你知道Linux audio(OSS)子系統是怎樣？

　　簡介

　　在linux聲卡的驅動中存在兩種架構，一種是OSS（開放聲音系統），一種是ALSA（先進Linux聲音架構）。OSS是一個商業聲卡驅動程序，需要花錢購買。一般我們現在使用的是ALSA的聲音架構。OOS（Open Sound System），在這里主要介紹兩個設備，DSP與MIXER.DSP：　用來采樣和播放的文件，對該設備寫操作就是播放，對該設備讀就是錄音操作。

　　這個設備可以有多個。對該設備操作時應注意一次寫入數據塊的大小，如果數據塊過大會引起設備的block操作。屬于應用范疇的內容不在此介紹了。

　　MIXER：應用程序對混音器的軟件接口。混音器電路通常由兩個部分組成：input mixer和ouput mixer. 該設備的大部分操作都是由ioctl實現的， mixer設備允許同時多個用戶同時訪問。主要設備的參數有Rate ，Channel， Format. Volume， Standby等

　　主要參數

　　Oss系統的主要文件：

　　sound/sound_core.c

　　include/linux/sound.h

　　sound/sound_core.h

　　sound/sound_core.cinclude/linux/sound.hsound/sound_core.h

　　Oss系統的主要結構介紹：

　　structsound_unit

　　{

　　int unit_minor;

　　const struct file_operations *unit_fops;

　　struct sound_unit *next;

　　char name［32］;

　　};

　　structsound_unit{int unit_minor;const struct file_operations *unit_fops;struct sound_unit *next;char name［32］;};

　　每個sound設備都會對應這樣一個結構，unit_minor對應子設備號， unit_fops對應操作

　　函數，這個是由各廠商應現，在注冊設備的時候傳入。Next指向下一個同類形設備，name

　　就不需多說了。

　　sound_class /sys/class/sound類

　　static struct sound_unit*chains［SOUND_STEP］;

　　/*整個OSS系統的鏈表數組，數組的每一項代表一種聲卡設備，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

　　sound_class /sys/class/sound類static struct sound_unit*chains［SOUND_STEP］;/*整個OSS系統的鏈表數組，數組的每一項代表一種聲卡設備，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系統的注冊過程：

　　本節描述soundclass的注冊過程，與及實例說明dsp與mixer設備的注冊過程，用戶層

　　是如何通過設備節點訪問到各廠商提供設備的操作函數的。

　　static int __init init_soundcore（void）

　　{

　　intrc;

　　rc= init_oss_soundcore（）;

　　if（rc）

　　returnrc;

　　/*注意這里的sound_class是全局函數，用于保存sound類*/

　　sound_class= class_create（THIS_MODULE， “sound”）; //注冊/sys/class/sound類

　　if（IS_ERR（sound_class）） {

　　cleanup_oss_soundcore（）;

　　returnPTR_ERR（sound_class）;

　　}

　　sound_class-》devnode= sound_devnode;

　　return0;

　　}

　　static int __init init_soundcore（void）{intrc;rc= init_oss_soundcore（）;if（rc）returnrc;/*注意這里的sound_class是全局函數，用于保存sound類*/sound_class= class_create（THIS_MODULE， “sound”）; //注冊/sys/class/sound類if（IS_ERR（sound_class）） {cleanup_oss_soundcore（）;returnPTR_ERR（sound_class）;}sound_class-》devnode= sound_devnode;return0;}

　　在系統啟動階段，kernel會調用到module_init，進入init_soundcore，初始化

　　init_oss_soundcore，并注冊sound類，這樣在/sys/class/下就有了sound類了， sound_devnode（）

　　也決定了相應的設備節點也將會出現在/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）;

　　static void __exit cleanup_soundcore（void）{cleanup_oss_soundcore（）;class_destroy（sound_class）;}module_init（init_soundcore）;module_exit（cleanup_soundcore）;

　　cleanup_soundcore函數對應于init_soundcore，主要用于清除oss_soundcore，并銷毀

　　sound_class類。

　　下面主要介紹一下，mixer與dsp設備的注冊過程，其它設備雷同：

　　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）;“font-family： Arial， Verdana， sans-serif; white-space： normal; ”》

　　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是注冊dsp設備的函數，需要傳入dsp設備的fops，就是dsp設備的

　　具體操作方法實現。register_sound_dsp調用sound_insert_unit函數實現注冊，這時傳入

　　的chains［3］就是在聲卡數組鏈表的3上注冊dsp設備，如果注冊mixer設備就是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）; //分配聲卡設備內存

　　int r;

　　………………………。

　　r = __sound_insert_unit（s， list， fops，index， low， top）; //注冊聲卡設備到list上

　　spin_unlock（&sound_loader_lock）;

　　………………………

　　device_create（sound_class， dev，MKDEV（SOUND_MAJOR， s-》unit_minor），

　　NULL， s-》name+6）;

　　//調用device_create廣播設備信息到userspace，udev創建

　　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）; //分配聲卡設備內存int r;……………………….r = __sound_insert_unit（s， list， fops，index， low， top）; //注冊聲卡設備到list上spin_unlock（&sound_loader_lock）;………………………device_create（sound_class， dev，MKDEV（SOUND_MAJOR， s-》unit_minor），NULL， s-》name+6）;//調用device_create廣播設備信息到userspace，udev創建

　　現在就進入分析__sound_insert_unit，分析這里就有點技巧了，大家C基本功可得過關，

　　分得清指針數組和數組指針，指針數組就是存在一個數組，數組里全是指針變量，在32位

　　arm上，大于約等于max*int，數組指針就是1個指向數組的指針，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）

　　{ //傳入的參數依次為： s，&chains［3］， fops， dev， 3， 131

　　……………………………。.

　　if （index 《 0） { /* first free */ //index 傳入為 -1，故進入此分支

　　while （*list &&（*list）-》unit_minor//*list 就等于chains［3］值是否為空，為空

　　list=&（（*list）-》next）;

　　while（n

　　{

　　/* Found a hole ？ */

　　if（*list==NULL ||（*list）-》unit_minor》n） //因為第一次注冊list為空，跳出

　　break;

　　list=&（（*list）-》next）;

　　n+=SOUND_STEP;

　　}

　　if（n》=top）

　　return -ENOENT;

　　} else {

　　……………………………。.

　　}

　　s-》unit_minor=n; //直接賦值退出

　　s-》unit_fops=fops;

　　s-》next=*list;

　　*list=s;

　　static int__sound_insert_unit（struct sound_unit * s， struct sound_unit **list，conststruct file_operations *fops， int index， int low， int top）{ //傳入的參數依次為： s，&chains［3］， fops， dev， 3， 131……………………………。.if （index 《 0） { /* first free */ //index 傳入為 -1，故進入此分支while （*list &&（*list）-》unit_minornext）;while（nunit_minor》n） //因為第一次注冊list為空，跳出break;list=&（（*list）-》next）;n+=SOUND_STEP;}if（n》=top）return -ENOENT;} else {……………………………。.}s-》unit_minor=n; //直接賦值退出s-》unit_fops=fops;s-》next=*list;*list=s;

　　接下來返回到sound_insert_unit，通過__register_chrdev將s，注冊到系統上，這

　　里/dev/snd/下就出現dsp名字了，但奇怪的時，這里傳入的fops不是s-》fops，而是系統公

　　用的全局soundcore_fops，在打開dsp時接著分析。

　　r = __register_chrdev（SOUND_MAJOR，s-》unit_minor， 1， s-》name，

　　&soundcore_fops）;

　　r = __register_chrdev（SOUND_MAJOR，s-》unit_minor， 1， s-》name，&soundcore_fops）;

　　打開設備流程

　　由于注冊的時候傳入的是soundcore_fops，故打開設備時會進入soundcore_fops的

　　open函數。Soundcore_fops結構體如下。

　　static const struct file_operationssoundcore_fops =

　　{

　　/*We must have an owner or the module locking fails */

　　.owner = THIS_MODULE，

　　.open = soundcore_open，

　　};

　　static const struct file_operationssoundcore_fops ={/*We must have an owner or the module locking fails */.owner = THIS_MODULE，.open = soundcore_open，};

　　在這里進入soundcore_open函數，現在我們就跟進去分析。

　　static int soundcore_open（struct inode*inode， struct file *file）

　　{

　　…………………

　　if（s）

　　new_fops= fops_get（s-》unit_fops）;

　　/*在這里獲得__sound_insert_unit注冊的fops，就是我們在注冊dsp時傳入的fops. */

　　if（preclaim_oss && ！new_fops） { //這里的new_fops是有值的，所有不會進入此分支

　　spin_unlock（&sound_loader_lock）;

　　…………。.

　　if（new_fops） {

　　…………………。.

　　conststruct file_operations *old_fops = file-》f_op;

　　file-》f_op= new_fops; //在這里偷天換日，將系統的fops轉換為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;

　　}

　　static int soundcore_open（struct inode*inode， struct file *file）{…………………if（s）new_fops= fops_get（s-》unit_fops）;/*在這里獲得__sound_insert_unit注冊的fops，就是我們在注冊dsp時傳入的fops. */if（preclaim_oss && ！new_fops） { //這里的new_fops是有值的，所有不會進入此分支spin_unlock（&sound_loader_lock）;…………。.if（new_fops） {…………………。.conststruct file_operations *old_fops = file-》f_op;file-》f_op= new_fops; //在這里偷天換日，將系統的fops轉換為s-》fopsspin_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;}

　　在這里就發現在open設置時，系統將設備的fops轉換為dsp注冊時的fops，偷天換

　　日啊， linux kernel還是蠻神奇的。

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