Linux ALSA聲卡驅(qū)動(dòng)之一：ALSA架構(gòu)簡(jiǎn)介

一. 概述

ALSA是Advanced Linux Sound Architecture 的縮寫，目前已經(jīng)成為了linux的主流音頻體系結(jié)構(gòu)，想了解更多的關(guān)于ALSA的這一開(kāi)源項(xiàng)目的信息和知識(shí)。

在內(nèi)核設(shè)備驅(qū)動(dòng)層，ALSA提供了alsa-driver，同時(shí)在應(yīng)用層，ALSA為我們提供了alsa-lib，應(yīng)用程序只要調(diào)用alsa-lib提供的API，即可以完成對(duì)底層音頻硬件的控制。

圖 1.1 alsa的軟件體系結(jié)構(gòu)

由圖1.1可以看出，用戶空間的alsa-lib對(duì)應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的API接口，這樣可以隱藏了驅(qū)動(dòng)層的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，簡(jiǎn)化了應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)難度。內(nèi)核空間中，alsa-soc其實(shí)是對(duì)alsa-driver的進(jìn)一步封裝，他針對(duì)嵌入式設(shè)備提供了一些列增強(qiáng)的功能。本系列博文僅對(duì)嵌入式系統(tǒng)中的alsa-driver和alsa-soc進(jìn)行討論。

二. ALSA設(shè)備文件結(jié)構(gòu)

我們從alsa在linux中的設(shè)備文件結(jié)構(gòu)開(kāi)始我們的alsa之旅. 看看我的電腦中的alsa驅(qū)動(dòng)的設(shè)備文件結(jié)構(gòu):

$ 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

$

我們可以看到以下設(shè)備文件:

controlC0 --> 用于聲卡的控制，例如通道選擇，混音，麥克風(fēng)的控制等

midiC0D0 --> 用于播放midi音頻

pcmC0D0c --〉 用于錄音的pcm設(shè)備

pcmC0D0p --〉 用于播放的pcm設(shè)備

seq --〉 音序器

timer --〉 定時(shí)器

其中，C0D0代表的是聲卡0中的設(shè)備0，pcmC0D0c最后一個(gè)c代表capture，pcmC0D0p最后一個(gè)p代表playback，這些都是alsa-driver中的命名規(guī)則。從上面的列表可以看出，我的聲卡下掛了6個(gè)設(shè)備，根據(jù)聲卡的實(shí)際能力，驅(qū)動(dòng)實(shí)際上可以掛上更多種類的設(shè)備，在include/sound/core.h中，定義了以下設(shè)備類型：

[c-sharp] view plain copy #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(guān)心的是pcm和control這兩種設(shè)備。

三. 驅(qū)動(dòng)的代碼文件結(jié)構(gòu)

在Linux2.6代碼樹(shù)中，Alsa的代碼文件結(jié)構(gòu)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(qū)動(dòng)的中間層，它是整個(gè)ALSA驅(qū)動(dòng)的核心部分

core/oss 包含模擬舊的OSS架構(gòu)的PCM和Mixer模塊

core/seq 有關(guān)音序器相關(guān)的代碼

include ALSA驅(qū)動(dòng)的公共頭文件目錄，該目錄的頭文件需要導(dǎo)出給用戶空間的應(yīng)用程序使用，通常，驅(qū)動(dòng)模塊私有的頭文件不應(yīng)放置在這里

drivers 放置一些與CPU、BUS架構(gòu)無(wú)關(guān)的公用代碼

i2c ALSA自己的I2C控制代碼

pci pci聲卡的頂層目錄，子目錄包含各種pci聲卡的代碼

isa isa聲卡的頂層目錄，子目錄包含各種isa聲卡的代碼

soc 針對(duì)system-on-chip體系的中間層代碼

soc/codecs 針對(duì)soc體系的各種codec的代碼，與平臺(tái)無(wú)關(guān)