你知道Linux audio(OSS)子系统是怎样？

　　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。OOS（Open Sound System），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

　　sound/sound_core.cinclude/linux/sound.hsound/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］;

　　};

　　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

　　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;

　　}

　　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）;

　　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）;“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

　　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_minor//*list 就等于chains［3］值是否为空，为空

　　list=&（（*list）-》next）;

　　while（n

　　{

　　/* Found a hole ？ */

　　if（*list==NULL ||（*list）-》unit_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;

　　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）;

　　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，

　　};

　　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;

　　}

　　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-》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。