Linux ALSA聲卡驅動之一：ALSA架構簡介

一.  概述

    ALSA是Advanced Linux Sound Architecture 的縮寫，目前已經成爲了linux的主流音頻體系結構，想了解更多的關於ALSA的這一開源項目的信息和知識，請查看以下網址：http://www.alsa-project.org/。

    在內核設備驅動層，ALSA提供了alsa-driver，同時在應用層，ALSA爲我們提供了alsa-lib，應用程序只要調用alsa-lib提供的API，即可以完成對底層音頻硬件的控制。

 

                                                           圖 1.1   alsa的軟件體系結構

由圖1.1可以看出，用戶空間的alsa-lib對應用程序提供統一的API接口，這樣可以隱藏了驅動層的實現細節，簡化了應用程序的實現難度。內核空間中，alsa-soc其實是對alsa-driver的進一步封裝，他針對嵌入式設備提供了一些列增強的功能。本系列博文僅對嵌入式系統中的alsa-driver和alsa-soc進行討論。

 二.  ALSA設備文件結構

    我們從alsa在linux中的設備文件結構開始我們的alsa之旅. 看看我的電腦中的alsa驅動的設備文件結構:

$ 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備文件:

• controlC0 -->                 用於聲卡的控制，例如通道選擇，混音，麥克風的控制等

• midiC0D0  -->                用於播放midi音頻

• pcmC0D0c --〉               用於錄音的pcm設備

• pcmC0D0p --〉               用於播放的pcm設備

• seq  --〉                        音序器

• timer --〉                       定時器

其中，C0D0代表的是聲卡0中的設備0，pcmC0D0c最後一個c代表capture，pcmC0D0p最後一個p代表playback，這些都是alsa-driver中的命名規則。從上面的列表可以看出，我的聲卡下掛了6個設備，根據聲卡的實際能力，驅動實際上可以掛上更多種類的設備，在include/sound/core.h中，定義了以下設備類型：

[c-sharp] view plaincopy

#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，我們更關心的是pcm和control這兩種設備。

 

三.  驅動的代碼文件結構

    在Linux2.6代碼樹中，Alsa的代碼文件結構如下：

    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驅動的中間層，它是整個ALSA驅動的核心部分

• core/oss        包含模擬舊的OSS架構的PCM和Mixer模塊

• core/seq        有關音序器相關的代碼

• include          ALSA驅動的公共頭文件目錄，該目錄的頭文件需要導出給用戶空間的應用程序使用，通常，驅動模塊私有的頭文件不應放置在這裏

•  drivers           放置一些與CPU、BUS架構無關的公用代碼

• 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system-on-chip體系的中間層代碼

• soc/codecs    針對soc體系的各種codec的代碼，與平臺無關