linux怎么装声卡驱动

2014-10-10 17:23:42 story1987 阅读数 10645
一、什么是ALSA ;

  Advanced Linux Sound Architecture 的简称为 ALSA ,译成中文的意思是 Linux 高级声音体系(这是我直译的,可能译的不对);一谈到体系就有点范围就太大了,所以ALSA不仅仅是包括对声卡的支持和驱动;

  ALSA具有如下特征:

  代码:

  1、对所有音频接口的高效支持,从普通用户的声卡到专业级别多路音频设备

  2、声卡驱动完全模块化设计

  3、SMP and thread-safe design.

  4、开发库(alsa-lib) 为程序设计提供了简单、方便,并且拥有有高级的效果和功能;

  5、支持旧版本的OSS API 结口,能为大多数的OSS应用程序提供兼容;OSS是一个商业性的驱动,OSS有一个简装本的代码已经移入内核和ALSA,其中alsa-oss就是;OSS公司据说目前已经并不存在了;我们没有必要用OSS 公司提供的商业版本;用ALSA和OSS简装版足够;

  二、关于硬件驱动驱动的必备基础 ;

  1、如何查看硬件芯片;

  在Linux操作系统中,所有的硬件都是以芯片组来区分的,品牌并不是最重要的;硬件最重要的标识是芯片组;所以您在讨论区求助的时候,只说硬件品牌,而不提供芯片组,大家是帮助不了您的,切记;

  我们查看硬件的芯片组是的命令是 lspci -v 或者是dmesg,由于dmesg输出的信息不太多,不够直观;所以经常用的还是lspci -v ;也可以用lshal 获取;最方便的还是lspci -v;初学者还是用 lspci -v 更好一点;

  代码:
  [root@localhost beinan]# lspci -v

  我们运行lspci -v 后,如果查看声卡芯片组,发会现有类似下面的一段;

  代码:
  [root@localhost beinan]# lspci -v

  Multimedia audio controller: Intel Corporation 82801DB/DBL/DBM (ICH4/ICH4-L/ICH4-M)
AC'97 Audio Controller (rev 03)
Subsystem: Hewlett-Packard Company: Unknown device 3080
        Flags: bus master, medium devsel, latency 0, IRQ 5
        I/O ports at 1c00  size=256
        I/O ports at 18c0  size=64
        Memory at e0100c00 (32-bit, non-prefetchable)  size=512
        Memory at e0100800 (32-bit, non-prefetchable)  size=256
        Capabilities: [50] Power Management version 2

  2、系统内核版本;

  代码:
  [root@localhost beinan]# uname -r -m -p -i
  2.6.11-1.1369_FC4 i686 i686 i386

  上面的表示的是系统的内核版本,处理器架构等;

  提示:如果您自己编译内核,还要安装kernel-devel (或 kernel-source), 这个是在系统光盘或者映像文件中有带;如果您想自己用  下载内核,自己编译,然后再来驱动声卡,也可以到  上下载最新的内核源码;

  一般情况下,如果系统默认的内核不能驱动声卡,大多得更换内核,我们建议您先从发行版所提供的升级包来升级内核及源码;比如Fedora 的扩展项目软件包更新速度极快,我们能通过apt和yum进行kernel的升级;在启用新内核时,我们不建议您删除老内核;因为现在Fedora / Redhat 引入apt和yum 更新工具,系统的完整性极为重要;如果系统被破坏,用更新工具变得极为困难;

  比如Fedora 的apt和yum升级源升级的内核也解决不了您的问题,我们可能需要自己通过  下载内核来编译;但也不能删除以前的内核包及源码包;一是为了安全,毕竟我们自己编译内核不是百分之百的成功;另外系统自带的内核及源码包被系统很多软件依赖;apt和yum 每次更新软件包的时候都要检查系统的完整性;

  对于有些发行版,可以直接从从  下载最新的内核;如果从系统提供的内核源码(kernel-devel或kernel-source)编译,可能解决不了您的问题;

  3、nf的内容;

  在Fedora Core 4.0 中,内核模块的添加或定义别名是在 /etc/nf 文件;在其它版本可能是 nf ;如果您的系统中存在nf ,我们就以这个文件为准;不同发行版有不同的定义文件,比如 slackware 是定义在/etc/nf 中,但也要在 /etc/rc.d/rc.modules 打开相关驱动模块;

  nf 或者nf就是对系统已经加载的模块进行相应的配置,比如设置别名等;这些一般都是自通过工具自动生成的,我们也可以通过查看硬件的文档和站点,也可以自己添加。为什么这样添加,而不是那样的呢?我也不懂了,因为人家文档那样说的,我不会开发,如果懂的开发的,可能会明白;请理解理解我;

  比如我用的是855的主板,系统驱动用的是 snd-intel8x0,在/etc/nf的配置是如下的内容; 下面这段内容是通过 alsaconf 配置工具自动生成的;

  代码:
alias snd-card-0 snd-intel8x0
options snd-card-0 index=0
options snd-intel8x0 index=0
remove snd-intel8x0 { /usr/sbin/alsactl store 0 >/dev/null 2>&1 || : ; }; /sbin/modprobe -r --ignore-remove snd-intel8x0

  4、lsmod 查看已经加载的内核模块;

  如果一个设备在内核的编译中是以模块方式加载的,主要是通过lsmod 来查看;

  代码:
  [root@localhost beinan]# lsmod

  可能初学Linux的弟兄会问,内核的module存放在哪里,我们能不能自己来手工加载模块;内核的模块放在 /lib/modules/内核的版本/kernel/ ,比如在Fedora 4.0 中,我们可以看到如下的:

  代码:
  [root@localhost beinan]# ls /lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/kernel/
  arch/    crypto/  drivers/ fs/      lib/     net/     sound/其中,sound 就是声卡模块存放目录,大多数的硬件驱动放在 drivers目录,fs 是文件系统模块的目录;net是与网络有关的存放目录,比如一些网络协议支持的模块、防火墙支持的模块等;arch 是cpu方面 ... ...

  如果我们想自己加载模块,就到这些目录中查看相应模块的信息,然后用 modprobe 来加载;

  代码:
  [root@localhost beinan]# modinfo snd-intel8x0

  查看一个模块的信息,我们用 modinfo 来查看,所要查看的模块不要带 .ko 或者.o 之类的;比如查看到类似下面的信息;

  description: Intel 82801AA,82901AB,i810,i820,i830,i840,i845,MX440; SiS 7012; Ali 5455

  通过这个我们足可以知道这是Intel 集成声卡,通过lspci -v 得到的声卡信息,感觉他们很相近;所以就能尝试用这个模块来驱动;

  代码:
  [root@localhost beinan]# modprobe snd-intel8x0

  用 modprobe 加载了模块,然后我们通过 lsmod 就能看到了;对于声卡模块是这么加载的,其它设备的驱动模块也是如此;

  <font color=red>注意:[/b][/size]这些只是教您一点基础知识,遇到什么问题,知道怎么去查看解决;如果您在论坛求助的时候,是必须把 lsmod 输入内容以及 /etc/nf 或 nf 的内容帖出来。这样能节省很多时间,否则大家不会明白问题出在哪里;

  三、针对自己系统的声卡不发声,我是否有必要来升级内核解决;

  可能存在这样的情况,比如有时我在Mandriva Linux时,声卡是有声音的,但安装好Fedora 系统后却没有声音了;所以我们有必要弄清楚如下的几个问题;可能声卡已经驱动起来了,只是我们不太了解系统的原因所致;下面我们以Fedora 为例;

  1、声卡是不是被系统识别支持了;

  我们可以用Fedora 提供的配置工具 system-config-soundcard 来测试;

  代码:
  [beinan@localhost ~]# system-config-soundcard

  通过测试,如果能听到声音,证明声卡已经驱动好了;如果听不到声音,但反应在也不迟钝,不是打开 system-config-soundcard ,按测试播放声音时会出现假死的情况;可能是声量没有打开;

  2、是否把声卡的音量打开了,比如PCM 和MASTER等;

  我们可以用下面几个工具;

  代码:
  [beinan@localhost ~]# gnome-volume-control
  [beinan@localhost ~]# kmix
  [beinan@localhost ~]# alsamixer
  [beinan@localhost ~]# aumix

  上面的四个工具,可以尝试一下,有时这几个工具存在BUG的事;所以我们还要引入一个工具 aumix ,目前已经被Fedora 删除了;我们自己安装上就行了;

  3、我的声卡是测试时是有声音的,但我为什么不能播放CD和听mp3呢?

  自从Redhat 8.0以后,也就是说 Redhat 9.0 ,Fedora 1.0,Fedora 2.0,Fedora 3.0 ,Fedora 4.0的媒体播放软件不再对mp3提供支持;究其原因是版权方面的原因;但这不是意味着我们不能在Fedora 系统中让播放软件支持 mp3;我们可以安装mp3支持补丁或者下载全新的播放器;而这一切都离不开在线安装工具 apt或yum ;

  至于CD为什么不能播放的问题,在论坛上已经说过多次了;首先要保证CDROM的音频线和主板相连接;有的弟兄会问,Windows为什么就能直接播放,我也没有把CDROM的音频线接在主板上;我答复您的是:咱们得转换观念,咱们是在用Linux,而不是Windows;

  4、查看声卡是否有模块冲突;

  比如Intel 主板集成了猫和声卡、网卡等,这时可能猫的蜂鸣器会被系统识别为声卡,所以要通过 lsmod 来查看,是否有 snd-intel8x0m;如果有则要处理一下;把在/lib/modules/内核的版本/kernel/sound/pci 中或 /lib/modules/内核的版本/kernel/drviers/sound/pci中的 snd-intel8x0m.ko改名为 snd-intel8x0m.koBAK ;

  还有类似的主板,比如 VIA 主板集成了声卡和猫的, 如果声卡不发声,大多也与这有关,比如内核模块有snd-via82xx.ko 和snd-via82xx-modem.ko,可能系统会把 snd-via82xx-modem.ko模块当成是声卡的驱动。如果您出现这样的情况,也要改名;

  5、通过 alsaconf 来配置声卡;

  一般的情况下,系统在安装的时候,会自动把声卡配好;如果能识别的,就基本没有问题了;但如果出现识别了,但还是不发声;或者识别成猫的蜂鸣器;所以我们除了要把前面所说的猫的蜂鸣器模块改名后,还要重新运行一下声卡配置工具 alsaconf ;可能我们还需要前面的一点知识,比如 modprobe 、lsmod等;有必要的时候还要启新启动机器;

  如果我没有alsaconf 这个命令怎么办?

  代码:
  [root@localhost beinan]# /usr/sbin/alsaconf

  比如在Fedora Core 4.0 中,可能您不能发现这个命令;您采取的办法只能是重新编译 alsa-utils ;但也要保守编译;不能把alsa相关的包全都删除,只能是选择对应版本来编译;现在的Fedora 通过yum和apt升级,如果系统所依赖的包出被移除,比较重要的,alsa 就是其中的一个;会导致一些程序不能用;因为有版本对应关系;我们不能把系统整体的依赖关系打破;当然无关紧要的,比如这个软件包是依赖于其它包,而这个包不为其它包提供依赖的包,这样的包是可以移除的;

  自己编译alsa-utils 的办法是:

  首先,确认系统alsa软件包的版本;

  代码:
  [root@localhost alsa]# rpm -qa |grep alsa
  alsa-utils-1.0.9rf-2.FC4
  alsa-lib-1.0.9rf-2.FC4
  alsa-tools-1.0.9-1.fc4

  我们要到  中下载 1.0.9的源码包;主要下载alsa-lib-1.0.9 和 alsa-utils-1.0.9a;不要卸载原来的RPM包;先安装 alsa-lib-1.0.9,然后再安装alsa-utils-1.0.9a ;编译方法无非是 tar zxvf file.tar.gz 或者 tar jxvf file.tar.bz2 ,然后是进入相应的解压目录 ./configure;make;make install ;

  当然您要有安装开发工具、开发库等;如果不能进行源码包安装alsa等,所以我们要补装系统所缺少的软件;请参考 《Fedora / Redhat 软件包管理指南》

  这样我们就有 alsaconf 工具可用了;这样编译 alsa也不会对系统造成破坏;

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  中场休息:我已经精疲力尽,上面所提到的我都尝试了,但还是不能驱动声卡;我该怎么办?
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  如果上面的的内容您都明白了,那我得为您祝贺,说明您对硬件的驱动方法已经有所了解了;虽然声卡的问题还是没有解决,但您把基本的必备知识掌握,解决声卡的发声还不是什么难事;

  您看到这里已经是很疲惫,呵,我写到这里也有点累;但为了初学者在Linux能听到音乐,我还得接着努力,直到把您的问题解决为止;

  四、安装新版本的ALSA;

  1、对ALSA软件包的说明;

  通过上面的一系列工程,可能您发现还不能解决您的问题,这时我们有必要升级ALSA;至于是否升级内核,我们还得等完成这步,看是否有必要;比如在Fedora 4.0 中,我们通过 rpm -qa |grep alsa 查询时会发现没有 alsa-driver 这个包,这是怎么回事?

  代码:
  [root@localhost alsa]# rpm -qa |grep alsa
  alsa-utils-1.0.9rf-2.FC4
  alsa-lib-1.0.9rf-2.FC4

  现就ALSA 相关的软件包做一说明(在 上有列出);

  alsa-lib 是alsa-driver 或者alsa其它包的时候,必须先安装这个包;

  alsa-driver 是音频设备的驱动;一般内核都集成在里面,大多是以模块的方式,安装在了 /lib/modules/内核的版本/kernel/sound 或 /lib/modules/内核的版本/kernel/drviers/sound/ 中了;每个版本的内核都是如此;这也是我们没有在 Fedora Core 4.0 中没有发现 alsa-driver的原因 ;如果我们自己编译升级 alsa,其中 alsa-driver 也是被安装在 /lib/modules/内核的版本/kernel/sound 中或 /lib/modules/内核的版本/kernel/drviers/sound 中 ;明白了吧;

  alsa-utils 这个包主要是一些声卡配置工具,比如 alsaconf 、 alsamixer等;

  alsa-oss 这个包和alsa-driver 一样,也没有以独立的包出现在 Fedora Core 4.0 中,原因和alsa-driver 一样,是集成在内核了,这个包极有必要的;如果我们升级ALSA的话,有些声卡用ALSA是驱动不起来的,是必须用alsa-oss才行;alsa-oss 包括了oss驱动库;alsa-oss,我们自己安装一般是默认放在了 /usr目录中;

  alsa-tools 这个是额外的工具包,不是必须的;是针对一些特别的声卡的工具或者解码器之类,您可以根据自己的声卡来安装;不安装也是可以的;

  其它的包就不说了,到  上去看吧;比较重要的就是 alsa-lib 、alsa-driver、alsa-utils 、alsa-oss ;

  2、ALSA的编译安装的前期准备;

  编译安装ALSA,我们需要什么环境,就如同我们在Windows中打开一个file.doc文档一样,是需要先把Word安装上一样;Linux也是如此,我们必須先把软件包编译所需要的工具安装上;另外还要安装kerenel-devel或者其它一些支持的库,如果您没有安装这些,编译无法进行;这样开发工具都在系统安装盘中;如果您不知道如何安装,对于Fedora /Redhat 请参见 《Fedora / Redhat 软件包管理指南》

  您也要在线升级内核及内核的源码包,以Fedora 4.0为例,必须保证kernel 和kernel-devel 包是同一个版本;可能您看到好多kernel的包,还有什么smp之类的;如果您只是单处理器的,就不要用smp的;看图作业(点击看大图,升级内核时,请选择图中标记的颜色对应的内核和源码升级,也就是说版本要对应)

  <img src="" weight=200 height=200>

  重要:通过在线升级内核可能会解决您的声卡所存在的问题,要试着用前面所说的来尝试解决;您还可以通在在线升级alsa-lib ;alsa-tools ;alsa-utils 等包;

  如果通过在线升级内核及alsa-lib;alsa-utils;alsa-tools 等能解决您的问题,请不必看以下的内容;

  为什么说,通过在线长级内核能解决呢?因为通过内核的升级,内核包内置的alsa-driver 可能也得到了升级,如果打包的人升级了alsa-driver的话;如果是不能解决,说明alsa-driver 还是老版本;起重要作用的是alsa-driver ; 如果在线升级的过程中,alsa-lib没有新版本,肯定新内核中的alsa-driver 也没有更新,因为他们是配套的;明白了吧;

  判断是否有必要重编内核:

  代码:
[root@localhost beinan]# modinfo soundcore
filename:       /lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/kernel/soundBAK/soundcore.ko
description:    Core sound module
author:         Alan Cox
license:        GPL
alias:          char-major-14-*
vermagic:       2.6.11-1.1369_FC4 686 REGParm 4KSTACKS gcc-4.0
depends:
srcversion:     E11490DC3F523551C4C2A6D

  如果出现上面类似的信息,则不必编译内核;

  误区之一:看到论坛的好多弟兄,总认为只要在线升级了alsa-lib 和alsa-utils 或 alsa-tools 就能解决声卡不发声的问题;其实不是这样的;因为起关健作用的是内核,而内核中的声卡驱动也是来自alsa-driver ;所以我们要尝试升级 alsa-driver 才能解决问题,只升级alsa-lib和alsa-utils 有何用?声卡的驱动并没有更新;有时升级alsa-lib 和alsa-utils 或许也能让声卡发声;只能说明是alsa-lib或alsa-utils存在了问题才导致声卡不发声;

  误区之二:也有弟兄认为驱动声卡是一定要重新从  下载内核,然后自己编译内核来解决声卡的问题;通过 下载的内核,是能解决您的问题;但 的内核集成声卡驱动也是来自于  ;如果我们为了解决声卡驱动,没有在尝试用 alsa-driver 新版本的情况下,是没有必要重新编译内核的;

  正确观点:只要内核中的soundcore 是以模块的形式编译的,并且通过modinfo soundcore查看版本信息输出,我们就没有太大必要重编内核;因为系统几乎对所有的声卡及设备都有编译进去;所以我们先不要重编内核;除非做了升级alsa-driver后,还是不能解决问题,这时才能重编译核;alsa-driver 是和内核配置文件相关联的;也就是说,alsa-driver 是根据内核的配置文件来进行判断,对哪些声卡应该支持等;如果内核的配置文件没有配置对您的声卡进行支持;这时才需要我们来配置内核;另外内核中对声卡的支持的驱动也是来自于 alsa-driver ;

  3、尝试编译安装ALSA ;

  比如我下载了alsa 1.0.10rc1 版本,要下载配套的,比如 alsa-driver、alsa-lib、alsa-oss、alsa-utils 要下载同一系列的版本;我们先要安装alsa-lib;然后再安装其它的包;

  警告: 在编译alsa所有包的时候,对于Fedora Core ,请不要卸载系统自带的alsa-lib 及alsa-utils 等;这样能欺骗系统,说明系统完整的;alsa是基础包之一,不是随便可以卸载的,因为有很多的包依赖这几个旧的包;比如xmms,如果您把alsa-lib系统自带的包卸掉了,xmms就不能用 alsa驱动,只能用oss驱动了,除非您在升级alsa-lib后重新编译xmms;另外最严重的后果,如果卸掉了这几个包,会破坏系统整体的依赖关系,yum和apt升级系统将无关正常运行;

  代码:
[root@localhost alsa]# tar jxvf alsa-lib-1.0.10rc1.tar.bz2
[root@localhost alsa]# cd alsa-lib-1.0.10rc1
[root@localhost alsa-lib-1.0.10rc1]# ./configure ;make ;make install

  [root@localhost alsa]# tar jxvf alsa-utils-1.0.10rc1.tar.bz2
[root@localhost alsa]# cd alsa-utils-1.0.10rc1
[root@localhost alsa-utils-1.0.10rc1]# ./configure ;make ;make install

  [root@localhost alsa]# tar jxvf alsa-driver-1.0.10rc1.tar.bz2
[root@localhost alsa]# cd alsa-driver-1.0.10rc1
[root@localhost alsa-driver-1.0.10rc1]# ./configure ;make ;make install

  [root@localhost alsa]# tar zxvf alsa-oss-1.0.10rc1.tar.bz2
[root@localhost alsa]# cd alsa-oss-1.0.10rc1
[root@localhost alsa-oss-1.0.10rc1]# ./configure ;make;make install

  提示:其中alsa-driver 可以定义声卡来编译,这个对于老手还比较适用,如果您还不太会查看alsa的文档的话,就直接用通用的./configure;make;make install 来安装;这样所有的声卡都安装进去了;

  4、尝试通过用新的ALSA驱动来配置声卡 ;

  在这个时候,我们才用到前面讲的基础知识;呵。。。。。书到用时方恨少;不学习怎么也不行;

  1)通过alsaconf 来配置声卡;

  我们要通过alsaconf 来配置,看能否找到声卡;在运行alsaconf的时候,对于FC4请修改/etc/nf 对其它的版本按前面的说,可能是 /etc/nf ,把所有关于声卡的项目前面加#注掉,或者删除;

  在选行alsaconf时,我们有必要运行一下如下的两个命令;目的是更新文件的索引数据库;

  代码:
  [root@localhost beinan]# rpm -rebuilddb 这个是针对RPM包的系统的;
  [root@localhost beinan]# updatedb然后再来运行alsaconf

  代码:
  [root@localhost beinan]# /usr/sbin/alsaconf

  我们用过alsaconf后,要查看 /etc/nf 或/etc/nf ;还要lsmod ,看声卡模块有没有加载进来。如果没有加载进来,我们还要会用 modprobe 加载模块,前面有说,请回头看看;

  如果运行 alsaconf 后,配置文件 /etc/nf 并没有发生变化,没有发现声卡的配置内容;您要到  上查看相应的信息,只看关于 /etc/nf 的内容就行;比如他在上面说的是nf 的,您可以直接写到 nf (如果是Fedora 的话),各个系统的配置文件都差不多,如果不是nf就是nf ;

  请参见:ALSA 声卡支持列表和文档

  请根据文档所说的来加载模块和配置 nf或 nf ;

  2) 调节音量;

  我们可能已经把声卡驱动起来了,但没有声音,所要一定要打开音量;调节工具:kmix 、aumix 、alsamixer及system-config-soundcard等工具;

  3)值得注意是的,如果您播放mp3时,要注意以下系统;

  自从Redhat 8.0以后,也就是说 Redhat 9.0 ,Fedora 1.0,Fedora 2.0,Fedora 3.0 ,Fedora 4.0的媒体播放软件不再对mp3提供支持;究其原因是版权方面的原因;但这不是意味着我们不能在Fedora 系统中让播放软件支持 mp3;我们可以安装mp3支持补丁或者下载全新的播放器;而这一切都离不开在线安装工具 apt或yum ;

  提示:测试。。。。能成功吗? 不成功接着看下面。。。。。。

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  下半场:前半场下来,您还是不能解决声卡,只能用最后一招;重新编译内核~
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  五、重新编译内核;

  1、为什么要编译内核?

  因为您的声卡没有被当前所用的内核版本配置进去,所以我们要新编译内核;

  2、我不会编内核怎么办?;

  可能新手弟兄会说,我不会编内核怎么办?答曰:不会编内核,就得学习,谁也不是天生就会的;学习改变命运,不是吗?其实编译内核目前看来是极为简单的事,只是我们第一次接触到Linux,太习惯Windows的点鼠标,不太习惯Linux的命令行操作罢了。只要努力,没有什么做不成的;你看北南这水平都会写教程 。呵。。。坐在电脑前大侠如果认为北南写的这篇文章或许对你有所帮助的话,那您也能行;加油~~~~

  3、内核的选择;

  一般的情况下选择发行版所提供的内核升级包及源码包要好;您可以通过 apt+synaptic 来选择装,但不要把老内核删除,系统的完整性是很重要的;一般的情况下如果通过新内核的在线升级能解决问题的,我们也没有必要编译了;我们前面已经说过了;如果不能用新的内核来驱动,我们可以在新的内核的基础上进行编译,当然我们必须要下载kernel-devel 或者 kernel-source 包;

  为什么要选择系统提供的内核及源码升级包呢?

  一是主要是为了方便,对于大多数的选项,我们按默认就好了,我们只是针对比较重要的地方改一改;比如对于Fedora Core 4.0 ,目前在线升级源有很多版本可下载使用;我们要把同一版本的内核包及源码包都要安装;

  二是如果我们用新编的内核启动不了系统,可以用老内核来引导,这是为了系统的安全。对新手和老手都是适用的;

  当然您也能从  上下载最新最稳定的内核;目前最新版本是 2.6.13 ; 下载的内核包含的声卡驱动也是来自 alsa-driver ;

  4、编译内核参考文档;

  《编译内核操作流程 ──为新手指南》

  根据《编译内核操作流程 ──为新手指南》 中所说的,有针对性的来解决问题;编译好内核后,用alsaconf 来配置声卡;或者重新编译 alsa-lib 、alsa-oss、alsa-utils 等;经过我的测试,一般的情况下重新编译过内核后,用 alsaconf 配置一下就能用了;

  后记:

  至此,关于声卡的问题就算解决流程就算完工了;如果您认为我的这篇文档写的还不够详细,或者不能解决您的问题;问题无非是两种,一是您的声卡没有被ALSA所支持,请查相应的列表;二是如果ALSA已经支持了您的声卡,您看了我的文档还是不能解决您的问题(看与不看只是一个假设,就看我的文档值不值得您一看了);

  对于第二种情况无非又是有两种原因,一是北南写的文档不行,您看不懂;二是您可能是真的初学者,可能需要更多的尝试和努力;

  如果还是解决不了,或行您静下心仔细看一下本文档所提到的流程,或许能找到一点对您有所启示的内容;最好是... ...

  再解决不了怎么办呢,如果您和北南在同一个城市的话,把机器抱到我这里,我感觉差不多能解决吧;哈哈。。。。。。。。。

2008-03-31 16:10:00 AaronLucas 阅读数 927

装了几次Linux OS,当然也装了几次声卡驱动,一般来说都是安装ALSA(Adcance Linux Sound Architecture)驱动,多装几次以后就会发现非常的简单的。


首先,先决条件,也就是依赖关系,我记得需要安装kernal-source(我用过的几个Linux OS都默认不安装这个,在你的OS 的软件包管理程序那里可以搜索这个关键词,选上进行安装,记得要插入系统光盘。),gcc我不记得要不要装,好像没有其他的了。


要安装驱动,你得先去下载alsa驱动,网址是:www.alsa-project.org,个人认为为了保证最大的兼容性,最好去下载最新版本。一般来说,只需要下载安装以下三个包就可以了,


driver


lib


utils


当然最好是要同一个版本的,我上传了一个所有需要的包,1.0.16 版的,有需要的用户请到这里来下载


URL : http://www.box.net/shared/0t5z8nao8c 不知道是否长久有效!


为了保证能完全安装成功,建议切换到root用户下执行安装。


我是在X Window 下执行的安装,解压上述下载有的压缩包是用鼠标右键单击解压的,我想能熟练用shell命令来解压文档的Linux User是不需要来我这里看声卡驱动的安装的


先安装下载回来的driver那个包,解压,然后在终端中转到解压后的那个文件夹,按照顺序执行以下命令。


1 ./configure


2 make


3 make install


4 ./snddevices


一般来说都能顺利执行完上述命令的,如果不能的话,请查看返回的信息,这里需要特别说明一下,这几个过程都比较耗时,无论你的硬件配置如何,这个我没有办法解释原因,经验之谈。


安装到了这里,就需要配置系统文件了,怎么配置,手动的我也不知道,但是我知道有一个工具可以帮我们高效且几乎不出错的完成这个任务,那就是alsaconf工具了,这个工具在utils文件包里面。


解压下载回来的utils文件包,同样需要在终端中执行命令,在终端中转到解压后的目录,然后执行如下命令。


./alsaconf


然后就会出现一个比较像GUI的界面,会让你选择几次OK键之后,开始搜索声卡类型,搜索完了以后,就列出声卡列表,选择你的实际芯片组,然后再敲几次OK键,最后问你是否让他帮你写入配置文件,当然要拉。至此,如果幸运的话,重启之后就能你的声卡就能工作了。


如果重启之后还不能工作的话则继续往下看。


还不能工作的话,一般需要安装剩下的那两个包了,但是,有顺序的,先安装lib再安装utils


方法都差不多,都要在终端中执行安装,命令都一样。


1 ./configure


2 make


3 make install


安装完最后的utils时再运行。


./alsaconf


再配置一次声卡,个别的系统还要在X Window下的系统管理工具那里设置一下声卡,不过都简单了。


重启系统,你的声卡应该能工作了,祝贺你。

 

2009-08-10 03:54:00 weixin_30924087 阅读数 554

就Linux系统对硬件设备的支持特性而言,对声卡的支持是很糟糕的。不过现在好了,有两种驱动程序可以弥补Linux系统的不足。一种是OSS(开放声音系统),一种是ALSA(先进Linux声音架构)。OSS是一个商业声卡驱动程序,需要花钱购买,否则每次启动后,你只可以免费使用240分钟;ALSA是自由软件,可以免费使用。  
  一、安装OSS声卡驱动程序  
  1.从http://www.opensound.com/下载OSS驱动程序  
2.启动Linux,把下载下来的osslinux393q-2217-UP.tar.gz拷到一个临时目录中,如:  
  cp   osslinux393q-2217-UP.tar.gz   /tmp/  
  cd   /tmp  
  tar   zxvf   osslinux392v-glibc-2212-UP.tar.gz  
  此时文件已经解开,你可以看到在当前目录下有四个文件:INSTALL、LICENSE、oss-install和oss.pkg文件,其中INSTALL是安装帮助文件,如果你是第一次安装一定要好好看一看。  
  3.配置  
  以root用户身份运行oss-install:  
  ./oss-install  
  如果出现了“No   such   file   or   directory”的错误信息,那是因为你下载的OSS驱动程序的版本和你用的Linux不匹配,可以重新到上述站点,下载相应的驱动程序就可以了。  
  这时候一般会提示:你的Linux以模块的形式加载了声卡驱动程序,要不要安装程序自动将它去掉?选择去掉就可以了。  
  接下来就是处理过程、协议及一大堆东西,接受协议安装,使用默认安装路径即可(/usr/lib/oss)。oss一般可以自动检测出大部分声卡,你可以看看结果是不是和你的声卡相符,如果相符,直接在菜单中选择“Save   changes   and   Exit..”即可。对于那些不能直接探测到的声卡,你就只有用手工方法选择了。如对Yamaha   OPL3-SAX   (YMF715/YMF719)   chip   可以选择:“Generic   Yamaha   OPL3-SAx   (YMF715/YMF719)   non-PnP”driver。  
  4.打开/关闭声卡  
  在默认的安装目录/usr/local/bin里有一个soundon命令,它可以用来打开oss驱动,同样的你也可以用soundoff命令关闭oss驱动。  
  5.疑难解决  
  有时也可能出现这样的情况,你的声卡检测到了,而且安装过程也好像一切正常,但是声卡就是不能正常工作。不要急,OSS还有可以让你手工调节设置参数的地方,其实,在“Save   changes   and   Exit”的同一个窗口中,还有一个选项“Manual   Configuration”,它就是让你手工调整设置参数的,你可以在这里设置声卡的IO、DMA等参数。  
  二、安装ALSA声卡驱动程序  
  1.到http://www.heihei.com/下载下面四个软件包:  
  alsa-driver-0.5.9.tar.bz2  
  alsaconf-0.4.3b.tar.gz  
  alsa-lib-0.5.9.tar.bz2  
  alsa-utils-0.5.9.tar.bz2  
  2.先安装alsa-driver-0.5.9.tar.bz2这个文件:  
  (1)cp   alsa-driver-0.5.9.tar.bz2   /tmp  
  将alsa-driver-0.5.9.tar.bz2   拷到/tmp目录下。  
  (2)bunzip2   alsa-driver-0.5.9.tar.bz2  
  解压缩这个文件,会在/tmp目录下生成一个文件叫做alsa-driver-0.5.9.tar。  
  (3)tar   xvf   alsa-driver-0.5.9.tar  
  将会在/tmp目录下产生一个子目录叫做alsa-driver-0.5.9,alsa的所有文件就存放在这个目录下。  
  (4)cd   alsa-driver-0.5.9  
  进入alsa的驱动程序所存放的目录,准备配置和编译它。这时你可以看一下目录下的INSTALL文件来了解安装的步骤和注意事项。  
  (5)依次运行下面三个命令:  
  ./configure  
  make   install  
  ./snddevices  
  3.编辑/etc/   modules.conf文件  
  这个文件的配置虽然比较麻烦,但用alsaconf-0.4.3b.tar.gz也可以配好它,运行命令:  
     (1)cp   alsaconf-0.4.3b.tar.gz   /tmp  
  将alsaconf-0.4.3b.tar.gz   拷到/tmp目录下。  
  (2)tar   zxvf   alsaconf-0.4.3b.tar.gz  
  解压缩这个文件,会在/tmp目录下生成一个子目录叫做alsaconf-0.4.3b。  
  (3)./alsaconf  
  会出现一个窗口叫你选择声卡,像SoundBlaster及ESS1868、S3_SonicVibes_PCI、Ensoniq_AudioPCI_ES1370   1371等,很多目前的kernel还不支持的声卡它都可以支持了。  
  选好声卡之后系统会问你一些问题,都回答OK,然后会回到第一个画面问你要不要继续设第二张声卡,选“No_more_cards”退出即可。完成这个步骤之后,/etc/modules.conf这个文件就基本上自动配置好了,重新启动电脑后声卡就可以发声了。  
  4.如果还不行,那么你就还需要安装alsa-lib和alsa-utils,安装方法和alsa-driver一样,注意要先安装alsa-lib,再安装alsa-utils。将文件拷到/tmp目录,解压缩,然后运行命令make和make   install,具体请参照上面alsa-driver的安装步骤。  
  安装后到alsa-utils(解开alsa-utils-0.5.9.tar.bz2会产生该目录)目录下的alsamixer子目录执行  
  ./alsamixer  
  好了,你的声卡应该能发声了

转载于:https://www.cnblogs.com/wudingfeng/archive/2009/08/10/1542560.html

2010-05-30 14:06:00 guohaijiao 阅读数 0

 在本本上装了个CentOS5.2,装好MPlayer后,居然无声音,上面search了下,原来声卡驱动是没有安装的,要自己手动安装.声卡驱动好像现在一般都用alas了.
解决方法如下面所示
从alsa官方网站上
http://www.alsa-project.org/main/index.php/Main_Page
下载alsa-driver-1.0.18和alsa-lib-1.0.18俩个包
然后tar -xjvf 两个bz包
先到driver的那个目录下
./configure
make
make install
然后到lib的那个目录下
./configure
make
make install
重新启动系统,就可以听到操作系统的声音了.

2017-02-22 23:27:09 hongzg1982 阅读数 3463

概述

ALSA是Advanced Linux Sound Architecture 的缩写,目前已经成为了linux的主流音频体系结构,想了解更多的关于ALSA的这一开源项目的信息和知识,请查看以下网址:http://www.alsa-project.org/

在内核设备驱动层,ALSA提供了alsa-driver,同时在应用层,ALSA为我们提供了alsa-lib,应用程序只要调用alsa-lib提供的API,即可以完成对底层音频硬件的控制。

这里写图片描述
图 1.1 alsa的软件体系结构

由图1.1可以看出,用户空间的alsa-lib对应用程序提供统一的API接口,这样可以隐藏了驱动层的实现细节,简化了应用程序的实现难度。内核空间中,alsa-soc其实是对alsa-driver的进一步封装,他针对嵌入式设备提供了一些列增强的功能。本系列博文仅对嵌入式系统中的alsa-driver和alsa-soc进行讨论。

ALSA设备文件结构

我们从alsa在linux中的设备文件结构开始我们的alsa之旅. 看看我的电脑中的alsa驱动的设备文件结构:

$ 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
$

我们可以看到以下设备文件:

controlC0 -->                 用于声卡的控制,例如通道选择,混音,麦克风的控制等
midiC0D0  -->                用于播放midi音频
pcmC0D0c --               用于录音的pcm设备
pcmC0D0p --               用于播放的pcm设备
seq  --                        音序器
timer --                       定时器

其中,C0D0代表的是声卡0中的设备0,pcmC0D0c最后一个c代表capture,pcmC0D0p最后一个p代表playback,这些都是alsa-driver中的命名规则。从上面的列表可以看出,我的声卡下挂了6个设备,根据声卡的实际能力,驱动实际上可以挂上更多种类的设备,在include/sound/core.h中,定义了以下设备类型:

#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,我们更关心的是pcm和control这两种设备。

驱动的代码文件结构

在Linux2.6代码树中,Alsa的代码文件结构如下:
    sound
            /core
                     /oss
                    /seq
            /ioctl32
            /include
            /drivers
            /i2c
            /synth
                    /emux
            /pci
                    /(cards)
            /isa
                    /(cards)
            /arm
            /ppc
            /sparc
            /usb
            /pcmcia /(cards)
            /oss
            /soc
                    /codecs
  • core 该目录包含了ALSA驱动的中间层,它是整个ALSA驱动的核心部分
  • core/oss 包含模拟旧的OSS架构的PCM和Mixer模块
  • core/seq 有关音序器相关的代码
  • include ALSA驱动的公共头文件目录,该目录的头文件需要导出给用户空间的应用程序使用,通常,驱动模块私有的头文件不应放置在这里
  • drivers 放置一些与CPU、BUS架构无关的公用代码
  • i2c ALSA自己的I2C控制代码
  • pci pci声卡的顶层目录,子目录包含各种pci声卡的代码
  • isa isa声卡的顶层目录,子目录包含各种isa声卡的代码
  • soc 针对system-on-chip体系的中间层代码
  • soc/codecs 针对soc体系的各种codec的代码,与平台无关

声卡的创建

1. struct snd_card

1.1. snd_card是什么

snd_card可以说是整个ALSA音频驱动最顶层的一个结构,整个声卡的软件逻辑结构开始于该结构,几乎所有与声音相关的逻辑设备都是在snd_card的管理之下,声卡驱动的第一个动作通常就是创建一个snd_card结构体。正因为如此,本节中,我们也从 struct cnd_card开始吧。

1.2. snd_card的定义

snd_card的定义位于改头文件中:include/sound/core.h

/* main structure for soundcard */

struct snd_card {
    int number;         /* number of soundcard (index to
                                snd_cards) */

    char id[16];            /* id string of this card */
    char driver[16];        /* driver name */
    char shortname[32];     /* short name of this soundcard */
    char longname[80];      /* name of this soundcard */
    char mixername[80];     /* mixer name */
    char components[128];       /* card components delimited with
                                space */
    struct module *module;      /* top-level module */

    void *private_data;     /* private data for soundcard */
    void (*private_free) (struct snd_card *card); /* callback for freeing of
                                private data */
    struct list_head devices;   /* devices */

    unsigned int last_numid;    /* last used numeric ID */
    struct rw_semaphore controls_rwsem; /* controls list lock */
    rwlock_t ctl_files_rwlock;  /* ctl_files list lock */
    int controls_count;     /* count of all controls */
    int user_ctl_count;     /* count of all user controls */
    struct list_head controls;  /* all controls for this card */
    struct list_head ctl_files; /* active control files */

    struct snd_info_entry *proc_root;   /* root for soundcard specific files */
    struct snd_info_entry *proc_id; /* the card id */
    struct proc_dir_entry *proc_root_link;  /* number link to real id */

    struct list_head files_list;    /* all files associated to this card */
    struct snd_shutdown_f_ops *s_f_ops; /* file operations in the shutdown
                                state */
    spinlock_t files_lock;      /* lock the files for this card */
    int shutdown;           /* this card is going down */
    int free_on_last_close;     /* free in context of file_release */
    wait_queue_head_t shutdown_sleep;
    struct device *dev;     /* device assigned to this card */
#ifndef CONFIG_SYSFS_DEPRECATED
    struct device *card_dev;    /* cardX object for sysfs */
#endif

#ifdef CONFIG_PM
    unsigned int power_state;   /* power state */
    struct mutex power_lock;    /* power lock */
    wait_queue_head_t power_sleep;
#endif

#if defined(CONFIG_SND_MIXER_OSS) || defined(CONFIG_SND_MIXER_OSS_MODULE)
    struct snd_mixer_oss *mixer_oss;
    int mixer_oss_change_count;
#endif
};
  • struct list_head devices 记录该声卡下所有逻辑设备的链表
  • struct list_head controls 记录该声卡下所有的控制单元的链表
  • void *private_data 声卡的私有数据,可以在创建声卡时通过参数指定数据的大小
  • -

2. 声卡的建立流程

2.1.1. 第一步,创建snd_card的一个实例
struct snd_card *card;
int err;
....
err = snd_card_create(index, id, THIS_MODULE, 0, &card);
  • index 一个整数值,该声卡的编号
  • id 字符串,声卡的标识符
  • 第四个参数 该参数决定在创建snd_card实例时,需要同时额外分配的私有数据的大小,该数据的指针最终会赋值给snd_card的private_data数据成员
  • card 返回所创建的snd_card实例的指针
2.1.2. 第二步,创建声卡的芯片专用数据

声卡的专用数据主要用于存放该声卡的一些资源信息,例如中断资源、io资源、dma资源等。可以有两种创建方法:

  • 通过上一步中snd_card_create()中的第四个参数,让snd_card_create自己创建
// struct mychip 用于保存专用数据
err = snd_card_create(index, id, THIS_MODULE,
                sizeof(struct mychip), &card);
// 从private_data中取出
struct mychip *chip = card->private_data;
  • 自己创建:
struct mychip {
    struct snd_card *card;
    ....
};
struct snd_card *card;
struct mychip *chip;

chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
......
err = snd_card_create(index[dev], id[dev], THIS_MODULE, 0, &card);
// 专用数据记录snd_card实例
chip->card = card;
.....

然后,把芯片的专有数据注册为声卡的一个低阶设备:

static int snd_mychip_dev_free(struct snd_device *device)
{
    return snd_mychip_free(device->device_data);
}

static struct snd_device_ops ops = {
    .dev_free = snd_mychip_dev_free,
};
....
snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL, chip, &ops);

注册为低阶设备主要是为了当声卡被注销时,芯片专用数据所占用的内存可以被自动地释放。

2.1.3. 第三步,设置Driver的ID和名字
strcpy(card->driver, "My Chip");
strcpy(card->shortname, "My Own Chip 123");
sprintf(card->longname, "%s at 0x%lx irq %i",
            card->shortname, chip->ioport, chip->irq);

snd_card的driver字段保存着芯片的ID字符串,user空间的alsa-lib会使用到该字符串,所以必须要保证该ID的唯一性。shortname字段更多地用于打印信息,longname字段则会出现在/proc/asound/cards中。

2.1.4. 第四步,创建声卡的功能部件(逻辑设备),例如PCM,Mixer,MIDI等

这时候可以创建声卡的各种功能部件了,还记得开头的snd_card结构体的devices字段吗?每一种部件的创建最终会调用snd_device_new()来生成一个snd_device实例,并把该实例链接到snd_card的devices链表中。

通常,alsa-driver的已经提供了一些常用的部件的创建函数,而不必直接调用snd_device_new(),比如:

PCM  ----        snd_pcm_new()

RAWMIDI --    snd_rawmidi_new()

CONTROL --   snd_ctl_create()

TIMER   --       snd_timer_new()

INFO    --        snd_card_proc_new()

JACK    --        snd_jack_new()
2.1.5. 第五步,注册声卡
err = snd_card_register(card);
if (err < 0) {
    snd_card_free(card);
    return err;
}
2.2. 一个实际的例子

我把/sound/arm/pxa2xx-ac97.c的部分代码贴上来:

static int __devinit pxa2xx_ac97_probe(struct platform_device *dev)
{
    struct snd_card *card;
    struct snd_ac97_bus *ac97_bus;
    struct snd_ac97_template ac97_template;
    int ret;
    pxa2xx_audio_ops_t *pdata = dev->dev.platform_data;

    if (dev->id >= 0) {
        dev_err(&dev->dev, "PXA2xx has only one AC97 port./n");
        ret = -ENXIO;
        goto err_dev;
    }
////(1)////
    ret = snd_card_create(SNDRV_DEFAULT_IDX1, SNDRV_DEFAULT_STR1,
                  THIS_MODULE, 0, &card);
    if (ret < 0)
        goto err;

    card->dev = &dev->dev;
////(3)////
    strncpy(card->driver, dev->dev.driver->name, sizeof(card->driver));

////(4)////
    ret = pxa2xx_pcm_new(card, &pxa2xx_ac97_pcm_client, &pxa2xx_ac97_pcm);
    if (ret)
        goto err;
////(2)////
    ret = pxa2xx_ac97_hw_probe(dev);
    if (ret)
        goto err;

////(4)////
    ret = snd_ac97_bus(card, 0, &pxa2xx_ac97_ops, NULL, &ac97_bus);
    if (ret)
        goto err_remove;
    memset(&ac97_template, 0, sizeof(ac97_template));
    ret = snd_ac97_mixer(ac97_bus, &ac97_template, &pxa2xx_ac97_ac97);
    if (ret)
        goto err_remove;
////(3)////
    snprintf(card->shortname, sizeof(card->shortname),
         "%s", snd_ac97_get_short_name(pxa2xx_ac97_ac97));
    snprintf(card->longname, sizeof(card->longname),
         "%s (%s)", dev->dev.driver->name, card->mixername);

    if (pdata && pdata->codec_pdata[0])
        snd_ac97_dev_add_pdata(ac97_bus->codec[0], pdata->codec_pdata[0]);
    snd_card_set_dev(card, &dev->dev);
////(5)////
    ret = snd_card_register(card);
    if (ret == 0) {
        platform_set_drvdata(dev, card);
        return 0;
    }

err_remove:
    pxa2xx_ac97_hw_remove(dev);
err:
    if (card)
        snd_card_free(card);
err_dev:
    return ret;
}

static int __devexit pxa2xx_ac97_remove(struct platform_device *dev)
{
    struct snd_card *card = platform_get_drvdata(dev);

    if (card) {
        snd_card_free(card);
        platform_set_drvdata(dev, NULL);
        pxa2xx_ac97_hw_remove(dev);
    }

    return 0;
}

static struct platform_driver pxa2xx_ac97_driver = {
    .probe      = pxa2xx_ac97_probe,
    .remove     = __devexit_p(pxa2xx_ac97_remove),
    .driver     = {
        .name   = "pxa2xx-ac97",
        .owner  = THIS_MODULE,
#ifdef CONFIG_PM
        .pm = &pxa2xx_ac97_pm_ops,
#endif
    },
};

static int __init pxa2xx_ac97_init(void)
{
    return platform_driver_register(&pxa2xx_ac97_driver);
}

static void __exit pxa2xx_ac97_exit(void)
{
    platform_driver_unregister(&pxa2xx_ac97_driver);
}

module_init(pxa2xx_ac97_init);
module_exit(pxa2xx_ac97_exit);

MODULE_AUTHOR("Nicolas Pitre");
MODULE_DESCRIPTION("AC97 driver for the Intel PXA2xx chip");

驱动程序通常由probe回调函数开始,对一下2.1中的步骤,是否有相似之处?

经过以上的创建步骤之后,声卡的逻辑结构如下图所示:
这里写图片描述
图 2.2.1 声卡的软件逻辑结构

下面的章节里我们分别讨论一下snd_card_create()和snd_card_register()这两个函数。

3. snd_card_create()

snd_card_create()在/sound/core/init.c中定义。

/**
 *  snd_card_create - create and initialize a soundcard structure
 *  @idx: card index (address) [0 ... (SNDRV_CARDS-1)]
 *  @xid: card identification (ASCII string)
 *  @module: top level module for locking
 *  @extra_size: allocate this extra size after the main soundcard structure
 *  @card_ret: the pointer to store the created card instance
 *
 *  Creates and initializes a soundcard structure.
 *
 *  The function allocates snd_card instance via kzalloc with the given
 *  space for the driver to use freely.  The allocated struct is stored
 *  in the given card_ret pointer.
 *
 *  Returns zero if successful or a negative error code.
 */
int snd_card_create(int idx, const char *xid,
            struct module *module, int extra_size,
            struct snd_card **card_ret)

首先,根据extra_size参数的大小分配内存,该内存区可以作为芯片的专有数据使用(见前面的介绍):

    card = kzalloc(sizeof(*card) + extra_size, GFP_KERNEL);
    if (!card)
        return -ENOMEM;

拷贝声卡的ID字符串:

    if (xid)
        strlcpy(card->id, xid, sizeof(card->id));

如果传入的声卡编号为-1,自动分配一个索引编号:

    if (idx < 0) {
        for (idx2 = 0; idx2 < SNDRV_CARDS; idx2++)
            /* idx == -1 == 0xffff means: take any free slot */
            if (~snd_cards_lock & idx & 1<<idx2) {
                if (module_slot_match(module, idx2)) {
                    idx = idx2;
                    break;
                }
            }
    }
    if (idx < 0) {
        for (idx2 = 0; idx2 < SNDRV_CARDS; idx2++)
            /* idx == -1 == 0xffff means: take any free slot */
            if (~snd_cards_lock & idx & 1<<idx2) {
                if (!slots[idx2] || !*slots[idx2]) {
                    idx = idx2;
                    break;
                }
            }
    }

初始化snd_card结构中必要的字段:

    card->number = idx;
    card->module = module;
    INIT_LIST_HEAD(&card->devices);
    init_rwsem(&card->controls_rwsem);
    rwlock_init(&card->ctl_files_rwlock);
    INIT_LIST_HEAD(&card->controls);
    INIT_LIST_HEAD(&card->ctl_files);
    spin_lock_init(&card->files_lock);
    INIT_LIST_HEAD(&card->files_list);
    init_waitqueue_head(&card->shutdown_sleep);
#ifdef CONFIG_PM
    mutex_init(&card->power_lock);
    init_waitqueue_head(&card->power_sleep);
#endif

建立逻辑设备:Control

    /* the control interface cannot be accessed from the user space until */
    /* snd_cards_bitmask and snd_cards are set with snd_card_register */
    err = snd_ctl_create(card);

建立proc文件中的info节点:通常就是/proc/asound/card0

    err = snd_info_card_create(card);

把第一步分配的内存指针放入private_data字段中:

    if (extra_size > 0)
        card->private_data = (char *)card + sizeof(struct snd_card);

4. snd_card_register()

snd_card_create()在/sound/core/init.c中定义。

/**
 *  snd_card_register - register the soundcard
 *  @card: soundcard structure
 *
 *  This function registers all the devices assigned to the soundcard.
 *  Until calling this, the ALSA control interface is blocked from the
 *  external accesses.  Thus, you should call this function at the end
 *  of the initialization of the card.
 *
 *  Returns zero otherwise a negative error code if the registrain failed.
 */
int snd_card_register(struct snd_card *card)

首先,创建sysfs下的设备:

    if (!card->card_dev) {
        card->card_dev = device_create(sound_class, card->dev,
                           MKDEV(0, 0), card,
                           "card%i", card->number);
        if (IS_ERR(card->card_dev))
            card->card_dev = NULL;
    }

其中,sound_class是在/sound/sound_core.c中创建的:

static char *sound_devnode(struct device *dev, mode_t *mode)
{
    if (MAJOR(dev->devt) == SOUND_MAJOR)
        return NULL;
    return kasprintf(GFP_KERNEL, "snd/%s", dev_name(dev));
}
static int __init init_soundcore(void)
{
    int rc;

    rc = init_oss_soundcore();
    if (rc)
        return rc;

    sound_class = class_create(THIS_MODULE, "sound");
    if (IS_ERR(sound_class)) {
        cleanup_oss_soundcore();
        return PTR_ERR(sound_class);
    }

    sound_class->devnode = sound_devnode;

    return 0;
}

由此可见,声卡的class将会出现在文件系统的/sys/class/sound/下面,并且,sound_devnode()也决定了相应的设备节点也将会出现在/dev/snd/下面。

接下来的步骤,通过snd_device_register_all()注册所有挂在该声卡下的逻辑设备,snd_device_register_all()实际上是通过snd_card的devices链表,遍历所有的snd_device,并且调用snd_device的ops->dev_register()来实现各自设备的注册的。

    if ((err = snd_device_register_all(card)) < 0)
        return err;

最后就是建立一些相应的proc和sysfs下的文件或属性节点,代码就不贴了。

至此,整个声卡完成了建立过程。

PCM设备的创建

1. PCM是什么

PCM是英文Pulse-code modulation的缩写,中文译名是脉冲编码调制。我们知道在现实生活中,人耳听到的声音是模拟信号,PCM就是要把声音从模拟转换成数字信号的一种技术,他的原理简单地说就是利用一个固定的频率对模拟信号进行采样,采样后的信号在波形上看就像一串连续的幅值不一的脉冲,把这些脉冲的幅值按一定的精度进行量化,这些量化后的数值被连续地输出、传输、处理或记录到存储介质中,所有这些组成了数字音频的产生过程。
这里写图片描述

PCM信号的两个重要指标是采样频率和量化精度,目前,CD音频的采样频率通常为44100Hz,量化精度是16bit。通常,播放音乐时,应用程序从存储介质中读取音频数据(MP3、WMA、AAC……),经过解码后,最终送到音频驱动程序中的就是PCM数据,反过来,在录音时,音频驱动不停地把采样所得的PCM数据送回给应用程序,由应用程序完成压缩、存储等任务。所以,音频驱动的两大核心任务就是:

  • playback 如何把用户空间的应用程序发过来的PCM数据,转化为人耳可以辨别的模拟音频
  • capture 把mic拾取到得模拟信号,经过采样、量化,转换为PCM信号送回给用户空间的应用程序

2. alsa-driver中的PCM中间层

ALSA已经为我们实现了功能强劲的PCM中间层,自己的驱动中只要实现一些底层的需要访问硬件的函数即可。

要访问PCM的中间层代码,你首先要包含头文件sound/pcm.h,另外,如果需要访问一些与 hw_param相关的函数,可能也要包含sound/pcm_params.h。

每个声卡最多可以包含4个pcm的实例,每个pcm实例对应一个pcm设备文件。pcm实例数量的这种限制源于linux设备号所占用的位大小,如果以后使用64位的设备号,我们将可以创建更多的pcm实例。不过大多数情况下,在嵌入式设备中,一个pcm实例已经足够了。

一个pcm实例由一个playback stream和一个capture stream组成,这两个stream又分别有一个或多个substreams组成。
这里写图片描述
图2.1 声卡中的pcm结构

在嵌入式系统中,通常不会像图2.1中这么复杂,大多数情况下是一个声卡,一个pcm实例,pcm下面有一个playback和capture stream,playback和capture下面各自有一个substream。

下面一张图列出了pcm中间层几个重要的结构,他可以让我们从uml的角度看一看这列结构的关系,理清他们之间的关系,对我们理解pcm中间层的实现方式。

这里写图片描述
图2.2 pcm中间层的几个重要的结构体的关系图

  • snd_pcm是挂在snd_card下面的一个snd_device
  • snd_pcm中的字段:streams[2],该数组中的两个元素指向两个snd_pcm_str结构,分别代表playback stream和capture stream
  • snd_pcm_str中的substream字段,指向snd_pcm_substream结构
  • snd_pcm_substream是pcm中间层的核心,绝大部分任务都是在substream中处理,尤其是他的ops(snd_pcm_ops)字段,许多user空间的应用程序通过alsa-lib对驱动程序的请求都是由该结构中的函数处理。它的runtime字段则指向snd_pcm_runtime结构,snd_pcm_runtime记录这substream的一些重要的软件和硬件运行环境和参数。

3. 新建一个pcm

alsa-driver的中间层已经为我们提供了新建pcm的api:

int snd_pcm_new(struct snd_card *card, const char *id, int device, int playback_count, 
                int capture_count,struct snd_pcm ** rpcm);

参数device 表示目前创建的是该声卡下的第几个pcm,第一个pcm设备从0开始。
参数playback_count 表示该pcm将会有几个playback substream。
参数capture_count 表示该pcm将会有几个capture substream。

另一个用于设置pcm操作函数接口的api:

void snd_pcm_set_ops(struct snd_pcm *pcm, int direction, struct snd_pcm_ops *ops);

新建一个pcm可以用下面一张新建pcm的调用的序列图进行描述:
这里写图片描述
图3.1 新建pcm的序列图

  • snd_card_create pcm是声卡下的一个设备(部件),所以第一步是要创建一个声卡
  • snd_pcm_new 调用该api创建一个pcm,才该api中会做以下事情
    • 如果有,建立playback stream,相应的substream也同时建立
    • 如果有,建立capture stream,相应的substream也同时建立
  • 调用snd_device_new()把该pcm挂到声卡中,参数ops中的dev_register字段指向了函数
  • snd_pcm_dev_register,这个回调函数会在声卡的注册阶段被调用。
  • snd_pcm_set_ops 设置操作该pcm的控制/操作接口函数,参数中的snd_pcm_ops结构中的函数通常就是我们驱动要实现的函数
  • snd_card_register 注册声卡,在这个阶段会遍历声卡下的所有逻辑设备,并且调用各设备的注册回调函数,对于pcm,就是第二步提到的snd_pcm_dev_register函数,该回调函数建立了和用户空间应用程序(alsa-lib)通信所用的设备文件节点:/dev/snd/pcmCxxDxxp和/dev/snd/pcmCxxDxxc

4. 设备文件节点的建立(dev/snd/pcmCxxDxxp、pcmCxxDxxc)

4.1 struct snd_minor

每个snd_minor结构体保存了声卡下某个逻辑设备的上下文信息,他在逻辑设备建立阶段被填充,在逻辑设备被使用时就可以从该结构体中得到相应的信息。pcm设备也不例外,也需要使用该结构体。该结构体在include/sound/core.h中定义。

struct snd_minor {
    int type;           /* SNDRV_DEVICE_TYPE_XXX */
    int card;           /* card number */
    int device;         /* device number */
    const struct file_operations *f_ops;    /* file operations */
    void *private_data;     /* private data for f_ops->open */
    struct device *dev;     /* device for sysfs */
};

在sound/sound.c中定义了一个snd_minor指针的全局数组:

static struct snd_minor *snd_minors[256];  

前面说过,在声卡的注册阶段(snd_card_register),会调用pcm的回调函数snd_pcm_dev_register(),这个函数里会调用函数snd_register_device_for_dev():

static int snd_pcm_dev_register(struct snd_device *device)
{
    ......

    /* register pcm */
    err = snd_register_device_for_dev(devtype, pcm->card,
                         pcm->device,
                    &snd_pcm_f_ops[cidx],
                    pcm, str, dev);
    ......
}

我们再进入snd_register_device_for_dev():

int snd_register_device_for_dev(int type, struct snd_card *card, int dev,
                const struct file_operations *f_ops,
                void *private_data,
                const char *name, struct device *device)
{
    int minor;
    struct snd_minor *preg;

    if (snd_BUG_ON(!name))
        return -EINVAL;
    preg = kmalloc(sizeof *preg, GFP_KERNEL);
    if (preg == NULL)
        return -ENOMEM;
    preg->type = type;
    preg->card = card ? card->number : -1;
    preg->device = dev;
    preg->f_ops = f_ops;
    preg->private_data = private_data;
    mutex_lock(&sound_mutex);
#ifdef CONFIG_SND_DYNAMIC_MINORS
    minor = snd_find_free_minor();
#else
    minor = snd_kernel_minor(type, card, dev);
    if (minor >= 0 && snd_minors[minor])
        minor = -EBUSY;
#endif
    if (minor < 0) {
        mutex_unlock(&sound_mutex);
        kfree(preg);
        return minor;
    }
    snd_minors[minor] = preg;
    preg->dev = device_create(sound_class, device, MKDEV(major, minor),
                  private_data, "%s", name);
    if (IS_ERR(preg->dev)) {
        snd_minors[minor] = NULL;
        mutex_unlock(&sound_mutex);
        minor = PTR_ERR(preg->dev);
        kfree(preg);
        return minor;
    }

    mutex_unlock(&sound_mutex);
    return 0;
}
  • 首先,分配并初始化一个snd_minor结构中的各字段
  • type:SNDRV_DEVICE_TYPE_PCM_PLAYBACK/SNDRV_DEVICE_TYPE_PCM_CAPTURE
  • card: card的编号
  • device:pcm实例的编号,大多数情况为0
  • f_ops:snd_pcm_f_ops
  • private_data:指向该pcm的实例
  • 根据type,card和pcm的编号,确定数组的索引值minor,minor也作为pcm设备的此设备号
  • 把该snd_minor结构的地址放入全局数组snd_minors[minor]中
  • 最后,调用device_create创建设备节点

4.2 设备文件的建立

在4.1节的最后,设备文件已经建立,不过4.1节的重点在于snd_minors数组的赋值过程,在本节中,我们把重点放在设备文件中。

回到pcm的回调函数snd_pcm_dev_register()中:

static int snd_pcm_dev_register(struct snd_device *device)
{
    int cidx, err;
    char str[16];
    struct snd_pcm *pcm;
    struct device *dev;

    pcm = device->device_data;
         ......
    for (cidx = 0; cidx < 2; cidx++) {
                  ......
        switch (cidx) {
        case SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK:
            sprintf(str, "pcmC%iD%ip", pcm->card->number, pcm->device);
            devtype = SNDRV_DEVICE_TYPE_PCM_PLAYBACK;
            break;
        case SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE:
            sprintf(str, "pcmC%iD%ic", pcm->card->number, pcm->device);
            devtype = SNDRV_DEVICE_TYPE_PCM_CAPTURE;
            break;
        }
        /* device pointer to use, pcm->dev takes precedence if
         * it is assigned, otherwise fall back to card's device
         * if possible */
        dev = pcm->dev;
        if (!dev)
            dev = snd_card_get_device_link(pcm->card);
        /* register pcm */
        err = snd_register_device_for_dev(devtype, pcm->card,
                          pcm->device,
                          &snd_pcm_f_ops[cidx],
                          pcm, str, dev);
                  ......
    }
         ......
}

以上代码我们可以看出,对于一个pcm设备,可以生成两个设备文件,一个用于playback,一个用于capture,代码中也确定了他们的命名规则:

  • playback – pcmCxDxp,通常系统中只有一各声卡和一个pcm,它就是pcmC0D0p
  • capture – pcmCxDxc,通常系统中只有一各声卡和一个pcm,它就是pcmC0D0c

snd_pcm_f_ops

snd_pcm_f_ops是一个标准的文件系统file_operations结构数组,它的定义在sound/core/pcm_native.c中:

const struct file_operations snd_pcm_f_ops[2] = {
    {
        .owner =        THIS_MODULE,
        .write =        snd_pcm_write,
        .aio_write =        snd_pcm_aio_write,
        .open =         snd_pcm_playback_open,
        .release =      snd_pcm_release,
        .llseek =       no_llseek,
        .poll =         snd_pcm_playback_poll,
        .unlocked_ioctl =   snd_pcm_playback_ioctl,
        .compat_ioctl =     snd_pcm_ioctl_compat,
        .mmap =         snd_pcm_mmap,
        .fasync =       snd_pcm_fasync,
        .get_unmapped_area =    snd_pcm_get_unmapped_area,
    },
    {
        .owner =        THIS_MODULE,
        .read =         snd_pcm_read,
        .aio_read =     snd_pcm_aio_read,
        .open =         snd_pcm_capture_open,
        .release =      snd_pcm_release,
        .llseek =       no_llseek,
        .poll =         snd_pcm_capture_poll,
        .unlocked_ioctl =   snd_pcm_capture_ioctl,
        .compat_ioctl =     snd_pcm_ioctl_compat,
        .mmap =         snd_pcm_mmap,
        .fasync =       snd_pcm_fasync,
        .get_unmapped_area =    snd_pcm_get_unmapped_area,
    }
};

snd_pcm_f_ops作为snd_register_device_for_dev的参数被传入,并被记录在snd_minors[minor]中的字段f_ops中。最后,在snd_register_device_for_dev中创建设备节点:

    snd_minors[minor] = preg;
    preg->dev = device_create(sound_class, device, MKDEV(major, minor),
                  private_data, "%s", name);

4.3 层层深入,从应用程序到驱动层pcm

4.3.1 字符设备注册

在sound/core/sound.c中有alsa_sound_init()函数,定义如下:

static int __init alsa_sound_init(void)
{
    snd_major = major;
    snd_ecards_limit = cards_limit;
    if (register_chrdev(major, "alsa", &snd_fops)) {
        snd_printk(KERN_ERR "unable to register native major device number %d/n", major);
        return -EIO;
    }
    if (snd_info_init() < 0) {
        unregister_chrdev(major, "alsa");
        return -ENOMEM;
    }
    snd_info_minor_register();
    return 0;
}

register_chrdev中的参数major与之前创建pcm设备是device_create时的major是同一个,这样的结果是,当应用程序open设备文件/dev/snd/pcmCxDxp时,会进入snd_fops的open回调函数,我们将在下一节中讲述open的过程。

4.3.2 打开pcm设备

从上一节中我们得知,open一个pcm设备时,将会调用snd_fops的open回调函数,我们先看看snd_fops的定义:

static const struct file_operations snd_fops =
{
    .owner =    THIS_MODULE,
    .open =     snd_open
};

跟入snd_open函数,它首先从inode中取出此设备号,然后以次设备号为索引,从snd_minors全局数组中取出当初注册pcm设备时填充的snd_minor结构(参看4.1节的内容),然后从snd_minor结构中取出pcm设备的f_ops,并且把file->f_op替换为pcm设备的f_ops,紧接着直接调用pcm设备的f_ops->open(),然后返回。因为file->f_op已经被替换,以后,应用程序的所有read/write/ioctl调用都会进入pcm设备自己的回调函数中,也就是4.2节中提到的snd_pcm_f_ops结构中定义的回调。

static int snd_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    unsigned int minor = iminor(inode);
    struct snd_minor *mptr = NULL;
    const struct file_operations *old_fops;
    int err = 0;

    if (minor >= ARRAY_SIZE(snd_minors))
        return -ENODEV;
    mutex_lock(&sound_mutex);
    mptr = snd_minors[minor];
    if (mptr == NULL) {
        mptr = autoload_device(minor);
        if (!mptr) {
            mutex_unlock(&sound_mutex);
            return -ENODEV;
        }
    }
    old_fops = file->f_op;
    file->f_op = fops_get(mptr->f_ops);
    if (file->f_op == NULL) {
        file->f_op = old_fops;
        err = -ENODEV;
    }
    mutex_unlock(&sound_mutex);
    if (err < 0)
        return err;

    if (file->f_op->open) {
        err = file->f_op->open(inode, file);
        if (err) {
            fops_put(file->f_op);
            file->f_op = fops_get(old_fops);
        }
    }
    fops_put(old_fops);
    return err;
}

下面的序列图展示了应用程序如何最终调用到snd_pcm_f_ops结构中的回调函数:
这里写图片描述
图4.3.2.1 应用程序操作pcm设备

Control设备的创建

Control接口

Control接口主要让用户空间的应用程序(alsa-lib)可以访问和控制音频codec芯片中的多路开关,滑动控件等。对于Mixer(混音)来说,Control接口显得尤为重要,从ALSA 0.9.x版本开始,所有的mixer工作都是通过control接口的API来实现的。

ALSA已经为AC97定义了完整的控制接口模型,如果你的Codec芯片只支持AC97接口,你可以不用关心本节的内容。

sound/control.h定义了所有的Control API。如果你要为你的codec实现自己的controls,请在代码中包含该头文件。

Controls的定义

要自定义一个Control,我们首先要定义3各回调函数:info,get和put。然后,定义一个snd_kcontrol_new结构:

static struct snd_kcontrol_new my_control __devinitdata = {
    .iface = SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER,
    .name = "PCM Playback Switch",
    .index = 0,
    .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE,
    .private_value = 0xffff,
    .info = my_control_info,
    .get = my_control_get,
    .put = my_control_put
};

iface字段指出了control的类型,alsa定义了几种类型(SNDDRV_CTL_ELEM_IFACE_XXX),常用的类型是MIXER,当然也可以定义属于全局的CARD类型,也可以定义属于某类设备的类型,例如HWDEP,PCMRAWMIDI,TIMER等,这时需要在device和subdevice字段中指出卡的设备逻辑编号。

name字段是该control的名字,从ALSA 0.9.x开始,control的名字是变得比较重要,因为control的作用是按名字来归类的。ALSA已经预定义了一些control的名字,我们再Control Name一节详细讨论。

index字段用于保存该control的在该卡中的编号。如果声卡中有不止一个codec,每个codec中有相同名字的control,这时我们可以通过index来区分这些controls。当index为0时,则可以忽略这种区分策略。

access字段包含了该control的访问类型。每一个bit代表一种访问类型,这些访问类型可以多个“或”运算组合在一起。

private_value字段包含了一个任意的长整数类型值。该值可以通过info,get,put这几个回调函数访问。你可以自己决定如何使用该字段,例如可以把它拆分成多个位域,又或者是一个指针,指向某一个数据结构。

tlv字段为该control提供元数据。

Control的名字

control的名字需要遵循一些标准,通常可以分成3部分来定义control的名字:源–方向–功能。

  • 源,可以理解为该control的输入端,alsa已经预定义了一些常用的源,例如:Master,PCM,CD,Line等等。
  • 方向,代表该control的数据流向,例如:Playback,Capture,Bypass,Bypass Capture等等,也可以不定义方向,这时表示该Control是双向的(playback和capture)。
  • 功能,根据control的功能,可以是以下字符串:Switch,Volume,Route等等。
    也有一些命名上的特例:

  • 全局的capture和playback “Capture Source”,”Capture Volume”,”Capture Switch”,它们用于全局的capture source,switch和volume。同理,”Playback Volume”,”Playback Switch”,它们用于全局的输出switch和volume。

  • Tone-controles 音调控制的开关和音量命名为:Tone Control - XXX,例如,”Tone Control - Switch”,”Tone Control - Bass”,”Tone Control - Center”。
  • 3D controls 3D控件的命名规则:,”3D Control - Switch”,”3D Control - Center”,”3D Control - Space”。
  • Mic boost 麦克风音量加强控件命名为:”Mic Boost”或”Mic Boost(6dB)”。

访问标志(ACCESS Flags)

Access字段是一个bitmask,它保存了改control的访问类型。默认的访问类型是:SNDDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE,表明该control支持读和写操作。如果access字段没有定义(.access==0),此时也认为是READWRITE类型。

如果是一个只读control,access应该设置为:SNDDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READ,这时,我们不必定义put回调函数。类似地,如果是只写control,access应该设置为:SNDDRV_CTL_ELEM_ACCESS_WRITE,这时,我们不必定义get回调函数。

如果control的值会频繁地改变(例如:电平表),我们可以使用VOLATILE类型,这意味着该control会在没有通知的情况下改变,应用程序应该定时地查询该control的值。

回调函数

info回调函数

info回调函数用于获取control的详细信息。它的主要工作就是填充通过参数传入的snd_ctl_elem_info对象,以下例子是一个具有单个元素的boolean型control的info回调:

static int snd_myctl_mono_info(struct snd_kcontrol *kcontrol,
    struct snd_ctl_elem_info *uinfo)
{
    uinfo->type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_BOOLEAN;
    uinfo->count = 1;
    uinfo->value.integer.min = 0;
    uinfo->value.integer.max = 1;
    return 0;
}

type字段指出该control的值类型,值类型可以是BOOLEAN, INTEGER, ENUMERATED, BYTES,IEC958和INTEGER64之一。count字段指出了改control中包含有多少个元素单元,比如,立体声的音量control左右两个声道的音量值,它的count字段等于2。value字段是一个联合体(union),value的内容和control的类型有关。其中,boolean和integer类型是相同的。

ENUMERATED类型有些特殊。它的value需要设定一个字符串和字符串的索引,请看以下例子:

static int snd_myctl_enum_info(struct snd_kcontrol *kcontrol,
struct snd_ctl_elem_info *uinfo)
{
    static char *texts[4] = {
        "First", "Second", "Third", "Fourth"
    };
    uinfo->type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_ENUMERATED;
    uinfo->count = 1;
    uinfo->value.enumerated.items = 4;
    if (uinfo->value.enumerated.item > 3)
        uinfo->value.enumerated.item = 3;
    strcpy(uinfo->value.enumerated.name,
        texts[uinfo->value.enumerated.item]);
    return 0;
}

alsa已经为我们实现了一些通用的info回调函数,例如:snd_ctl_boolean_mono_info(),snd_ctl_boolean_stereo_info()等等。

get回调函数

该回调函数用于读取control的当前值,并返回给用户空间的应用程序。

static int snd_myctl_get(struct snd_kcontrol *kcontrol,
    struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
{
    struct mychip *chip = snd_kcontrol_chip(kcontrol);
    ucontrol->value.integer.value[0] = get_some_value(chip);
    return 0;
}

value字段的赋值依赖于control的类型(如同info回调)。很多声卡的驱动利用它存储硬件寄存器的地址、bit-shift和bit-mask,这时,private_value字段可以按以下例子进行设置:

.private_value = reg | (shift << 16) | (mask << 24);

然后,get回调函数可以这样实现:

static int snd_sbmixer_get_single(struct snd_kcontrol *kcontrol,
struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)

{
int reg = kcontrol->private_value & 0xff;
int shift = (kcontrol->private_value >> 16) & 0xff;
int mask = (kcontrol->private_value >> 24) & 0xff;
….

//根据以上的值读取相应寄存器的值并填入value中

}

如果control的count字段大于1,表示control有多个元素单元,get回调函数也应该为value填充多个数值。

put回调函数

put回调函数用于把应用程序的控制值设置到control中。

static int snd_myctl_put(struct snd_kcontrol *kcontrol,
    struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
{
    struct mychip *chip = snd_kcontrol_chip(kcontrol);
    int changed = 0;
    if (chip->current_value !=
        ucontrol->value.integer.value[0]) {
        change_current_value(chip,
        ucontrol->value.integer.value[0]);
        changed = 1;
    }
    return changed;
}

如上述例子所示,当control的值被改变时,put回调必须要返回1,如果值没有被改变,则返回0。如果发生了错误,则返回一个负数的错误号。

和get回调一样,当control的count大于1时,put回调也要处理多个control中的元素值。

创建Controls

当把以上讨论的内容都准备好了以后,我们就可以创建我们自己的control了。alsa-driver为我们提供了两个用于创建control的API:

  • snd_ctl_new1()
  • snd_ctl_add()
    我们可以用以下最简单的方式创建control:
err = snd_ctl_add(card, snd_ctl_new1(&my_control, chip));
if (err < 0)
    return err;

在这里,my_control是一个之前定义好的snd_kcontrol_new对象,chip对象将会被赋值在kcontrol->private_data字段,该字段可以在回调函数中访问。

snd_ctl_new1()会分配一个新的snd_kcontrol实例,并把my_control中相应的值复制到该实例中,所以,在定义my_control时,通常我们可以加上__devinitdata前缀。snd_ctl_add则把该control绑定到声卡对象card当中。

元数据(Metadata)

很多mixer control需要提供以dB为单位的信息,我们可以使用DECLARE_TLV_xxx宏来定义一些包含这种信息的变量,然后把control的tlv.p字段指向这些变量,最后,在access字段中加上SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TLV_READ标志,就像这样:

static DECLARE_TLV_DB_SCALE(db_scale_my_control, -4050, 150, 0);

static struct snd_kcontrol_new my_control __devinitdata = {

.access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE |
SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TLV_READ,

.tlv.p = db_scale_my_control,
};

DECLARE_TLV_DB_SCALE宏定义的mixer control,它所代表的值按一个固定的dB值的步长变化。该宏的第一个参数是要定义变量的名字,第二个参数是最小值,以0.01dB为单位。第三个参数是变化的步长,也是以0.01dB为单位。如果该control处于最小值时会做出mute时,需要把第四个参数设为1。

DECLARE_TLV_DB_LINEAR宏定义的mixer control,它的输出随值的变化而线性变化。 该宏的第一个参数是要定义变量的名字,第二个参数是最小值,以0.01dB为单位。第二个参数是最大值,以0.01dB为单位。如果该control处于最小值时会做出mute时,需要把第二个参数设为TLV_DB_GAIN_MUTE。

这两个宏实际上就是定义一个整形数组,所谓tlv,就是Type-Lenght-Value的意思,数组的第0各元素代表数据的类型,第1个元素代表数据的长度,第三个元素和之后的元素保存该变量的数据。

Control设备的建立

Control设备和PCM设备一样,都属于声卡下的逻辑设备。用户空间的应用程序通过alsa-lib访问该Control设备,读取或控制control的控制状态,从而达到控制音频Codec进行各种Mixer等控制操作。

Control设备的创建过程大体上和PCM设备的创建过程相同。详细的创建过程可以参考本博的另一篇文章:Linux音频驱动之三:PCM设备的创建。下面我们只讨论有区别的地方。

我们需要在我们的驱动程序初始化时主动调用snd_pcm_new()函数创建pcm设备,而control设备则在snd_card_create()内被创建,snd_card_create()通过调用snd_ctl_create()函数创建control设备节点。所以我们无需显式地创建control设备,只要建立声卡,control设备被自动地创建。

和pcm设备一样,control设备的名字遵循一定的规则:controlCxx,这里的xx代表声卡的编号。我们也可以通过代码正是这一点,下面的是snd_ctl_dev_register()函数的代码:

/*
 * registration of the control device
 */
static int snd_ctl_dev_register(struct snd_device *device)
{
    struct snd_card *card = device->device_data;
    int err, cardnum;
    char name[16];

    if (snd_BUG_ON(!card))
        return -ENXIO;
    cardnum = card->number;
    if (snd_BUG_ON(cardnum < 0 || cardnum >= SNDRV_CARDS))
        return -ENXIO;
        /* control设备的名字 */
    sprintf(name, "controlC%i", cardnum);
    if ((err = snd_register_device(SNDRV_DEVICE_TYPE_CONTROL, card, -1,
                       &snd_ctl_f_ops, card, name)) < 0)
        return err;
    return 0;
}

snd_ctl_dev_register()函数会在snd_card_register()中,即声卡的注册阶段被调用。注册完成后,control设备的相关信息被保存在snd_minors[]数组中,用control设备的此设备号作索引,即可在snd_minors[]数组中找出相关的信息。注册完成后的数据结构关系可以用下图进行表述:
这里写图片描述
control设备的操作函数入口

用户程序需要打开control设备时,驱动程序通过snd_minors[]全局数组和此设备号,可以获得snd_ctl_f_ops结构中的各个回调函数,然后通过这些回调函数访问control中的信息和数据(最终会调用control的几个回调函数get,put,info)。详细的代码我就不贴了,大家可以读一下代码:/sound/core/control.c。

Linux声卡驱动

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