S3C2410 IIS音频驱动

/*** 有待学习 *****/

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_clin"

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

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

" teqp %1, #0n"

: "=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_flagsn"

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

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

" teqp %0, #0n"

: "=&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

": 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datasheet 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 =