LinuxALSA聲卡驅動開發(fā)實踐PPT課件

.,1,LinuxALSA聲卡驅動開發(fā)最佳實踐,本實踐是在Linux基礎培訓(2)-驅動開發(fā)最佳實踐基礎上進行的,.,2,目錄,一、ALSA架構簡介二、最佳實踐的目標、目的、方法三、具體步驟四、總結,.,3,目錄,一、ALSA架構簡介二、最佳實踐的目標、目的、方法三、具體步驟四、總結,.,4,一、ALSA架構簡介,ALSA架構特點,支持多種聲卡設備模塊化的內(nèi)核驅動程序支持SMP和多線程提供應用程序開發(fā)庫兼容OSS應用程序開發(fā),.,5,一、ALSA架構簡介,ALSA是AdvancedLinuxSoundArchitecture，高級Linux聲音架構的簡稱,它在Linux操作系統(tǒng)上提供了音頻和MIDI（MusicalInstrumentDigitalInterface，音樂設備數(shù)字化接口）的支持。它包含API庫和工具、內(nèi)核驅動集合，對Linux聲音進行支持。ALSA包含一系列內(nèi)核驅動對不同的聲卡進行支持，還提供了libasound的API庫。用這些進行寫程序不需要打開設備等操作，所以編程人員在寫程序的時候不會被底層的東西困擾。ALSA自帶的應用程序是alsa-utils工具包，包括aplay、alsamixer等。aplay用于在ASLA上播放音頻。alsamixer用于改變音頻信號的音量。alsa-lib是用戶空間的函數(shù)庫，提供了libasound.so給應用程序使用，應用程序應包含頭文件asoundlib.h。這個庫通過提供封裝函數(shù)(ALSA-API)，使ALSA應用程序編寫起來更容易。alsa-lib中有control，timer，dmix，pcm等，都是以插件(plugin)的形式存在的。alsa-lib通過硬件訪問層的系統(tǒng)調用與內(nèi)核層進行交互。alsa-driver是音頻設備的alsa內(nèi)核部分的驅動。集成在內(nèi)核里面，大多是以模塊的方式存在?？煞譃槿龑印?1)最底層是硬件操控層，負責實現(xiàn)硬件操縱訪問的功能，這也是聲卡驅動程序中用戶需實現(xiàn)的主要部分；(2)中間層是ASLA驅動的核心部分，它由各種功能的音頻設備組件構成，為用戶提供了一些預定義組件（如PCM、AC97、音序器和控制器等），另外用戶也可以自行定義設備組件；(3)驅動的最上層是聲卡對象描述層，它是聲卡硬件的抽象描述，內(nèi)核通過這些描述可以得知該聲卡硬件的功能、設備組件和操作方法等。,.,6,一、ALSA架構簡介,這是另一個ASLA架構圖。與上一個圖大同小異。從內(nèi)核driver層、lib層到應用層勾畫出了彼此之間的關系。圖中左下角OSS相關部分是為了兼容OSS驅動模型而存在的。不是本實踐的相關部分。,.,7,一、ALSA架構簡介,左圖是從代碼的角度體現(xiàn)了alsa-lib和alsa-driver及hardware的交互關系。用戶層的alsa-lib通過操作alsa-driver創(chuàng)建的設備文件/dev/snd/pcmC0D0p等對內(nèi)核層進行訪問。內(nèi)核層的alsa-drivier驅動再經(jīng)由soundcore對硬件聲卡芯片進行訪問。從而實現(xiàn)了appalsa-libalsa-driverhardware的操作。圖中右上角OSS相關部分是為了兼容OSS驅動模型而存在的。不是本實踐的相關部分。,.,8,目錄,一、ALSA架構簡介二、最佳實踐的目標、目的、方法三、具體步驟四、總結,.,9,二、最佳實踐的目標、目的、方法,在alsa的整體架構中，alsa-driver的硬件操控層，負責實現(xiàn)硬件操縱訪問，這也是聲卡驅動程序中用戶需實現(xiàn)的主要部分。我們要實現(xiàn)的是針對特定聲卡芯片ens1371的控制在這里把它叫做device-driver(設備驅動)，alsa-driver的其它部分叫做alsa-driver(alsa驅動)。,.,10,目錄,一、ALSA架構簡介二、最佳實踐的目標、目的、方法三、具體步驟四、總結,.,11,三、具體步驟,1.準備工作。(1)使用alsa自帶的aplay工具或其它應用程序播放音頻，測試開發(fā)環(huán)境是否能夠正常播放音頻。如果不能播放，可以用alsamixer等工具查看音量是否被靜音了?？傊绻－h(huán)境如果都不能播放音頻，那我們后續(xù)的工作也就不能檢驗正確與否了。aplay工具shell中命令如下：#apt-getinstallalsa-utils/初次使用安裝alsa-utils工具，以后直接執(zhí)行下一步就可以了。#aplay/opt/test_files/pcm.wav/aplay后面的文件路徑根據(jù)自己的實際情況填寫。紅色文字表示shell中輸入的命令。alsamixer工具shell中命令如下：#apt-getinstallalsa-utils/初次使用安裝alsa-utils工具，以后直接執(zhí)行下一步就可以了。#alsamixer。alsamixer中，、方向鍵可以調整焦點，、方向鍵可以調整音量，esc鍵退出。也可以用數(shù)字或+、-鍵調整音量。(2)檢查使用的PC的聲卡是否是ENS1371，shell中命令如下：#lspci|grep“1371”ENS1371聲卡會顯示類似如下字樣#02:02.0Multimediaaudiocontroller:EnsoniqES1371AudioPCI-97(rev02)如果不是ENS1371，下文可作為參考根據(jù)自己的實際情況進行。,.,12,三、具體步驟,1.準備工作。(2)新建工作目錄如alsa-ens1371-dev-driver，在工作目錄中新建文件ens1371-playback.c。(3)制作makefile。新建文件Makefile。參照Linux基礎培訓(2)-驅動開發(fā)最佳實踐-1.pptx第5頁編寫Makefile。Makefile內(nèi)容如下：2.查看內(nèi)核linux-source-2.6.26/sound/pci/ens1371.c的代碼，內(nèi)容如下：即在定義宏CHIP1371的基礎上，使用ens1370.c。,ifneq($(KERNELRELEASE),)obj-m:=ens1371-playback.oelseKBUILD:=/lib/modules/uname-r/buildmodules:make-C$(KBUILD)M=$(shellpwd)modulesclean:rm-f*.o*core.depend.*.cmd*.ko*.mod.c*.order*.symversrm-rf.tmp_versionsendif,#defineCHIP1371#includeens1370.c“,.,13,三、具體步驟,3.抽取ens1370.c（位于linux-source-2.6.26/sound/pci）中Linux通用驅動程序核心，添加到ens1371-playback.c中并make，測試。可以先添加框架，再向框架中逐步添加函數(shù)?？梢源蛴∵m當?shù)膌og信息，不會影響ens1371的流程。Linux通用驅動程序代碼如下：4.根據(jù)ens1370.c的代碼，向init和exit中添加實現(xiàn)函數(shù)。根據(jù)調用關系實現(xiàn)一個被調用函數(shù)的最小化定義（如下頁圖中的snd_audiopci_probe()和snd_audiopci_remove()），以填充調用函數(shù)，并將無關部分注釋掉，減輕代碼量。注意注釋無關部分時需要注意，有些不能確定有沒有用，可以先留著，另外，除了函數(shù)外，其他部分的最好用注釋，不要直接刪除，以便在后面檢查是否刪除了有用的部分。定義最小化的函數(shù)后，代碼是可以編譯，并可以加載到內(nèi)核的，再逐步添寫被調用函數(shù)，以此類推，直到所有的調用關系全部被添加進代碼。如向init和exit中添加實現(xiàn)函數(shù)：,#defineCHIP1371#include#defineENS1371_DEBUG#ifdefENS1371_DEBUG#defineFUNC_LOG()printk(KERN_ERR“FUNC_LOG:%d%s()n,_LINE_,_FUNCTION_)#endifstaticint_initalsa_card_ens137x_init(void)FUNC_LOG();staticvoid_exitalsa_card_ens137x_exit(void)FUNC_LOG();module_init(alsa_card_ens137x_init)module_exit(alsa_card_ens137x_exit),.,14,#defineCHIP1371#include#include#defineENS1371_DEBUG#ifdefENS1371_DEBUG#defineFUNC_LOG()printk(KERN_ERRFUNC_LOG:%d:%s()n,_LINE_,_FUNCTION_)#endif#defineDRIVER_NAMEENS1371“staticstructpci_device_idsnd_audiopci_ids=/#ifdefCHIP1370/0 x1274,0 x5000,PCI_ANY_ID,PCI_ANY_ID,0,0,0,/*ES1370*/#endif#ifdefCHIP13710 x1274,0 x1371,PCI_ANY_ID,PCI_ANY_ID,0,0,0,/*ES1371*/0 x1274,0 x5880,PCI_ANY_ID,PCI_ANY_ID,0,0,0,/*ES1373-CT5880*/0 x1102,0 x8938,PCI_ANY_ID,PCI_ANY_ID,0,0,0,/*EctivaEV1938*/#endif0,;staticint_devinitsnd_audiopci_probe(structpci_dev*pci,conststructpci_device_id*pci_id)FUNC_LOG();return0;staticvoid_devexitsnd_audiopci_remove(structpci_dev*pci)FUNC_LOG();staticstructpci_driverdriver=.name=DRIVER_NAME,.id_table=snd_audiopci_ids,.probe=snd_audiopci_probe,.remove=_devexit_p(snd_audiopci_remove),#ifdefCONFIG_PM/.suspend=snd_ensoniq_suspend,/.resume=snd_ensoniq_resume,#endif;staticint_initalsa_card_ens137x_init(void)FUNC_LOG();returnpci_register_driver(module_init(alsa_card_ens137x_init)module_exit(alsa_card_ens137x_exit),三、具體步驟,.,15,三、具體步驟,5.make、insmod、rmmod驅動模塊示例：,注意insmodens1371-playback.ko前，要先卸載系統(tǒng)中原有的ens1371模塊snd_ens1371。否則，在定義了DRIVER_NAME后，insmod時就會出錯。圖中，紅色是shell中輸入的命令，黃色是系統(tǒng)打印的信息，而綠色是我們的模塊打印的log。另外，驅動模塊的單步調試可以參照Linux基礎培訓(2)-驅動開發(fā)最佳實踐-1.pptx。,.,16,三、具體步驟,6.仿照snd_audiopci_probe()和snd_audiopci_remove()的填充與alsa_card_ens137x_init()和alsa_card_ens137x_exit()類似，如此一級一級的填充下去，直至模塊可以播放出聲音。對于snd_audiopci_probe()這樣比較復雜的函數(shù)，要一行一行的添加，邊添加邊調試。如遇到變量等應該在前面函數(shù)中賦值而還沒有實現(xiàn)的部分，可以先用if宏等方法暫時注釋掉，如下頁代碼中的紅色部分。添加的代碼如下：,#defineCHIP1371#include#include#include#include#defineENS1371_DEBUG#ifdefENS1371_DEBUG#defineFUNC_LOG()printk(KERN_ERRFUNC_LOG:%d:%s()n,_LINE_,_FUNCTION_)#endif#defineDRIVER_NAMEENS1371“staticstructpci_device_idsnd_audiopci_ids=;staticintindexSNDRV_CARDS=SNDRV_DEFAULT_IDX;/*Index0-MAX*/staticchar*idSNDRV_CARDS=SNDRV_DEFAULT_STR;/*IDforthiscard*/staticintenableSNDRV_CARDS=SNDRV_DEFAULT_ENABLE_PNP;/*Enableswitches*/staticintspdifSNDRV_CARDS;staticintlineioSNDRV_CARDS;structensoniq;MODULE_DEVICE_TABLE(pci,snd_audiopci_ids);staticint_devinitsnd_ensoniq_1371_mixer(structensoniq*ensoniq,inthas_spdif,inthas_line)FUNC_LOG();return(0);staticint_devinitsnd_ensoniq_pcm(structensoniq*ensoniq,intdevice,structsnd_pcm*rpcm)FUNC_LOG();return0;staticint_devinitsnd_ensoniq_create(structsnd_card*card,structpci_dev*pci,structensoniq*rensoniq)FUNC_LOG();return0;,.,17,三、具體步驟,6.代碼續(xù)：,staticint_devinitsnd_audiopci_probe(structpci_dev*pci,conststructpci_device_id*pci_id)staticintdev;structsnd_card*card;structensoniq*ensoniq;interr,pcm_devs2;FUNC_LOG();if(dev=SNDRV_CARDS)return-ENODEV;if(!enabledev)dev+;return-ENOENT;card=snd_card_new(indexdev,iddev,THIS_MODULE,0);if(card=NULL)return-ENOMEM;if(err=snd_ensoniq_create(card,pci,strcpy(card-driver,DRIVER_NAME);strcpy(card-shortname,EnsoniqAudioPCI);#ifdefENS1371_RESERVEDsprintf(card-longname,%s%sat0 x%lx,irq%i,card-shortname,card-driver,ensoniq-port,ensoniq-irq);#endifif(err=snd_card_register(card)0)snd_card_free(card);returnerr;pci_set_drvdata(pci,card);dev+;return0;staticvoid_devexitsnd_audiopci_remove(structpci_dev*pci)FUNC_LOG();snd_card_free(pci_get_drvdata(pci);pci_set_drvdata(pci,NULL);staticstructpci_driverdriver=.name=DRIVER_NAME,.id_table=snd_audiopci_ids,.probe=snd_audiopci_probe,.remove=_devexit_p(snd_audiopci_remove),#ifdefCONFIG_PM/.suspend=snd_ensoniq_suspend,/.resume=snd_ensoniq_resume,#endif;staticint_initalsa_card_ens137x_init(void)FUNC_LOG();returnpci_register_driver(module_init(alsa_card_ens137x_init)module_exit(alsa_card_ens137x_exit),.