1. ?Codec簡介

在移動(dòng)設(shè)備中，Codec的作用可以歸結(jié)為4種，分別是：

對PCM等信號進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，把數(shù)字的音頻信號轉(zhuǎn)換為模擬信號

對Mic、Linein或者其他輸入源的模擬信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，把模擬的聲音信號轉(zhuǎn)變CPU能夠處理的數(shù)字信號

對音頻通路進(jìn)行控制，比如播放音樂，收聽調(diào)頻收音機(jī)，又或者接聽電話時(shí)，音頻信號在codec內(nèi)的流通路線是不一樣的

對音頻信號做出相應(yīng)的處理，例如音量控制，功率放大，EQ控制等等

ASoC對Codec的這些功能都定義好了一些列相應(yīng)的接口，以方便地對Codec進(jìn)行控制。ASoC對Codec驅(qū)動(dòng)的一個(gè)基本要求是：驅(qū)動(dòng)程序的代碼必須要做到平臺(tái)無關(guān)性，以方便同一個(gè)Codec的代碼不經(jīng)修改即可用在不同的平臺(tái)上。以下的討論基于wolfson的Codec芯片WM8994，kernel的版本3.3.x。

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聲明：本博內(nèi)容均由http://blog.csdn.net/droidphone原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請注明出處，謝謝！
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2. ?ASoC中對Codec的數(shù)據(jù)抽象

描述Codec的最主要的幾個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分別是：snd_soc_codec，snd_soc_codec_driver，snd_soc_dai，snd_soc_dai_driver，其中的snd_soc_dai和snd_soc_dai_driver在ASoC的Platform驅(qū)動(dòng)中也會(huì)使用到，Platform和Codec的DAI通過snd_soc_dai_link結(jié)構(gòu)，在Machine驅(qū)動(dòng)中進(jìn)行綁定連接。下面我們先看看這幾個(gè)結(jié)構(gòu)的定義，這里我只貼出我要關(guān)注的字段，詳細(xì)的定義請參照：/include/sound/soc.h。

snd_soc_codec：

[html]?view plain?copy

/*?SoC?Audio?Codec?device?*/??

struct?snd_soc_codec?{??

const?char?*name;??/*?Codec的名字*/??

struct?device?*dev;?/*?指向Codec設(shè)備的指針?*/??

const?struct?snd_soc_codec_driver?*driver;?/*?指向該codec的驅(qū)動(dòng)的指針?*/??

struct?snd_soc_card?*card;????/*?指向Machine驅(qū)動(dòng)的card實(shí)例?*/??

int?num_dai;?/*?該Codec數(shù)字接口的個(gè)數(shù)，目前越來越多的Codec帶有多個(gè)I2S或者是PCM接口?*/??

int?(*volatile_register)(...);??/*?用于判定某一寄存器是否是volatile?*/??

int?(*readable_register)(...);??/*?用于判定某一寄存器是否可讀?*/??

int?(*writable_register)(...);??/*?用于判定某一寄存器是否可寫?*/??

/*?runtime?*/??

......??

/*?codec?IO?*/??

void?*control_data;?/*?該指針指向的結(jié)構(gòu)用于對codec的控制，通常和read，write字段聯(lián)合使用?*/??

enum?snd_soc_control_type?control_type;/*?可以是SND_SOC_SPI，SND_SOC_I2C，SND_SOC_REGMAP中的一種?*/??

unsigned?int?(*read)(struct?snd_soc_codec?*,?unsigned?int);??/*?讀取Codec寄存器的函數(shù)?*/??

int?(*write)(struct?snd_soc_codec?*,?unsigned?int,?unsigned?int);??/*?寫入Codec寄存器的函數(shù)?*/??

/*?dapm?*/??

struct?snd_soc_dapm_context?dapm;??/*?用于DAPM控件?*/??

};??

snd_soc_codec_driver:

[html]?view plain?copy

/*?codec?driver?*/??

struct?snd_soc_codec_driver?{??

/*?driver?ops?*/??

int?(*probe)(struct?snd_soc_codec?*);??/*?codec驅(qū)動(dòng)的probe函數(shù)，由snd_soc_instantiate_card回調(diào)?*/??

int?(*remove)(struct?snd_soc_codec?*);????

int?(*suspend)(struct?snd_soc_codec?*);??/*?電源管理?*/??

int?(*resume)(struct?snd_soc_codec?*);??/*?電源管理?*/??

/*?Default?control?and?setup,?added?after?probe()?is?run?*/??

const?struct?snd_kcontrol_new?*controls;??/*?音頻控件指針?*/??

const?struct?snd_soc_dapm_widget?*dapm_widgets;??/*?dapm部件指針?*/??

const?struct?snd_soc_dapm_route?*dapm_routes;??/*?dapm路由指針?*/??

/*?codec?wide?operations?*/??

int?(*set_sysclk)(...);??/*?時(shí)鐘配置函數(shù)?*/??

int?(*set_pll)(...);??/*?鎖相環(huán)配置函數(shù)?*/??

/*?codec?IO?*/??

unsigned?int?(*read)(...);??/*?讀取codec寄存器函數(shù)?*/??

int?(*write)(...);??/*?寫入codec寄存器函數(shù)?*/??

int?(*volatile_register)(...);??/*?用于判定某一寄存器是否是volatile?*/??

int?(*readable_register)(...);??/*?用于判定某一寄存器是否可讀?*/??

int?(*writable_register)(...);??/*?用于判定某一寄存器是否可寫?*/??

/*?codec?bias?level?*/??

int?(*set_bias_level)(...);??/*?偏置電壓配置函數(shù)?*/??

};??

snd_soc_dai:

[html]?view plain?copy

/*??

*?Digital?Audio?Interface?runtime?data.??

*??

*?Holds?runtime?data?for?a?DAI.??

*/??

struct?snd_soc_dai?{??

const?char?*name;??/*?dai的名字?*/??

struct?device?*dev;??/*?設(shè)備指針?*/??

/*?driver?ops?*/??

struct?snd_soc_dai_driver?*driver;??/*?指向dai驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的指針?*/??

/*?DAI?runtime?info?*/??

unsigned?int?capture_active:1;??????/*?stream?is?in?use?*/??

unsigned?int?playback_active:1;?????/*?stream?is?in?use?*/??

/*?DAI?DMA?data?*/??

void?*playback_dma_data;??/*?用于管理playback?dma?*/??

void?*capture_dma_data;??/*?用于管理capture?dma?*/??

/*?parent?platform/codec?*/??

union?{??

struct?snd_soc_platform?*platform;??/*?如果是cpu?dai，指向所綁定的平臺(tái)?*/??

struct?snd_soc_codec?*codec;??/*?如果是codec?dai指向所綁定的codec?*/??

};??

struct?snd_soc_card?*card;??/*?指向Machine驅(qū)動(dòng)中的crad實(shí)例?*/??

};??

snd_soc_dai_driver:

[html]?view plain?copy

/*??

*?Digital?Audio?Interface?Driver.??

*??

*?Describes?the?Digital?Audio?Interface?in?terms?of?its?ALSA,?DAI?and?AC97??

*?operations?and?capabilities.?Codec?and?platform?drivers?will?register?this??

*?structure?for?every?DAI?they?have.??

*??

*?This?structure?covers?the?clocking,?formating?and?ALSA?operations?for?each??

*?interface.??

*/??

struct?snd_soc_dai_driver?{??

/*?DAI?description?*/??

const?char?*name;??/*?dai驅(qū)動(dòng)名字?*/??

/*?DAI?driver?callbacks?*/??

int?(*probe)(struct?snd_soc_dai?*dai);??/*?dai驅(qū)動(dòng)的probe函數(shù)，由snd_soc_instantiate_card回調(diào)?*/??

int?(*remove)(struct?snd_soc_dai?*dai);????

int?(*suspend)(struct?snd_soc_dai?*dai);??/*?電源管理?*/??

int?(*resume)(struct?snd_soc_dai?*dai);????

/*?ops?*/??

const?struct?snd_soc_dai_ops?*ops;??/*?指向本dai的snd_soc_dai_ops結(jié)構(gòu)?*/??

/*?DAI?capabilities?*/??

struct?snd_soc_pcm_stream?capture;??/*?描述capture的能力?*/??

struct?snd_soc_pcm_stream?playback;??/*?描述playback的能力?*/??

};??

snd_soc_dai_ops用于實(shí)現(xiàn)該dai的控制盒參數(shù)配置：

[html]?view plain?copy

struct?snd_soc_dai_ops?{??

/*??

*?DAI?clocking?configuration,?all?optional.??

*?Called?by?soc_card?drivers,?normally?in?their?hw_params.??

*/??

int?(*set_sysclk)(...);??

int?(*set_pll)(...);??

int?(*set_clkdiv)(...);??

/*??

*?DAI?format?configuration??

*?Called?by?soc_card?drivers,?normally?in?their?hw_params.??

*/??

int?(*set_fmt)(...);??

int?(*set_tdm_slot)(...);??

int?(*set_channel_map)(...);??

int?(*set_tristate)(...);??

/*??

*?DAI?digital?mute?-?optional.??

*?Called?by?soc-core?to?minimise?any?pops.??

*/??

int?(*digital_mute)(...);??

/*??

*?ALSA?PCM?audio?operations?-?all?optional.??

*?Called?by?soc-core?during?audio?PCM?operations.??

*/??

int?(*startup)(...);??

void?(*shutdown)(...);??

int?(*hw_params)(...);??

int?(*hw_free)(...);??

int?(*prepare)(...);??

int?(*trigger)(...);??

/*??

*?For?hardware?based?FIFO?caused?delay?reporting.??

*?Optional.??

*/??

snd_pcm_sframes_t?(*delay)(...);??

};??

3. ?Codec的注冊

因?yàn)镃odec驅(qū)動(dòng)的代碼要做到平臺(tái)無關(guān)性，要使得Machine驅(qū)動(dòng)能夠使用該Codec，Codec驅(qū)動(dòng)的首要任務(wù)就是確定snd_soc_codec和snd_soc_dai的實(shí)例，并把它們注冊到系統(tǒng)中，注冊后的codec和dai才能為Machine驅(qū)動(dòng)所用。以WM8994為例，對應(yīng)的代碼位置：/sound/soc/codecs/wm8994.c，模塊的入口函數(shù)注冊了一個(gè)platform driver：

[html]?view plain?copy

static?struct?platform_driver?wm8994_codec_driver?=?{??

.driver?=?{??

.name?=?"wm8994-codec",??

.owner?=?THIS_MODULE,??

},??

.probe?=?wm8994_probe,??

.remove?=?__devexit_p(wm8994_remove),??

};??

module_platform_driver(wm8994_codec_driver);??

有platform driver，必定會(huì)有相應(yīng)的platform device，這個(gè)platform device的來源后面再說，顯然，platform driver注冊后，probe回調(diào)將會(huì)被調(diào)用，這里是wm8994_probe函數(shù)：

[html]?view plain?copy

static?int?__devinit?wm8994_probe(struct?platform_device?*pdev)??

{??

return?snd_soc_register_codec(&pdev->dev,?&soc_codec_dev_wm8994,??

wm8994_dai,?ARRAY_SIZE(wm8994_dai));??

}??

其中，soc_codec_dev_wm8994和wm8994_dai的定義如下（代碼中定義了3個(gè)dai，這里只列出第一個(gè)）：

[html]?view plain?copy

static?struct?snd_soc_codec_driver?soc_codec_dev_wm8994?=?{??

.probe?=????wm8994_codec_probe,??

.remove?=???wm8994_codec_remove,??

.suspend?=??wm8994_suspend,??

.resume?=???wm8994_resume,??

.set_bias_level?=?wm8994_set_bias_level,??

.reg_cache_size?=?WM8994_MAX_REGISTER,??

.volatile_register?=?wm8994_soc_volatile,??

};??

[html]?view plain?copy

static?struct?snd_soc_dai_driver?wm8994_dai[]?=?{??

{??

.name?=?"wm8994-aif1",??

.id?=?1,??

.playback?=?{??

.stream_name?=?"AIF1?Playback",??

.channels_min?=?1,??

.channels_max?=?2,??

.rates?=?WM8994_RATES,??

.formats?=?WM8994_FORMATS,??

},??

.capture?=?{??

.stream_name?=?"AIF1?Capture",??

.channels_min?=?1,??

.channels_max?=?2,??

.rates?=?WM8994_RATES,??

.formats?=?WM8994_FORMATS,??

},??

.ops?=?&wm8994_aif1_dai_ops,??

},??

......??

}??

可見，Codec驅(qū)動(dòng)的第一個(gè)步驟就是定義snd_soc_codec_driver和snd_soc_dai_driver的實(shí)例，然后調(diào)用snd_soc_register_codec函數(shù)對Codec進(jìn)行注冊。進(jìn)入snd_soc_register_codec函數(shù)看看：

首先，它申請了一個(gè)snd_soc_codec結(jié)構(gòu)的實(shí)例：

[html]?view plain?copy

codec?=?kzalloc(sizeof(struct?snd_soc_codec),?GFP_KERNEL);??

確定codec的名字，這個(gè)名字很重要，Machine驅(qū)動(dòng)定義的snd_soc_dai_link中會(huì)指定每個(gè)link的codec和dai的名字，進(jìn)行匹配綁定時(shí)就是通過和這里的名字比較，從而找到該Codec的！

[html]?view plain?copy

/*?create?CODEC?component?name?*/??

codec->name?=?fmt_single_name(dev,?&codec->id);??

然后初始化它的各個(gè)字段，多數(shù)字段的值來自上面定義的snd_soc_codec_driver的實(shí)例soc_codec_dev_wm8994：

[html]?view plain?copy

codec->write?=?codec_drv->write;??

codec->read?=?codec_drv->read;??

codec->volatile_register?=?codec_drv->volatile_register;??

codec->readable_register?=?codec_drv->readable_register;??

codec->writable_register?=?codec_drv->writable_register;??

codec->dapm.bias_level?=?SND_SOC_BIAS_OFF;??

codec->dapm.dev?=?dev;??

codec->dapm.codec?=?codec;??

codec->dapm.seq_notifier?=?codec_drv->seq_notifier;??

codec->dapm.stream_event?=?codec_drv->stream_event;??

codec->dev?=?dev;??

codec->driver?=?codec_drv;??

codec->num_dai?=?num_dai;??

在做了一些寄存器緩存的初始化和配置工作后，通過snd_soc_register_dais函數(shù)對本Codec的dai進(jìn)行注冊：

[html]?view plain?copy

/*?register?any?DAIs?*/??

if?(num_dai)?{??

ret?=?snd_soc_register_dais(dev,?dai_drv,?num_dai);??

if?(ret?

goto?fail;??

}??

最后，它把codec實(shí)例鏈接到全局鏈表codec_list中，并且調(diào)用snd_soc_instantiate_cards是函數(shù)觸發(fā)Machine驅(qū)動(dòng)進(jìn)行一次匹配綁定操作：

[html]?view plain?copy

list_add(&codec->list,?&codec_list);??

snd_soc_instantiate_cards();??

上面的snd_soc_register_dais函數(shù)其實(shí)也是和snd_soc_register_codec類似，顯示為每個(gè)snd_soc_dai實(shí)例分配內(nèi)存，確定dai的名字，用snd_soc_dai_driver實(shí)例的字段對它進(jìn)行必要初始化，最后把該dai鏈接到全局鏈表dai_list中，和Codec一樣，最后也會(huì)調(diào)用snd_soc_instantiate_cards函數(shù)觸發(fā)一次匹配綁定的操作。

圖3.1 dai的注冊

關(guān)于snd_soc_instantiate_cards函數(shù)，請參閱另一篇博文：Linux音頻驅(qū)動(dòng)之六：ASoC架構(gòu)中的Machine。

4. ?mfd設(shè)備

前面已經(jīng)提到，codec驅(qū)動(dòng)把自己注冊為一個(gè)platform driver，那對應(yīng)的platform device在哪里定義？答案是在以下代碼文件中：/drivers/mfd/wm8994-core.c。

WM8994本身具備多種功能，除了codec外，它還有作為LDO和GPIO使用，這幾種功能共享一些IO和中斷資源，linux為這種設(shè)備提供了一套標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)方法：mfd設(shè)備。其基本思想是為這些功能的公共部分實(shí)現(xiàn)一個(gè)父設(shè)備，以便共享某些系統(tǒng)資源和功能，然后每個(gè)子功能實(shí)現(xiàn)為它的子設(shè)備，這樣既共享了資源和代碼，又能實(shí)現(xiàn)合理的設(shè)備層次結(jié)構(gòu)，主要利用到的API就是：mfd_add_devices()，mfd_remove_devices()，mfd_cell_enable()，mfd_cell_disable()，mfd_clone_cell()。

回到wm8994-core.c中，因?yàn)閃M8994使用I2C進(jìn)行內(nèi)部寄存器的存取，它首先注冊了一個(gè)I2C驅(qū)動(dòng)：

[html]?view plain?copy

static?struct?i2c_driver?wm8994_i2c_driver?=?{??

.driver?=?{??

.name?=?"wm8994",??

.owner?=?THIS_MODULE,??

.pm?=?&wm8994_pm_ops,??

.of_match_table?=?wm8994_of_match,??

},??

.probe?=?wm8994_i2c_probe,??

.remove?=?wm8994_i2c_remove,??

.id_table?=?wm8994_i2c_id,??

};??

static?int?__init?wm8994_i2c_init(void)??

{??

int?ret;??

ret?=?i2c_add_driver(&wm8994_i2c_driver);??

if?(ret?!=?0)??

pr_err("Failed?to?register?wm8994?I2C?driver:?%d ",?ret);??

return?ret;??

}??

module_init(wm8994_i2c_init);??

進(jìn)入wm8994_i2c_probe()函數(shù)，它先申請了一個(gè)wm8994結(jié)構(gòu)的變量，該變量被作為這個(gè)I2C設(shè)備的driver_data使用，上面已經(jīng)講過，codec作為它的子設(shè)備，將會(huì)取出并使用這個(gè)driver_data。接下來，本函數(shù)利用regmap_init_i2c()初始化并獲得一個(gè)regmap結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)主要用于后續(xù)基于regmap機(jī)制的寄存器I/O，關(guān)于regmap我們留在后面再講。最后，通過wm8994_device_init()來添加mfd子設(shè)備：

[html]?view plain?copy

static?int?wm8994_i2c_probe(struct?i2c_client?*i2c,??

const?struct?i2c_device_id?*id)??

{??

struct?wm8994?*wm8994;??

int?ret;??

wm8994?=?devm_kzalloc(&i2c->dev,?sizeof(struct?wm8994),?GFP_KERNEL);??

i2c_set_clientdata(i2c,?wm8994);??

wm8994->dev?=?&i2c->dev;??

wm8994->irq?=?i2c->irq;??

wm8994->type?=?id->driver_data;??

wm8994->regmap?=?regmap_init_i2c(i2c,?&wm8994_base_regmap_config);??

return?wm8994_device_init(wm8994,?i2c->irq);??

}??

繼續(xù)進(jìn)入wm8994_device_init()函數(shù)，它首先為兩個(gè)LDO添加mfd子設(shè)備：

[html]?view plain?copy

/*?Add?the?on-chip?regulators?first?for?bootstrapping?*/??

ret?=?mfd_add_devices(wm8994->dev,?-1,??

wm8994_regulator_devs,??

ARRAY_SIZE(wm8994_regulator_devs),??

NULL,?0);??

因?yàn)閃M1811，WM8994，WM8958三個(gè)芯片功能類似，因此這三個(gè)芯片都使用了WM8994的代碼，所以wm8994_device_init()接下來根據(jù)不同的芯片型號做了一些初始化動(dòng)作，這部分的代碼就不貼了。接著，從platform_data中獲得部分配置信息：

[html]?view plain?copy

if?(pdata)?{??

wm8994->irq_base?=?pdata->irq_base;??

wm8994->gpio_base?=?pdata->gpio_base;??

/*?GPIO?configuration?is?only?applied?if?it's?non-zero?*/??

......??

}??

最后，初始化irq，然后添加codec子設(shè)備和gpio子設(shè)備：

[html]?view plain?copy

wm8994_irq_init(wm8994);??

ret?=?mfd_add_devices(wm8994->dev,?-1,??

wm8994_devs,?ARRAY_SIZE(wm8994_devs),??

NULL,?0);??

經(jīng)過以上這些處理后，作為父設(shè)備的I2C設(shè)備已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，它的下面掛著4個(gè)子設(shè)備：ldo-0，ldo-1，codec，gpio。其中，codec子設(shè)備的加入，它將會(huì)和前面所講codec的platform driver匹配，觸發(fā)probe回調(diào)完成下面所說的codec驅(qū)動(dòng)的初始化工作。

5. ?Codec初始化

Machine驅(qū)動(dòng)的初始化，codec和dai的注冊，都會(huì)調(diào)用snd_soc_instantiate_cards()進(jìn)行一次聲卡和codec，dai，platform的匹配綁定過程，這里所說的綁定，正如Machine驅(qū)動(dòng)一文中所描述，就是通過3個(gè)全局鏈表，按名字進(jìn)行匹配，把匹配的codec，dai和platform實(shí)例賦值給聲卡每對dai的snd_soc_pcm_runtime變量中。一旦綁定成功，將會(huì)使得codec和dai驅(qū)動(dòng)的probe回調(diào)被調(diào)用，codec的初始化工作就在該回調(diào)中完成。對于WM8994，該回調(diào)就是wm8994_codec_probe函數(shù)：

圖5.1 ?wm8994_codec_probe

取出父設(shè)備的driver_data，其實(shí)就是上一節(jié)的wm8994結(jié)構(gòu)變量，取出其中的regmap字段，復(fù)制到codec的control_data字段中；

申請一個(gè)wm8994_priv私有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并把它設(shè)為codec設(shè)備的driver_data；

通過snd_soc_codec_set_cache_io初始化regmap io，完成這一步后，就可以使用API：snd_soc_read()，snd_soc_write()對codec的寄存器進(jìn)行讀寫了；

把父設(shè)備的driver_data（struct wm8994）和platform_data保存到私有結(jié)構(gòu)wm8994_priv中；

因?yàn)橐瑫r(shí)支持3個(gè)芯片型號，這里要根據(jù)芯片的型號做一些特定的初始化工作；

申請必要的幾個(gè)中斷；

設(shè)置合適的偏置電平；

通過snd_soc_update_bits修改某些寄存器；

根據(jù)父設(shè)備的platform_data，完成特定于平臺(tái)的初始化配置；

添加必要的control，dapm部件進(jìn)而dapm路由信息；

至此，codec驅(qū)動(dòng)的初始化完成。

5. ?regmap-io

我們知道，要想對codec進(jìn)行控制，通常都是通過讀寫它的內(nèi)部寄存器完成的，讀寫的接口通常是I2C或者是SPI接口，不過每個(gè)codec芯片寄存器的比特位組成都有所不同，寄存器地址的比特位也有所不同。例如WM8753的寄存器地址是7bits，數(shù)據(jù)是9bits，WM8993的寄存器地址是8bits，數(shù)據(jù)也是16bits，而WM8994的寄存器地址是16bits，數(shù)據(jù)也是16bits。在kernel3.1版本，內(nèi)核引入了一套regmap機(jī)制和相關(guān)的API，這樣就可以用統(tǒng)一的操作來實(shí)現(xiàn)對這些多樣的寄存器的控制。regmap使用起來也相對簡單：

為codec定義一個(gè)regmap_config結(jié)構(gòu)實(shí)例，指定codec寄存器的地址和數(shù)據(jù)位等信息；

根據(jù)codec的控制總線類型，調(diào)用以下其中一個(gè)函數(shù)，得到一個(gè)指向regmap結(jié)構(gòu)的指針：

struct regmap *regmap_init_i2c(struct i2c_client *i2c,?const struct regmap_config *config);

struct regmap *regmap_init_spi(struct spi_device *dev,?const struct regmap_config *config);

把獲得的regmap結(jié)構(gòu)指針賦值給codec->control_data；

調(diào)用soc-io的api：snd_soc_codec_set_cache_io使得soc-io和regmap進(jìn)行關(guān)聯(lián)；

完成以上步驟后，codec驅(qū)動(dòng)就可以使用諸如snd_soc_read、snd_soc_write、snd_soc_update_bits等API對codec的寄存器進(jìn)行讀寫了。

?