音频设备驱动程序移植

10.2 Linux音频设备驱动——OSS驱动框架
OSS（Open Sound System）是unix平台上一个统一的 音频接口。为了在不同的平台之间移植代码，OSS定义了一 套API，在一个平台上的代码移植到另一个平台上时，不需 要重新修改代码，重新编译就可以使用原程序。
10.2.1 OSS驱动架构硬件
IIS接口的特点：与PCM相比，IIS接口更适用于立体声 系统。对于多通道系统，在同样的BCLK和LRCLK条件下， 也可以并行执行几个数据队列。
10.1.3 AC97（Audio Codec 1997）接口
AC97（Audio Codec 1997）是以Intel为首的五个PC厂 商（Intel、Creative Labs、NS、Analog Device与Yamaha） 共同提出的规格标准。
10.2.4 OSS释放函数oss_cleanup()
从内核中注销该模块的时候调用该函数对OSS进行清理 工作，也就是当使用rmmod soundcore.ko卸载驱动模块时调 用该函数。
10.2.5 打开设备文件函数sound_open()
当驱动模块注册到系统中后，调用系统的open()函数就 会调用函数sound_open()实现打开设备文件。
10.6 音频播放程序madplay的移植
前面已经详细介绍了音频驱动以及其移植过程，这一节 将介绍运行在驱动和内核之上的播放器madplay的移植。
10.6.1 准备移植需要的源文件
移植madplay需要播放器代码、mp3库文件和编码、解 码库等。下面为移植需要准备相关源代码，读者可以到网上 下载最新代码进行移植。
10.5.4 移植新内核并进行测试
将新生成的内核zImage使用命令load flash kernel u下载 到开发板上。因为之前已经移植了整个系统，这里只需要移植 新的内核映像文件，如果读者是第一次移植则需要参考前面的 章节将新生成的内核连同Bootloader、文件系统一并下载到开 发板上。
10.3.4 AC97 API音频接口
ALSA AC97已经各种接口，驱动开发人员通过编写少 量的控制函数就可以开发自己的驱动。
1．函数snd_ac97_bus()创建AC97 bus总线组件 2．创建Codec97 组件函数snd_ac97_mixer() 3．释放bus函数snd_ac97_bus_dev_free()
madplay-0.15.2b.tar.gz ：播放程序压缩包 libmad-0.15.1b.tar.gz ：madplay库文件 libid3tag-0.15.1b.tar.gz ：针对mp3的解码库 zlib-1.2.3.tar.bz2 ：用于文件压缩和解压
10.6.2 交叉编译
编译madplay时需要库文件的支持，因此先编译它依赖 的库文件，然后再编译播放器。编译的过程包括configure生 成Makefile，设置安装路径，设置交叉编译工具，编译和安装 等，与多数应用程序交叉编译过程类似。
10.5.3 内核中添加UDA1341驱动支持
上面对内核代码进行了修改，回到内核代码一级目录下 ，使用命令make menuconfig对内核以窗口的方式进行配置 内核。进入内核配置界面后选择Device Drivers| Sound card support|Advanced Linux Sound Architecture命令进入ALSA 驱动配置界面选择ALSA for SoC audio support，同时选上 对Mixer API和PCM API的支持。
第10章 音频设备驱动程序移植
音频驱动程序广泛的应用在嵌入式产品中，目前PDA、 手机都有音频和视频播放功能。随着终端产品逐渐融入工作 和生活，带有音频功能的嵌入式产品将更具吸引用户。本章 将介绍音频设备接口分类、Linux音频设备驱动、音频设备应 用程序编写、音频设备驱动移植、最后介绍音频播放程序 madplay的移植。
10.1 音频设备接口
Linux支持的音频设备接口包括PCM、IIS和AC97。这 三种接口分别应用在不同的场合，IIS接口多应用在MP3随 身听、CD等产品中；PCM接口多应用在移动电话中；AC97 接口多用在PDA中。
10.1.1 PCM（脉冲编码调制）接口
PCM接口针对不同的数字音频子系统，用于数字转换 的接口，它是最简单的音频接口，该接口由时钟脉冲（ BCLK）、帧同步信号（FS）及接收数据（DR）和发送数 据（DX）组成。在FS信号的上升沿，数据传输从MSB（ Most Significant Bit）字开始，FS频率等于采样频率。在FS 信号之后开始传输数据字，按顺序进行传输单个的数据位， 每时钟周期传输1个数据字。发送MSB时，首先将信号的等 级降到最低，以避免在不同终端的接口使用不同的数据方案 时造成MSB的丢失。
（1）在mach-mini2440.c中包括头文件 （2）在mach-mini2440.c中添加UDA1341设备结构 （3）在下面的结构体中，添加注册UDA1341设备平台 到内核
10.5.2 修改录音通道
Mini2440使用录音通道是VIN2，应该修改sound/soc/codecs 目录下的uda134x.c文件，在函数uda134x_startup中修改录音通 道为VIN2。
10.2.6 录音函数sound_read()
在录音时，调用函数sound_read()实现读设备文件。
10.2.7 播放函数sound_write()
在播放音频时，调用函数sound_write()向设备文件执行 写操作。
10.2.8 控制函数sound_ioctl()
函数sound_ioctl()控制功能包括：音量控制、低音控制、高 音控制、FM合成器控制、录音音量、播放音量、输入增益、输 出增益等控制。
数字音频（有时也称CODEC、PCM、DSP、ADC/DAC 设备）接口，用来实现录音（将模拟信号转变为数字信号）和 播放声音（将数字信号转变为模拟信号）的功能。它的主要参 数有：采样频率（电话为8K，DVD为96K）、channel数目（ 单声道，立体声）、采样分辨率（8-bit，16-bit），对应的设 备文件为/dev/dsp。OSS驱动支持的硬件接口有以下几种： • mixer（混频器）接口 • synthesizer（合成器）接口 • MIDI（Musical Intrument Data Interface）接口
10.4 音频设备应用程序编写
上一节中介绍OSS驱动和ALSA驱动，这一节主要介绍 如何编写这两种驱动程序的应用程序。对于OSS驱动，给出 了DSP接口编程和MIXER接口编程。
10.4.1 DSP接口编程
OSS驱动框架提供了音频编程的三种设备，分别是 /dev/dsp，/dev/dspW和/dev/audio。用户可以直接使用令来 播放和录音，命令cat /dev/dsp >test可用来录音，录音的结 果放在test文件中；命令cat test>/dev/dsp播放声音文件test。 OSS应用程序主要包括：打开设备、录音、播放、设置参数 等部分，下面分别介绍：
ALSA提供给用户的接口主要有： • 信息接口 • 控制接口 • PCM接口 • Raw MIDI接口 • 定时器接口 • 音序器接口 • 混音器接口
10.3.1 card和组件
每个声卡必须创建一个card实例，下面通过驱动代码介 绍ALSA声卡驱动是如何管理card和组件。
1．创建card函数snd_card_new() 2．创建组件函数snd_ device _new() 3．释放组件函数snd_device_free () 4．释放card函数snd_card_free() 5．断开所有的ALSA API函数snd_card_disconnect ()
AC97特点：与控制接口分离的IIS方案相比，AC97明 显减少了整体管脚数。它是一种数据格式还具有控制功能。
10.1.4 Linux音频设备驱动框架
针对音频设备，Linux内核附有2类音频设备驱动框架： OSS（Open Sound System）和 ALSA（Advanced Linux Sound Architecture）。前者包含dev/dsp和dev/mixer字符设备 接口，在用户空间的编程中，使用文件操作；后者以card和组 件（pcm、mixer等）为主线，在用户空间的编程中不使用文 件接口而使用alsalib。
10.3.3 控制接口
控制接口（control）的主要作用是混音器（mixer）， 所有mixer元素都是基于control API实现的。下面简单介绍 control的几个重要函数。
1．snd_ctl_open() 2．创建控制实例snd_ctl_new() 3．移植控制函数snd_ctl_remove()
10.3 Linux音频设备basound的 API库。libasound提供了方便的高级编程接口，应用程序中 使用libasound而不是内核中的 ALSA接口。同时，libasound 提供一个设备逻辑命名功能，因此开发者不必知道类似设备 文件这样的底层接口。
1．包含相关头文件 2．打开设备文件 3．录音 4．播放 5．设置参数
10.4.2 MIXER接口编程
声卡上的混音器由多个混音通道组成，它们可以通过驱 动程序提供的设备文件/dev/mixer进行编程。对混音器的操 作是通过系统调用ioctl来完成，所有的混音器控制命令都以 SOUND_MIXER或者MIXER开头。
10.2.2 OSS驱动架构代码
当vwsnd驱动模块被加载时函数init_vwsnd()被调用，音 频驱动被初始化，驱动初始化过程会查找硬件配置和匹配相 应的驱动程序。
10.2.3 OSS初始化函数oss_init()
在向内核注册该模块的时候调用该函数对OSS进行初始 化工作，也就是当使用insmod soundcore.ko加载驱动模块时 调用该函数。