S3C2410 IIS音頻驅(qū)動(dòng)

時(shí)間：2018-11-15 16:20:01

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[導(dǎo)讀]/*** 有待學(xué)習(xí) *****/ Linux 下的IIS 音頻驅(qū)動(dòng)程序主要都在/kernel/drivers/sound/s3c2410-uda1341.c 文件中。在音頻驅(qū)動(dòng)程序中有2個(gè)比較重要的結(jié)構(gòu)體：typedef struct {int size; /* buffer size */char *start; /

/*** 有待學(xué)習(xí) *****/

Linux 下的IIS 音頻驅(qū)動(dòng)程序主要都在/kernel/drivers/sound/s3c2410-uda1341.c 文件中。

在音頻驅(qū)動(dòng)程序中有2個(gè)比較重要的結(jié)構(gòu)體：

typedef struct {

int size; /* buffer size */

char *start; /* point to actual buffer */（內(nèi)存虛擬地址起始地址）

dma_addr_t dma_addr; /* physical buffer address */（內(nèi)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 */（內(nèi)存大?。?/p>

} 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 */（音頻緩沖區(qū)片大?。?/p>

u_int nbfrags; /* nbr of fragments */（音頻緩沖區(qū)片數(shù)量）

dmach_t dma_ch; /* DMA channel (channel2 for audio) */

} audio_stream_t;

這是一個(gè)管理多緩沖區(qū)的結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)體audio_stream_t 為音頻流數(shù)據(jù)組成了一個(gè)環(huán)形緩沖區(qū)。（audio_buf_t *buffers 同觸摸屏驅(qū)動(dòng)中struct TS_DEV 結(jié)構(gòu)中的TS_RET buf[MAX_TS_BUF] 意義一樣，都為環(huán)形緩沖區(qū)）用audio_buf_t 來(lái)管理一段內(nèi)存，在用audio_stream_t 來(lái)管理N 個(gè)audio_buf_t。

音頻驅(qū)動(dòng)的file_operations 結(jié)構(gòu)定義如下：

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

};

這里定義了兩種類型設(shè)備的file_operations 結(jié)構(gòu)，前者是DSP 設(shè)備，后者是混頻器設(shè)備。

------------------------------------------------------------------------

和往常一樣，先來(lái)看一下加載驅(qū)動(dòng)模塊時(shí)的初始化函數(shù)：

int __init s3c2410_uda1341_init(void)

該函數(shù)首先會(huì)初始化I/O 和UDA1341 芯片，然后申請(qǐng)2個(gè)DMA 通道用于音頻傳輸。

local_irq_save(flags);

調(diào)用該宏函數(shù)來(lái)保存IRQ 中斷使能狀態(tài)，并禁止IRQ 中斷。

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_clin"

" orr %1, %0, #0x08000000n"

" and %0, %0, #0x0c000000n"

" teqp %1, #0n"

: "=r" (x), "=r" (temp)

: "memory");

} while (0)

最后用ARM 匯編指令實(shí)現(xiàn)了保存IRQ 和FIQ 的中斷使能狀態(tài)，并禁止IRQ 中斷。

* restore saved IRQ & FIQ state

#define __restore_flags(x)

do {

unsigned long temp;

__asm__ __volatile__(

" mov %0, pc @ restore_flagsn"

" bic %0, %0, #0x0c000000n"

" orr %0, %0, %1n"

" teqp %0, #0n"

: "=&r" (temp)

: "r" (x)

: "memory");

} while (0)

最后用ARM 匯編指令實(shí)現(xiàn)了恢復(fù)IRQ 和FIQ 的中斷使能狀態(tài)。

/* 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);

接下來(lái)馬上設(shè)置與UDA1341 芯片相關(guān)GPIO 引腳。這里首先將GPB4，GPB3，GPB2 這3個(gè)GPIO 引腳設(shè)置為輸出模式，參考原理圖后，得知這3個(gè)引腳分別連接UDA1341 芯片的L3CLOCK，L3DATA，L3MODE 這3個(gè)引腳，作為這3個(gè)信號(hào)的輸入。

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)

然后繼續(xù)設(shè)置與IIS 控制器輸出信號(hào)相關(guān)GPIO 引腳。將GPE0～GPE4 這5個(gè)引腳設(shè)置為IIS 接口的信號(hào)模式。需要通過(guò)配置GPECON 寄存器來(lái)設(shè)定該端口管腳的輸出模式，對(duì)應(yīng)位如下：

[9:8] [7:6] [5:4] [3:2] [1:0]

GPE4 GPE3 GPE2 GPE1 GPE0

參考S3C2410 芯片datasheet 的I/O口章節(jié)，都要設(shè)為10（二進(jìn)制）。

local_irq_restore(flags);

設(shè)置完GPIO 口的工作模式，就可以前面已經(jīng)分析過(guò)的local_irq_restore 宏函數(shù)來(lái)恢復(fù)IRQ 和FIQ 的中斷使能狀態(tài)。

init_uda1341();

這里調(diào)用了init_uda1341 函數(shù)來(lái)初始化UDA1341 芯片，該函數(shù)會(huì)在后面說(shuō)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 channelsn" );

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 channelsn" );

return -EBUSY;

}

在全局變量中定義了，兩個(gè)audio_stream_t 結(jié)構(gòu)的變量，分別是output_stream 和input_stream，一個(gè)作為輸出音頻緩沖區(qū)，一個(gè)作為輸入音頻緩沖區(qū)。

將輸出音頻緩沖區(qū)的DMA 通道設(shè)為通道2，輸入音頻緩沖區(qū)的DMA 通道設(shè)為通道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

通過(guò)查閱S3C2410 芯片datasheet 中的DMA 章節(jié)，知道該芯片共有4個(gè)DMA 通道，DMA 控制器的每個(gè)通道可以從4個(gè)DMA 源中選擇一個(gè)DMA 請(qǐng)求源。其中，通道1具有IIS 輸入源，而通道2具有IIS 輸出和輸入源。所以要以全雙工模式進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑挘挥袑⑤敵鲆纛l緩沖區(qū)的設(shè)為DMA 通道2，輸入音頻緩沖區(qū)設(shè)為DMA 通道1。

接著調(diào)用2次audio_init_dma 函數(shù)來(lái)分別對(duì)輸出和輸入音頻緩沖區(qū)的DMA 通道進(jìn)行初始化設(shè)置。該函數(shù)比較簡(jiǎn)單，定義如下：

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;

}

這個(gè)函數(shù)其實(shí)就是對(duì)DMA 的通道號(hào)進(jìn)行判斷，然后調(diào)用了s3c2410_request_dma 函數(shù)來(lái)向內(nèi)核申請(qǐng)一個(gè)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)

在該函數(shù)中會(huì)分配DMA 通道，并申請(qǐng)DMA 中斷，即當(dāng)DMA 傳輸結(jié)束時(shí)，會(huì)響應(yīng)中斷請(qǐng)求，調(diào)用回調(diào)函數(shù)。這里的參數(shù)中，device_id 為設(shè)備id 號(hào)，用字符串來(lái)表示；channel 為DMA 通道號(hào)，將前面定義的通道號(hào)1，2傳入；write_cb 和read_cb 分別指向DMA 發(fā)送和讀取結(jié)束時(shí)調(diào)用的函數(shù)，即DMA 傳輸結(jié)束時(shí)調(diào)用的回調(diào)函數(shù)。

在該函數(shù)中有：

err = request_irq(dma->irq, dma_irq_handler, 0 * SA_INTERRUPT,

device_id, (void *)dma);

即申請(qǐng)了一個(gè)DMA 的中斷號(hào)，中斷處理子程序?yàn)閐ma_irq_handler 函數(shù)，然后：

dma->write.callback = write_cb;

dma->read.callback = read_cb;

將讀寫(xiě)DMA 中斷的兩個(gè)回調(diào)函數(shù)指針傳入。

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");