ALSA声卡09_从零编写之参数设置_学习笔记

1、参数设置分析

（1）open: soc_pcm_open 依次调用cpu_dai, dma, codec_dai, machine的open或startup函数


只在dma的open函数里添加参数相关的代码


（2）SNDRV_PCM_IOCTL_HW_PARAMS: soc_pcm_hw_params 依次调用machine,codec_dai,cpu_dai,platform(dma)的hw_params函数
    
在uda1341.c, s3c2440-iis.c里实现hw_params函数（把裸板程序里面的相关代码移过来）


(s3c2440-dma.c 主要涉及数据传输，在下一节实现hw_params函数)

（3）打开声卡的时候会调用到machine部分的dma.c的snd_pcm_ops的dma_open函数)

2、open函数

（1）s3c2440_dma.c(Platform)

static int s3c2440_dma_open(struct snd_pcm_substream *substream)
{
struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
    int ret;
    /* 设置属性 */
snd_pcm_hw_constraint_integer(runtime, SNDRV_PCM_HW_PARAM_PERIODS);
snd_soc_set_runtime_hwparams(substream, &s3c2440_dma_hardware);
    }
return 0;
}

（2）snd_pcm_hardware结构体

static const struct snd_pcm_hardware s3c2440_dma_hardware = {
.info= SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED | //数据的排列方式（左右左右左右还是左左左右右右）
   SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
   SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
   SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID |
   SNDRV_PCM_INFO_PAUSE |
   SNDRV_PCM_INFO_RESUME,
.formats= SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE |  //所支持的音频数据格式
   SNDRV_PCM_FMTBIT_U16_LE |
   SNDRV_PCM_FMTBIT_U8 |
   SNDRV_PCM_FMTBIT_S8,
.channels_min= 2,//通道数
.channels_max= 2,
.buffer_bytes_max= 128*1024,
.period_bytes_min= PAGE_SIZE,
.period_bytes_max= PAGE_SIZE*2,
.periods_min= 2,
.periods_max= 128,
.fifo_size= 32,
};

3、hw_params函数(硬件参数)

（1）uda1341.c(codec)

static int uda1341_hw_params(struct snd_pcm_substream *substream,
struct snd_pcm_hw_params *params,
struct snd_soc_dai *dai)
{
    /* 根据params的值,设置UDA1341的寄存器 
     * 比如时钟设置,格式
     */
    /* 为了简单, 在uda1341_init_regs里就设置好时钟、格式等参数 */
    return 0;
}

Uda1341的初始化

static void uda1341_init_regs(struct snd_soc_codec *codec)
{


/* GPB 4: L3CLOCK */
/* GPB 3: L3DATA */
/* GPB 2: L3MODE */
    *gpbcon &= ~((3<<4) | (3<<6) | (3<<8));
    *gpbcon |= ((1<<4) | (1<<6) | (1<<8));

    uda1341_write_reg(codec, UDA1341_STATUS0, 0x40 | STAT0_SC_384FS | STAT0_DC_FILTER); // reset uda1341
    uda1341_write_reg(codec, UDA1341_STATUS1, STAT1_ADC_ON | STAT1_DAC_ON);


    uda1341_write_reg(codec, UDA1341_DATA00, DATA0_VOLUME(0x0)); // maximum volume
    uda1341_write_reg(codec, UDA1341_DATA01, DATA1_BASS(0)| DATA1_TREBLE(0));
    uda1341_write_reg(codec, UDA1341_DATA10, 0);  // not mute
}

驱动程序函数uda1341_soc_probe调用uda1341_init_regs函数

/* 所有寄存器的默认值 */
static const char uda1341_reg[UDA1341_REG_NUM] = {
    /* DATA0 */
    0x00, 0x40, 0x80,
    
/* Extended address registers */
0x04, 0x04, 0x04, 0x00, 0x00, 0x00,


    /* data1 */
    0x00,
    
    /* status regs */
    0x00, 0x83,
};

probe函数

static int uda1341_soc_probe(struct snd_soc_codec *codec)
{
    int ret;
    uda1341_init_regs(codec);
    return ret;
}

（2）s3c2440_iis.c(Platform)

static int s3c2440_i2s_hw_params(struct snd_pcm_substream *substream,
struct snd_pcm_hw_params *params,
struct snd_soc_dai *dai)
{
    /* 根据params设置IIS控制器 */


    int tmp_fs;
    int i;
    int min = 0xffff;
    int pre = 0;
    unsigned int fs;
    struct clk *clk = clk_get(NULL, "pclk");

入口函数映射寄存器（出口函数取消映射）
    /*gpecon   = ioremap(0x56000040, 4);//0x56000040是物理地址，大小是4字节
    iis_regs = ioremap(0x55000000, sizeof(struct s3c2440_iis_regs));*/
    /* 配置GPIO用于IIS */ 

    *gpecon &= ~((3<<0) | (3<<2) | (3<<4) | (3<<6) | (3<<8));
    *gpecon |= ((2<<0) | (2<<2) | (2<<4) | (2<<6) | (2<<8));
    
    
    /* bit[9] : Master clock select, 0-PCLK
     * bit[8] : 0 = Master mode
     * bit[7:6] : 10 = Transmit mode
     * bit[4] : 0-IIS compatible format
     * bit[2] : 384fs, 确定了MASTER CLOCK之后, fs = MASTER CLOCK/384
     * bit[1:0] : Serial bit clock frequency select, 32fs
     */
     寄存器映射（写入一个结构体后再映射）

static volatile struct s3c2440_iis_regs *iis_regs;

struct s3c2440_iis_regs {
    unsigned int iiscon ; 
    unsigned int iismod ; 
    unsigned int iispsr ; 
    unsigned int iisfcon; 
    unsigned int iisfifo; 
};
    iis_regs = ioremap(0x55000000, sizeof(struct s3c2440_iis_regs));//寄存器映射

    if (params_format(params) == SNDRV_PCM_FORMAT_S16_LE)//每个采样值占据的位数（是8位还是16位根据params决定）
        iis_regs->iismod = (2<<6) | (0<<4) | (1<<3) | (1<<2) | (1);
    else if (params_format(params) == SNDRV_PCM_FORMAT_S8)
        iis_regs->iismod = (2<<6) | (0<<4) | (0<<3) | (1<<2) | (1);
    else
        return -EINVAL;//其他值是错误的
    struct clk *clk = clk_get(NULL, "pclk");

PCLK=clk_get_rate(clk）；最后要用clk_put(clk);
    /* Master clock = PCLK/(n+1)
     * fs = Master clock / 384//fs是采样率
     * fs = PCLK / (n+1) / 384
     */
    fs = params_rate(params);//采样频率根据params得到
    for (i = 0; i <= 31; i++)
    {
        tmp_fs = clk_get_rate(clk)/384/(i+1);
        if (ABS(tmp_fs, fs) < min)
        {
            min = ABS(tmp_fs, fs);
            pre = i;
        }
    }
    iis_regs->iispsr = (pre << 5) | (pre);


    /*
     * bit15 : Transmit FIFO access mode select, 1-DMA
     * bit13 : Transmit FIFO, 1-enable
     */
    iis_regs->iisfcon = (1<<15) | (1<<13);
    
    /*
     * bit[5] : Transmit DMA service request, 1-enable
     * bit[1] : IIS prescaler, 1-enable
     */
    iis_regs->iiscon = (1<<5) | (1<<1) ;


    clk_put(clk);
    
    return 0;
}
（3）s3c2440_dma.c(Platform)

static int s3c2440_dma_hw_params(struct snd_pcm_substream *substream,
struct snd_pcm_hw_params *params)
{
struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
unsigned long totbytes = params_buffer_bytes(params);
    
    /* 根据params设置DMA */
snd_pcm_set_runtime_buffer(substream, &substream->dma_buffer);


    /* s3c2440_dma_new分配了很大的DMA BUFFER
     * params决定使用多大
     */
runtime->dma_bytes            = totbytes;
    playback_dma_info.buffer_size = totbytes;
    playback_dma_info.period_size = params_period_bytes(params);


    return 0;
}

4、uda1341.c

codec部分

static struct snd_soc_codec_driver soc_codec_dev_uda1341 = {
    .probe = uda1341_soc_probe,
    /* UDA1341的寄存器不支持读操作，只支持写操作
     * 要知道某个寄存器的当前值,
     * 只能在写入时保存起来（cache）
     */
.reg_cache_size = sizeof(uda1341_reg), //存放的是寄存器的值(cache有多大，看看寄存器个数)
.reg_word_size = sizeof(u8),//每个寄存器占的数据位数
.reg_cache_default = uda1341_reg,//默认值
.reg_cache_step = 1,
.read  = uda1341_read_reg_cache,//读寄存器的函数
.write = uda1341_write_reg,  /* 写寄存器 */
};
(1)读寄存器（支持寄存器的读操作的编解码芯片可用读寄存器函数）

/*
 * The codec has no support for reading its registers except for peak level...
 */

对于uda1341智能在cache中读出来
static inline unsigned int uda1341_read_reg_cache(struct snd_soc_codec *codec,
unsigned int reg)
{
u8 *cache = codec->reg_cache;//对于uda1341智能在cache中读出来


if (reg >= UDA1341_REG_NUM)//寄存器的个数大于某个值，返回-1
return -1;
return cache[reg];
}
（2）写寄存器

static int uda1341_write_reg(struct snd_soc_codec *codec, unsigned int reg,
unsigned int value)
{
u8 *cache = codec->reg_cache;//把写寄存器的值写到cache里面去（备份下来，因为uda1341不允许读寄存器操作）


    /* 先保存 */
if (reg >= UDA1341_REG_NUM)//寄存器个数为12
return -1;
cache[reg] = value;//保存值


    /* 再写入硬件 */
    
    /* 对于EA（扩展寄存器）,需要调用2次l3_write */先把EA地址值作为数据发送出去，再把ED作为数据值发送出去
    if ((reg >= UDA1341_EA000) && (reg <= UDA1341_EA110))
    { //左边的参数是地址（data0），右边的参数是数据  (uda1341_reg_addr[reg]对应的是扩展地址)，最高两位或上1
        l3_write(UDA1341_DATA0_ADDR, uda1341_reg_addr[reg] | UDA1341_EXTADDR_PREFIX);
        l3_write(UDA1341_DATA0_ADDR, value | UDA1341_EXTDATA_PREFIX);
    }
    else
    {
        l3_write(uda1341_reg_addr[reg], value | uda1341_data_bit[reg]);//我们访问某个寄存器的时候，数据值要或上某一些位，才能定位到uda1341的某一类下的某个寄存器
    }


    return 0;
}

dai部分

static struct snd_soc_dai_driver uda1341_dai = {
.ops = &uda1341_dai_ops,
};

static const struct snd_soc_dai_ops uda1341_dai_ops = {
.hw_params  = uda1341_hw_params,
};

5、uda1341硬件分析

（1）2440通过3条线连接uda1341,想写uda1341的寄存器，肯定需要地址和数据，L3MODE等于0时表示线L3DATA线上传输的是地址，为1时传输的是数据。L3CLOCK表示每一个时钟 传输1位。

（2）看芯片手册（UDA1341TS.pdf）有多少个寄存器

数据位7~2代表设备地址（表示uda1341），数据位0和1表示地址

（3）L3接口

先发出地址，再发出数据。地址里bit7~bit2用于表示uda1341,数据位0和1表示访问哪类寄存器，有3类

data0类能访问多少个寄存器

可认为第1、2、3三行代表的是寄存器，第4、5行不是寄存器，是扩展地址，发出的数据是data0这1类，并且前面两个数据是11的话，后面的3位表示扩展地址。

想访问某个扩展地址，如访问EA，先是地址，后是数据（数据是扩展寄存器的地址（高两位是1））

下面的1、2、3、4、5、6、7代表寄存器，对于data0这1类有9个寄存器

data1这1类只有1个

status这1类，先发出地址，再发出数据，如果数据的最高位是0，选第1行数据，否则选第2行数据。

所以uda1341会根据第2个周期的某些位来分辨访问哪些寄存器，共有3类12个寄存器。