ASOC 音频子系统框架

基于： Mini2440 开发板， Linux 3.4.2 内核

ASOC 简介：

ASoC - ALSA System on Chip，是建立在标准ALSA驱动层上，为了更好地支持嵌入式处理器和移动设备中音频 Codec 的一套软件体系。

就像软件领域里的抽象和重用一样，嵌入式设备的音频系统可以被划分为 Machine、Platform、 Codec。

所以，我们可以把 ASOC 的驱动分为 3 个部分，以内核中的文件为例：

Machine:
    S3c24xx_uda134x.c (sound\soc\samsung)
    
Platform:
    S3c24xx-i2s.c (sound\soc\samsung)
    Dma.c (sound\soc\samsung)

Codec:
    Uda134x.c (sound\soc\codecs)

我们以 S3c24xx_uda134x.c 文件中的 s3c24xx_uda134x_probe 函数为起点：

/* 创建并配置一个 snd_soc_card 结构体 */
static struct snd_soc_card snd_soc_s3c24xx_uda134x = {
    .name = "S3C24XX_UDA134X",
    .owner = THIS_MODULE,
    .dai_link = &s3c24xx_uda134x_dai_link,
    .num_links = 1,
};

/* 申请一个名为 "soc-audio" 的 platform_device */
s3c24xx_uda134x_snd_device = platform_device_alloc("soc-audio", -1);

/* 设置 platform_device 的 drvdata */
platform_set_drvdata(s3c24xx_uda134x_snd_device,
             &snd_soc_s3c24xx_uda134x);
             
/* 将 s3c24xx_uda134x 添加进平台设备，它是 UDA1341 芯片的引脚状态信息 */
platform_device_add_data(s3c24xx_uda134x_snd_device, &s3c24xx_uda134x, sizeof(s3c24xx_uda134x));

/* 添加平台设备 */
ret = platform_device_add(s3c24xx_uda134x_snd_device);

这里的 snd_soc_dai_link 结构尤为重要，在它的内部指定了 Platform、Codec、 codec_dai、 cpu_dai 的名字，稍后 Machine 驱动将会利用这些名字去匹配已经在系统中注册了的 platform、codec、dai，这些注册的接口都是在另外相应的 Platform 驱动和
Codec 驱动的代码文件中定义的。由此可见，Machine 的功能可认为是匹配相应的驱动实现一个完成的音频控制体系。

注册了名为 "soc-audio" 的 platform_device 之后，系统会在内核中找到同名的 driver，随后调用 driver 的 probe 函数，该函数主要是完成声卡的实例化、调用各个子接口的 probe 函数、创建标准 alsa 驱动的 pcm 逻辑设备以及完成声卡的注册。

Uda134x.c 文件

该文件为 ASOC 的 Codec 驱动，主要是完成 Codec 芯片的各种操控，我们以 uda134x_codec_probe 函数为入口：

static struct snd_soc_dai_driver uda134x_dai = {
    .name = "uda134x-hifi",
    /* playback capabilities */
    .playback = {
        .stream_name = "Playback",
        .channels_min = 1,
        .channels_max = 2,
        .rates = UDA134X_RATES,
        .formats = UDA134X_FORMATS,
    },
    /* capture capabilities */
    .capture = {
        .stream_name = "Capture",
        .channels_min = 1,
        .channels_max = 2,
        .rates = UDA134X_RATES,
        .formats = UDA134X_FORMATS,
    },
    /* pcm operations */
    .ops = &uda134x_dai_ops,
};

static struct snd_soc_codec_driver soc_codec_dev_uda134x = {
    .probe =        uda134x_soc_probe,
    .remove =       uda134x_soc_remove,
    .suspend =      uda134x_soc_suspend,
    .resume =       uda134x_soc_resume,
    .reg_cache_size = sizeof(uda134x_reg),
    .reg_word_size = sizeof(u8),
    .reg_cache_default = uda134x_reg,
    .reg_cache_step = 1,
    .read = uda134x_read_reg_cache,
    .write = uda134x_write,
    .set_bias_level = uda134x_set_bias_level,
};

/* 注册 Codec */
snd_soc_register_codec(&pdev->dev, &soc_codec_dev_uda134x, &uda134x_dai, 1);

snd_soc_register_codec 函数的大体步骤：

/* 分配 snd_soc_codec */
1. codec = kzalloc(sizeof(struct snd_soc_codec), GFP_KERNEL);

2. 配置 Codec 

/* 注册 dais */
3. snd_soc_register_dais：

    /* 分配 snd_soc_dai */
    1. dai = kzalloc(sizeof(struct snd_soc_dai), GFP_KERNEL);
    
    2. 配置 Dai
    
    3. 将 Dai 加入到 dai_list
    
    4. 调用 snd_soc_instantiate_cards 函数触发一次匹配绑定操作

4. 将 Codec 加入到 codec_list

5. 调用 snd_soc_instantiate_cards 函数触发一次匹配绑定操作

S3c24xx-i2s.c 与 Dma.c 文件

ASOC 把 Platform 驱动分为两个部分：snd_soc_platform_driver 和
snd_soc_dai_driver。其中，platform_driver 负责管理音频数据，把音频数据通过 dma 或其他操作传送至 cpu dai
中，dai_driver 则主要完成 cpu 一侧的 dai 的参数配置，同时也会通过一定的途径把必要的 dma 等参数与 snd_soc_platform_driver 进行交互。

先来看 Dma.c 中的 samsung_asoc_platform_probe 函数：

static struct snd_pcm_ops dma_ops = {
    .open       = dma_open,
    .close      = dma_close,
    .ioctl      = snd_pcm_lib_ioctl,
    .hw_params  = dma_hw_params,
    .hw_free    = dma_hw_free,
    .prepare    = dma_prepare,
    .trigger    = dma_trigger,
    .pointer    = dma_pointer,
    .mmap       = dma_mmap,
};

static struct snd_soc_platform_driver samsung_asoc_platform = {
    .ops        = &dma_ops,
    .pcm_new    = dma_new,
    .pcm_free   = dma_free_dma_buffers,
};

/* 注册 soc platform */
snd_soc_register_platform(&pdev->dev, &samsung_asoc_platform);

snd_soc_register_platform 函数中申请、配置了 snd_soc_platform 结构，并将其加入到了 platform_list，然后调用 snd_soc_instantiate_cards 函数进行绑定。

samsung_asoc_platform 结构中的 pcm_new 主要用来分配一个 buffer，dma 使用它来操作音频数据; pcm_free 用来释放这个 buffer; ops 中为涉及到 dma 操作以及 dma buffer 管理等工作的函数。

S3c24xx-i2s.c 中的 s3c24xx_iis_dev_probe 函数：

static const struct snd_soc_dai_ops s3c24xx_i2s_dai_ops = {
    .trigger    = s3c24xx_i2s_trigger,
    .hw_params  = s3c24xx_i2s_hw_params,
    .set_fmt    = s3c24xx_i2s_set_fmt,
    .set_clkdiv = s3c24xx_i2s_set_clkdiv,
    .set_sysclk = s3c24xx_i2s_set_sysclk,
};

static struct snd_soc_dai_driver s3c24xx_i2s_dai = {
    .probe = s3c24xx_i2s_probe,
    .suspend = s3c24xx_i2s_suspend,
    .resume = s3c24xx_i2s_resume,
    .playback = {
        .channels_min = 2,
        .channels_max = 2,
        .rates = S3C24XX_I2S_RATES,
        .formats = SNDRV_PCM_FMTBIT_S8 | SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,},
    .capture = {
        .channels_min = 2,
        .channels_max = 2,
        .rates = S3C24XX_I2S_RATES,
        .formats = SNDRV_PCM_FMTBIT_S8 | SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,},
    .ops = &s3c24xx_i2s_dai_ops,
};

/* 注册 soc dai */
snd_soc_register_dai(&pdev->dev, &s3c24xx_i2s_dai);

snd_soc_register_dai 函数中申请、配置了 snd_soc_dai 结构，并将其加入到了 dai_list，然后调用 snd_soc_instantiate_cards 函数进行绑定。

这两个结构中的函数不难理解，主要是为了配置 I2S 的引脚及时钟、dai 数据格式等。

这些函数可能会由 soc-core 或 Machine 驱动中的函数调用。