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diff --git a/documentation/content/zh-cn/books/arch-handbook/sound/_index.adoc b/documentation/content/zh-cn/books/arch-handbook/sound/_index.adoc new file mode 100644 index 0000000000..2c88f57cd0 --- /dev/null +++ b/documentation/content/zh-cn/books/arch-handbook/sound/_index.adoc @@ -0,0 +1,347 @@ +--- +title: 第 15 章 声音子系统 +prev: books/arch-handbook/newbus +next: books/arch-handbook/pccard +showBookMenu: true +weight: 17 +path: "/books/arch-handbook/sound/" +--- + +[[oss]] += 声音子系统 +:doctype: book +:toc: macro +:toclevels: 1 +:icons: font +:sectnums: +:sectnumlevels: 6 +:sectnumoffset: 15 +:partnums: +:source-highlighter: rouge +:experimental: +:images-path: books/arch-handbook/ + +ifdef::env-beastie[] +ifdef::backend-html5[] +:imagesdir: ../../../../images/{images-path} +endif::[] +ifndef::book[] +include::shared/authors.adoc[] +include::shared/mirrors.adoc[] +include::shared/releases.adoc[] +include::shared/attributes/attributes-{{% lang %}}.adoc[] +include::shared/{{% lang %}}/teams.adoc[] +include::shared/{{% lang %}}/mailing-lists.adoc[] +include::shared/{{% lang %}}/urls.adoc[] +toc::[] +endif::[] +ifdef::backend-pdf,backend-epub3[] +include::../../../../../shared/asciidoctor.adoc[] +endif::[] +endif::[] + +ifndef::env-beastie[] +toc::[] +include::../../../../../shared/asciidoctor.adoc[] +endif::[] + +[[oss-intro]] +== 简介 + +FreeBSD声音子系统清晰地将通用声音处理问题与设备特定的问题分离 开来。这使得更容易加入对新设备的支持。 + +man:pcm[4]框架是声音子系统的中心部分。它主要实现下面的组件: + +* 一个到数字化声音和混音器函数的系统调用接口(read, write, ioctls)。ioctl命令集合兼容老的__OSS__ 或__Voxware__接口,允许一般多媒体应用程序 不加修改地移植。 +* 处理声音数据的公共代码(格式转换,虚拟通道)。 +* 一个统一的软件接口,与硬件特定的音频接口模块接口 +* 对某些通用硬件接口(ac97)或共享的硬件特定代码 (例如:ISA DMA例程)的额外支持。 + +对特定声卡的支持是通过硬件特定的驱动程序来实现的,这些驱动程序 提供通道和混音器接口,插入到通用[.filename]##pcm##代码中。 + +本章中,术语[.filename]##pcm##将指声音驱动程序的 中心,通用部分,这是对比硬件特定的模块而言的。 + +预期的驱动程序编写者当然希望从现有模块开始,并使用那些代码作为 最终参考。但是,由于声音代码十分简洁漂亮,这也基本上免除了注释。 本文档试图给出框架接口的一个概览,并回答改写现有代码时可能出现的 一些问题。 + +作为另外的途径,或者说除了从一个可工作的范例开始的办法之外, 你可以从link:http://people.FreeBSD.org/\~cg/template.c[http://people.FreeBSD.org/~cg/template.c]找到一个注释过的 驱动程序模板。 + +[[oss-files]] +== 文件 + +除[.filename]##/usr/src/sys/sys/soundcard.h##中的公共 ioctl接口定义外,所有的相关代码当前(FreeBSD 4.4)位于 [.filename]##/usr/src/sys/dev/sound/##。 + +在[.filename]##/usr/src/sys/dev/sound/##下面, [.filename]##pcm/##目录中保存着中心代码, 而[.filename]##isa/##和[.filename]##pci/##目录中有 ISA和PCI板的驱动程序。 + +[[pcm-probe-and-attach]] +== 探测,连接等 + +声音驱动程序使用与任何硬件驱动程序模块相同的方法探测和连接(设备)。 你可能希望浏览一下手册中<<isa-driver,ISA>>或<<pci,PCI>>章节的内容来获取更多信息。 + +然而,声音驱动程序在某些方面又有些不同: + +* 他们将自己声明为[.filename]##pcm##类设备,带有一个 设备私有结构``struct snddev_info``: ++ +[.programlisting] +.... + static driver_t xxx_driver = { + "pcm", + xxx_methods, + sizeof(struct snddev_info) + }; + + DRIVER_MODULE(snd_xxxpci, pci, xxx_driver, pcm_devclass, 0, 0); + MODULE_DEPEND(snd_xxxpci, snd_pcm, PCM_MINVER, PCM_PREFVER,PCM_MAXVER); +.... ++ +大多数声音驱动程序需要存储关于其设备的附加私有信息。私有数据 结构通常在连接例程中分配。其地址通过调用 ``pcm_register()``和 ``mixer_init()``传递给 [.filename]##pcm##。后面[.filename]##pcm## 将此地址作为调用声音驱动程序接口时的参数传递回来。 +* 声音驱动程序的连接例程应当通过调用``mixer_init()``向[.filename]##pcm##声明它的MIXER或AC97 接口。对于MIXER接口,这会接着引起调用 <<xxxmixer-init,``xxxmixer_init()``>>。 +* 声音驱动程序的连接例程通过调用 ``pcm_register(dev, sc, nplay, nrec)`` 向[.filename]##pcm##声明其通用CHANNEL配置,其中 ``sc``是设备数据结构的地址, 在[.filename]##pcm##以后的调用中将会用到它, ``nplay``和``nrec``是播放和录音 通道的数目。 +* 声音驱动程序的连接例程通过调用 ``pcm_addchan()``声明它的每个通道对象。这会在 [.filename]##pcm##中建立起通道合成,并接着会引起调用 <<xxxchannel-init,``xxxchannel_init()``>> (译注:请参考原文)。 +* 声音驱动程序的分离例程在释放其资源之前应当调用 ``pcm_unregister()``。 + +有两种可能的方法来处理非PnP设备: + +* 使用``device_identify()``方法 (范例:[.filename]##sound/isa/es1888.c##)。 ``device_identify()``方法在已知地址探测硬件, 如果发现支持的设备就会创建一个新的pcm设备,这个pcm设备接着 会被传递到probe/attach。 +* 使用定制内核配置的方法,为pcm设备设置适当的hints(范例: [.filename]#sound/isa/mss.c#)。 + +[.filename]##pcm##驱动程序应当实现 ``device_suspend``, ``device_resume``和 ``device_shutdown``例程,这样电源管理和模块卸载就能 正确地发挥作用。 + +[[oss-interfaces]] +== 接口 + +[.filename]##pcm##核心与声音驱动程序之间的接口以术语 <<kernel-objects,内核对象>>的叫法来定义。 + +声音驱动程序通常提供两种主要的接口: __CHANNEL__以及 __MIXER__或__AC97__。 + +__AC97__是一个很小的硬件访问(寄存器读/写) 接口,由驱动程序为带AC97编码解码器的硬件来实现。这种情况下,实际的 MIXER接口由[.filename]##pcm##中共享的AC97代码提供。 + +=== CHANNEL接口 + +==== 函数参数的通常注意事项 + +声音驱动程序通常用一个私有数据结构来描述他们的设备,驱动 程序所支持的播放和录音数据通道各有一个。 + +对于所有的CHANNEL接口函数,第一个参数是一个不透明的指针。 + +第二个参数是指向私有的通道数据结构的指针, ``channel_init()``是个例外,它的指针指向私有 设备结构(并返回由[.filename]##pcm##以后使用的通道指针)。 + +==== 数据传输操作概览 + +对于声音数据传输,[.filename]##pcm##核心与声音驱动 程序是通过一个由``struct snd_dbuf``描述的 共享内存区域进行通信的。 + +``struct snd_dbuf``是 [.filename]##pcm##私有的,声音驱动程序通过调用访问者 函数(``sndbuf_getxxx()``)来获得感兴趣的值。 + +共享内存区域的大小等于 ``sndbuf_getsize()``,并被分割为大小固定,且等于 ``sndbuf_getblksz()``字节的很多块。 + +当播放时,常规的传输机制如下(将意思反过来就是录音): + +* [.filename]##pcm##开始时填充缓冲区,然后以 参数PCMTRIG_START调用声音驱动程序的<<channel-trigger,``xxxchannel_trigger()``>> 。 +* 声音驱动程序接着安排以 ``sndbuf_getblksz()``字节大小为块,重复将 整个内存区域(``sndbuf_getbuf()``, ``sndbuf_getsize()``)传输到设备。对于每个 传输块回调[.filename]##pcm##函数 ``chn_intr()``(这通常在中断时间发生)。 +* ``chn_intr()``安排将新数据拷贝到那些 数据已传输到设备(现在空闲)的区域,并对 ``snd_dbuf``结构进行适当的更新。 + +[[xxxchannel-init]] +==== channel_init + +调用``xxxchannel_init()``来初始化每个播放 和录音通道。这个调用从声音驱动程序的连接例程中发起。(参看 <<pcm-probe-and-attach,探测和连接>>一节)。 + +[.programlisting] +.... + static void * + xxxchannel_init(kobj_t obj, void *data, + struct snd_dbuf *b, struct pcm_channel *c, int dir). + { + struct xxx_info *sc = data; + struct xxx_chinfo *ch; + ... + return ch;. + } +.... + +``b``为通道 ``struct snd_dbuf``的地址。它应当在 函数中通过调用``sndbuf_alloc()``来初始化。 所用的缓冲区大小通常是设备'典型'传输大小的一个较小的倍数。 ``c``为 [.filename]##pcm##通道控制结构的指针。这是个不透明 指针。函数应当将它保存到局部通道结构中,在后面调用 [.filename]##pcm##函数(例如: ``chn_intr(c)``)时会使用它。``dir``指示通道方向 (``PCMDIR_PLAY``或 ``PCMDIR_REC``)。 +函数应当返回一个指针,此指针指向用于控制此通道的私有 区域。它将作为参数被传递到对其他通道接口的调用。 + +==== channel_setformat + +``xxxchannel_setformat()``应当按特定通道, 特定声音格式设置硬件。 + +[.programlisting] +.... + static int + xxxchannel_setformat(kobj_t obj, void *data, u_int32_t format). + { + struct xxx_chinfo *ch = data; + ... + return 0; + } +.... + +``format``为 ``AFMT_XXX value``值之一 ([.filename]#soundcard.h#)。 + +==== channel_setspeed + +``xxxchannel_setspeed()``按指定的取样速度 设置通道硬件,并返回返回可能调整过的速度。 + +[.programlisting] +.... + static int + xxxchannel_setspeed(kobj_t obj, void *data, u_int32_t speed) + { + struct xxx_chinfo *ch = data; + ... + return speed; + } +.... + +==== channel_setblocksize + +``xxxchannel_setblocksize()``设置块大小, 这是[.filename]##pcm##与声音驱动程序,以及声音驱动 程序与设备之间的传输单位的大小。传输期间,每次传输这样大小的 数据后,声音驱动程序都应当调用[.filename]##pcm##的 ``chn_intr()``。 + +大多数驱动程序只注意这儿的块大小,因为当实际传输开始时应该 使用这个值。 + +[.programlisting] +.... + static int + xxxchannel_setblocksize(kobj_t obj, void *data, u_int32_t blocksize) + { + struct xxx_chinfo *ch = data; + ... + return blocksize;. + } +.... + +函数返回可能调整过的块大小。如果块大小真的变化了, 这种情况下应当调用``sndbuf_resize()``调整 缓冲区的大小。 + +[[channel-trigger]] +==== channel_trigger + +``xxxchannel_trigger()``由 [.filename]##pcm##来控制驱动程序中的实际传输操作。 + +[.programlisting] +.... + static int + xxxchannel_trigger(kobj_t obj, void *data, int go). + { + struct xxx_chinfo *ch = data; + ... + return 0; + } +.... + +``go``定义当前调用的动作。可能的值为: + +[NOTE] +==== +如果驱动程序使用ISA DMA,则应当在设备上执行动作前 调用``sndbuf_isadma()``,并处理DMA芯片一方的 事情。 +==== + +==== channel_getptr + +``xxxchannel_getptr()``返回传输缓冲区中 当前的缓冲。它通常由``chn_intr()``调用,而且 这也是为什么[.filename]##pcm##知道它应当往哪儿传送 新数据。 + +==== channel_free + +调用``xxxchannel_free()``来释放通道资源, 例如当驱动程序卸载时,并且如果通道数据结构是动态分配的,或者 如果不使用``sndbuf_alloc()``进行缓冲区分配, 则应当实现这个函数。 + +==== channel_getcaps + +[.programlisting] +.... + struct pcmchan_caps * + xxxchannel_getcaps(kobj_t obj, void *data) + { + return xxx_caps;. + } +.... + +这个例程返回指向(通常静态定义的) ``pcmchan_caps``结构的指针(在 [.filename]##sound/pcm/channel.h##中定义)。这个结构 保存着最小和最大采样频率和被接受的声音格式。任何声音驱动 程序都可以作为一个范例。 + +==== 更多函数 + +``channel_reset()``, ``channel_resetdone()``和 ``channel_notify()``用于特殊目的,未与权威人士 (Cameron Grant)进行探讨之前不应当在驱动程序中实现它。 + +不赞成使用``channel_setdir()``. + +=== MIXER接口 + +[[xxxmixer-init]] +==== mixer_init + +``xxxmixer_init()``初始化硬件,并告诉 [.filename]##pcm##什么混音器设备可用来播放和录音。 + +[.programlisting] +.... + static int + xxxmixer_init(struct snd_mixer *m) + { + struct xxx_info *sc = mix_getdevinfo(m); + u_int32_t v; + + [初始化硬件] + + [为播放混音器设置v中适当的位]. + mix_setdevs(m, v); + [为录音混音器设置v中适当的位] + mix_setrecdevs(m, v) + + return 0; + } +.... + +设置一个整数值中的位,并调用 ``mix_setdevs()``和 ``mix_setrecdevs()``来告诉 [.filename]##pcm##存在什么设备。 + +混音器的位定义可以在[.filename]##soundcard.h##中 找到。(``SOUND_MASK_XXX``值和 ``SOUND_MIXER_XXX``移位)。 + +==== mixer_set + +``xxxmixer_set()``为混音器设备设置音量级别 (level)。 + +[.programlisting] +.... + static int + xxxmixer_set(struct snd_mixer *m, unsigned dev, + unsigned left, unsigned right). + { + struct sc_info *sc = mix_getdevinfo(m); + [设置音量级别(level)] + return left | (right 8);. + } +.... + +设备被指定为 `SOUND_MIXER_XXX` 值在范围[0-100]之间指定音量值。零值应当让设备静音。 +由于硬件(音量)级别(level)可能不匹配输入比例,会出现 某些圆整,例程返回如上面所示的实际级别值(范围0-100内)。 + +==== mixer_setrecsrc + +``xxxmixer_setrecsrc()``设定录音源设备。 + +[.programlisting] +.... + static int + xxxmixer_setrecsrc(struct snd_mixer *m, u_int32_t src). + { + struct xxx_info *sc = mix_getdevinfo(m); + + [查看src中的非零位, 设置硬件] + + [更新src反映实际动作] + return src;. + } +.... + +期望的录音设备由一个位域指定. +返回设置用来录音的实际设备。一些驱动程序只能设置一个 录音设备。如果出现错误,函数应当返回-1。 + +==== mixer_uninit, mixer_reinit + +``xxxmixer_uninit()``应当确保不会发出任何 声音,并且如果可能则应当让混音器硬件断电。 + +``xxxmixer_reinit()``应当确保混音器硬件 加电,并且恢复所有不受``mixer_set()``或 ``mixer_setrecsrc()``控制的设置。 + +=== AC97接口 + +__AC97__由带有AC97编码解码器的驱动程序实现。 它只有三个方法: + +* ``xxxac97_init()``返回找到的 ac97编码解码器的数目。 +* ``ac97_read()``与 ``ac97_write()``读写指定的寄存器。 + +The __AC97__接口由 [.filename]##pcm##中的AC97代码来执行高层操作。参看 [.filename]##sound/pci/maestro3.c##或 [.filename]##sound/pci/##下很多其他内容作为范例。 |