Linux音頻驅動之一：ALSA架構簡介

　　一. 概述

　　ALSA是Advanced Linux Sound Architecture 的縮寫，目前已經成為了linux的主流音頻體系結構，想了解更多的關于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為我們提供了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 --> 用于聲卡的控制，例如通道選擇，混音，麥克風的控制等

　　midiC0D0 --> 用于播放midi音頻

　　pcmC0D0c --〉 用于錄音的pcm設備

　　pcmC0D0p --〉 用于播放的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最后一個c代表capture，pcmC0D0p最后一個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：

　　view plain#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里

　　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