Linux audio(OSS)子系统分析

简介

         在linux声卡的驱动中存在两种架构，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。一般我们现在使用的
是ALSA的声音架构。 但是有些厂商提供了OSS架构的代码，一时让我无从下手，我就
遇到了这样的问题，故在此留下自己分析的过程，难免有疏漏，欢迎大家指正并与我交流，
http://blog.csdn.net/dyron.      OOS(Open Sound System),官网：www.opensound.com           在这里主要介绍两个设备,DSP与MIXER.          DSP：　用来采样和播放的文件，对该设备写操作就是播放，对该设备读就是录音操作。
这个设备可以有多个。对该设备操作时应注意一次写入数据块的大小，如果数据块过大会引
起设备的block操作。属于应用范畴的内容不在此介绍了。          MIXER:  应用程序对混音器的软件接口。混音器电路通常由两个部分组成：input mixer
和ouput mixer.  该设备的大部分操作都是由ioctl实现的， mixer设备允许同时多个用
户同时访问。 主要设备的参数有Rate ,Channel, Format. Volume, Standby等

主要参数

         Oss系统的主要文件: sound/sound_core.c include/linux/sound.h sound/sound_core.h        Oss系统的主要结构介绍: structsound_unit { int unit_minor; const struct file_operations *unit_fops; struct sound_unit *next; char name[32]; };      每个sound设备都会对应这样一个结构，unit_minor对应子设备号, unit_fops对应操作
函数，这个是由各厂商应现，在注册设备的时候传入。Next指向下一个同类形设备，name
就不需多说了。 sound_class /sys/class/sound类 static struct sound_unit*chains[SOUND_STEP]; /*整个OSS系统的链表数组，数组的每一项代表一种声卡设备，如下表所示:*/ * 0 *16 Mixers * 1 *8 Sequencers * 2 *16 Midi * 3 *16 DSP * 4 *16 SunDSP * 5 *16 DSP16 * 6 -- sndstat (obsolete) * 7 *16 unused * 8 -- alternate sequencer (see above) * 9 *16 raw synthesizer access * 10 *16 unused * 11 *16 unused * 12 *16 unused * 13 *16 unused * 14 *16 unused * 15 *16 unused  OSS系统的注册过程:          本节描述soundclass的注册过程，与及实例说明dsp与mixer设备的注册过程，用户层
是如何通过设备节点访问到各厂商提供设备的操作函数的。 static int __init init_soundcore(void) { intrc; rc= init_oss_soundcore(); if(rc) returnrc; /*注意这里的sound_class是全局函数，用于保存sound类*/ sound_class= class_create(THIS_MODULE, "sound"); //注册/sys/class/sound类 if(IS_ERR(sound_class)) { cleanup_oss_soundcore(); returnPTR_ERR(sound_class); } sound_class->devnode= sound_devnode; return0; }       在系统启动阶段，kernel会调用到module_init,进入init_soundcore，初始化
init_oss_soundcore, 并注册sound类，这样在/sys/class/下就有了sound类了, sound_devnode()
也决定了相应的设备节点也将会出现在/dev/snd/下面。  static void __exit cleanup_soundcore(void) { cleanup_oss_soundcore(); class_destroy(sound_class); } module_init(init_soundcore); module_exit(cleanup_soundcore);          cleanup_soundcore函数对应于init_soundcore,主要用于清除oss_soundcore, 并销毁 sound_class类。          下面主要介绍一下,mixer与dsp设备的注册过程, 其它设备雷同:  int register_sound_dsp(const structfile_operations *fops, int dev) { returnsound_insert_unit(&chains[3], fops, dev, 3, 131, "dsp", S_IWUSR | S_IRUSR, NULL); } EXPORT_SYMBOL(register_sound_dsp);       register_sound_dsp是注册dsp设备的函数，需要传入dsp设备的fops, 就是dsp设备的
具体操作方法实现。register_sound_dsp调用sound_insert_unit函数实现注册， 这时传入
的chains[3]就是在声卡数组链表的3上注册dsp设备，如果注册mixer设备就是chains[0]了。
static intsound_insert_unit(struct sound_unit **list, const struct file_operations *fops,int index, int low, int top, const char *name, umode_t mode, struct device *dev) { struct sound_unit *s =kmalloc(sizeof(*s), GFP_KERNEL); //分配声卡设备内存 int r; ………………………. r = __sound_insert_unit(s, list, fops,index, low, top); //注册声卡设备到list上 spin_unlock(&sound_loader_lock); ……………………… device_create(sound_class, dev,MKDEV(SOUND_MAJOR, s->unit_minor), NULL, s->name+6); //调用device_create广播设备信息到userspace,udev创建      现在就进入分析__sound_insert_unit,分析这里就有点技巧了，大家C基本功可得过关，
分得清指针数组和数组指针，指针数组就是存在一个数组，数组里全是指针变量，在32位
arm上，大于约等于max*int, 数组指针就是1个指向数组的指针，在32位arm上就是4byte. static int__sound_insert_unit(struct sound_unit * s, struct sound_unit **list, conststruct file_operations *fops, int index, int low, int top) { //传入的参数依次为: s,&chains[3], fops, dev, 3, 131 …………………………….. if (index < 0) { /* first free */ //index 传入为 -1, 故进入此分支 while (*list &&(*list)->unit_minornext); while(nunit_minor>n) //因为第一次注册list为空，跳出 break; list=&((*list)->next); n+=SOUND_STEP; } if(n>=top) return -ENOENT; } else { …………………………….. } s->unit_minor=n; //直接赋值退出 s->unit_fops=fops; s->next=*list; *list=s;          接下来返回到sound_insert_unit， 通过__register_chrdev将s, 注册到系统上，这
里/dev/snd/下就出现dsp名字了，但奇怪的时，这里传入的fops不是s->fops，而是系统公
用的全局soundcore_fops, 在打开dsp时接着分析。 r = __register_chrdev(SOUND_MAJOR,s->unit_minor, 1, s->name, &soundcore_fops);

打开设备流程

         由于注册的时候传入的是soundcore_fops， 故打开设备时会进入soundcore_fops的
open函数。Soundcore_fops结构体如下. static const struct file_operationssoundcore_fops = { /*We must have an owner or the module locking fails */ .owner = THIS_MODULE, .open = soundcore_open, };          在这里进入soundcore_open函数, 现在我们就跟进去分析。 static int soundcore_open(struct inode*inode, struct file *file) { ………………… if(s) new_fops= fops_get(s->unit_fops); /*在这里获得__sound_insert_unit注册的fops, 就是我们在注册dsp时传入的fops. */ if(preclaim_oss && !new_fops) { //这里的new_fops是有值的，所有不会进入此分支 spin_unlock(&sound_loader_lock); ………….. if(new_fops) { ………………….. conststruct file_operations *old_fops = file->f_op; file->f_op= new_fops; //在这里偷天换日，将系统的fops转换为s->fops spin_unlock(&sound_loader_lock); 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); unlock_kernel(); returnerr; }          在这里就发现在open设置时，系统将设备的fops转换为dsp注册时的fops， 偷天换
日啊， linux kernel还是蛮神奇的。            到这里，全文就结束了， 难免有疏漏，欢迎大家拍砖:http://blog.csdn.net/dyron