5.   
6.     if (PCM_RUNTIME_CHECK(substream))  
7.         return;  
8.     runtime = substream->runtime;  
9.   
10.     if (runtime->transfer_ack_begin)  
11.         runtime->transfer_ack_begin(substream);  
12.   
13.     snd_pcm_stream_lock_irqsave(substream, flags);  
14.     if (!snd_pcm_running(substream) ||  
15.         snd_pcm_update_hw_ptr0(substream, 1) < 0)  
16.         goto _end;  
17.   
18.     if (substream->timer_running)  
19.         snd_timer_interrupt(substream->timer, 1);  
20.  _end:  
21.     snd_pcm_stream_unlock_irqrestore(substream, flags);  
22.     if (runtime->transfer_ack_end)  
23.         runtime->transfer_ack_end(substream);  
24.     kill_fasync(&runtime->fasync, SIGIO, POLL_IN);  
25. }  

如果设置了transfer_ack_begin和transfer_ack_end回调，snd_pcm_period_elapsed还会调用这两个回调函数。

7.  图说代码

最后，反正图也画了，好与不好都传上来供参考一下，以下这张图表达了 ASoC中Platform驱动的几个重要数据结构之间的关系:

                                                                                  图7.1   ASoC Platform驱动