Linux下IIS音频驱动程序分析(基于S3C2410+ UDA1341)
2011-12-12 22:13
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原文地址::http://os.chinaunix.net/a2009/0901/997/000000997053.shtml
armlinux学习笔记--IIS音频驱动程序分析[z]
2008-07-18 19:53:51
原文:http://www.icdew.com/viewthread.php?tid=284
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//* 2007.7.5
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Linux 下的IIS 音频驱动程序主要都在/kernel/drivers/sound/s3c2410-uda1341.c 文件中。 在音频驱动程序中有2个比较重要的结构体: typedef struct {
int size; /* buffer size */
char *start; /* point to actual buffer */(内存虚拟地址起始地址)
dma_addr_t dma_addr; /* physical buffer address */(内存物理地址起始地址)
struct semaphore sem; /* down before touching the buffer */
int master; /* owner for buffer allocation, contain size when true */(内存大小)
} audio_buf_t; typedef struct {
audio_buf_t *buffers; /* pointer to audio buffer structures */
audio_buf_t *buf; /* current buffer used by read/write */
u_int buf_idx; /* index for the pointer above */
u_int fragsize; /* fragment i.e. buffer size */(音频缓冲区片大小)
u_int nbfrags; /* nbr of fragments */(音频缓冲区片数量)
dmach_t dma_ch; /* DMA channel (channel2 for audio) */
} audio_stream_t; 这是一个管理多缓冲区的结构体,结构体audio_stream_t 为音频流数据组成了一个环形缓冲区。(audio_buf_t *buffers 同触摸屏驱动中struct TS_DEV 结构中的TS_RET buf[MAX_TS_BUF] 意义一样,都为环形缓冲区)用audio_buf_t 来管理一段内存,在用audio_stream_t 来管理N 个audio_buf_t。 音频驱动的file_operations 结构定义如下:
static struct file_operations smdk2410_audio_fops = {
llseek: smdk2410_audio_llseek,
write: smdk2410_audio_write,
read: smdk2410_audio_read,
poll: smdk2410_audio_poll,
ioctl: smdk2410_audio_ioctl,
open: smdk2410_audio_open,
release: smdk2410_audio_release
}; static struct file_operations smdk2410_mixer_fops = {
ioctl: smdk2410_mixer_ioctl,
open: smdk2410_mixer_open,
release: smdk2410_mixer_release
}; 这里定义了两种类型设备的file_operations 结构,前者是DSP 设备,后者是混频器设备。
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和往常一样,先来看一下加载驱动模块时的初始化函数:
int __init s3c2410_uda1341_init(void)
该函数首先会初始化I/O 和UDA1341 芯片,然后申请2个DMA 通道用于音频传输。 local_irq_save(flags); 调用该宏函数来保存IRQ 中断使能状态,并禁止IRQ 中断。 在/kernel/include/asm-arm/system.h 文件中:
/* For spinlocks etc */
#define local_irq_save(x) __save_flags_cli(x)
#define local_irq_restore(x) __restore_flags(x) 在/kernel/include/asm-arm/proc-armo/system.h 文件中:
/*
* Save the current interrupt enable state & disable IRQs
*/
#define __save_flags_cli(x) \
do { \
unsigned long temp; \
__asm__ __volatile__( \
" mov %0, pc @ save_flags_cli\n" \
" orr %1, %0, #0x08000000\n" \
" and %0, %0, #0x0c000000\n" \
" teqp %1, #0\n" \
: "=r" (x), "=r" (temp) \
: \
: "memory"); \
} while (0) 最后用ARM 汇编指令实现了保存IRQ 和FIQ 的中断使能状态,并禁止IRQ 中断。 /*
* restore saved IRQ & FIQ state
*/
#define __restore_flags(x) \
do { \
unsigned long temp; \
__asm__ __volatile__( \
" mov %0, pc @ restore_flags\n" \
" bic %0, %0, #0x0c000000\n" \
" orr %0, %0, %1\n" \
" teqp %0, #0\n" \
: "=&r" (temp) \
: "r" (x) \
: "memory"); \
} while (0) 最后用ARM 汇编指令实现了恢复IRQ 和FIQ 的中断使能状态。
/* GPB 4: L3CLOCK, OUTPUT */
set_gpio_ctrl(GPIO_L3CLOCK);
/* GPB 3: L3#, OUTPUT */
set_gpio_ctrl(GPIO_L3#);
/* GPB 2: L3MODE, OUTPUT */
set_gpio_ctrl(GPIO_L3MODE); /* GPE 3: I2SSDI */
set_gpio_ctrl(GPIO_E3 | GPIO_PULLUP_EN | GPIO_MODE_I2SSDI);
/* GPE 0: I2SLRCK */
set_gpio_ctrl(GPIO_E0 | GPIO_PULLUP_EN | GPIO_MODE_I2SSDI);
/* GPE 1: I2SSCLK */
set_gpio_ctrl(GPIO_E1 | GPIO_PULLUP_EN | GPIO_MODE_I2SSCLK);
/* GPE 2: CDCLK */
set_gpio_ctrl(GPIO_E2 | GPIO_PULLUP_EN | GPIO_MODE_CDCLK);
/* GPE 4: I2SSDO */
set_gpio_ctrl(GPIO_E4 | GPIO_PULLUP_EN | GPIO_MODE_I2SSDO);
接下来马上设置与UDA1341 芯片相关GPIO 引脚。这里首先将GPB4,GPB3,GPB2 这3个GPIO 引脚设置为输出模式,参考原理图后,得知这3个引脚分别连接UDA1341 芯片的L3CLOCK,L3#,L3MODE 这3个引脚,作为这3个信号的输入。 在/kernel/drivers/sound/s3c2410-uda1341.c 文件中:
#define GPIO_L3CLOCK (GPIO_MODE_OUT | GPIO_PULLUP_DIS | GPIO_B4)
#define GPIO_L3# (GPIO_MODE_OUT | GPIO_PULLUP_DIS | GPIO_B3)
#define GPIO_L3MODE (GPIO_MODE_OUT | GPIO_PULLUP_DIS | GPIO_B2)
然后继续设置与IIS 控制器输出信号相关GPIO 引脚。将GPE0~GPE4 这5个引脚设置为IIS 接口的信号模式。需要通过配置GPECON 寄存器来设定该端口管脚的输出模式,对应位如下: [9:8] [7:6] [5:4] [3:2] [1:0]
GPE4 GPE3 GPE2 GPE1 GPE0
参考S3C2410 芯片#sheet 的I/O口章节,都要设为10(二进制)。 local_irq_restore(flags); 设置完GPIO 口的工作模式,就可以前面已经分析过的local_irq_restore 宏函数来恢复IRQ 和FIQ 的中断使能状态。 init_uda1341(); 这里调用了init_uda1341 函数来初始化UDA1341 芯片,该函数会在后面说明。 output_stream.dma_ch = DMA_CH2; if (audio_init_dma(&output_stream,
"UDA1341 out")) {
audio_clear_dma(&output_stream);
printk( KERN_WARNING AUDIO_NAME_VERBOSE
": unable to get DMA channels\n" );
return -EBUSY;
} input_stream.dma_ch = DMA_CH1; if (audio_init_dma(&input_stream, "UDA1341 in")) {
audio_clear_dma(&input_stream);
printk( KERN_WARNING AUDIO_NAME_VERBOSE
": unable to get DMA channels\n" );
return -EBUSY;
}
在全局变量中定义了,两个audio_stream_t 结构的变量,分别是output_stream 和input_stream,一个作为输出音频缓冲区,一个作为输入音频缓冲区。
将输出音频缓冲区的DMA 通道设为通道2,输入音频缓冲区的DMA 通道设为通道1。 在/kernel/include/asm-arm/arch-s3c2410/dma.h 文件中:
#define DMA_CH0 0
#define DMA_CH1 1
#define DMA_CH2 2
#define DMA_CH3 3 通过查阅S3C2410 芯片#sheet 中的DMA 章节,知道该芯片共有4个DMA 通道,DMA 控制器的每个通道可以从4个DMA 源中选择一个DMA 请求源。其中,通道1具有IIS 输入源,而通道2具有IIS 输出和输入源。所以要以全双工模式进行音频数据传输的话,只有将输出音频缓冲区的设为DMA 通道2,输入音频缓冲区设为DMA 通道1。
接着调用2次audio_init_dma 函数来分别对输出和输入音频缓冲区的DMA 通道进行初始化设置。该函数比较简单,定义如下:
static int __init audio_init_dma(audio_stream_t * s, char *desc)
{
if(s->dma_ch == DMA_CH2)
return s3c2410_request_dma("I2SSDO", s->dma_ch, audio_dmaout_done_callback, NULL);
else if(s->dma_ch == DMA_CH1)
return s3c2410_request_dma("I2SSDI", s->dma_ch, NULL ,audio_dmain_done_callback);
else
return 1;
} 这个函数其实就是对DMA 的通道号进行判断,然后调用了s3c2410_request_dma 函数来向内核申请一个DMA 通道。 在/kernel/arch/arm/mach-s3c2410/dma.c 文件中:
int s3c2410_request_dma(const char *device_id, dmach_t channel,
dma_callback_t write_cb, dma_callback_t read_cb) 在该函数中会分配DMA 通道,并申请DMA 中断,即当DMA 传输结束时,会响应中断请求,调用回调函数。这里的参数中,device_id 为设备id 号,用字符串来表示;channel 为DMA 通道号,将前面定义的通道号1,2传入;write_cb 和read_cb 分别指向DMA 发送和读取结束时调用的函数,即DMA 传输结束时调用的回调函数。
在该函数中有:
err = request_irq(dma->irq, dma_irq_handler, 0 * SA_INTERRUPT,
device_id, (void *)dma); 即申请了一个DMA 的中断号,中断处理子程序为dma_irq_handler 函数,然后:
dma->write.callback = write_cb;
dma->read.callback = read_cb; 将读写DMA 中断的两个回调函数指针传入。 在/kernel/arch/arm/mach-s3c2410/dma.c 文件中:
static void dma_irq_handler(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
{
s3c2410_dma_t *dma = (s3c2410_dma_t *)dev_id; DPRINTK(__FUNCTION__"\n"); s3c2410_dma_done(dma);
} 在中断处理子程序中,调用了s3c2410_dma_done 函数,该函数定义如下:
static inline void s3c2410_dma_done(s3c2410_dma_t *dma)
{
dma_buf_t *buf = dma->curr;
dma_callback_t callback; if (buf->write) callback = dma->write.callback;
else callback = dma->read.callback; #ifdef HOOK_LOST_INT
stop_dma_timer();
#endif
DPRINTK("IRQ: b=%#x st=%ld\n", (int)buf->id, (long)dma->regs->DSTAT);
if (callback)
callback(buf->id, buf->size);
kfree(buf);
dma->active = 0;
process_dma(dma);
} 最后在s3c2410_dma_done 函数中,通过callback 函数指针调用了DMA 发送和读取的回调函数。 DMA 写入和读取的两个回调函数audio_dmaout_done_callback,audio_dmain_done_callback 会在后面说明。其中DMA 写入为音频输出,DMA 读取为音频输入。
在调用audio_init_dma 函数来对输出和输入音频缓冲区的DMA 通道进行初始化设置时,如果返回失败,则会调用audio_clear_dma 函数来释放已申请的DMA 通道。在audio_clear_dma 函数中直接调用了s3c2410_free_dma 函数来进行动作。 在/kernel/arch/arm/mach-s3c2410/dma.c 文件中:
void s3c2410_free_dma(dmach_t channel) 该函数中释放了已申请的DMA 通道,并调用了free_irq 函数来释放已分配的DMA 发送和读取结束的中断号。 audio_dev_dsp = register_sound_dsp(&smdk2410_audio_fops, -1);
audio_dev_mixer = register_sound_mixer(&smdk2410_mixer_fops, -1); 在驱动模块的初始化函数最后调用了register_sound_dsp,和register_sound_mixer 两个函数来分别注册驱动设备,前者注册为DSP 设备,后者注册为混频器设备。 在/kernel/drivers/sound/sound_core.c 文件中:
/**
* register_sound_dsp - register a DSP device
* @fops: File operations for the driver
* @dev: Unit number to allocate
*
* Allocate a DSP device. Unit is the number of the DSP requested.
* Pass -1 to request the next free DSP unit. On success the allocated
* number is returned, on failure a negative error code is returned.
*
* This function allocates both the audio and dsp device entries together
* and will always allocate them as a matching pair - eg dsp3/audio3
*/ int register_sound_dsp(struct file_operations *fops, int dev) /**
* register_sound_mixer - register a mixer device
* @fops: File operations for the driver
* @dev: Unit number to allocate
*
* Allocate a mixer device. Unit is the number of the mixer requested.
* Pass -1 to request the next free mixer unit. On success the allocated
* number is returned, on failure a negative error code is returned.
*/ int register_sound_mixer(struct file_operations *fops, int dev) 这两个函数的参数一样,fops 为传给内核的file_operations 结构中的接口函数,dev 为分配的设备序号,设为-1 表示由内核自动分配一个空闲的序号。
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紧接着就来看一下init_uda1341 这个初始化UDA1341 芯片的函数:
static void init_uda1341(void) uda1341_volume = 62 - ((DEF_VOLUME * 61) / 100);
uda1341_boost = 0;
uda_sampling = #2_DEEMP_NONE;
uda_sampling &= ~(#2_MUTE); 首先上来就是设定几个待会儿配置要用的参数。参考UDA1341 芯片#sheet 后,可以知道uda1341_volume 参数的含义,62 表示音量设置表中有效音量的总档数,61 表示音量总共有61 档,DEF_VOLUME%表示所要调的音量的百分比大小,这样61*DEF_VOLUME%所得出的就是所要调的音量是音量总档数的第几档,由于音量设置表中列出值的是按衰减量递增的,所以刚才得到的音量档数需要在总档数下衰减多少才能得到呢?显然只要将音量总档数减去所要调到的音量档数即可,即62-61*DEF_VOLUME%。
local_irq_save(flags); 同先前一样,调用该宏函数来保存IRQ 中断使能状态,并禁止IRQ 中断。 write_gpio_bit(GPIO_L3MODE, 1);
write_gpio_bit(GPIO_L3CLOCK, 1); 调用write_gpio_bit 宏函数,将GPIO 相应的引脚设为高电平或低电平。这里是把GPIO_L3MODE 和GPIO_L3CLOCK 这两个引脚设为高电平。 local_irq_restore(flags); 同先前一样,调用该宏函数来恢复IRQ 和FIQ 的中断使能状态。
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//* 2007.7.6
//******************************************************* uda1341_l3_address(UDA1341_REG_STATUS);
uda1341_l3_#(STAT0_SC_384FS | STAT0_IF_MSB); // set 384 system clock, MSB
uda1341_l3_#(STAT1 | STAT1_DAC_GAIN | STAT1_ADC_GAIN | STAT1_ADC_ON | STAT1_DAC_ON); 下面就调用了uda1341_l3_address 函数和uda1341_l3_# 函数来对UDA1341 芯片进行配置。在看了UDA1341 芯片的#sheet 后知道了,原来S3C2410 与UDA1341 的通信就是通过L3CLOCK,L3#,L3MODE 这3个引脚,通信时序由GPIO 口编程控制,有点类似于SPI 接口时序。这两个函数会在后面进行说明。
其中uda1341_l3_address 函数是L3 接口操作模式的地址模式,这里用00010110(二进制)(参考了UDA1341 芯片的#sheet 得知D7~D2 为设备地址,默认UDA1341TS 的设备地址为000101,而D1~D0 为数据传输的类型)参数设置为寄存器状态地址。uda1341_l3_# 函数是L3 接口操作模式的数据传输模式,这里先用00011000(二进制)参数将系统时钟设置为384fs,数据输入格式设置为MSB 模式,然后用11100011(二进制)参数将DAC
和ADC 的获取开关都设为6dB,将DAC 和ADC 电源控制都设为打开。 uda1341_l3_address(UDA1341_REG_#0);
uda1341_l3_#(#0 |#0_VOLUME(uda1341_volume)); // maximum volume
uda1341_l3_#(#1 |#1_BASS(uda1341_boost)| #1_TREBLE(0));
uda1341_l3_#(uda_sampling); /* --;;*/
uda1341_l3_#(EXTADDR(EXT2));
uda1341_l3_#(EXT#(EXT2_MIC_GAIN(0x6)) | EXT2_MIXMODE_CH1); 再次调用uda1341_l3_address 函数,用00010100(二进制)参数设置为直接地址寄存器模式。接着分5次调用uda1341_l3_# 函数来进行配置,第一次用uda1341_volume 参数的值23(十进制)将音量大小设置为总音量的65%;第二次用01000000(二进制)参数将低音推进设置为0,高音设置为0;第三次用00000000(二进制)参数又将音量调到衰减0dB,即调到最大(不理解为什么);最后两次要一起看,先用11000010(二进制)参数将EA2~EA0
设为010(二进制)进入设置特定功能的外部地址,然后用11111001(二进制)参数将ED4~ED0 设为11001(二进制)将MIC 的灵敏度设为+27dB,将混频器模式设为选择通道1输入(这时通道2输入关闭)。
【其实这里的“uda1341_l3_#(uda_sampling); /* --;;*/”,这句话应该是不正确的,不是准备再将音量调到最大。应该改为:
uda_l3_#(#2 | uda_sampling);
即用10000000(二进制)参数设置静音关闭和高低音模式为flat 模式(高低音增益都为0dB)等。】
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马上来看一下uda1341_l3_address 和uda1341_l3_# 这两个具体控制GPIO 口时序来传输数据的函数。首先看uda1341_l3_address 函数:
static void uda1341_l3_address(u8 #) local_irq_save(flags); 在对GPIO 口设置或操作前总要先调用该宏函数来保存IRQ 中断使能状态,并禁止IRQ 中断。 write_gpio_bit(GPIO_L3MODE, 0);
write_gpio_bit(GPIO_L3#, 0);
write_gpio_bit(GPIO_L3CLOCK, 1); 分别将GPIO_L3MODE 引脚设为低电平,将GPIO_L3# 引脚设为低电平,将GPIO_L3CLOCK 引脚设为高电平。根据UDA1341 芯片#sheet 里的时序图,把GPIO_L3MODE 引脚设为低电平,就是地址模式。 udelay(1); 调用udelay 函数来短暂延时1us。在驱动程序中用udelay 函数来延时微秒级时间,mdelay 函数来延时毫秒级时间,而在应用程序中用usleep 函数来延时微秒级时间,sleep
函数来延时毫秒级时间。 在/kernel/include/asm-arm/delay.h 文件中:
/*
* division by multiplication: you don't have to worry about
* loss of precision.
*
* Use only for very small delays ( linux/delay.h 文件中:
#ifdef notdef
#define mdelay(n) (\
{unsigned long msec=(n); while (msec--) udelay(1000);})
#else
#define mdelay(n) (\
(__builtin_constant_p(n) && (n)>= 1;
} 接下来就是将一个字节一位一位通过GPIO 口发送出去的循环结构,从该字节的最低位(D0)开始发送。若D0 为1,则设置GPIO_L3# 引脚为高电平,否则为低电平。同时需要控制GPIO_L3CLOCK 引脚的时钟信号,数据会在时钟的上升沿写入UDA1341 芯片,所以需要在时钟引脚为低电平时准备好要传送的数据,然后再将时钟设为高电平。在设置时钟和数据引脚之间用udelay 函数进行短暂延时1us。 write_gpio_bit(GPIO_L3MODE, 1);
udelay(1); 在地址模式下数据传送完成后,则设置GPIO_L3MODE 引脚为高电平,准备进入数据传输模式,并短暂延时1us。 local_irq_restore(flags); 最后调用该宏函数来恢复IRQ 和FIQ 的中断使能状态。
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接着来看uda1341_l3_# 函数:
static void uda1341_l3_#(u8 #) local_irq_save(flags); 同样首先要调用该宏函数来保存IRQ 中断使能状态,并禁止IRQ 中断。 write_gpio_bit(GPIO_L3MODE, 1);
udelay(1); write_gpio_bit(GPIO_L3MODE, 0);
udelay(1);
write_gpio_bit(GPIO_L3MODE, 1); 在进入数据传输模式前,先要将GPIO_L3MODE 信号需要有一个低电平的脉冲,所以依次设置该引脚为高电平,低电平,高电平,这样就进入了数据传输模式。 for (i = 0; i >= 1;
} 接下来的这个步骤和uda1341_l3_address 函数一样,一位一位将数据发送出去。 write_gpio_bit(GPIO_L3MODE, 1);
write_gpio_bit(GPIO_L3MODE, 0);
udelay(1);
write_gpio_bit(GPIO_L3MODE, 1); 最后,GPIO_L3MODE 信号同样需要有一个低电平的脉冲才表示数据传输模式结束,所以再次设置该引脚为高电平,低电平,高电平。 local_irq_restore(flags); 完成后,调用该宏函数来恢复IRQ 和FIQ 的中断使能状态。
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看一下卸载驱动模块时调用的函数:
void __exit s3c2410_uda1341_exit(void) 这个函数就比较简单了。 unregister_sound_dsp(audio_dev_dsp);
unregister_sound_mixer(audio_dev_mixer); 首先调用unregister_sound_dsp 和unregister_sound_mixer 这两个函数来分别注销原先注册的DSP 设备和混频器设备。 在/kernel/drivers/sound/sound_core.c 文件中:
/**
* unregister_sound_dsp - unregister a DSP device
* @unit: unit number to allocate
*
* Release a sound device that was allocated with register_sound_dsp().
* The unit passed is the return value from the register function.
*
* Both of the allocated units are released together automatically.
*/ void unregister_sound_dsp(int unit) /**
* unregister_sound_mixer - unregister a mixer
* @unit: unit number to allocate
*
* Release a sound device that was allocated with register_sound_mixer().
* The unit passed is the return value from the register function.
*/ void unregister_sound_mixer(int unit) 这两个函数的参数一样,为刚才调用注册函数时返回的内核所分配的设备序号。 audio_clear_dma(&output_stream);
audio_clear_dma(&input_stream); /* input */ 分两次调用audio_clear_dma 函数来分别释放已申请的音频输入和音频输出的DMA 通道。
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继续来看一下打开设备文件的接口函数,这里先看针对DSP 设备文件的函数:
static int smdk2410_audio_open(struct inode *inode, struct file *file) if ((file->f_flags & O_ACCMODE) == O_RDONLY) {
if (audio_rd_refcount || audio_wr_refcount)
return -EBUSY;
audio_rd_refcount++;
} else if ((file->f_flags & O_ACCMODE) == O_WRONLY) {
if (audio_wr_refcount)
return -EBUSY;
audio_wr_refcount++;
} else if ((file->f_flags & O_ACCMODE) == O_RDWR) {
if (audio_rd_refcount || audio_wr_refcount)
return -EBUSY;
audio_rd_refcount++;
audio_wr_refcount++;
} else
return -EINVAL; 首先上来就是一大段条件判断,主要就是判断file->f_flags 这个表示设备文件的打开方式是读取,写入,还是可读写。用audio_rd_refcount 和audio_wr_refcount 这两个变量来设置类似于信号量一样的读写占位标志(要写设备的话,只要没有用写方式打开过设备即可;要读的话,则需要该设备同时没有用读或写方式打开过),只要打开过设备文件,相应的方式标志就会加一。 if (cold) {
audio_rate = AUDIO_RATE_DEFAULT;
audio_channels = AUDIO_CHANNELS_DEFAULT;
audio_fragsize = AUDIO_FRAGSIZE_DEFAULT;
audio_nbfrags = AUDIO_NBFRAGS_DEFAULT; 在audio_rd_refcount 和audio_wr_refcount 这两个变量都为0 的时候才进入这一步,即对已经打开过的设备文件不进行下面的操作。
这里先设置一下待会儿要配置到IIS 相关寄存器中的变量。 if ((file->f_mode & FMODE_WRITE)){
init_s3c2410_iis_bus_tx();
audio_clear_buf(&output_stream);
}
if ((file->f_mode & FMODE_READ)){
init_s3c2410_iis_bus_rx();
audio_clear_buf(&input_stream);
}
} 从file->f_mode 中判断文件是否可读可写,根据设备文件的打开模式,分别调用了init_s3c2410_iis_bus_tx 和init_s3c2410_iis_bus_rx 函数来进行对IIS 总线读写的初始化配置,在这两个函数中对S3C2410 芯片的IIS 相关寄存器进行了相应的配置,会在后面说明。然后又调用了audio_clear_buf 函数来分别对音频输入和输出两个DMA 缓冲区进行了清空,该函数也会在后面说明。
因为读写操作控制必须用f_mode 来进行判断,所以这里要根据f_mode 为可读或可写的标识来进行读写模式的硬件设置。而read,write 函数不需要检查f_mode 因为读写权限的检查是由内核在调用他们之前进行的。 MOD_INC_USE_COUNT; 最后调用MOD_INC_USE_COUNT; 来对设备文件计数器加一计数,并返回。
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下面马上来看一下init_s3c2410_iis_bus_tx 和init_s3c2410_iis_bus_rx 这两个函数,首先是init_s3c2410_iis_bus_tx 函数:
static void init_s3c2410_iis_bus_tx(void) IISCON = 0;
IISMOD = 0;
IISFIFOC = 0; 首先初始化IIS 控制寄存器,IIS 模式寄存器和IIS FIFO 控制寄存器都为0。 /* 44 KHz , 384fs */
IISPSR = (IISPSR_A(iispsr_value(S_CLOCK_FREQ, 44100))
| IISPSR_B(iispsr_value(S_CLOCK_FREQ, 44100))); 设置IIS 预分频寄存器,其中调用了iispsr_value 函数来计算预分频值,该函数会在后面说明。
参考S3C2410 芯片#sheet 中关于IIS 总线接口的章节,具体设置参数如下:
IISPSR_A(iispsr_value(S_CLOCK_FREQ, 44100)) = IISPSR_A(iispsr_value(384, 44100)) = (一个0~31 之间的值)
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IISCON = (IISCON_TX_DMA /* Transmit DMA service request */
|IISCON_RX_IDLE /* Receive Channel idle */
|IISCON_PRESCALE); /* IIS Prescaler Enable */ 设置IIS 控制寄存器,参考S3C2410 芯片#sheet 中关于IIS 总线接口的章节,具体设置参数如下:
IISCON_TX_DMA = 1命令,设为1 表示接收通道空闲
IISCON_PRESCALE = 1系统输出时钟为384fs 和音频采样频率fs为44.1KHz 的情况下,所需要的预分频值,并返回。
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接下来init_s3c2410_iis_bus_rx 函数与前面的init_s3c2410_iis_bus_tx 函数形式上也差不多:
static void init_s3c2410_iis_bus_rx(void)
IISCON = 0;
IISMOD = 0;
IISFIFOC = 0;
首先初始化IIS 控制寄存器,IIS 模式寄存器和IIS FIFO 控制寄存器都为0。
/* 44 KHz , 384fs */
IISPSR = (IISPSR_A(iispsr_value(S_CLOCK_FREQ, 44100))
| IISPSR_B(iispsr_value(S_CLOCK_FREQ, 44100)));
设置IIS 预分频寄存器,参考S3C2410 芯片#sheet 中关于IIS 总线接口的章节,具体设置参数如下:
IISPSR_A(iispsr_value(S_CLOCK_FREQ, 44100)) = IISPSR_A(iispsr_value(384, 44100)) = (一个0~31 之间的值)dma_ch);
调用该函数来刷新所指定的DMA 通道缓冲区。
在/kernel/arch/arm/mach-s3c2410/dma.c 文件中:
int s3c2410_dma_flush_all(dmach_t channel)
这个函数会释放所指定的DMA 通道对应的内存缓冲区。
if (s->buffers) {
int frag;
for (frag = 0; frag nbfrags; frag++) {
if (!s->buffers[frag].master)
continue;
consistent_free(s->buffers[frag].start,
s->buffers[frag].master,
s->buffers[frag].dma_addr);
}
kfree(s->buffers);
s->buffers = NULL;
}
接下来判断,如果环形缓冲区不为空,通过调用consistent_free 函数来释放环形缓冲区中的s->nbfrags 个buffer 所分配的内存空间,其中s->buffers[frag].master 表示buffer 所分配的内存大小。最后调用kfree 函数,将整个s->buffers 指针所指的已分配的内存释放掉,并将它设为空指针。
在/kernel/arch/arm/mm/consistent.c 文件中:
/*
* free a page as defined by the above mapping. We expressly forbid
* calling this from interrupt context.
*/
void consistent_free(void *vaddr, size_t size, dma_addr_t handle)
该函数的参数vaddr 为指向内存虚拟地址起始地址的指针,size 为要释放的内存大小,handle 为所分配的内存物理地址的起始地址。
s->buf_idx = 0;
s->buf = NULL;
最后将环形缓冲区buffer 索引号和当前buf 指针都清空,返回。
------------------------------------------------------------------------
下面来看一下,DMA 写入和读取的两个回调函数audio_dmaout_done_callback,audio_dmain_done_callback,当DMA 写入或读取完成就会产生中断,并调用这两个中断处理函数。在分析这两个函数之前,需要重新了解一下这两个函数被调用的过程以及传入参数的意义。
从前面对申请DMA 通道函数的分析中,可以知道DMA 写入和读取的中断处理函数是在s3c2410_dma_done 函数中被调用的,而s3c2410_dma_done 函数又是在真正的DMA 中断处理函数dma_irq_handler 中被调用的。
在/kernel/arch/arm/mach-s3c2410/dma.c 文件中:
static void dma_irq_handler(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
{
s3c2410_dma_t *dma = (s3c2410_dma_t *)dev_id;
DPRINTK(__FUNCTION__"\n");
s3c2410_dma_done(dma);
}
在该函数中,首先定义了一个s3c2410_dma_t 结构的指针变量指向中断处理程序的参数dev_id,然后将它再作为参数传入s3c2410_dma_done 函数中。
接着在s3c2410_dma_done 函数中做如下操作:
static inline void s3c2410_dma_done(s3c2410_dma_t *dma)
{
dma_buf_t *buf = dma->curr;
dma_callback_t callback;
if (buf->write) callback = dma->write.callback;
else callback = dma->read.callback;
#ifdef HOOK_LOST_INT
stop_dma_timer();
#endif
DPRINTK("IRQ: b=%#x st=%ld\n", (int)buf->id, (long)dma->regs->DSTAT);
if (callback)
callback(buf->id, buf->size);
kfree(buf);
dma->active = 0;
process_dma(dma);
}
在该函数中又定义了一个dma_buf_t 结构的指针变量,指向了参数中的dma->curr,即指向当前DMA 缓冲区的指针。
在/kernel/arch/arm/mach-s3c2410/dma.h 文件中:
/* DMA buffer struct */
typedef struct dma_buf_s {
int size; /* buffer size */
dma_addr_t dma_start; /* starting DMA address */
int ref; /* number of DMA references */
void *id; /* to identify buffer from outside */
int write; /* 1: buf to write , 0: but to read */
struct dma_buf_s *next; /* next buf to process */
} dma_buf_t;
/* DMA channel structure */
typedef struct {
dmach_t channel;
unsigned int in_use; /* Device is allocated */
const char *device_id; /* Device name */
dma_buf_t *head; /* where to insert buffers */
dma_buf_t *tail; /* where to remove buffers */
dma_buf_t *curr; /* buffer currently DMA'ed */
unsigned long queue_count; /* number of buffers in the queue */
int active; /* 1 if DMA is actually processing # */
dma_regs_t *regs; /* points to appropriate DMA registers */
int irq; /* IRQ used by the channel */
dma_device_t write; /* to write */
dma_device_t read; /* to read */
} s3c2410_dma_t;
然后根据buf->write 这个DMA 读写标志来对callback 函数指针进行设置,是指向写DMA 函数dma->write.callback,还是读DMA 函数dma->read.callback。最后在调用该函数指针所指的函数时将buf->id,buf->size 这两个值作为参数传入,即是原来定义在dma_irq_handler 函数中的dma 变量的dma->curr->id 和dma->curr->size,分别表示当前DMA 缓冲区的id 号和缓冲区大小。
现在可以先来看一下DMA 写入中断处理函数audio_dmaout_done_callback:
static void audio_dmaout_done_callback(void *buf_id, int size)
audio_buf_t *b = (audio_buf_t *) buf_id;
在该函数中首先就定义了一个audio_buf_t 结构的指针变量,并指向传入的参数。
armlinux学习笔记--IIS音频驱动程序分析[z]
2008-07-18 19:53:51
原文:http://www.icdew.com/viewthread.php?tid=284
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//* 2007.7.5
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Linux 下的IIS 音频驱动程序主要都在/kernel/drivers/sound/s3c2410-uda1341.c 文件中。 在音频驱动程序中有2个比较重要的结构体: typedef struct {
int size; /* buffer size */
char *start; /* point to actual buffer */(内存虚拟地址起始地址)
dma_addr_t dma_addr; /* physical buffer address */(内存物理地址起始地址)
struct semaphore sem; /* down before touching the buffer */
int master; /* owner for buffer allocation, contain size when true */(内存大小)
} audio_buf_t; typedef struct {
audio_buf_t *buffers; /* pointer to audio buffer structures */
audio_buf_t *buf; /* current buffer used by read/write */
u_int buf_idx; /* index for the pointer above */
u_int fragsize; /* fragment i.e. buffer size */(音频缓冲区片大小)
u_int nbfrags; /* nbr of fragments */(音频缓冲区片数量)
dmach_t dma_ch; /* DMA channel (channel2 for audio) */
} audio_stream_t; 这是一个管理多缓冲区的结构体,结构体audio_stream_t 为音频流数据组成了一个环形缓冲区。(audio_buf_t *buffers 同触摸屏驱动中struct TS_DEV 结构中的TS_RET buf[MAX_TS_BUF] 意义一样,都为环形缓冲区)用audio_buf_t 来管理一段内存,在用audio_stream_t 来管理N 个audio_buf_t。 音频驱动的file_operations 结构定义如下:
static struct file_operations smdk2410_audio_fops = {
llseek: smdk2410_audio_llseek,
write: smdk2410_audio_write,
read: smdk2410_audio_read,
poll: smdk2410_audio_poll,
ioctl: smdk2410_audio_ioctl,
open: smdk2410_audio_open,
release: smdk2410_audio_release
}; static struct file_operations smdk2410_mixer_fops = {
ioctl: smdk2410_mixer_ioctl,
open: smdk2410_mixer_open,
release: smdk2410_mixer_release
}; 这里定义了两种类型设备的file_operations 结构,前者是DSP 设备,后者是混频器设备。
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和往常一样,先来看一下加载驱动模块时的初始化函数:
int __init s3c2410_uda1341_init(void)
该函数首先会初始化I/O 和UDA1341 芯片,然后申请2个DMA 通道用于音频传输。 local_irq_save(flags); 调用该宏函数来保存IRQ 中断使能状态,并禁止IRQ 中断。 在/kernel/include/asm-arm/system.h 文件中:
/* For spinlocks etc */
#define local_irq_save(x) __save_flags_cli(x)
#define local_irq_restore(x) __restore_flags(x) 在/kernel/include/asm-arm/proc-armo/system.h 文件中:
/*
* Save the current interrupt enable state & disable IRQs
*/
#define __save_flags_cli(x) \
do { \
unsigned long temp; \
__asm__ __volatile__( \
" mov %0, pc @ save_flags_cli\n" \
" orr %1, %0, #0x08000000\n" \
" and %0, %0, #0x0c000000\n" \
" teqp %1, #0\n" \
: "=r" (x), "=r" (temp) \
: \
: "memory"); \
} while (0) 最后用ARM 汇编指令实现了保存IRQ 和FIQ 的中断使能状态,并禁止IRQ 中断。 /*
* restore saved IRQ & FIQ state
*/
#define __restore_flags(x) \
do { \
unsigned long temp; \
__asm__ __volatile__( \
" mov %0, pc @ restore_flags\n" \
" bic %0, %0, #0x0c000000\n" \
" orr %0, %0, %1\n" \
" teqp %0, #0\n" \
: "=&r" (temp) \
: "r" (x) \
: "memory"); \
} while (0) 最后用ARM 汇编指令实现了恢复IRQ 和FIQ 的中断使能状态。
/* GPB 4: L3CLOCK, OUTPUT */
set_gpio_ctrl(GPIO_L3CLOCK);
/* GPB 3: L3#, OUTPUT */
set_gpio_ctrl(GPIO_L3#);
/* GPB 2: L3MODE, OUTPUT */
set_gpio_ctrl(GPIO_L3MODE); /* GPE 3: I2SSDI */
set_gpio_ctrl(GPIO_E3 | GPIO_PULLUP_EN | GPIO_MODE_I2SSDI);
/* GPE 0: I2SLRCK */
set_gpio_ctrl(GPIO_E0 | GPIO_PULLUP_EN | GPIO_MODE_I2SSDI);
/* GPE 1: I2SSCLK */
set_gpio_ctrl(GPIO_E1 | GPIO_PULLUP_EN | GPIO_MODE_I2SSCLK);
/* GPE 2: CDCLK */
set_gpio_ctrl(GPIO_E2 | GPIO_PULLUP_EN | GPIO_MODE_CDCLK);
/* GPE 4: I2SSDO */
set_gpio_ctrl(GPIO_E4 | GPIO_PULLUP_EN | GPIO_MODE_I2SSDO);
接下来马上设置与UDA1341 芯片相关GPIO 引脚。这里首先将GPB4,GPB3,GPB2 这3个GPIO 引脚设置为输出模式,参考原理图后,得知这3个引脚分别连接UDA1341 芯片的L3CLOCK,L3#,L3MODE 这3个引脚,作为这3个信号的输入。 在/kernel/drivers/sound/s3c2410-uda1341.c 文件中:
#define GPIO_L3CLOCK (GPIO_MODE_OUT | GPIO_PULLUP_DIS | GPIO_B4)
#define GPIO_L3# (GPIO_MODE_OUT | GPIO_PULLUP_DIS | GPIO_B3)
#define GPIO_L3MODE (GPIO_MODE_OUT | GPIO_PULLUP_DIS | GPIO_B2)
然后继续设置与IIS 控制器输出信号相关GPIO 引脚。将GPE0~GPE4 这5个引脚设置为IIS 接口的信号模式。需要通过配置GPECON 寄存器来设定该端口管脚的输出模式,对应位如下: [9:8] [7:6] [5:4] [3:2] [1:0]
GPE4 GPE3 GPE2 GPE1 GPE0
参考S3C2410 芯片#sheet 的I/O口章节,都要设为10(二进制)。 local_irq_restore(flags); 设置完GPIO 口的工作模式,就可以前面已经分析过的local_irq_restore 宏函数来恢复IRQ 和FIQ 的中断使能状态。 init_uda1341(); 这里调用了init_uda1341 函数来初始化UDA1341 芯片,该函数会在后面说明。 output_stream.dma_ch = DMA_CH2; if (audio_init_dma(&output_stream,
"UDA1341 out")) {
audio_clear_dma(&output_stream);
printk( KERN_WARNING AUDIO_NAME_VERBOSE
": unable to get DMA channels\n" );
return -EBUSY;
} input_stream.dma_ch = DMA_CH1; if (audio_init_dma(&input_stream, "UDA1341 in")) {
audio_clear_dma(&input_stream);
printk( KERN_WARNING AUDIO_NAME_VERBOSE
": unable to get DMA channels\n" );
return -EBUSY;
}
在全局变量中定义了,两个audio_stream_t 结构的变量,分别是output_stream 和input_stream,一个作为输出音频缓冲区,一个作为输入音频缓冲区。
将输出音频缓冲区的DMA 通道设为通道2,输入音频缓冲区的DMA 通道设为通道1。 在/kernel/include/asm-arm/arch-s3c2410/dma.h 文件中:
#define DMA_CH0 0
#define DMA_CH1 1
#define DMA_CH2 2
#define DMA_CH3 3 通过查阅S3C2410 芯片#sheet 中的DMA 章节,知道该芯片共有4个DMA 通道,DMA 控制器的每个通道可以从4个DMA 源中选择一个DMA 请求源。其中,通道1具有IIS 输入源,而通道2具有IIS 输出和输入源。所以要以全双工模式进行音频数据传输的话,只有将输出音频缓冲区的设为DMA 通道2,输入音频缓冲区设为DMA 通道1。
接着调用2次audio_init_dma 函数来分别对输出和输入音频缓冲区的DMA 通道进行初始化设置。该函数比较简单,定义如下:
static int __init audio_init_dma(audio_stream_t * s, char *desc)
{
if(s->dma_ch == DMA_CH2)
return s3c2410_request_dma("I2SSDO", s->dma_ch, audio_dmaout_done_callback, NULL);
else if(s->dma_ch == DMA_CH1)
return s3c2410_request_dma("I2SSDI", s->dma_ch, NULL ,audio_dmain_done_callback);
else
return 1;
} 这个函数其实就是对DMA 的通道号进行判断,然后调用了s3c2410_request_dma 函数来向内核申请一个DMA 通道。 在/kernel/arch/arm/mach-s3c2410/dma.c 文件中:
int s3c2410_request_dma(const char *device_id, dmach_t channel,
dma_callback_t write_cb, dma_callback_t read_cb) 在该函数中会分配DMA 通道,并申请DMA 中断,即当DMA 传输结束时,会响应中断请求,调用回调函数。这里的参数中,device_id 为设备id 号,用字符串来表示;channel 为DMA 通道号,将前面定义的通道号1,2传入;write_cb 和read_cb 分别指向DMA 发送和读取结束时调用的函数,即DMA 传输结束时调用的回调函数。
在该函数中有:
err = request_irq(dma->irq, dma_irq_handler, 0 * SA_INTERRUPT,
device_id, (void *)dma); 即申请了一个DMA 的中断号,中断处理子程序为dma_irq_handler 函数,然后:
dma->write.callback = write_cb;
dma->read.callback = read_cb; 将读写DMA 中断的两个回调函数指针传入。 在/kernel/arch/arm/mach-s3c2410/dma.c 文件中:
static void dma_irq_handler(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
{
s3c2410_dma_t *dma = (s3c2410_dma_t *)dev_id; DPRINTK(__FUNCTION__"\n"); s3c2410_dma_done(dma);
} 在中断处理子程序中,调用了s3c2410_dma_done 函数,该函数定义如下:
static inline void s3c2410_dma_done(s3c2410_dma_t *dma)
{
dma_buf_t *buf = dma->curr;
dma_callback_t callback; if (buf->write) callback = dma->write.callback;
else callback = dma->read.callback; #ifdef HOOK_LOST_INT
stop_dma_timer();
#endif
DPRINTK("IRQ: b=%#x st=%ld\n", (int)buf->id, (long)dma->regs->DSTAT);
if (callback)
callback(buf->id, buf->size);
kfree(buf);
dma->active = 0;
process_dma(dma);
} 最后在s3c2410_dma_done 函数中,通过callback 函数指针调用了DMA 发送和读取的回调函数。 DMA 写入和读取的两个回调函数audio_dmaout_done_callback,audio_dmain_done_callback 会在后面说明。其中DMA 写入为音频输出,DMA 读取为音频输入。
在调用audio_init_dma 函数来对输出和输入音频缓冲区的DMA 通道进行初始化设置时,如果返回失败,则会调用audio_clear_dma 函数来释放已申请的DMA 通道。在audio_clear_dma 函数中直接调用了s3c2410_free_dma 函数来进行动作。 在/kernel/arch/arm/mach-s3c2410/dma.c 文件中:
void s3c2410_free_dma(dmach_t channel) 该函数中释放了已申请的DMA 通道,并调用了free_irq 函数来释放已分配的DMA 发送和读取结束的中断号。 audio_dev_dsp = register_sound_dsp(&smdk2410_audio_fops, -1);
audio_dev_mixer = register_sound_mixer(&smdk2410_mixer_fops, -1); 在驱动模块的初始化函数最后调用了register_sound_dsp,和register_sound_mixer 两个函数来分别注册驱动设备,前者注册为DSP 设备,后者注册为混频器设备。 在/kernel/drivers/sound/sound_core.c 文件中:
/**
* register_sound_dsp - register a DSP device
* @fops: File operations for the driver
* @dev: Unit number to allocate
*
* Allocate a DSP device. Unit is the number of the DSP requested.
* Pass -1 to request the next free DSP unit. On success the allocated
* number is returned, on failure a negative error code is returned.
*
* This function allocates both the audio and dsp device entries together
* and will always allocate them as a matching pair - eg dsp3/audio3
*/ int register_sound_dsp(struct file_operations *fops, int dev) /**
* register_sound_mixer - register a mixer device
* @fops: File operations for the driver
* @dev: Unit number to allocate
*
* Allocate a mixer device. Unit is the number of the mixer requested.
* Pass -1 to request the next free mixer unit. On success the allocated
* number is returned, on failure a negative error code is returned.
*/ int register_sound_mixer(struct file_operations *fops, int dev) 这两个函数的参数一样,fops 为传给内核的file_operations 结构中的接口函数,dev 为分配的设备序号,设为-1 表示由内核自动分配一个空闲的序号。
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紧接着就来看一下init_uda1341 这个初始化UDA1341 芯片的函数:
static void init_uda1341(void) uda1341_volume = 62 - ((DEF_VOLUME * 61) / 100);
uda1341_boost = 0;
uda_sampling = #2_DEEMP_NONE;
uda_sampling &= ~(#2_MUTE); 首先上来就是设定几个待会儿配置要用的参数。参考UDA1341 芯片#sheet 后,可以知道uda1341_volume 参数的含义,62 表示音量设置表中有效音量的总档数,61 表示音量总共有61 档,DEF_VOLUME%表示所要调的音量的百分比大小,这样61*DEF_VOLUME%所得出的就是所要调的音量是音量总档数的第几档,由于音量设置表中列出值的是按衰减量递增的,所以刚才得到的音量档数需要在总档数下衰减多少才能得到呢?显然只要将音量总档数减去所要调到的音量档数即可,即62-61*DEF_VOLUME%。
local_irq_save(flags); 同先前一样,调用该宏函数来保存IRQ 中断使能状态,并禁止IRQ 中断。 write_gpio_bit(GPIO_L3MODE, 1);
write_gpio_bit(GPIO_L3CLOCK, 1); 调用write_gpio_bit 宏函数,将GPIO 相应的引脚设为高电平或低电平。这里是把GPIO_L3MODE 和GPIO_L3CLOCK 这两个引脚设为高电平。 local_irq_restore(flags); 同先前一样,调用该宏函数来恢复IRQ 和FIQ 的中断使能状态。
//*******************************************************
//* 2007.7.6
//******************************************************* uda1341_l3_address(UDA1341_REG_STATUS);
uda1341_l3_#(STAT0_SC_384FS | STAT0_IF_MSB); // set 384 system clock, MSB
uda1341_l3_#(STAT1 | STAT1_DAC_GAIN | STAT1_ADC_GAIN | STAT1_ADC_ON | STAT1_DAC_ON); 下面就调用了uda1341_l3_address 函数和uda1341_l3_# 函数来对UDA1341 芯片进行配置。在看了UDA1341 芯片的#sheet 后知道了,原来S3C2410 与UDA1341 的通信就是通过L3CLOCK,L3#,L3MODE 这3个引脚,通信时序由GPIO 口编程控制,有点类似于SPI 接口时序。这两个函数会在后面进行说明。
其中uda1341_l3_address 函数是L3 接口操作模式的地址模式,这里用00010110(二进制)(参考了UDA1341 芯片的#sheet 得知D7~D2 为设备地址,默认UDA1341TS 的设备地址为000101,而D1~D0 为数据传输的类型)参数设置为寄存器状态地址。uda1341_l3_# 函数是L3 接口操作模式的数据传输模式,这里先用00011000(二进制)参数将系统时钟设置为384fs,数据输入格式设置为MSB 模式,然后用11100011(二进制)参数将DAC
和ADC 的获取开关都设为6dB,将DAC 和ADC 电源控制都设为打开。 uda1341_l3_address(UDA1341_REG_#0);
uda1341_l3_#(#0 |#0_VOLUME(uda1341_volume)); // maximum volume
uda1341_l3_#(#1 |#1_BASS(uda1341_boost)| #1_TREBLE(0));
uda1341_l3_#(uda_sampling); /* --;;*/
uda1341_l3_#(EXTADDR(EXT2));
uda1341_l3_#(EXT#(EXT2_MIC_GAIN(0x6)) | EXT2_MIXMODE_CH1); 再次调用uda1341_l3_address 函数,用00010100(二进制)参数设置为直接地址寄存器模式。接着分5次调用uda1341_l3_# 函数来进行配置,第一次用uda1341_volume 参数的值23(十进制)将音量大小设置为总音量的65%;第二次用01000000(二进制)参数将低音推进设置为0,高音设置为0;第三次用00000000(二进制)参数又将音量调到衰减0dB,即调到最大(不理解为什么);最后两次要一起看,先用11000010(二进制)参数将EA2~EA0
设为010(二进制)进入设置特定功能的外部地址,然后用11111001(二进制)参数将ED4~ED0 设为11001(二进制)将MIC 的灵敏度设为+27dB,将混频器模式设为选择通道1输入(这时通道2输入关闭)。
【其实这里的“uda1341_l3_#(uda_sampling); /* --;;*/”,这句话应该是不正确的,不是准备再将音量调到最大。应该改为:
uda_l3_#(#2 | uda_sampling);
即用10000000(二进制)参数设置静音关闭和高低音模式为flat 模式(高低音增益都为0dB)等。】
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马上来看一下uda1341_l3_address 和uda1341_l3_# 这两个具体控制GPIO 口时序来传输数据的函数。首先看uda1341_l3_address 函数:
static void uda1341_l3_address(u8 #) local_irq_save(flags); 在对GPIO 口设置或操作前总要先调用该宏函数来保存IRQ 中断使能状态,并禁止IRQ 中断。 write_gpio_bit(GPIO_L3MODE, 0);
write_gpio_bit(GPIO_L3#, 0);
write_gpio_bit(GPIO_L3CLOCK, 1); 分别将GPIO_L3MODE 引脚设为低电平,将GPIO_L3# 引脚设为低电平,将GPIO_L3CLOCK 引脚设为高电平。根据UDA1341 芯片#sheet 里的时序图,把GPIO_L3MODE 引脚设为低电平,就是地址模式。 udelay(1); 调用udelay 函数来短暂延时1us。在驱动程序中用udelay 函数来延时微秒级时间,mdelay 函数来延时毫秒级时间,而在应用程序中用usleep 函数来延时微秒级时间,sleep
函数来延时毫秒级时间。 在/kernel/include/asm-arm/delay.h 文件中:
/*
* division by multiplication: you don't have to worry about
* loss of precision.
*
* Use only for very small delays ( linux/delay.h 文件中:
#ifdef notdef
#define mdelay(n) (\
{unsigned long msec=(n); while (msec--) udelay(1000);})
#else
#define mdelay(n) (\
(__builtin_constant_p(n) && (n)>= 1;
} 接下来就是将一个字节一位一位通过GPIO 口发送出去的循环结构,从该字节的最低位(D0)开始发送。若D0 为1,则设置GPIO_L3# 引脚为高电平,否则为低电平。同时需要控制GPIO_L3CLOCK 引脚的时钟信号,数据会在时钟的上升沿写入UDA1341 芯片,所以需要在时钟引脚为低电平时准备好要传送的数据,然后再将时钟设为高电平。在设置时钟和数据引脚之间用udelay 函数进行短暂延时1us。 write_gpio_bit(GPIO_L3MODE, 1);
udelay(1); 在地址模式下数据传送完成后,则设置GPIO_L3MODE 引脚为高电平,准备进入数据传输模式,并短暂延时1us。 local_irq_restore(flags); 最后调用该宏函数来恢复IRQ 和FIQ 的中断使能状态。
------------------------------------------------------------------------
接着来看uda1341_l3_# 函数:
static void uda1341_l3_#(u8 #) local_irq_save(flags); 同样首先要调用该宏函数来保存IRQ 中断使能状态,并禁止IRQ 中断。 write_gpio_bit(GPIO_L3MODE, 1);
udelay(1); write_gpio_bit(GPIO_L3MODE, 0);
udelay(1);
write_gpio_bit(GPIO_L3MODE, 1); 在进入数据传输模式前,先要将GPIO_L3MODE 信号需要有一个低电平的脉冲,所以依次设置该引脚为高电平,低电平,高电平,这样就进入了数据传输模式。 for (i = 0; i >= 1;
} 接下来的这个步骤和uda1341_l3_address 函数一样,一位一位将数据发送出去。 write_gpio_bit(GPIO_L3MODE, 1);
write_gpio_bit(GPIO_L3MODE, 0);
udelay(1);
write_gpio_bit(GPIO_L3MODE, 1); 最后,GPIO_L3MODE 信号同样需要有一个低电平的脉冲才表示数据传输模式结束,所以再次设置该引脚为高电平,低电平,高电平。 local_irq_restore(flags); 完成后,调用该宏函数来恢复IRQ 和FIQ 的中断使能状态。
------------------------------------------------------------------------
看一下卸载驱动模块时调用的函数:
void __exit s3c2410_uda1341_exit(void) 这个函数就比较简单了。 unregister_sound_dsp(audio_dev_dsp);
unregister_sound_mixer(audio_dev_mixer); 首先调用unregister_sound_dsp 和unregister_sound_mixer 这两个函数来分别注销原先注册的DSP 设备和混频器设备。 在/kernel/drivers/sound/sound_core.c 文件中:
/**
* unregister_sound_dsp - unregister a DSP device
* @unit: unit number to allocate
*
* Release a sound device that was allocated with register_sound_dsp().
* The unit passed is the return value from the register function.
*
* Both of the allocated units are released together automatically.
*/ void unregister_sound_dsp(int unit) /**
* unregister_sound_mixer - unregister a mixer
* @unit: unit number to allocate
*
* Release a sound device that was allocated with register_sound_mixer().
* The unit passed is the return value from the register function.
*/ void unregister_sound_mixer(int unit) 这两个函数的参数一样,为刚才调用注册函数时返回的内核所分配的设备序号。 audio_clear_dma(&output_stream);
audio_clear_dma(&input_stream); /* input */ 分两次调用audio_clear_dma 函数来分别释放已申请的音频输入和音频输出的DMA 通道。
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继续来看一下打开设备文件的接口函数,这里先看针对DSP 设备文件的函数:
static int smdk2410_audio_open(struct inode *inode, struct file *file) if ((file->f_flags & O_ACCMODE) == O_RDONLY) {
if (audio_rd_refcount || audio_wr_refcount)
return -EBUSY;
audio_rd_refcount++;
} else if ((file->f_flags & O_ACCMODE) == O_WRONLY) {
if (audio_wr_refcount)
return -EBUSY;
audio_wr_refcount++;
} else if ((file->f_flags & O_ACCMODE) == O_RDWR) {
if (audio_rd_refcount || audio_wr_refcount)
return -EBUSY;
audio_rd_refcount++;
audio_wr_refcount++;
} else
return -EINVAL; 首先上来就是一大段条件判断,主要就是判断file->f_flags 这个表示设备文件的打开方式是读取,写入,还是可读写。用audio_rd_refcount 和audio_wr_refcount 这两个变量来设置类似于信号量一样的读写占位标志(要写设备的话,只要没有用写方式打开过设备即可;要读的话,则需要该设备同时没有用读或写方式打开过),只要打开过设备文件,相应的方式标志就会加一。 if (cold) {
audio_rate = AUDIO_RATE_DEFAULT;
audio_channels = AUDIO_CHANNELS_DEFAULT;
audio_fragsize = AUDIO_FRAGSIZE_DEFAULT;
audio_nbfrags = AUDIO_NBFRAGS_DEFAULT; 在audio_rd_refcount 和audio_wr_refcount 这两个变量都为0 的时候才进入这一步,即对已经打开过的设备文件不进行下面的操作。
这里先设置一下待会儿要配置到IIS 相关寄存器中的变量。 if ((file->f_mode & FMODE_WRITE)){
init_s3c2410_iis_bus_tx();
audio_clear_buf(&output_stream);
}
if ((file->f_mode & FMODE_READ)){
init_s3c2410_iis_bus_rx();
audio_clear_buf(&input_stream);
}
} 从file->f_mode 中判断文件是否可读可写,根据设备文件的打开模式,分别调用了init_s3c2410_iis_bus_tx 和init_s3c2410_iis_bus_rx 函数来进行对IIS 总线读写的初始化配置,在这两个函数中对S3C2410 芯片的IIS 相关寄存器进行了相应的配置,会在后面说明。然后又调用了audio_clear_buf 函数来分别对音频输入和输出两个DMA 缓冲区进行了清空,该函数也会在后面说明。
因为读写操作控制必须用f_mode 来进行判断,所以这里要根据f_mode 为可读或可写的标识来进行读写模式的硬件设置。而read,write 函数不需要检查f_mode 因为读写权限的检查是由内核在调用他们之前进行的。 MOD_INC_USE_COUNT; 最后调用MOD_INC_USE_COUNT; 来对设备文件计数器加一计数,并返回。
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下面马上来看一下init_s3c2410_iis_bus_tx 和init_s3c2410_iis_bus_rx 这两个函数,首先是init_s3c2410_iis_bus_tx 函数:
static void init_s3c2410_iis_bus_tx(void) IISCON = 0;
IISMOD = 0;
IISFIFOC = 0; 首先初始化IIS 控制寄存器,IIS 模式寄存器和IIS FIFO 控制寄存器都为0。 /* 44 KHz , 384fs */
IISPSR = (IISPSR_A(iispsr_value(S_CLOCK_FREQ, 44100))
| IISPSR_B(iispsr_value(S_CLOCK_FREQ, 44100))); 设置IIS 预分频寄存器,其中调用了iispsr_value 函数来计算预分频值,该函数会在后面说明。
参考S3C2410 芯片#sheet 中关于IIS 总线接口的章节,具体设置参数如下:
IISPSR_A(iispsr_value(S_CLOCK_FREQ, 44100)) = IISPSR_A(iispsr_value(384, 44100)) = (一个0~31 之间的值)
//*******************************************************
//* 2007.7.9
//*******************************************************
IISCON = (IISCON_TX_DMA /* Transmit DMA service request */
|IISCON_RX_IDLE /* Receive Channel idle */
|IISCON_PRESCALE); /* IIS Prescaler Enable */ 设置IIS 控制寄存器,参考S3C2410 芯片#sheet 中关于IIS 总线接口的章节,具体设置参数如下:
IISCON_TX_DMA = 1命令,设为1 表示接收通道空闲
IISCON_PRESCALE = 1系统输出时钟为384fs 和音频采样频率fs为44.1KHz 的情况下,所需要的预分频值,并返回。
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接下来init_s3c2410_iis_bus_rx 函数与前面的init_s3c2410_iis_bus_tx 函数形式上也差不多:
static void init_s3c2410_iis_bus_rx(void)
IISCON = 0;
IISMOD = 0;
IISFIFOC = 0;
首先初始化IIS 控制寄存器,IIS 模式寄存器和IIS FIFO 控制寄存器都为0。
/* 44 KHz , 384fs */
IISPSR = (IISPSR_A(iispsr_value(S_CLOCK_FREQ, 44100))
| IISPSR_B(iispsr_value(S_CLOCK_FREQ, 44100)));
设置IIS 预分频寄存器,参考S3C2410 芯片#sheet 中关于IIS 总线接口的章节,具体设置参数如下:
IISPSR_A(iispsr_value(S_CLOCK_FREQ, 44100)) = IISPSR_A(iispsr_value(384, 44100)) = (一个0~31 之间的值)dma_ch);
调用该函数来刷新所指定的DMA 通道缓冲区。
在/kernel/arch/arm/mach-s3c2410/dma.c 文件中:
int s3c2410_dma_flush_all(dmach_t channel)
这个函数会释放所指定的DMA 通道对应的内存缓冲区。
if (s->buffers) {
int frag;
for (frag = 0; frag nbfrags; frag++) {
if (!s->buffers[frag].master)
continue;
consistent_free(s->buffers[frag].start,
s->buffers[frag].master,
s->buffers[frag].dma_addr);
}
kfree(s->buffers);
s->buffers = NULL;
}
接下来判断,如果环形缓冲区不为空,通过调用consistent_free 函数来释放环形缓冲区中的s->nbfrags 个buffer 所分配的内存空间,其中s->buffers[frag].master 表示buffer 所分配的内存大小。最后调用kfree 函数,将整个s->buffers 指针所指的已分配的内存释放掉,并将它设为空指针。
在/kernel/arch/arm/mm/consistent.c 文件中:
/*
* free a page as defined by the above mapping. We expressly forbid
* calling this from interrupt context.
*/
void consistent_free(void *vaddr, size_t size, dma_addr_t handle)
该函数的参数vaddr 为指向内存虚拟地址起始地址的指针,size 为要释放的内存大小,handle 为所分配的内存物理地址的起始地址。
s->buf_idx = 0;
s->buf = NULL;
最后将环形缓冲区buffer 索引号和当前buf 指针都清空,返回。
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下面来看一下,DMA 写入和读取的两个回调函数audio_dmaout_done_callback,audio_dmain_done_callback,当DMA 写入或读取完成就会产生中断,并调用这两个中断处理函数。在分析这两个函数之前,需要重新了解一下这两个函数被调用的过程以及传入参数的意义。
从前面对申请DMA 通道函数的分析中,可以知道DMA 写入和读取的中断处理函数是在s3c2410_dma_done 函数中被调用的,而s3c2410_dma_done 函数又是在真正的DMA 中断处理函数dma_irq_handler 中被调用的。
在/kernel/arch/arm/mach-s3c2410/dma.c 文件中:
static void dma_irq_handler(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
{
s3c2410_dma_t *dma = (s3c2410_dma_t *)dev_id;
DPRINTK(__FUNCTION__"\n");
s3c2410_dma_done(dma);
}
在该函数中,首先定义了一个s3c2410_dma_t 结构的指针变量指向中断处理程序的参数dev_id,然后将它再作为参数传入s3c2410_dma_done 函数中。
接着在s3c2410_dma_done 函数中做如下操作:
static inline void s3c2410_dma_done(s3c2410_dma_t *dma)
{
dma_buf_t *buf = dma->curr;
dma_callback_t callback;
if (buf->write) callback = dma->write.callback;
else callback = dma->read.callback;
#ifdef HOOK_LOST_INT
stop_dma_timer();
#endif
DPRINTK("IRQ: b=%#x st=%ld\n", (int)buf->id, (long)dma->regs->DSTAT);
if (callback)
callback(buf->id, buf->size);
kfree(buf);
dma->active = 0;
process_dma(dma);
}
在该函数中又定义了一个dma_buf_t 结构的指针变量,指向了参数中的dma->curr,即指向当前DMA 缓冲区的指针。
在/kernel/arch/arm/mach-s3c2410/dma.h 文件中:
/* DMA buffer struct */
typedef struct dma_buf_s {
int size; /* buffer size */
dma_addr_t dma_start; /* starting DMA address */
int ref; /* number of DMA references */
void *id; /* to identify buffer from outside */
int write; /* 1: buf to write , 0: but to read */
struct dma_buf_s *next; /* next buf to process */
} dma_buf_t;
/* DMA channel structure */
typedef struct {
dmach_t channel;
unsigned int in_use; /* Device is allocated */
const char *device_id; /* Device name */
dma_buf_t *head; /* where to insert buffers */
dma_buf_t *tail; /* where to remove buffers */
dma_buf_t *curr; /* buffer currently DMA'ed */
unsigned long queue_count; /* number of buffers in the queue */
int active; /* 1 if DMA is actually processing # */
dma_regs_t *regs; /* points to appropriate DMA registers */
int irq; /* IRQ used by the channel */
dma_device_t write; /* to write */
dma_device_t read; /* to read */
} s3c2410_dma_t;
然后根据buf->write 这个DMA 读写标志来对callback 函数指针进行设置,是指向写DMA 函数dma->write.callback,还是读DMA 函数dma->read.callback。最后在调用该函数指针所指的函数时将buf->id,buf->size 这两个值作为参数传入,即是原来定义在dma_irq_handler 函数中的dma 变量的dma->curr->id 和dma->curr->size,分别表示当前DMA 缓冲区的id 号和缓冲区大小。
现在可以先来看一下DMA 写入中断处理函数audio_dmaout_done_callback:
static void audio_dmaout_done_callback(void *buf_id, int size)
audio_buf_t *b = (audio_buf_t *) buf_id;
在该函数中首先就定义了一个audio_buf_t 结构的指针变量,并指向传入的参数。
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