Linux ALSA声卡驱动之一:ALSA架构简介

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一. 概述

  ALSA是Advanced Linux Sound Architecture 的缩写,目前已经成为了linux的主流音频体系结构,想了解更多的关于ALSA的这一开源项目的信息和知识,请查看以下网址:http://www.alsa-project.org/

  在内核设备驱动层,ALSA提供了alsa-driver,同时在应用层,ALSA为我们提供了alsa-lib,应用程序只要调用alsa-lib提供的API,即可以完成对底层音频硬件的控制。
alsa的软件体系结构

  由上图可以看出,用户空间的alsa-lib对应用程序提供统一的API接口,这样可以隐藏了驱动层的实现细节,简化了应用程序的实现难度。内核空间中,alsa-soc其实是对alsa-driver的进一步封装,他针对嵌入式设备提供了一些列增强的功能。
  本系列博文仅对嵌入式系统中的alsa-driver和alsa-soc进行讨论。

二. ALSA设备文件结构

我们从alsa在linux中的设备文件结构开始我们的alsa之旅. 看看我的电脑中的alsa驱动的设备文件结构:

$ 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 
$

  我们可以看到以下设备文件:
    midiC0D0 –> 用于播放midi音频
    pcmC0D0c –〉 用于录音的pcm设备
    pcmC0D0p –〉 用于播放的pcm设备
    seq –〉 音序器
    timer –〉 定时器
  其中,C0D0代表的是声卡0中的设备0,pcmC0D0c最后一个c代表capture,pcmC0D0p最后一个p代表playback,这些都是alsa-driver中的命名规则。
  从上面的列表可以看出,我的声卡下挂了6个设备,根据声卡的实际能力,驱动实际上可以挂上更多种类的设备,在include/sound/core.h中,定义了以下设备类型:

#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,我们更关心的是pcm和control这两种设备。

三. 驱动的代码文件结构

sound/
├── core   //该目录包含了ALSA驱动的中间层,它是整个ALSA驱动的核心部分
│   ├── oss  // 包含模拟旧的OSS架构的PCM和Mixer模块
│   └── seq  //有关音序器相关的代码
│       └── oss
├── drivers  //放置一些与CPU、BUS架构无关的公用代码
├── firewire
├── i2c    //ALSA自己的I2C控制代码
│   └── other
├── isa    //isa声卡的顶层目录,子目录包含各种isa声卡的代码
│   ├── ad1816a
│   ├── galaxy
│   ├── ......
│   └── wss
├── mips
├── oss
│   └── dmasound
├── parisc
├── pci    //pci声卡的顶层目录,子目录包含各种pci声卡的代码
│   ├── ac97
│   ├── ......
│   └── ymfpci
├── pcmcia
│   ├── pdaudiocf
│   └── vx
├── ppc
├── sh
├── soc    //针对system-on-chip体系的中间层代码
│   ├── codecs  //针对soc体系的各种codec的代码,与平台无关
│   ├── fsl
│   ├── samsung
│   ├── ...
│   └── ux500
├── sparc
├── spi
├── synth
│   └── emux
└── usb
    ├── 6fire
    ├── caiaq
    ├── misc
    └── usx2y 

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