armlinux-uda1341.c

此程序uda1341驱动程序分析

                 }
         }
//    若指向环形缓冲区的指针s->buffers 为空的话，则会进入执行。首先会调用audio_setup_buf 函数来创建DMA 缓冲区，
//创建成功则继续执行，否则返回错误并退出。接着进入一个for 循环，对连续s->nbfrags（8）个音频缓冲区片进行操作。
//重新定义了一个audio_buf_t 结构的指针指向输入音频缓冲区当前缓冲区，并调用down 函数来获取信号量，
//又调用了s3c2410_dma_queue_buffer 函数完成了管理DMA 缓冲区的相关数据结构s3c2410_dma_t 和dma_buf_t 进行了设置，
//并对S3C2410 芯片的DMA 控制器部分的相关寄存器进行了相应配置，不过这里工作模式为读DMA 缓冲区。
//最后调用NEXT_BUF 宏函数来将当前缓冲区的指针指向环形缓冲区中下一个缓冲区地址处。
//    如果先调用过写设备函数，那么在写设备函数中就已经创建了DMA 缓冲区，再来调用现在的读设备函数时，
//就不会再进入这里来执行了。
        while (count > 0) {
//    若要读取的字节数大于0，则进入一个while 大循环。
                audio_buf_t *b = s->buf;
//    在大循环一开始就定义了一个audio_buf_t 结构的指针变量指向前面定义的输入音频缓冲区里的当前缓冲区指针。
                /* Wait for a buffer to become full */
                if (file->f_flags & O_NONBLOCK) {
                        ret = -EAGAIN;
                        if (down_trylock(&b->sem))
                                break;
                } else {
                        ret = -ERESTARTSYS;
                        if (down_interruptible(&b->sem))
                                break;
                }
//    这里跟写设备函数中一样，根据file->f_flags 与上O_NONBLOCK 值来进行判断，
//如果O_NONBLOCK 标记被设置，表示采用非阻塞的文件IO方法，则会调用down_trylock 函数来试着获得信号量sem，
//如果能够立刻获得，它就获得该信号量并返回0，否则，表示不能获得信号量sem，返回值为非0值。
//该函数与相关函数在一篇《Linux内核的同步机制》中有详细说明。
//    若没有加入了O_NONBLOCK 参数，即表示采用阻塞的文件IO方式，/
//则会调用down_interruptible 函数来获得信号量sem。该函数将把sem 的值减1，
//如果信号量sem 的值非负，就直接返回，否则调用者将被挂起，直到别的任务释放该信号量才能继续运行。
//该函数与相关函数在一篇《Linux内核的同步机制》中有详细说明。
                chunksize = b->size;
  if (chunksize > count)
                        chunksize = count;
 //   将缓冲区地址的偏移量b->size 赋值给chunksize，这里b->size 一开始应该为一个DMA 缓冲区片大小，
 //即一个s->fragsize 单位大小，若所要读取数据的长度count 小于chunksize 值，那就以count 为准备读取数据的长度。
 //在count 大于chunksize 的情况下，读取的数据长度以一个s->fragsize 大小为单位。
                if (copy_to_user(buffer, b->start + s->fragsize - b->size,
            chunksize)) {
                        up(&b->sem);
                        return -EFAULT;
                }
//    调用copy_to_user 函数将内存中的数据复制到用户层的buffer 中。
//这里b->start 为指向环形缓冲区中第0个缓冲区地址的内存起始地址（虚拟地址），
//加上s->fragsize - b->size（得0），即还是指向第0个缓冲区地址的内存起始地址（虚拟地址）。
  
                b->size -= chunksize;
                buffer += chunksize;
                count -= chunksize;
//    当把一组音频缓冲区片大小的数据从内存读取出来后，将缓冲区地址的偏移量b->size 减去已读取数据的长度，即得0。
//用户层的buffer 指针加上已读取数据的长度，即指向了下一组将要读取的数据。
//所要写入的数据长度count 减去已读取数据的长度，为还要读取数据的长度。

                if (b->size > 0) {
                        up(&b->sem);
                        break;
                }
//    这时缓冲区地址的偏移量b->size 应该为0，如果还是大于0的话就会调用up 函数释放信号量，
//并跳出while 循环。所以在对DMA 缓冲区进行读取前，缓冲区地址的偏移量b->size 为一个DMA 缓冲区片大小，
//而读取后，缓冲区地址的偏移量b->size 则为0。
                /* Make current buffer available for DMA again */
                s3c2410_dma_queue_buffer(s->dma_ch, (void *) b,
      b->dma_addr, s->fragsize, DMA_BUF_RD);
//    调用了s3c2410_dma_queue_buffer 函数完成了管理DMA 缓冲区的相关数据结构s3c2410_dma_t 和dma_buf_t 进行了设置，
//并对S3C2410 芯片的DMA 控制器部分的相关寄存器进行了相应配置，不过这里工作模式为读DMA 缓冲区。
                NEXT_BUF(s, buf);
        }
//    在while 大循环最后调用了NEXT_BUF 宏函数来将当前缓冲区的指针指向环形缓冲区中下一个缓冲区地址处。
        if ((buffer - buffer0))
                ret = buffer - buffer0;
        return ret;
 //   当count 长度的数据都读完后，就退出while 大循环。一开始定义了一个buffer0 的指针指向了buffer 的起始地址，
 //在写数据的过程中，buffer 指针进行过向后移动，而buffer0 指针不变，buffer - buffer0 就得到了总共读取的数据长度，
 //并将该长度值返回。

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//* 2007.7.16
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//    经过一个双修日的音频驱动调试，对S3C2410 的IIS 控制器和UDA1341 的频率配置有了进一步的了解，
//对控制放音的写设备文件函数smdk2410_audio_write 也有了更深的认识。下面就来总结一下相关的注意要点。
//    在S3C2410 芯片与UDA1341 芯片的连线中，关于时钟信号的连线有：I2SLRCLK 到WS，
//I2SSCLK 到BCK，CDCLK 到SYSCLK。其中CDCLK 为UDA1341 芯片提供系统的同步时钟，也称为编解码时钟，
//即提供UDA1341 芯片进行音频的A/D，D/A 采样时的采样时钟。
//而其他2组时钟只是在进行IIS 总线传输数据时提供串行数据的位时钟和左右声道的切换。
 //   CDCLK 是由S3C2410 内部的APH 总线时钟首先经过一个IIS 的模式选择（256fs 或384fs），
 //然后再经过一个IIS 的预分频器分频后得到。S3C2410 主频202M，它的APH 总线频率是202/4=50M，
 //在选择IIS 的主时钟模式为384fs后，经过IIS 的PSR（分频比例因子）得到的由IPSR_A 分出的一个频率用于IIS 时钟输出也可以说是同步，
 //另一个由IPSR_B 分出的频率CDCLK 则直接作为UDA1341 的系统时钟，即编解码时钟。
//    这里在分频前要进行IIS 的主时钟频率选择（这里选择了384fs）是因为在分频时会根据384 这个系数和采样频率fs 进行分频，
//最后将系数384 乘以fs 得到CDCLK 时钟输出频率。
///    而在UDA1341 芯片的初始化中也需要进行系统时钟的设置（512fs，384fs 或256fs），
//在进行音频的编解码时会根据SYSCLK 输入的系统时钟除以相应的系数，来得到采样频率fs。
//所以对于S3C2410 芯片的IIS 控制器和UDA1341 芯片，两者相应的CDCLK 和SYSCLK 的时钟频率需要设置一致。
//我在这里都设为了384fs，在调试过程中，我试着将两者设的不一致，结果就放不出声音了。还有一点要注意，
//由于预分频值与 384 这个系数和采样频率fs 有关，所以在计算预分频值的函数iispsr_value 中，384 这个系数也要和
//CDCLK 和SYSCLK 设置的系数一致。如果设置不一致的话，会导致声音播放的太快或太慢。
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//armlinux学习笔记－－IIS音频驱动程序分析（1）

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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: L3DATA, OUTPUT */
 set_gpio_ctrl(GPIO_L3DATA);
 /* 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，L3DATA，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_L3DATA             (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datasheet 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