dcb7940435d9530f4005c0758584e64b2cdb3b17
[linux-2.6-block.git] / Documentation / sound / kernel-api / writing-an-alsa-driver.rst
1 ======================
2 Writing an ALSA Driver
3 ======================
4
5 :Author: Takashi Iwai <tiwai@suse.de>
6
7 Preface
8 =======
9
10 This document describes how to write an `ALSA (Advanced Linux Sound
11 Architecture) <http://www.alsa-project.org/>`__ driver. The document
12 focuses mainly on PCI soundcards. In the case of other device types, the
13 API might be different, too. However, at least the ALSA kernel API is
14 consistent, and therefore it would be still a bit help for writing them.
15
16 This document targets people who already have enough C language skills
17 and have basic linux kernel programming knowledge. This document doesn't
18 explain the general topic of linux kernel coding and doesn't cover
19 low-level driver implementation details. It only describes the standard
20 way to write a PCI sound driver on ALSA.
21
22 This document is still a draft version. Any feedback and corrections,
23 please!!
24
25 File Tree Structure
26 ===================
27
28 General
29 -------
30
31 The file tree structure of ALSA driver is depicted below.
32
33 ::
34
35             sound
36                     /core
37                             /oss
38                             /seq
39                                     /oss
40                     /include
41                     /drivers
42                             /mpu401
43                             /opl3
44                     /i2c
45                     /synth
46                             /emux
47                     /pci
48                             /(cards)
49                     /isa
50                             /(cards)
51                     /arm
52                     /ppc
53                     /sparc
54                     /usb
55                     /pcmcia /(cards)
56                     /soc
57                     /oss
58
59
60 core directory
61 --------------
62
63 This directory contains the middle layer which is the heart of ALSA
64 drivers. In this directory, the native ALSA modules are stored. The
65 sub-directories contain different modules and are dependent upon the
66 kernel config.
67
68 core/oss
69 ~~~~~~~~
70
71 The codes for PCM and mixer OSS emulation modules are stored in this
72 directory. The rawmidi OSS emulation is included in the ALSA rawmidi
73 code since it's quite small. The sequencer code is stored in
74 ``core/seq/oss`` directory (see `below <#core-seq-oss>`__).
75
76 core/seq
77 ~~~~~~~~
78
79 This directory and its sub-directories are for the ALSA sequencer. This
80 directory contains the sequencer core and primary sequencer modules such
81 like snd-seq-midi, snd-seq-virmidi, etc. They are compiled only when
82 ``CONFIG_SND_SEQUENCER`` is set in the kernel config.
83
84 core/seq/oss
85 ~~~~~~~~~~~~
86
87 This contains the OSS sequencer emulation codes.
88
89 include directory
90 -----------------
91
92 This is the place for the public header files of ALSA drivers, which are
93 to be exported to user-space, or included by several files at different
94 directories. Basically, the private header files should not be placed in
95 this directory, but you may still find files there, due to historical
96 reasons :)
97
98 drivers directory
99 -----------------
100
101 This directory contains code shared among different drivers on different
102 architectures. They are hence supposed not to be architecture-specific.
103 For example, the dummy pcm driver and the serial MIDI driver are found
104 in this directory. In the sub-directories, there is code for components
105 which are independent from bus and cpu architectures.
106
107 drivers/mpu401
108 ~~~~~~~~~~~~~~
109
110 The MPU401 and MPU401-UART modules are stored here.
111
112 drivers/opl3 and opl4
113 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
114
115 The OPL3 and OPL4 FM-synth stuff is found here.
116
117 i2c directory
118 -------------
119
120 This contains the ALSA i2c components.
121
122 Although there is a standard i2c layer on Linux, ALSA has its own i2c
123 code for some cards, because the soundcard needs only a simple operation
124 and the standard i2c API is too complicated for such a purpose.
125
126 synth directory
127 ---------------
128
129 This contains the synth middle-level modules.
130
131 So far, there is only Emu8000/Emu10k1 synth driver under the
132 ``synth/emux`` sub-directory.
133
134 pci directory
135 -------------
136
137 This directory and its sub-directories hold the top-level card modules
138 for PCI soundcards and the code specific to the PCI BUS.
139
140 The drivers compiled from a single file are stored directly in the pci
141 directory, while the drivers with several source files are stored on
142 their own sub-directory (e.g. emu10k1, ice1712).
143
144 isa directory
145 -------------
146
147 This directory and its sub-directories hold the top-level card modules
148 for ISA soundcards.
149
150 arm, ppc, and sparc directories
151 -------------------------------
152
153 They are used for top-level card modules which are specific to one of
154 these architectures.
155
156 usb directory
157 -------------
158
159 This directory contains the USB-audio driver. In the latest version, the
160 USB MIDI driver is integrated in the usb-audio driver.
161
162 pcmcia directory
163 ----------------
164
165 The PCMCIA, especially PCCard drivers will go here. CardBus drivers will
166 be in the pci directory, because their API is identical to that of
167 standard PCI cards.
168
169 soc directory
170 -------------
171
172 This directory contains the codes for ASoC (ALSA System on Chip)
173 layer including ASoC core, codec and machine drivers.
174
175 oss directory
176 -------------
177
178 Here contains OSS/Lite codes.
179 All codes have been deprecated except for dmasound on m68k as of
180 writing this.
181
182
183 Basic Flow for PCI Drivers
184 ==========================
185
186 Outline
187 -------
188
189 The minimum flow for PCI soundcards is as follows:
190
191 -  define the PCI ID table (see the section `PCI Entries`_).
192
193 -  create ``probe`` callback.
194
195 -  create ``remove`` callback.
196
197 -  create a :c:type:`struct pci_driver <pci_driver>` structure
198    containing the three pointers above.
199
200 -  create an ``init`` function just calling the
201    :c:func:`pci_register_driver()` to register the pci_driver
202    table defined above.
203
204 -  create an ``exit`` function to call the
205    :c:func:`pci_unregister_driver()` function.
206
207 Full Code Example
208 -----------------
209
210 The code example is shown below. Some parts are kept unimplemented at
211 this moment but will be filled in the next sections. The numbers in the
212 comment lines of the :c:func:`snd_mychip_probe()` function refer
213 to details explained in the following section.
214
215 ::
216
217       #include <linux/init.h>
218       #include <linux/pci.h>
219       #include <linux/slab.h>
220       #include <sound/core.h>
221       #include <sound/initval.h>
222
223       /* module parameters (see "Module Parameters") */
224       /* SNDRV_CARDS: maximum number of cards supported by this module */
225       static int index[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_IDX;
226       static char *id[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_STR;
227       static bool enable[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_ENABLE_PNP;
228
229       /* definition of the chip-specific record */
230       struct mychip {
231               struct snd_card *card;
232               /* the rest of the implementation will be in section
233                * "PCI Resource Management"
234                */
235       };
236
237       /* chip-specific destructor
238        * (see "PCI Resource Management")
239        */
240       static int snd_mychip_free(struct mychip *chip)
241       {
242               .... /* will be implemented later... */
243       }
244
245       /* component-destructor
246        * (see "Management of Cards and Components")
247        */
248       static int snd_mychip_dev_free(struct snd_device *device)
249       {
250               return snd_mychip_free(device->device_data);
251       }
252
253       /* chip-specific constructor
254        * (see "Management of Cards and Components")
255        */
256       static int snd_mychip_create(struct snd_card *card,
257                                    struct pci_dev *pci,
258                                    struct mychip **rchip)
259       {
260               struct mychip *chip;
261               int err;
262               static struct snd_device_ops ops = {
263                      .dev_free = snd_mychip_dev_free,
264               };
265
266               *rchip = NULL;
267
268               /* check PCI availability here
269                * (see "PCI Resource Management")
270                */
271               ....
272
273               /* allocate a chip-specific data with zero filled */
274               chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
275               if (chip == NULL)
276                       return -ENOMEM;
277
278               chip->card = card;
279
280               /* rest of initialization here; will be implemented
281                * later, see "PCI Resource Management"
282                */
283               ....
284
285               err = snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL, chip, &ops);
286               if (err < 0) {
287                       snd_mychip_free(chip);
288                       return err;
289               }
290
291               *rchip = chip;
292               return 0;
293       }
294
295       /* constructor -- see "Driver Constructor" sub-section */
296       static int snd_mychip_probe(struct pci_dev *pci,
297                                   const struct pci_device_id *pci_id)
298       {
299               static int dev;
300               struct snd_card *card;
301               struct mychip *chip;
302               int err;
303
304               /* (1) */
305               if (dev >= SNDRV_CARDS)
306                       return -ENODEV;
307               if (!enable[dev]) {
308                       dev++;
309                       return -ENOENT;
310               }
311
312               /* (2) */
313               err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
314                                  0, &card);
315               if (err < 0)
316                       return err;
317
318               /* (3) */
319               err = snd_mychip_create(card, pci, &chip);
320               if (err < 0)
321                       goto error;
322
323               /* (4) */
324               strcpy(card->driver, "My Chip");
325               strcpy(card->shortname, "My Own Chip 123");
326               sprintf(card->longname, "%s at 0x%lx irq %i",
327                       card->shortname, chip->port, chip->irq);
328
329               /* (5) */
330               .... /* implemented later */
331
332               /* (6) */
333               err = snd_card_register(card);
334               if (err < 0)
335                       goto error;
336
337               /* (7) */
338               pci_set_drvdata(pci, card);
339               dev++;
340               return 0;
341
342       error:
343               snd_card_free(card);
344               return err;
345       }
346
347       /* destructor -- see the "Destructor" sub-section */
348       static void snd_mychip_remove(struct pci_dev *pci)
349       {
350               snd_card_free(pci_get_drvdata(pci));
351       }
352
353
354
355 Driver Constructor
356 ------------------
357
358 The real constructor of PCI drivers is the ``probe`` callback. The
359 ``probe`` callback and other component-constructors which are called
360 from the ``probe`` callback cannot be used with the ``__init`` prefix
361 because any PCI device could be a hotplug device.
362
363 In the ``probe`` callback, the following scheme is often used.
364
365 1) Check and increment the device index.
366 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
367
368 ::
369
370   static int dev;
371   ....
372   if (dev >= SNDRV_CARDS)
373           return -ENODEV;
374   if (!enable[dev]) {
375           dev++;
376           return -ENOENT;
377   }
378
379
380 where ``enable[dev]`` is the module option.
381
382 Each time the ``probe`` callback is called, check the availability of
383 the device. If not available, simply increment the device index and
384 returns. dev will be incremented also later (`step 7
385 <#set-the-pci-driver-data-and-return-zero>`__).
386
387 2) Create a card instance
388 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
389
390 ::
391
392   struct snd_card *card;
393   int err;
394   ....
395   err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
396                      0, &card);
397
398
399 The details will be explained in the section `Management of Cards and
400 Components`_.
401
402 3) Create a main component
403 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
404
405 In this part, the PCI resources are allocated.
406
407 ::
408
409   struct mychip *chip;
410   ....
411   err = snd_mychip_create(card, pci, &chip);
412   if (err < 0)
413           goto error;
414
415 The details will be explained in the section `PCI Resource
416 Management`_.
417
418 When something goes wrong, the probe function needs to deal with the
419 error.  In this example, we have a single error handling path placed
420 at the end of the function.
421
422 ::
423
424   error:
425           snd_card_free(card);
426           return err;
427
428 Since each component can be properly freed, the single
429 :c:func:`snd_card_free()` call should suffice in most cases.
430
431
432 4) Set the driver ID and name strings.
433 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
434
435 ::
436
437   strcpy(card->driver, "My Chip");
438   strcpy(card->shortname, "My Own Chip 123");
439   sprintf(card->longname, "%s at 0x%lx irq %i",
440           card->shortname, chip->port, chip->irq);
441
442 The driver field holds the minimal ID string of the chip. This is used
443 by alsa-lib's configurator, so keep it simple but unique. Even the
444 same driver can have different driver IDs to distinguish the
445 functionality of each chip type.
446
447 The shortname field is a string shown as more verbose name. The longname
448 field contains the information shown in ``/proc/asound/cards``.
449
450 5) Create other components, such as mixer, MIDI, etc.
451 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
452
453 Here you define the basic components such as `PCM <#PCM-Interface>`__,
454 mixer (e.g. `AC97 <#API-for-AC97-Codec>`__), MIDI (e.g.
455 `MPU-401 <#MIDI-MPU401-UART-Interface>`__), and other interfaces.
456 Also, if you want a `proc file <#Proc-Interface>`__, define it here,
457 too.
458
459 6) Register the card instance.
460 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
461
462 ::
463
464   err = snd_card_register(card);
465   if (err < 0)
466           goto error;
467
468 Will be explained in the section `Management of Cards and
469 Components`_, too.
470
471 7) Set the PCI driver data and return zero.
472 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
473
474 ::
475
476   pci_set_drvdata(pci, card);
477   dev++;
478   return 0;
479
480 In the above, the card record is stored. This pointer is used in the
481 remove callback and power-management callbacks, too.
482
483 Destructor
484 ----------
485
486 The destructor, remove callback, simply releases the card instance. Then
487 the ALSA middle layer will release all the attached components
488 automatically.
489
490 It would be typically just :c:func:`calling snd_card_free()`:
491
492 ::
493
494   static void snd_mychip_remove(struct pci_dev *pci)
495   {
496           snd_card_free(pci_get_drvdata(pci));
497   }
498
499
500 The above code assumes that the card pointer is set to the PCI driver
501 data.
502
503 Header Files
504 ------------
505
506 For the above example, at least the following include files are
507 necessary.
508
509 ::
510
511   #include <linux/init.h>
512   #include <linux/pci.h>
513   #include <linux/slab.h>
514   #include <sound/core.h>
515   #include <sound/initval.h>
516
517 where the last one is necessary only when module options are defined
518 in the source file. If the code is split into several files, the files
519 without module options don't need them.
520
521 In addition to these headers, you'll need ``<linux/interrupt.h>`` for
522 interrupt handling, and ``<linux/io.h>`` for I/O access. If you use the
523 :c:func:`mdelay()` or :c:func:`udelay()` functions, you'll need
524 to include ``<linux/delay.h>`` too.
525
526 The ALSA interfaces like the PCM and control APIs are defined in other
527 ``<sound/xxx.h>`` header files. They have to be included after
528 ``<sound/core.h>``.
529
530 Management of Cards and Components
531 ==================================
532
533 Card Instance
534 -------------
535
536 For each soundcard, a “card” record must be allocated.
537
538 A card record is the headquarters of the soundcard. It manages the whole
539 list of devices (components) on the soundcard, such as PCM, mixers,
540 MIDI, synthesizer, and so on. Also, the card record holds the ID and the
541 name strings of the card, manages the root of proc files, and controls
542 the power-management states and hotplug disconnections. The component
543 list on the card record is used to manage the correct release of
544 resources at destruction.
545
546 As mentioned above, to create a card instance, call
547 :c:func:`snd_card_new()`.
548
549 ::
550
551   struct snd_card *card;
552   int err;
553   err = snd_card_new(&pci->dev, index, id, module, extra_size, &card);
554
555
556 The function takes six arguments: the parent device pointer, the
557 card-index number, the id string, the module pointer (usually
558 ``THIS_MODULE``), the size of extra-data space, and the pointer to
559 return the card instance. The extra_size argument is used to allocate
560 card->private_data for the chip-specific data. Note that these data are
561 allocated by :c:func:`snd_card_new()`.
562
563 The first argument, the pointer of struct :c:type:`struct device
564 <device>`, specifies the parent device. For PCI devices, typically
565 ``&pci->`` is passed there.
566
567 Components
568 ----------
569
570 After the card is created, you can attach the components (devices) to
571 the card instance. In an ALSA driver, a component is represented as a
572 :c:type:`struct snd_device <snd_device>` object. A component
573 can be a PCM instance, a control interface, a raw MIDI interface, etc.
574 Each such instance has one component entry.
575
576 A component can be created via :c:func:`snd_device_new()`
577 function.
578
579 ::
580
581   snd_device_new(card, SNDRV_DEV_XXX, chip, &ops);
582
583 This takes the card pointer, the device-level (``SNDRV_DEV_XXX``), the
584 data pointer, and the callback pointers (``&ops``). The device-level
585 defines the type of components and the order of registration and
586 de-registration. For most components, the device-level is already
587 defined. For a user-defined component, you can use
588 ``SNDRV_DEV_LOWLEVEL``.
589
590 This function itself doesn't allocate the data space. The data must be
591 allocated manually beforehand, and its pointer is passed as the
592 argument. This pointer (``chip`` in the above example) is used as the
593 identifier for the instance.
594
595 Each pre-defined ALSA component such as ac97 and pcm calls
596 :c:func:`snd_device_new()` inside its constructor. The destructor
597 for each component is defined in the callback pointers. Hence, you don't
598 need to take care of calling a destructor for such a component.
599
600 If you wish to create your own component, you need to set the destructor
601 function to the dev_free callback in the ``ops``, so that it can be
602 released automatically via :c:func:`snd_card_free()`. The next
603 example will show an implementation of chip-specific data.
604
605 Chip-Specific Data
606 ------------------
607
608 Chip-specific information, e.g. the I/O port address, its resource
609 pointer, or the irq number, is stored in the chip-specific record.
610
611 ::
612
613   struct mychip {
614           ....
615   };
616
617
618 In general, there are two ways of allocating the chip record.
619
620 1. Allocating via :c:func:`snd_card_new()`.
621 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
622
623 As mentioned above, you can pass the extra-data-length to the 5th
624 argument of :c:func:`snd_card_new()`, i.e.
625
626 ::
627
628   err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
629                      sizeof(struct mychip), &card);
630
631 :c:type:`struct mychip <mychip>` is the type of the chip record.
632
633 In return, the allocated record can be accessed as
634
635 ::
636
637   struct mychip *chip = card->private_data;
638
639 With this method, you don't have to allocate twice. The record is
640 released together with the card instance.
641
642 2. Allocating an extra device.
643 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
644
645 After allocating a card instance via :c:func:`snd_card_new()`
646 (with ``0`` on the 4th arg), call :c:func:`kzalloc()`.
647
648 ::
649
650   struct snd_card *card;
651   struct mychip *chip;
652   err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
653                      0, &card);
654   .....
655   chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
656
657 The chip record should have the field to hold the card pointer at least,
658
659 ::
660
661   struct mychip {
662           struct snd_card *card;
663           ....
664   };
665
666
667 Then, set the card pointer in the returned chip instance.
668
669 ::
670
671   chip->card = card;
672
673 Next, initialize the fields, and register this chip record as a
674 low-level device with a specified ``ops``,
675
676 ::
677
678   static struct snd_device_ops ops = {
679           .dev_free =        snd_mychip_dev_free,
680   };
681   ....
682   snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL, chip, &ops);
683
684 :c:func:`snd_mychip_dev_free()` is the device-destructor
685 function, which will call the real destructor.
686
687 ::
688
689   static int snd_mychip_dev_free(struct snd_device *device)
690   {
691           return snd_mychip_free(device->device_data);
692   }
693
694 where :c:func:`snd_mychip_free()` is the real destructor.
695
696 The demerit of this method is the obviously more amount of codes.
697 The merit is, however, you can trigger the own callback at registering
698 and disconnecting the card via setting in snd_device_ops.
699 About the registering and disconnecting the card, see the subsections
700 below.
701
702
703 Registration and Release
704 ------------------------
705
706 After all components are assigned, register the card instance by calling
707 :c:func:`snd_card_register()`. Access to the device files is
708 enabled at this point. That is, before
709 :c:func:`snd_card_register()` is called, the components are safely
710 inaccessible from external side. If this call fails, exit the probe
711 function after releasing the card via :c:func:`snd_card_free()`.
712
713 For releasing the card instance, you can call simply
714 :c:func:`snd_card_free()`. As mentioned earlier, all components
715 are released automatically by this call.
716
717 For a device which allows hotplugging, you can use
718 :c:func:`snd_card_free_when_closed()`. This one will postpone
719 the destruction until all devices are closed.
720
721 PCI Resource Management
722 =======================
723
724 Full Code Example
725 -----------------
726
727 In this section, we'll complete the chip-specific constructor,
728 destructor and PCI entries. Example code is shown first, below.
729
730 ::
731
732       struct mychip {
733               struct snd_card *card;
734               struct pci_dev *pci;
735
736               unsigned long port;
737               int irq;
738       };
739
740       static int snd_mychip_free(struct mychip *chip)
741       {
742               /* disable hardware here if any */
743               .... /* (not implemented in this document) */
744
745               /* release the irq */
746               if (chip->irq >= 0)
747                       free_irq(chip->irq, chip);
748               /* release the I/O ports & memory */
749               pci_release_regions(chip->pci);
750               /* disable the PCI entry */
751               pci_disable_device(chip->pci);
752               /* release the data */
753               kfree(chip);
754               return 0;
755       }
756
757       /* chip-specific constructor */
758       static int snd_mychip_create(struct snd_card *card,
759                                    struct pci_dev *pci,
760                                    struct mychip **rchip)
761       {
762               struct mychip *chip;
763               int err;
764               static struct snd_device_ops ops = {
765                      .dev_free = snd_mychip_dev_free,
766               };
767
768               *rchip = NULL;
769
770               /* initialize the PCI entry */
771               err = pci_enable_device(pci);
772               if (err < 0)
773                       return err;
774               /* check PCI availability (28bit DMA) */
775               if (pci_set_dma_mask(pci, DMA_BIT_MASK(28)) < 0 ||
776                   pci_set_consistent_dma_mask(pci, DMA_BIT_MASK(28)) < 0) {
777                       printk(KERN_ERR "error to set 28bit mask DMA\n");
778                       pci_disable_device(pci);
779                       return -ENXIO;
780               }
781
782               chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
783               if (chip == NULL) {
784                       pci_disable_device(pci);
785                       return -ENOMEM;
786               }
787
788               /* initialize the stuff */
789               chip->card = card;
790               chip->pci = pci;
791               chip->irq = -1;
792
793               /* (1) PCI resource allocation */
794               err = pci_request_regions(pci, "My Chip");
795               if (err < 0) {
796                       kfree(chip);
797                       pci_disable_device(pci);
798                       return err;
799               }
800               chip->port = pci_resource_start(pci, 0);
801               if (request_irq(pci->irq, snd_mychip_interrupt,
802                               IRQF_SHARED, KBUILD_MODNAME, chip)) {
803                       printk(KERN_ERR "cannot grab irq %d\n", pci->irq);
804                       snd_mychip_free(chip);
805                       return -EBUSY;
806               }
807               chip->irq = pci->irq;
808
809               /* (2) initialization of the chip hardware */
810               .... /*   (not implemented in this document) */
811
812               err = snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL, chip, &ops);
813               if (err < 0) {
814                       snd_mychip_free(chip);
815                       return err;
816               }
817
818               *rchip = chip;
819               return 0;
820       }
821
822       /* PCI IDs */
823       static struct pci_device_id snd_mychip_ids[] = {
824               { PCI_VENDOR_ID_FOO, PCI_DEVICE_ID_BAR,
825                 PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, 0, },
826               ....
827               { 0, }
828       };
829       MODULE_DEVICE_TABLE(pci, snd_mychip_ids);
830
831       /* pci_driver definition */
832       static struct pci_driver driver = {
833               .name = KBUILD_MODNAME,
834               .id_table = snd_mychip_ids,
835               .probe = snd_mychip_probe,
836               .remove = snd_mychip_remove,
837       };
838
839       /* module initialization */
840       static int __init alsa_card_mychip_init(void)
841       {
842               return pci_register_driver(&driver);
843       }
844
845       /* module clean up */
846       static void __exit alsa_card_mychip_exit(void)
847       {
848               pci_unregister_driver(&driver);
849       }
850
851       module_init(alsa_card_mychip_init)
852       module_exit(alsa_card_mychip_exit)
853
854       EXPORT_NO_SYMBOLS; /* for old kernels only */
855
856 Some Hafta's
857 ------------
858
859 The allocation of PCI resources is done in the ``probe`` function, and
860 usually an extra :c:func:`xxx_create()` function is written for this
861 purpose.
862
863 In the case of PCI devices, you first have to call the
864 :c:func:`pci_enable_device()` function before allocating
865 resources. Also, you need to set the proper PCI DMA mask to limit the
866 accessed I/O range. In some cases, you might need to call
867 :c:func:`pci_set_master()` function, too.
868
869 Suppose the 28bit mask, and the code to be added would be like:
870
871 ::
872
873   err = pci_enable_device(pci);
874   if (err < 0)
875           return err;
876   if (pci_set_dma_mask(pci, DMA_BIT_MASK(28)) < 0 ||
877       pci_set_consistent_dma_mask(pci, DMA_BIT_MASK(28)) < 0) {
878           printk(KERN_ERR "error to set 28bit mask DMA\n");
879           pci_disable_device(pci);
880           return -ENXIO;
881   }
882   
883
884 Resource Allocation
885 -------------------
886
887 The allocation of I/O ports and irqs is done via standard kernel
888 functions.  These resources must be released in the destructor
889 function (see below).
890
891 Now assume that the PCI device has an I/O port with 8 bytes and an
892 interrupt. Then :c:type:`struct mychip <mychip>` will have the
893 following fields:
894
895 ::
896
897   struct mychip {
898           struct snd_card *card;
899
900           unsigned long port;
901           int irq;
902   };
903
904
905 For an I/O port (and also a memory region), you need to have the
906 resource pointer for the standard resource management. For an irq, you
907 have to keep only the irq number (integer). But you need to initialize
908 this number as -1 before actual allocation, since irq 0 is valid. The
909 port address and its resource pointer can be initialized as null by
910 :c:func:`kzalloc()` automatically, so you don't have to take care of
911 resetting them.
912
913 The allocation of an I/O port is done like this:
914
915 ::
916
917   err = pci_request_regions(pci, "My Chip");
918   if (err < 0) { 
919           kfree(chip);
920           pci_disable_device(pci);
921           return err;
922   }
923   chip->port = pci_resource_start(pci, 0);
924
925 It will reserve the I/O port region of 8 bytes of the given PCI device.
926 The returned value, ``chip->res_port``, is allocated via
927 :c:func:`kmalloc()` by :c:func:`request_region()`. The pointer
928 must be released via :c:func:`kfree()`, but there is a problem with
929 this. This issue will be explained later.
930
931 The allocation of an interrupt source is done like this:
932
933 ::
934
935   if (request_irq(pci->irq, snd_mychip_interrupt,
936                   IRQF_SHARED, KBUILD_MODNAME, chip)) {
937           printk(KERN_ERR "cannot grab irq %d\n", pci->irq);
938           snd_mychip_free(chip);
939           return -EBUSY;
940   }
941   chip->irq = pci->irq;
942
943 where :c:func:`snd_mychip_interrupt()` is the interrupt handler
944 defined `later <#pcm-interface-interrupt-handler>`__. Note that
945 ``chip->irq`` should be defined only when :c:func:`request_irq()`
946 succeeded.
947
948 On the PCI bus, interrupts can be shared. Thus, ``IRQF_SHARED`` is used
949 as the interrupt flag of :c:func:`request_irq()`.
950
951 The last argument of :c:func:`request_irq()` is the data pointer
952 passed to the interrupt handler. Usually, the chip-specific record is
953 used for that, but you can use what you like, too.
954
955 I won't give details about the interrupt handler at this point, but at
956 least its appearance can be explained now. The interrupt handler looks
957 usually like the following:
958
959 ::
960
961   static irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id)
962   {
963           struct mychip *chip = dev_id;
964           ....
965           return IRQ_HANDLED;
966   }
967
968
969 Now let's write the corresponding destructor for the resources above.
970 The role of destructor is simple: disable the hardware (if already
971 activated) and release the resources. So far, we have no hardware part,
972 so the disabling code is not written here.
973
974 To release the resources, the “check-and-release” method is a safer way.
975 For the interrupt, do like this:
976
977 ::
978
979   if (chip->irq >= 0)
980           free_irq(chip->irq, chip);
981
982 Since the irq number can start from 0, you should initialize
983 ``chip->irq`` with a negative value (e.g. -1), so that you can check
984 the validity of the irq number as above.
985
986 When you requested I/O ports or memory regions via
987 :c:func:`pci_request_region()` or
988 :c:func:`pci_request_regions()` like in this example, release the
989 resource(s) using the corresponding function,
990 :c:func:`pci_release_region()` or
991 :c:func:`pci_release_regions()`.
992
993 ::
994
995   pci_release_regions(chip->pci);
996
997 When you requested manually via :c:func:`request_region()` or
998 :c:func:`request_mem_region()`, you can release it via
999 :c:func:`release_resource()`. Suppose that you keep the resource
1000 pointer returned from :c:func:`request_region()` in
1001 chip->res_port, the release procedure looks like:
1002
1003 ::
1004
1005   release_and_free_resource(chip->res_port);
1006
1007 Don't forget to call :c:func:`pci_disable_device()` before the
1008 end.
1009
1010 And finally, release the chip-specific record.
1011
1012 ::
1013
1014   kfree(chip);
1015
1016 We didn't implement the hardware disabling part in the above. If you
1017 need to do this, please note that the destructor may be called even
1018 before the initialization of the chip is completed. It would be better
1019 to have a flag to skip hardware disabling if the hardware was not
1020 initialized yet.
1021
1022 When the chip-data is assigned to the card using
1023 :c:func:`snd_device_new()` with ``SNDRV_DEV_LOWLELVEL`` , its
1024 destructor is called at the last. That is, it is assured that all other
1025 components like PCMs and controls have already been released. You don't
1026 have to stop PCMs, etc. explicitly, but just call low-level hardware
1027 stopping.
1028
1029 The management of a memory-mapped region is almost as same as the
1030 management of an I/O port. You'll need three fields like the
1031 following:
1032
1033 ::
1034
1035   struct mychip {
1036           ....
1037           unsigned long iobase_phys;
1038           void __iomem *iobase_virt;
1039   };
1040
1041 and the allocation would be like below:
1042
1043 ::
1044
1045   err = pci_request_regions(pci, "My Chip");
1046   if (err < 0) {
1047           kfree(chip);
1048           return err;
1049   }
1050   chip->iobase_phys = pci_resource_start(pci, 0);
1051   chip->iobase_virt = ioremap_nocache(chip->iobase_phys,
1052                                       pci_resource_len(pci, 0));
1053
1054 and the corresponding destructor would be:
1055
1056 ::
1057
1058   static int snd_mychip_free(struct mychip *chip)
1059   {
1060           ....
1061           if (chip->iobase_virt)
1062                   iounmap(chip->iobase_virt);
1063           ....
1064           pci_release_regions(chip->pci);
1065           ....
1066   }
1067
1068 Of course, a modern way with :c:func:`pci_iomap()` will make things a
1069 bit easier, too.
1070
1071 ::
1072
1073   err = pci_request_regions(pci, "My Chip");
1074   if (err < 0) {
1075           kfree(chip);
1076           return err;
1077   }
1078   chip->iobase_virt = pci_iomap(pci, 0, 0);
1079
1080 which is paired with :c:func:`pci_iounmap()` at destructor.
1081
1082
1083 PCI Entries
1084 -----------
1085
1086 So far, so good. Let's finish the missing PCI stuff. At first, we need a
1087 :c:type:`struct pci_device_id <pci_device_id>` table for
1088 this chipset. It's a table of PCI vendor/device ID number, and some
1089 masks.
1090
1091 For example,
1092
1093 ::
1094
1095   static struct pci_device_id snd_mychip_ids[] = {
1096           { PCI_VENDOR_ID_FOO, PCI_DEVICE_ID_BAR,
1097             PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, 0, },
1098           ....
1099           { 0, }
1100   };
1101   MODULE_DEVICE_TABLE(pci, snd_mychip_ids);
1102
1103 The first and second fields of the :c:type:`struct pci_device_id
1104 <pci_device_id>` structure are the vendor and device IDs. If you
1105 have no reason to filter the matching devices, you can leave the
1106 remaining fields as above. The last field of the :c:type:`struct
1107 pci_device_id <pci_device_id>` struct contains private data
1108 for this entry. You can specify any value here, for example, to define
1109 specific operations for supported device IDs. Such an example is found
1110 in the intel8x0 driver.
1111
1112 The last entry of this list is the terminator. You must specify this
1113 all-zero entry.
1114
1115 Then, prepare the :c:type:`struct pci_driver <pci_driver>`
1116 record:
1117
1118 ::
1119
1120   static struct pci_driver driver = {
1121           .name = KBUILD_MODNAME,
1122           .id_table = snd_mychip_ids,
1123           .probe = snd_mychip_probe,
1124           .remove = snd_mychip_remove,
1125   };
1126
1127 The ``probe`` and ``remove`` functions have already been defined in
1128 the previous sections. The ``name`` field is the name string of this
1129 device. Note that you must not use a slash “/” in this string.
1130
1131 And at last, the module entries:
1132
1133 ::
1134
1135   static int __init alsa_card_mychip_init(void)
1136   {
1137           return pci_register_driver(&driver);
1138   }
1139
1140   static void __exit alsa_card_mychip_exit(void)
1141   {
1142           pci_unregister_driver(&driver);
1143   }
1144
1145   module_init(alsa_card_mychip_init)
1146   module_exit(alsa_card_mychip_exit)
1147
1148 Note that these module entries are tagged with ``__init`` and ``__exit``
1149 prefixes.
1150
1151 That's all!
1152
1153 PCM Interface
1154 =============
1155
1156 General
1157 -------
1158
1159 The PCM middle layer of ALSA is quite powerful and it is only necessary
1160 for each driver to implement the low-level functions to access its
1161 hardware.
1162
1163 For accessing to the PCM layer, you need to include ``<sound/pcm.h>``
1164 first. In addition, ``<sound/pcm_params.h>`` might be needed if you
1165 access to some functions related with hw_param.
1166
1167 Each card device can have up to four pcm instances. A pcm instance
1168 corresponds to a pcm device file. The limitation of number of instances
1169 comes only from the available bit size of the Linux's device numbers.
1170 Once when 64bit device number is used, we'll have more pcm instances
1171 available.
1172
1173 A pcm instance consists of pcm playback and capture streams, and each
1174 pcm stream consists of one or more pcm substreams. Some soundcards
1175 support multiple playback functions. For example, emu10k1 has a PCM
1176 playback of 32 stereo substreams. In this case, at each open, a free
1177 substream is (usually) automatically chosen and opened. Meanwhile, when
1178 only one substream exists and it was already opened, the successful open
1179 will either block or error with ``EAGAIN`` according to the file open
1180 mode. But you don't have to care about such details in your driver. The
1181 PCM middle layer will take care of such work.
1182
1183 Full Code Example
1184 -----------------
1185
1186 The example code below does not include any hardware access routines but
1187 shows only the skeleton, how to build up the PCM interfaces.
1188
1189 ::
1190
1191       #include <sound/pcm.h>
1192       ....
1193
1194       /* hardware definition */
1195       static struct snd_pcm_hardware snd_mychip_playback_hw = {
1196               .info = (SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
1197                        SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
1198                        SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
1199                        SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID),
1200               .formats =          SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,
1201               .rates =            SNDRV_PCM_RATE_8000_48000,
1202               .rate_min =         8000,
1203               .rate_max =         48000,
1204               .channels_min =     2,
1205               .channels_max =     2,
1206               .buffer_bytes_max = 32768,
1207               .period_bytes_min = 4096,
1208               .period_bytes_max = 32768,
1209               .periods_min =      1,
1210               .periods_max =      1024,
1211       };
1212
1213       /* hardware definition */
1214       static struct snd_pcm_hardware snd_mychip_capture_hw = {
1215               .info = (SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
1216                        SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
1217                        SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
1218                        SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID),
1219               .formats =          SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,
1220               .rates =            SNDRV_PCM_RATE_8000_48000,
1221               .rate_min =         8000,
1222               .rate_max =         48000,
1223               .channels_min =     2,
1224               .channels_max =     2,
1225               .buffer_bytes_max = 32768,
1226               .period_bytes_min = 4096,
1227               .period_bytes_max = 32768,
1228               .periods_min =      1,
1229               .periods_max =      1024,
1230       };
1231
1232       /* open callback */
1233       static int snd_mychip_playback_open(struct snd_pcm_substream *substream)
1234       {
1235               struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1236               struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
1237
1238               runtime->hw = snd_mychip_playback_hw;
1239               /* more hardware-initialization will be done here */
1240               ....
1241               return 0;
1242       }
1243
1244       /* close callback */
1245       static int snd_mychip_playback_close(struct snd_pcm_substream *substream)
1246       {
1247               struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1248               /* the hardware-specific codes will be here */
1249               ....
1250               return 0;
1251
1252       }
1253
1254       /* open callback */
1255       static int snd_mychip_capture_open(struct snd_pcm_substream *substream)
1256       {
1257               struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1258               struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
1259
1260               runtime->hw = snd_mychip_capture_hw;
1261               /* more hardware-initialization will be done here */
1262               ....
1263               return 0;
1264       }
1265
1266       /* close callback */
1267       static int snd_mychip_capture_close(struct snd_pcm_substream *substream)
1268       {
1269               struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1270               /* the hardware-specific codes will be here */
1271               ....
1272               return 0;
1273
1274       }
1275
1276       /* hw_params callback */
1277       static int snd_mychip_pcm_hw_params(struct snd_pcm_substream *substream,
1278                                    struct snd_pcm_hw_params *hw_params)
1279       {
1280               return snd_pcm_lib_malloc_pages(substream,
1281                                          params_buffer_bytes(hw_params));
1282       }
1283
1284       /* hw_free callback */
1285       static int snd_mychip_pcm_hw_free(struct snd_pcm_substream *substream)
1286       {
1287               return snd_pcm_lib_free_pages(substream);
1288       }
1289
1290       /* prepare callback */
1291       static int snd_mychip_pcm_prepare(struct snd_pcm_substream *substream)
1292       {
1293               struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1294               struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
1295
1296               /* set up the hardware with the current configuration
1297                * for example...
1298                */
1299               mychip_set_sample_format(chip, runtime->format);
1300               mychip_set_sample_rate(chip, runtime->rate);
1301               mychip_set_channels(chip, runtime->channels);
1302               mychip_set_dma_setup(chip, runtime->dma_addr,
1303                                    chip->buffer_size,
1304                                    chip->period_size);
1305               return 0;
1306       }
1307
1308       /* trigger callback */
1309       static int snd_mychip_pcm_trigger(struct snd_pcm_substream *substream,
1310                                         int cmd)
1311       {
1312               switch (cmd) {
1313               case SNDRV_PCM_TRIGGER_START:
1314                       /* do something to start the PCM engine */
1315                       ....
1316                       break;
1317               case SNDRV_PCM_TRIGGER_STOP:
1318                       /* do something to stop the PCM engine */
1319                       ....
1320                       break;
1321               default:
1322                       return -EINVAL;
1323               }
1324       }
1325
1326       /* pointer callback */
1327       static snd_pcm_uframes_t
1328       snd_mychip_pcm_pointer(struct snd_pcm_substream *substream)
1329       {
1330               struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1331               unsigned int current_ptr;
1332
1333               /* get the current hardware pointer */
1334               current_ptr = mychip_get_hw_pointer(chip);
1335               return current_ptr;
1336       }
1337
1338       /* operators */
1339       static struct snd_pcm_ops snd_mychip_playback_ops = {
1340               .open =        snd_mychip_playback_open,
1341               .close =       snd_mychip_playback_close,
1342               .ioctl =       snd_pcm_lib_ioctl,
1343               .hw_params =   snd_mychip_pcm_hw_params,
1344               .hw_free =     snd_mychip_pcm_hw_free,
1345               .prepare =     snd_mychip_pcm_prepare,
1346               .trigger =     snd_mychip_pcm_trigger,
1347               .pointer =     snd_mychip_pcm_pointer,
1348       };
1349
1350       /* operators */
1351       static struct snd_pcm_ops snd_mychip_capture_ops = {
1352               .open =        snd_mychip_capture_open,
1353               .close =       snd_mychip_capture_close,
1354               .ioctl =       snd_pcm_lib_ioctl,
1355               .hw_params =   snd_mychip_pcm_hw_params,
1356               .hw_free =     snd_mychip_pcm_hw_free,
1357               .prepare =     snd_mychip_pcm_prepare,
1358               .trigger =     snd_mychip_pcm_trigger,
1359               .pointer =     snd_mychip_pcm_pointer,
1360       };
1361
1362       /*
1363        *  definitions of capture are omitted here...
1364        */
1365
1366       /* create a pcm device */
1367       static int snd_mychip_new_pcm(struct mychip *chip)
1368       {
1369               struct snd_pcm *pcm;
1370               int err;
1371
1372               err = snd_pcm_new(chip->card, "My Chip", 0, 1, 1, &pcm);
1373               if (err < 0)
1374                       return err;
1375               pcm->private_data = chip;
1376               strcpy(pcm->name, "My Chip");
1377               chip->pcm = pcm;
1378               /* set operators */
1379               snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK,
1380                               &snd_mychip_playback_ops);
1381               snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE,
1382                               &snd_mychip_capture_ops);
1383               /* pre-allocation of buffers */
1384               /* NOTE: this may fail */
1385               snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
1386                                                     &chip->pci->dev,
1387                                                     64*1024, 64*1024);
1388               return 0;
1389       }
1390
1391
1392 PCM Constructor
1393 ---------------
1394
1395 A pcm instance is allocated by the :c:func:`snd_pcm_new()`
1396 function. It would be better to create a constructor for pcm, namely,
1397
1398 ::
1399
1400   static int snd_mychip_new_pcm(struct mychip *chip)
1401   {
1402           struct snd_pcm *pcm;
1403           int err;
1404
1405           err = snd_pcm_new(chip->card, "My Chip", 0, 1, 1, &pcm);
1406           if (err < 0) 
1407                   return err;
1408           pcm->private_data = chip;
1409           strcpy(pcm->name, "My Chip");
1410           chip->pcm = pcm;
1411           ....
1412           return 0;
1413   }
1414
1415 The :c:func:`snd_pcm_new()` function takes four arguments. The
1416 first argument is the card pointer to which this pcm is assigned, and
1417 the second is the ID string.
1418
1419 The third argument (``index``, 0 in the above) is the index of this new
1420 pcm. It begins from zero. If you create more than one pcm instances,
1421 specify the different numbers in this argument. For example, ``index =
1422 1`` for the second PCM device.
1423
1424 The fourth and fifth arguments are the number of substreams for playback
1425 and capture, respectively. Here 1 is used for both arguments. When no
1426 playback or capture substreams are available, pass 0 to the
1427 corresponding argument.
1428
1429 If a chip supports multiple playbacks or captures, you can specify more
1430 numbers, but they must be handled properly in open/close, etc.
1431 callbacks. When you need to know which substream you are referring to,
1432 then it can be obtained from :c:type:`struct snd_pcm_substream
1433 <snd_pcm_substream>` data passed to each callback as follows:
1434
1435 ::
1436
1437   struct snd_pcm_substream *substream;
1438   int index = substream->number;
1439
1440
1441 After the pcm is created, you need to set operators for each pcm stream.
1442
1443 ::
1444
1445   snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK,
1446                   &snd_mychip_playback_ops);
1447   snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE,
1448                   &snd_mychip_capture_ops);
1449
1450 The operators are defined typically like this:
1451
1452 ::
1453
1454   static struct snd_pcm_ops snd_mychip_playback_ops = {
1455           .open =        snd_mychip_pcm_open,
1456           .close =       snd_mychip_pcm_close,
1457           .ioctl =       snd_pcm_lib_ioctl,
1458           .hw_params =   snd_mychip_pcm_hw_params,
1459           .hw_free =     snd_mychip_pcm_hw_free,
1460           .prepare =     snd_mychip_pcm_prepare,
1461           .trigger =     snd_mychip_pcm_trigger,
1462           .pointer =     snd_mychip_pcm_pointer,
1463   };
1464
1465 All the callbacks are described in the Operators_ subsection.
1466
1467 After setting the operators, you probably will want to pre-allocate the
1468 buffer. For the pre-allocation, simply call the following:
1469
1470 ::
1471
1472   snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
1473                                         &chip->pci->dev,
1474                                         64*1024, 64*1024);
1475
1476 It will allocate a buffer up to 64kB as default. Buffer management
1477 details will be described in the later section `Buffer and Memory
1478 Management`_.
1479
1480 Additionally, you can set some extra information for this pcm in
1481 ``pcm->info_flags``. The available values are defined as
1482 ``SNDRV_PCM_INFO_XXX`` in ``<sound/asound.h>``, which is used for the
1483 hardware definition (described later). When your soundchip supports only
1484 half-duplex, specify like this:
1485
1486 ::
1487
1488   pcm->info_flags = SNDRV_PCM_INFO_HALF_DUPLEX;
1489
1490
1491 ... And the Destructor?
1492 -----------------------
1493
1494 The destructor for a pcm instance is not always necessary. Since the pcm
1495 device will be released by the middle layer code automatically, you
1496 don't have to call the destructor explicitly.
1497
1498 The destructor would be necessary if you created special records
1499 internally and needed to release them. In such a case, set the
1500 destructor function to ``pcm->private_free``:
1501
1502 ::
1503
1504       static void mychip_pcm_free(struct snd_pcm *pcm)
1505       {
1506               struct mychip *chip = snd_pcm_chip(pcm);
1507               /* free your own data */
1508               kfree(chip->my_private_pcm_data);
1509               /* do what you like else */
1510               ....
1511       }
1512
1513       static int snd_mychip_new_pcm(struct mychip *chip)
1514       {
1515               struct snd_pcm *pcm;
1516               ....
1517               /* allocate your own data */
1518               chip->my_private_pcm_data = kmalloc(...);
1519               /* set the destructor */
1520               pcm->private_data = chip;
1521               pcm->private_free = mychip_pcm_free;
1522               ....
1523       }
1524
1525
1526
1527 Runtime Pointer - The Chest of PCM Information
1528 ----------------------------------------------
1529
1530 When the PCM substream is opened, a PCM runtime instance is allocated
1531 and assigned to the substream. This pointer is accessible via
1532 ``substream->runtime``. This runtime pointer holds most information you
1533 need to control the PCM: the copy of hw_params and sw_params
1534 configurations, the buffer pointers, mmap records, spinlocks, etc.
1535
1536 The definition of runtime instance is found in ``<sound/pcm.h>``. Here
1537 are the contents of this file:
1538
1539 ::
1540
1541   struct _snd_pcm_runtime {
1542           /* -- Status -- */
1543           struct snd_pcm_substream *trigger_master;
1544           snd_timestamp_t trigger_tstamp;       /* trigger timestamp */
1545           int overrange;
1546           snd_pcm_uframes_t avail_max;
1547           snd_pcm_uframes_t hw_ptr_base;        /* Position at buffer restart */
1548           snd_pcm_uframes_t hw_ptr_interrupt; /* Position at interrupt time*/
1549   
1550           /* -- HW params -- */
1551           snd_pcm_access_t access;      /* access mode */
1552           snd_pcm_format_t format;      /* SNDRV_PCM_FORMAT_* */
1553           snd_pcm_subformat_t subformat;        /* subformat */
1554           unsigned int rate;            /* rate in Hz */
1555           unsigned int channels;                /* channels */
1556           snd_pcm_uframes_t period_size;        /* period size */
1557           unsigned int periods;         /* periods */
1558           snd_pcm_uframes_t buffer_size;        /* buffer size */
1559           unsigned int tick_time;               /* tick time */
1560           snd_pcm_uframes_t min_align;  /* Min alignment for the format */
1561           size_t byte_align;
1562           unsigned int frame_bits;
1563           unsigned int sample_bits;
1564           unsigned int info;
1565           unsigned int rate_num;
1566           unsigned int rate_den;
1567   
1568           /* -- SW params -- */
1569           struct timespec tstamp_mode;  /* mmap timestamp is updated */
1570           unsigned int period_step;
1571           unsigned int sleep_min;               /* min ticks to sleep */
1572           snd_pcm_uframes_t start_threshold;
1573           snd_pcm_uframes_t stop_threshold;
1574           snd_pcm_uframes_t silence_threshold; /* Silence filling happens when
1575                                                   noise is nearest than this */
1576           snd_pcm_uframes_t silence_size;       /* Silence filling size */
1577           snd_pcm_uframes_t boundary;   /* pointers wrap point */
1578   
1579           snd_pcm_uframes_t silenced_start;
1580           snd_pcm_uframes_t silenced_size;
1581   
1582           snd_pcm_sync_id_t sync;               /* hardware synchronization ID */
1583   
1584           /* -- mmap -- */
1585           volatile struct snd_pcm_mmap_status *status;
1586           volatile struct snd_pcm_mmap_control *control;
1587           atomic_t mmap_count;
1588   
1589           /* -- locking / scheduling -- */
1590           spinlock_t lock;
1591           wait_queue_head_t sleep;
1592           struct timer_list tick_timer;
1593           struct fasync_struct *fasync;
1594
1595           /* -- private section -- */
1596           void *private_data;
1597           void (*private_free)(struct snd_pcm_runtime *runtime);
1598   
1599           /* -- hardware description -- */
1600           struct snd_pcm_hardware hw;
1601           struct snd_pcm_hw_constraints hw_constraints;
1602   
1603           /* -- timer -- */
1604           unsigned int timer_resolution;        /* timer resolution */
1605   
1606           /* -- DMA -- */           
1607           unsigned char *dma_area;      /* DMA area */
1608           dma_addr_t dma_addr;          /* physical bus address (not accessible from main CPU) */
1609           size_t dma_bytes;             /* size of DMA area */
1610   
1611           struct snd_dma_buffer *dma_buffer_p;  /* allocated buffer */
1612   
1613   #if defined(CONFIG_SND_PCM_OSS) || defined(CONFIG_SND_PCM_OSS_MODULE)
1614           /* -- OSS things -- */
1615           struct snd_pcm_oss_runtime oss;
1616   #endif
1617   };
1618
1619
1620 For the operators (callbacks) of each sound driver, most of these
1621 records are supposed to be read-only. Only the PCM middle-layer changes
1622 / updates them. The exceptions are the hardware description (hw) DMA
1623 buffer information and the private data. Besides, if you use the
1624 standard buffer allocation method via
1625 :c:func:`snd_pcm_lib_malloc_pages()`, you don't need to set the
1626 DMA buffer information by yourself.
1627
1628 In the sections below, important records are explained.
1629
1630 Hardware Description
1631 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1632
1633 The hardware descriptor (:c:type:`struct snd_pcm_hardware
1634 <snd_pcm_hardware>`) contains the definitions of the fundamental
1635 hardware configuration. Above all, you'll need to define this in the
1636 `PCM open callback`_. Note that the runtime instance holds the copy of
1637 the descriptor, not the pointer to the existing descriptor. That is,
1638 in the open callback, you can modify the copied descriptor
1639 (``runtime->hw``) as you need. For example, if the maximum number of
1640 channels is 1 only on some chip models, you can still use the same
1641 hardware descriptor and change the channels_max later:
1642
1643 ::
1644
1645           struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
1646           ...
1647           runtime->hw = snd_mychip_playback_hw; /* common definition */
1648           if (chip->model == VERY_OLD_ONE)
1649                   runtime->hw.channels_max = 1;
1650
1651 Typically, you'll have a hardware descriptor as below:
1652
1653 ::
1654
1655   static struct snd_pcm_hardware snd_mychip_playback_hw = {
1656           .info = (SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
1657                    SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
1658                    SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
1659                    SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID),
1660           .formats =          SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,
1661           .rates =            SNDRV_PCM_RATE_8000_48000,
1662           .rate_min =         8000,
1663           .rate_max =         48000,
1664           .channels_min =     2,
1665           .channels_max =     2,
1666           .buffer_bytes_max = 32768,
1667           .period_bytes_min = 4096,
1668           .period_bytes_max = 32768,
1669           .periods_min =      1,
1670           .periods_max =      1024,
1671   };
1672
1673 -  The ``info`` field contains the type and capabilities of this
1674    pcm. The bit flags are defined in ``<sound/asound.h>`` as
1675    ``SNDRV_PCM_INFO_XXX``. Here, at least, you have to specify whether
1676    the mmap is supported and which interleaved format is
1677    supported. When the hardware supports mmap, add the
1678    ``SNDRV_PCM_INFO_MMAP`` flag here. When the hardware supports the
1679    interleaved or the non-interleaved formats,
1680    ``SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED`` or ``SNDRV_PCM_INFO_NONINTERLEAVED``
1681    flag must be set, respectively. If both are supported, you can set
1682    both, too.
1683
1684    In the above example, ``MMAP_VALID`` and ``BLOCK_TRANSFER`` are
1685    specified for the OSS mmap mode. Usually both are set. Of course,
1686    ``MMAP_VALID`` is set only if the mmap is really supported.
1687
1688    The other possible flags are ``SNDRV_PCM_INFO_PAUSE`` and
1689    ``SNDRV_PCM_INFO_RESUME``. The ``PAUSE`` bit means that the pcm
1690    supports the “pause” operation, while the ``RESUME`` bit means that
1691    the pcm supports the full “suspend/resume” operation. If the
1692    ``PAUSE`` flag is set, the ``trigger`` callback below must handle
1693    the corresponding (pause push/release) commands. The suspend/resume
1694    trigger commands can be defined even without the ``RESUME``
1695    flag. See `Power Management`_ section for details.
1696
1697    When the PCM substreams can be synchronized (typically,
1698    synchronized start/stop of a playback and a capture streams), you
1699    can give ``SNDRV_PCM_INFO_SYNC_START``, too. In this case, you'll
1700    need to check the linked-list of PCM substreams in the trigger
1701    callback. This will be described in the later section.
1702
1703 -  ``formats`` field contains the bit-flags of supported formats
1704    (``SNDRV_PCM_FMTBIT_XXX``). If the hardware supports more than one
1705    format, give all or'ed bits. In the example above, the signed 16bit
1706    little-endian format is specified.
1707
1708 -  ``rates`` field contains the bit-flags of supported rates
1709    (``SNDRV_PCM_RATE_XXX``). When the chip supports continuous rates,
1710    pass ``CONTINUOUS`` bit additionally. The pre-defined rate bits are
1711    provided only for typical rates. If your chip supports
1712    unconventional rates, you need to add the ``KNOT`` bit and set up
1713    the hardware constraint manually (explained later).
1714
1715 -  ``rate_min`` and ``rate_max`` define the minimum and maximum sample
1716    rate. This should correspond somehow to ``rates`` bits.
1717
1718 -  ``channel_min`` and ``channel_max`` define, as you might already
1719    expected, the minimum and maximum number of channels.
1720
1721 -  ``buffer_bytes_max`` defines the maximum buffer size in
1722    bytes. There is no ``buffer_bytes_min`` field, since it can be
1723    calculated from the minimum period size and the minimum number of
1724    periods. Meanwhile, ``period_bytes_min`` and define the minimum and
1725    maximum size of the period in bytes. ``periods_max`` and
1726    ``periods_min`` define the maximum and minimum number of periods in
1727    the buffer.
1728
1729    The “period” is a term that corresponds to a fragment in the OSS
1730    world. The period defines the size at which a PCM interrupt is
1731    generated. This size strongly depends on the hardware. Generally,
1732    the smaller period size will give you more interrupts, that is,
1733    more controls. In the case of capture, this size defines the input
1734    latency. On the other hand, the whole buffer size defines the
1735    output latency for the playback direction.
1736
1737 -  There is also a field ``fifo_size``. This specifies the size of the
1738    hardware FIFO, but currently it is neither used in the driver nor
1739    in the alsa-lib. So, you can ignore this field.
1740
1741 PCM Configurations
1742 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1743
1744 Ok, let's go back again to the PCM runtime records. The most
1745 frequently referred records in the runtime instance are the PCM
1746 configurations. The PCM configurations are stored in the runtime
1747 instance after the application sends ``hw_params`` data via
1748 alsa-lib. There are many fields copied from hw_params and sw_params
1749 structs. For example, ``format`` holds the format type chosen by the
1750 application. This field contains the enum value
1751 ``SNDRV_PCM_FORMAT_XXX``.
1752
1753 One thing to be noted is that the configured buffer and period sizes
1754 are stored in “frames” in the runtime. In the ALSA world, ``1 frame =
1755 channels \* samples-size``. For conversion between frames and bytes,
1756 you can use the :c:func:`frames_to_bytes()` and
1757 :c:func:`bytes_to_frames()` helper functions.
1758
1759 ::
1760
1761   period_bytes = frames_to_bytes(runtime, runtime->period_size);
1762
1763 Also, many software parameters (sw_params) are stored in frames, too.
1764 Please check the type of the field. ``snd_pcm_uframes_t`` is for the
1765 frames as unsigned integer while ``snd_pcm_sframes_t`` is for the
1766 frames as signed integer.
1767
1768 DMA Buffer Information
1769 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1770
1771 The DMA buffer is defined by the following four fields, ``dma_area``,
1772 ``dma_addr``, ``dma_bytes`` and ``dma_private``. The ``dma_area``
1773 holds the buffer pointer (the logical address). You can call
1774 :c:func:`memcpy()` from/to this pointer. Meanwhile, ``dma_addr`` holds
1775 the physical address of the buffer. This field is specified only when
1776 the buffer is a linear buffer. ``dma_bytes`` holds the size of buffer
1777 in bytes. ``dma_private`` is used for the ALSA DMA allocator.
1778
1779 If you use a standard ALSA function,
1780 :c:func:`snd_pcm_lib_malloc_pages()`, for allocating the buffer,
1781 these fields are set by the ALSA middle layer, and you should *not*
1782 change them by yourself. You can read them but not write them. On the
1783 other hand, if you want to allocate the buffer by yourself, you'll
1784 need to manage it in hw_params callback. At least, ``dma_bytes`` is
1785 mandatory. ``dma_area`` is necessary when the buffer is mmapped. If
1786 your driver doesn't support mmap, this field is not
1787 necessary. ``dma_addr`` is also optional. You can use dma_private as
1788 you like, too.
1789
1790 Running Status
1791 ~~~~~~~~~~~~~~
1792
1793 The running status can be referred via ``runtime->status``. This is
1794 the pointer to the :c:type:`struct snd_pcm_mmap_status
1795 <snd_pcm_mmap_status>` record. For example, you can get the current
1796 DMA hardware pointer via ``runtime->status->hw_ptr``.
1797
1798 The DMA application pointer can be referred via ``runtime->control``,
1799 which points to the :c:type:`struct snd_pcm_mmap_control
1800 <snd_pcm_mmap_control>` record. However, accessing directly to
1801 this value is not recommended.
1802
1803 Private Data
1804 ~~~~~~~~~~~~
1805
1806 You can allocate a record for the substream and store it in
1807 ``runtime->private_data``. Usually, this is done in the `PCM open
1808 callback`_. Don't mix this with ``pcm->private_data``. The
1809 ``pcm->private_data`` usually points to the chip instance assigned
1810 statically at the creation of PCM, while the ``runtime->private_data``
1811 points to a dynamic data structure created at the PCM open
1812 callback.
1813
1814 ::
1815
1816   static int snd_xxx_open(struct snd_pcm_substream *substream)
1817   {
1818           struct my_pcm_data *data;
1819           ....
1820           data = kmalloc(sizeof(*data), GFP_KERNEL);
1821           substream->runtime->private_data = data;
1822           ....
1823   }
1824
1825
1826 The allocated object must be released in the `close callback`_.
1827
1828 Operators
1829 ---------
1830
1831 OK, now let me give details about each pcm callback (``ops``). In
1832 general, every callback must return 0 if successful, or a negative
1833 error number such as ``-EINVAL``. To choose an appropriate error
1834 number, it is advised to check what value other parts of the kernel
1835 return when the same kind of request fails.
1836
1837 The callback function takes at least the argument with :c:type:`struct
1838 snd_pcm_substream <snd_pcm_substream>` pointer. To retrieve the chip
1839 record from the given substream instance, you can use the following
1840 macro.
1841
1842 ::
1843
1844   int xxx() {
1845           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1846           ....
1847   }
1848
1849 The macro reads ``substream->private_data``, which is a copy of
1850 ``pcm->private_data``. You can override the former if you need to
1851 assign different data records per PCM substream. For example, the
1852 cmi8330 driver assigns different ``private_data`` for playback and
1853 capture directions, because it uses two different codecs (SB- and
1854 AD-compatible) for different directions.
1855
1856 PCM open callback
1857 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
1858
1859 ::
1860
1861   static int snd_xxx_open(struct snd_pcm_substream *substream);
1862
1863 This is called when a pcm substream is opened.
1864
1865 At least, here you have to initialize the ``runtime->hw``
1866 record. Typically, this is done by like this:
1867
1868 ::
1869
1870   static int snd_xxx_open(struct snd_pcm_substream *substream)
1871   {
1872           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1873           struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
1874
1875           runtime->hw = snd_mychip_playback_hw;
1876           return 0;
1877   }
1878
1879 where ``snd_mychip_playback_hw`` is the pre-defined hardware
1880 description.
1881
1882 You can allocate a private data in this callback, as described in
1883 `Private Data`_ section.
1884
1885 If the hardware configuration needs more constraints, set the hardware
1886 constraints here, too. See Constraints_ for more details.
1887
1888 close callback
1889 ~~~~~~~~~~~~~~
1890
1891 ::
1892
1893   static int snd_xxx_close(struct snd_pcm_substream *substream);
1894
1895
1896 Obviously, this is called when a pcm substream is closed.
1897
1898 Any private instance for a pcm substream allocated in the ``open``
1899 callback will be released here.
1900
1901 ::
1902
1903   static int snd_xxx_close(struct snd_pcm_substream *substream)
1904   {
1905           ....
1906           kfree(substream->runtime->private_data);
1907           ....
1908   }
1909
1910 ioctl callback
1911 ~~~~~~~~~~~~~~
1912
1913 This is used for any special call to pcm ioctls. But usually you can
1914 pass a generic ioctl callback, :c:func:`snd_pcm_lib_ioctl()`.
1915
1916 hw_params callback
1917 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1918
1919 ::
1920
1921   static int snd_xxx_hw_params(struct snd_pcm_substream *substream,
1922                                struct snd_pcm_hw_params *hw_params);
1923
1924 This is called when the hardware parameter (``hw_params``) is set up
1925 by the application, that is, once when the buffer size, the period
1926 size, the format, etc. are defined for the pcm substream.
1927
1928 Many hardware setups should be done in this callback, including the
1929 allocation of buffers.
1930
1931 Parameters to be initialized are retrieved by
1932 :c:func:`params_xxx()` macros. To allocate buffer, you can call a
1933 helper function,
1934
1935 ::
1936
1937   snd_pcm_lib_malloc_pages(substream, params_buffer_bytes(hw_params));
1938
1939 :c:func:`snd_pcm_lib_malloc_pages()` is available only when the
1940 DMA buffers have been pre-allocated. See the section `Buffer Types`_
1941 for more details.
1942
1943 Note that this and ``prepare`` callbacks may be called multiple times
1944 per initialization. For example, the OSS emulation may call these
1945 callbacks at each change via its ioctl.
1946
1947 Thus, you need to be careful not to allocate the same buffers many
1948 times, which will lead to memory leaks! Calling the helper function
1949 above many times is OK. It will release the previous buffer
1950 automatically when it was already allocated.
1951
1952 Another note is that this callback is non-atomic (schedulable) as
1953 default, i.e. when no ``nonatomic`` flag set. This is important,
1954 because the ``trigger`` callback is atomic (non-schedulable). That is,
1955 mutexes or any schedule-related functions are not available in
1956 ``trigger`` callback. Please see the subsection Atomicity_ for
1957 details.
1958
1959 hw_free callback
1960 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
1961
1962 ::
1963
1964   static int snd_xxx_hw_free(struct snd_pcm_substream *substream);
1965
1966 This is called to release the resources allocated via
1967 ``hw_params``. For example, releasing the buffer via
1968 :c:func:`snd_pcm_lib_malloc_pages()` is done by calling the
1969 following:
1970
1971 ::
1972
1973   snd_pcm_lib_free_pages(substream);
1974
1975 This function is always called before the close callback is called.
1976 Also, the callback may be called multiple times, too. Keep track
1977 whether the resource was already released.
1978
1979 prepare callback
1980 ~~~~~~~~~~~~~~~~
1981
1982 ::
1983
1984   static int snd_xxx_prepare(struct snd_pcm_substream *substream);
1985
1986 This callback is called when the pcm is “prepared”. You can set the
1987 format type, sample rate, etc. here. The difference from ``hw_params``
1988 is that the ``prepare`` callback will be called each time
1989 :c:func:`snd_pcm_prepare()` is called, i.e. when recovering after
1990 underruns, etc.
1991
1992 Note that this callback is now non-atomic. You can use
1993 schedule-related functions safely in this callback.
1994
1995 In this and the following callbacks, you can refer to the values via
1996 the runtime record, ``substream->runtime``. For example, to get the
1997 current rate, format or channels, access to ``runtime->rate``,
1998 ``runtime->format`` or ``runtime->channels``, respectively. The
1999 physical address of the allocated buffer is set to
2000 ``runtime->dma_area``. The buffer and period sizes are in
2001 ``runtime->buffer_size`` and ``runtime->period_size``, respectively.
2002
2003 Be careful that this callback will be called many times at each setup,
2004 too.
2005
2006 trigger callback
2007 ~~~~~~~~~~~~~~~~
2008
2009 ::
2010
2011   static int snd_xxx_trigger(struct snd_pcm_substream *substream, int cmd);
2012
2013 This is called when the pcm is started, stopped or paused.
2014
2015 Which action is specified in the second argument,
2016 ``SNDRV_PCM_TRIGGER_XXX`` in ``<sound/pcm.h>``. At least, the ``START``
2017 and ``STOP`` commands must be defined in this callback.
2018
2019 ::
2020
2021   switch (cmd) {
2022   case SNDRV_PCM_TRIGGER_START:
2023           /* do something to start the PCM engine */
2024           break;
2025   case SNDRV_PCM_TRIGGER_STOP:
2026           /* do something to stop the PCM engine */
2027           break;
2028   default:
2029           return -EINVAL;
2030   }
2031
2032 When the pcm supports the pause operation (given in the info field of
2033 the hardware table), the ``PAUSE_PUSH`` and ``PAUSE_RELEASE`` commands
2034 must be handled here, too. The former is the command to pause the pcm,
2035 and the latter to restart the pcm again.
2036
2037 When the pcm supports the suspend/resume operation, regardless of full
2038 or partial suspend/resume support, the ``SUSPEND`` and ``RESUME``
2039 commands must be handled, too. These commands are issued when the
2040 power-management status is changed. Obviously, the ``SUSPEND`` and
2041 ``RESUME`` commands suspend and resume the pcm substream, and usually,
2042 they are identical to the ``STOP`` and ``START`` commands, respectively.
2043 See the `Power Management`_ section for details.
2044
2045 As mentioned, this callback is atomic as default unless ``nonatomic``
2046 flag set, and you cannot call functions which may sleep. The
2047 ``trigger`` callback should be as minimal as possible, just really
2048 triggering the DMA. The other stuff should be initialized
2049 ``hw_params`` and ``prepare`` callbacks properly beforehand.
2050
2051 pointer callback
2052 ~~~~~~~~~~~~~~~~
2053
2054 ::
2055
2056   static snd_pcm_uframes_t snd_xxx_pointer(struct snd_pcm_substream *substream)
2057
2058 This callback is called when the PCM middle layer inquires the current
2059 hardware position on the buffer. The position must be returned in
2060 frames, ranging from 0 to ``buffer_size - 1``. 
2061
2062 This is called usually from the buffer-update routine in the pcm
2063 middle layer, which is invoked when :c:func:`snd_pcm_period_elapsed()`
2064 is called in the interrupt routine. Then the pcm middle layer updates
2065 the position and calculates the available space, and wakes up the
2066 sleeping poll threads, etc.
2067
2068 This callback is also atomic as default.
2069
2070 copy_user, copy_kernel and fill_silence ops
2071 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2072
2073 These callbacks are not mandatory, and can be omitted in most cases.
2074 These callbacks are used when the hardware buffer cannot be in the
2075 normal memory space. Some chips have their own buffer on the hardware
2076 which is not mappable. In such a case, you have to transfer the data
2077 manually from the memory buffer to the hardware buffer. Or, if the
2078 buffer is non-contiguous on both physical and virtual memory spaces,
2079 these callbacks must be defined, too.
2080
2081 If these two callbacks are defined, copy and set-silence operations
2082 are done by them. The detailed will be described in the later section
2083 `Buffer and Memory Management`_.
2084
2085 ack callback
2086 ~~~~~~~~~~~~
2087
2088 This callback is also not mandatory. This callback is called when the
2089 ``appl_ptr`` is updated in read or write operations. Some drivers like
2090 emu10k1-fx and cs46xx need to track the current ``appl_ptr`` for the
2091 internal buffer, and this callback is useful only for such a purpose.
2092
2093 This callback is atomic as default.
2094
2095 page callback
2096 ~~~~~~~~~~~~~
2097
2098 This callback is optional too. The mmap calls this callback to get the
2099 page fault address.
2100
2101 Since the recent changes, you need no special callback any longer for
2102 the standard SG-buffer or vmalloc-buffer. Hence this callback should
2103 be rarely used.
2104
2105 mmap calllback
2106 ~~~~~~~~~~~~~~
2107
2108 This is another optional callback for controlling mmap behavior.
2109 Once when defined, PCM core calls this callback when a page is
2110 memory-mapped instead of dealing via the standard helper.
2111 If you need special handling (due to some architecture or
2112 device-specific issues), implement everything here as you like.
2113
2114
2115 PCM Interrupt Handler
2116 ---------------------
2117
2118 The rest of pcm stuff is the PCM interrupt handler. The role of PCM
2119 interrupt handler in the sound driver is to update the buffer position
2120 and to tell the PCM middle layer when the buffer position goes across
2121 the prescribed period size. To inform this, call the
2122 :c:func:`snd_pcm_period_elapsed()` function.
2123
2124 There are several types of sound chips to generate the interrupts.
2125
2126 Interrupts at the period (fragment) boundary
2127 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2128
2129 This is the most frequently found type: the hardware generates an
2130 interrupt at each period boundary. In this case, you can call
2131 :c:func:`snd_pcm_period_elapsed()` at each interrupt.
2132
2133 :c:func:`snd_pcm_period_elapsed()` takes the substream pointer as
2134 its argument. Thus, you need to keep the substream pointer accessible
2135 from the chip instance. For example, define ``substream`` field in the
2136 chip record to hold the current running substream pointer, and set the
2137 pointer value at ``open`` callback (and reset at ``close`` callback).
2138
2139 If you acquire a spinlock in the interrupt handler, and the lock is used
2140 in other pcm callbacks, too, then you have to release the lock before
2141 calling :c:func:`snd_pcm_period_elapsed()`, because
2142 :c:func:`snd_pcm_period_elapsed()` calls other pcm callbacks
2143 inside.
2144
2145 Typical code would be like:
2146
2147 ::
2148
2149
2150       static irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id)
2151       {
2152               struct mychip *chip = dev_id;
2153               spin_lock(&chip->lock);
2154               ....
2155               if (pcm_irq_invoked(chip)) {
2156                       /* call updater, unlock before it */
2157                       spin_unlock(&chip->lock);
2158                       snd_pcm_period_elapsed(chip->substream);
2159                       spin_lock(&chip->lock);
2160                       /* acknowledge the interrupt if necessary */
2161               }
2162               ....
2163               spin_unlock(&chip->lock);
2164               return IRQ_HANDLED;
2165       }
2166
2167
2168
2169 High frequency timer interrupts
2170 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2171
2172 This happens when the hardware doesn't generate interrupts at the period
2173 boundary but issues timer interrupts at a fixed timer rate (e.g. es1968
2174 or ymfpci drivers). In this case, you need to check the current hardware
2175 position and accumulate the processed sample length at each interrupt.
2176 When the accumulated size exceeds the period size, call
2177 :c:func:`snd_pcm_period_elapsed()` and reset the accumulator.
2178
2179 Typical code would be like the following.
2180
2181 ::
2182
2183
2184       static irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id)
2185       {
2186               struct mychip *chip = dev_id;
2187               spin_lock(&chip->lock);
2188               ....
2189               if (pcm_irq_invoked(chip)) {
2190                       unsigned int last_ptr, size;
2191                       /* get the current hardware pointer (in frames) */
2192                       last_ptr = get_hw_ptr(chip);
2193                       /* calculate the processed frames since the
2194                        * last update
2195                        */
2196                       if (last_ptr < chip->last_ptr)
2197                               size = runtime->buffer_size + last_ptr
2198                                        - chip->last_ptr;
2199                       else
2200                               size = last_ptr - chip->last_ptr;
2201                       /* remember the last updated point */
2202                       chip->last_ptr = last_ptr;
2203                       /* accumulate the size */
2204                       chip->size += size;
2205                       /* over the period boundary? */
2206                       if (chip->size >= runtime->period_size) {
2207                               /* reset the accumulator */
2208                               chip->size %= runtime->period_size;
2209                               /* call updater */
2210                               spin_unlock(&chip->lock);
2211                               snd_pcm_period_elapsed(substream);
2212                               spin_lock(&chip->lock);
2213                       }
2214                       /* acknowledge the interrupt if necessary */
2215               }
2216               ....
2217               spin_unlock(&chip->lock);
2218               return IRQ_HANDLED;
2219       }
2220
2221
2222
2223 On calling :c:func:`snd_pcm_period_elapsed()`
2224 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2225
2226 In both cases, even if more than one period are elapsed, you don't have
2227 to call :c:func:`snd_pcm_period_elapsed()` many times. Call only
2228 once. And the pcm layer will check the current hardware pointer and
2229 update to the latest status.
2230
2231 Atomicity
2232 ---------
2233
2234 One of the most important (and thus difficult to debug) problems in
2235 kernel programming are race conditions. In the Linux kernel, they are
2236 usually avoided via spin-locks, mutexes or semaphores. In general, if a
2237 race condition can happen in an interrupt handler, it has to be managed
2238 atomically, and you have to use a spinlock to protect the critical
2239 session. If the critical section is not in interrupt handler code and if
2240 taking a relatively long time to execute is acceptable, you should use
2241 mutexes or semaphores instead.
2242
2243 As already seen, some pcm callbacks are atomic and some are not. For
2244 example, the ``hw_params`` callback is non-atomic, while ``trigger``
2245 callback is atomic. This means, the latter is called already in a
2246 spinlock held by the PCM middle layer. Please take this atomicity into
2247 account when you choose a locking scheme in the callbacks.
2248
2249 In the atomic callbacks, you cannot use functions which may call
2250 :c:func:`schedule()` or go to :c:func:`sleep()`. Semaphores and
2251 mutexes can sleep, and hence they cannot be used inside the atomic
2252 callbacks (e.g. ``trigger`` callback). To implement some delay in such a
2253 callback, please use :c:func:`udelay()` or :c:func:`mdelay()`.
2254
2255 All three atomic callbacks (trigger, pointer, and ack) are called with
2256 local interrupts disabled.
2257
2258 The recent changes in PCM core code, however, allow all PCM operations
2259 to be non-atomic. This assumes that the all caller sides are in
2260 non-atomic contexts. For example, the function
2261 :c:func:`snd_pcm_period_elapsed()` is called typically from the
2262 interrupt handler. But, if you set up the driver to use a threaded
2263 interrupt handler, this call can be in non-atomic context, too. In such
2264 a case, you can set ``nonatomic`` filed of :c:type:`struct snd_pcm
2265 <snd_pcm>` object after creating it. When this flag is set, mutex
2266 and rwsem are used internally in the PCM core instead of spin and
2267 rwlocks, so that you can call all PCM functions safely in a non-atomic
2268 context.
2269
2270 Constraints
2271 -----------
2272
2273 If your chip supports unconventional sample rates, or only the limited
2274 samples, you need to set a constraint for the condition.
2275
2276 For example, in order to restrict the sample rates in the some supported
2277 values, use :c:func:`snd_pcm_hw_constraint_list()`. You need to
2278 call this function in the open callback.
2279
2280 ::
2281
2282       static unsigned int rates[] =
2283               {4000, 10000, 22050, 44100};
2284       static struct snd_pcm_hw_constraint_list constraints_rates = {
2285               .count = ARRAY_SIZE(rates),
2286               .list = rates,
2287               .mask = 0,
2288       };
2289
2290       static int snd_mychip_pcm_open(struct snd_pcm_substream *substream)
2291       {
2292               int err;
2293               ....
2294               err = snd_pcm_hw_constraint_list(substream->runtime, 0,
2295                                                SNDRV_PCM_HW_PARAM_RATE,
2296                                                &constraints_rates);
2297               if (err < 0)
2298                       return err;
2299               ....
2300       }
2301
2302
2303
2304 There are many different constraints. Look at ``sound/pcm.h`` for a
2305 complete list. You can even define your own constraint rules. For
2306 example, let's suppose my_chip can manage a substream of 1 channel if
2307 and only if the format is ``S16_LE``, otherwise it supports any format
2308 specified in the :c:type:`struct snd_pcm_hardware
2309 <snd_pcm_hardware>` structure (or in any other
2310 constraint_list). You can build a rule like this:
2311
2312 ::
2313
2314       static int hw_rule_channels_by_format(struct snd_pcm_hw_params *params,
2315                                             struct snd_pcm_hw_rule *rule)
2316       {
2317               struct snd_interval *c = hw_param_interval(params,
2318                             SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS);
2319               struct snd_mask *f = hw_param_mask(params, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT);
2320               struct snd_interval ch;
2321
2322               snd_interval_any(&ch);
2323               if (f->bits[0] == SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE) {
2324                       ch.min = ch.max = 1;
2325                       ch.integer = 1;
2326                       return snd_interval_refine(c, &ch);
2327               }
2328               return 0;
2329       }
2330
2331
2332 Then you need to call this function to add your rule:
2333
2334 ::
2335
2336   snd_pcm_hw_rule_add(substream->runtime, 0, SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS,
2337                       hw_rule_channels_by_format, NULL,
2338                       SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT, -1);
2339
2340 The rule function is called when an application sets the PCM format, and
2341 it refines the number of channels accordingly. But an application may
2342 set the number of channels before setting the format. Thus you also need
2343 to define the inverse rule:
2344
2345 ::
2346
2347       static int hw_rule_format_by_channels(struct snd_pcm_hw_params *params,
2348                                             struct snd_pcm_hw_rule *rule)
2349       {
2350               struct snd_interval *c = hw_param_interval(params,
2351                     SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS);
2352               struct snd_mask *f = hw_param_mask(params, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT);
2353               struct snd_mask fmt;
2354
2355               snd_mask_any(&fmt);    /* Init the struct */
2356               if (c->min < 2) {
2357                       fmt.bits[0] &= SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE;
2358                       return snd_mask_refine(f, &fmt);
2359               }
2360               return 0;
2361       }
2362
2363
2364 ... and in the open callback:
2365
2366 ::
2367
2368   snd_pcm_hw_rule_add(substream->runtime, 0, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT,
2369                       hw_rule_format_by_channels, NULL,
2370                       SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS, -1);
2371
2372 One typical usage of the hw constraints is to align the buffer size
2373 with the period size.  As default, ALSA PCM core doesn't enforce the
2374 buffer size to be aligned with the period size.  For example, it'd be
2375 possible to have a combination like 256 period bytes with 999 buffer
2376 bytes.
2377
2378 Many device chips, however, require the buffer to be a multiple of
2379 periods.  In such a case, call
2380 :c:func:`snd_pcm_hw_constraint_integer()` for
2381 ``SNDRV_PCM_HW_PARAM_PERIODS``.
2382
2383 ::
2384
2385   snd_pcm_hw_constraint_integer(substream->runtime,
2386                                 SNDRV_PCM_HW_PARAM_PERIODS);
2387
2388 This assures that the number of periods is integer, hence the buffer
2389 size is aligned with the period size.
2390
2391 The hw constraint is a very much powerful mechanism to define the
2392 preferred PCM configuration, and there are relevant helpers.
2393 I won't give more details here, rather I would like to say, “Luke, use
2394 the source.”
2395
2396 Control Interface
2397 =================
2398
2399 General
2400 -------
2401
2402 The control interface is used widely for many switches, sliders, etc.
2403 which are accessed from user-space. Its most important use is the mixer
2404 interface. In other words, since ALSA 0.9.x, all the mixer stuff is
2405 implemented on the control kernel API.
2406
2407 ALSA has a well-defined AC97 control module. If your chip supports only
2408 the AC97 and nothing else, you can skip this section.
2409
2410 The control API is defined in ``<sound/control.h>``. Include this file
2411 if you want to add your own controls.
2412
2413 Definition of Controls
2414 ----------------------
2415
2416 To create a new control, you need to define the following three
2417 callbacks: ``info``, ``get`` and ``put``. Then, define a
2418 :c:type:`struct snd_kcontrol_new <snd_kcontrol_new>` record, such as:
2419
2420 ::
2421
2422
2423       static struct snd_kcontrol_new my_control = {
2424               .iface = SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER,
2425               .name = "PCM Playback Switch",
2426               .index = 0,
2427               .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE,
2428               .private_value = 0xffff,
2429               .info = my_control_info,
2430               .get = my_control_get,
2431               .put = my_control_put
2432       };
2433
2434
2435 The ``iface`` field specifies the control type,
2436 ``SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_XXX``, which is usually ``MIXER``. Use ``CARD``
2437 for global controls that are not logically part of the mixer. If the
2438 control is closely associated with some specific device on the sound
2439 card, use ``HWDEP``, ``PCM``, ``RAWMIDI``, ``TIMER``, or ``SEQUENCER``,
2440 and specify the device number with the ``device`` and ``subdevice``
2441 fields.
2442
2443 The ``name`` is the name identifier string. Since ALSA 0.9.x, the
2444 control name is very important, because its role is classified from
2445 its name. There are pre-defined standard control names. The details
2446 are described in the `Control Names`_ subsection.
2447
2448 The ``index`` field holds the index number of this control. If there
2449 are several different controls with the same name, they can be
2450 distinguished by the index number. This is the case when several
2451 codecs exist on the card. If the index is zero, you can omit the
2452 definition above. 
2453
2454 The ``access`` field contains the access type of this control. Give
2455 the combination of bit masks, ``SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_XXX``,
2456 there. The details will be explained in the `Access Flags`_
2457 subsection.
2458
2459 The ``private_value`` field contains an arbitrary long integer value
2460 for this record. When using the generic ``info``, ``get`` and ``put``
2461 callbacks, you can pass a value through this field. If several small
2462 numbers are necessary, you can combine them in bitwise. Or, it's
2463 possible to give a pointer (casted to unsigned long) of some record to
2464 this field, too. 
2465
2466 The ``tlv`` field can be used to provide metadata about the control;
2467 see the `Metadata`_ subsection.
2468
2469 The other three are `Control Callbacks`_.
2470
2471 Control Names
2472 -------------
2473
2474 There are some standards to define the control names. A control is
2475 usually defined from the three parts as “SOURCE DIRECTION FUNCTION”.
2476
2477 The first, ``SOURCE``, specifies the source of the control, and is a
2478 string such as “Master”, “PCM”, “CD” and “Line”. There are many
2479 pre-defined sources.
2480
2481 The second, ``DIRECTION``, is one of the following strings according to
2482 the direction of the control: “Playback”, “Capture”, “Bypass Playback”
2483 and “Bypass Capture”. Or, it can be omitted, meaning both playback and
2484 capture directions.
2485
2486 The third, ``FUNCTION``, is one of the following strings according to
2487 the function of the control: “Switch”, “Volume” and “Route”.
2488
2489 The example of control names are, thus, “Master Capture Switch” or “PCM
2490 Playback Volume”.
2491
2492 There are some exceptions:
2493
2494 Global capture and playback
2495 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2496
2497 “Capture Source”, “Capture Switch” and “Capture Volume” are used for the
2498 global capture (input) source, switch and volume. Similarly, “Playback
2499 Switch” and “Playback Volume” are used for the global output gain switch
2500 and volume.
2501
2502 Tone-controls
2503 ~~~~~~~~~~~~~
2504
2505 tone-control switch and volumes are specified like “Tone Control - XXX”,
2506 e.g. “Tone Control - Switch”, “Tone Control - Bass”, “Tone Control -
2507 Center”.
2508
2509 3D controls
2510 ~~~~~~~~~~~
2511
2512 3D-control switches and volumes are specified like “3D Control - XXX”,
2513 e.g. “3D Control - Switch”, “3D Control - Center”, “3D Control - Space”.
2514
2515 Mic boost
2516 ~~~~~~~~~
2517
2518 Mic-boost switch is set as “Mic Boost” or “Mic Boost (6dB)”.
2519
2520 More precise information can be found in
2521 ``Documentation/sound/designs/control-names.rst``.
2522
2523 Access Flags
2524 ------------
2525
2526 The access flag is the bitmask which specifies the access type of the
2527 given control. The default access type is
2528 ``SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE``, which means both read and write are
2529 allowed to this control. When the access flag is omitted (i.e. = 0), it
2530 is considered as ``READWRITE`` access as default.
2531
2532 When the control is read-only, pass ``SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READ``
2533 instead. In this case, you don't have to define the ``put`` callback.
2534 Similarly, when the control is write-only (although it's a rare case),
2535 you can use the ``WRITE`` flag instead, and you don't need the ``get``
2536 callback.
2537
2538 If the control value changes frequently (e.g. the VU meter),
2539 ``VOLATILE`` flag should be given. This means that the control may be
2540 changed without `Change notification`_. Applications should poll such
2541 a control constantly.
2542
2543 When the control is inactive, set the ``INACTIVE`` flag, too. There are
2544 ``LOCK`` and ``OWNER`` flags to change the write permissions.
2545
2546 Control Callbacks
2547 -----------------
2548
2549 info callback
2550 ~~~~~~~~~~~~~
2551
2552 The ``info`` callback is used to get detailed information on this
2553 control. This must store the values of the given :c:type:`struct
2554 snd_ctl_elem_info <snd_ctl_elem_info>` object. For example,
2555 for a boolean control with a single element:
2556
2557 ::
2558
2559
2560       static int snd_myctl_mono_info(struct snd_kcontrol *kcontrol,
2561                               struct snd_ctl_elem_info *uinfo)
2562       {
2563               uinfo->type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_BOOLEAN;
2564               uinfo->count = 1;
2565               uinfo->value.integer.min = 0;
2566               uinfo->value.integer.max = 1;
2567               return 0;
2568       }
2569
2570
2571
2572 The ``type`` field specifies the type of the control. There are
2573 ``BOOLEAN``, ``INTEGER``, ``ENUMERATED``, ``BYTES``, ``IEC958`` and
2574 ``INTEGER64``. The ``count`` field specifies the number of elements in
2575 this control. For example, a stereo volume would have count = 2. The
2576 ``value`` field is a union, and the values stored are depending on the
2577 type. The boolean and integer types are identical.
2578
2579 The enumerated type is a bit different from others. You'll need to set
2580 the string for the currently given item index.
2581
2582 ::
2583
2584   static int snd_myctl_enum_info(struct snd_kcontrol *kcontrol,
2585                           struct snd_ctl_elem_info *uinfo)
2586   {
2587           static char *texts[4] = {
2588                   "First", "Second", "Third", "Fourth"
2589           };
2590           uinfo->type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_ENUMERATED;
2591           uinfo->count = 1;
2592           uinfo->value.enumerated.items = 4;
2593           if (uinfo->value.enumerated.item > 3)
2594                   uinfo->value.enumerated.item = 3;
2595           strcpy(uinfo->value.enumerated.name,
2596                  texts[uinfo->value.enumerated.item]);
2597           return 0;
2598   }
2599
2600 The above callback can be simplified with a helper function,
2601 :c:func:`snd_ctl_enum_info()`. The final code looks like below.
2602 (You can pass ``ARRAY_SIZE(texts)`` instead of 4 in the third argument;
2603 it's a matter of taste.)
2604
2605 ::
2606
2607   static int snd_myctl_enum_info(struct snd_kcontrol *kcontrol,
2608                           struct snd_ctl_elem_info *uinfo)
2609   {
2610           static char *texts[4] = {
2611                   "First", "Second", "Third", "Fourth"
2612           };
2613           return snd_ctl_enum_info(uinfo, 1, 4, texts);
2614   }
2615
2616
2617 Some common info callbacks are available for your convenience:
2618 :c:func:`snd_ctl_boolean_mono_info()` and
2619 :c:func:`snd_ctl_boolean_stereo_info()`. Obviously, the former
2620 is an info callback for a mono channel boolean item, just like
2621 :c:func:`snd_myctl_mono_info()` above, and the latter is for a
2622 stereo channel boolean item.
2623
2624 get callback
2625 ~~~~~~~~~~~~
2626
2627 This callback is used to read the current value of the control and to
2628 return to user-space.
2629
2630 For example,
2631
2632 ::
2633
2634
2635       static int snd_myctl_get(struct snd_kcontrol *kcontrol,
2636                                struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
2637       {
2638               struct mychip *chip = snd_kcontrol_chip(kcontrol);
2639               ucontrol->value.integer.value[0] = get_some_value(chip);
2640               return 0;
2641       }
2642
2643
2644
2645 The ``value`` field depends on the type of control as well as on the
2646 info callback. For example, the sb driver uses this field to store the
2647 register offset, the bit-shift and the bit-mask. The ``private_value``
2648 field is set as follows:
2649
2650 ::
2651
2652   .private_value = reg | (shift << 16) | (mask << 24)
2653
2654 and is retrieved in callbacks like
2655
2656 ::
2657
2658   static int snd_sbmixer_get_single(struct snd_kcontrol *kcontrol,
2659                                     struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
2660   {
2661           int reg = kcontrol->private_value & 0xff;
2662           int shift = (kcontrol->private_value >> 16) & 0xff;
2663           int mask = (kcontrol->private_value >> 24) & 0xff;
2664           ....
2665   }
2666
2667 In the ``get`` callback, you have to fill all the elements if the
2668 control has more than one elements, i.e. ``count > 1``. In the example
2669 above, we filled only one element (``value.integer.value[0]``) since
2670 it's assumed as ``count = 1``.
2671
2672 put callback
2673 ~~~~~~~~~~~~
2674
2675 This callback is used to write a value from user-space.
2676
2677 For example,
2678
2679 ::
2680
2681
2682       static int snd_myctl_put(struct snd_kcontrol *kcontrol,
2683                                struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
2684       {
2685               struct mychip *chip = snd_kcontrol_chip(kcontrol);
2686               int changed = 0;
2687               if (chip->current_value !=
2688                    ucontrol->value.integer.value[0]) {
2689                       change_current_value(chip,
2690                                   ucontrol->value.integer.value[0]);
2691                       changed = 1;
2692               }
2693               return changed;
2694       }
2695
2696
2697
2698 As seen above, you have to return 1 if the value is changed. If the
2699 value is not changed, return 0 instead. If any fatal error happens,
2700 return a negative error code as usual.
2701
2702 As in the ``get`` callback, when the control has more than one
2703 elements, all elements must be evaluated in this callback, too.
2704
2705 Callbacks are not atomic
2706 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2707
2708 All these three callbacks are basically not atomic.
2709
2710 Control Constructor
2711 -------------------
2712
2713 When everything is ready, finally we can create a new control. To create
2714 a control, there are two functions to be called,
2715 :c:func:`snd_ctl_new1()` and :c:func:`snd_ctl_add()`.
2716
2717 In the simplest way, you can do like this:
2718
2719 ::
2720
2721   err = snd_ctl_add(card, snd_ctl_new1(&my_control, chip));
2722   if (err < 0)
2723           return err;
2724
2725 where ``my_control`` is the :c:type:`struct snd_kcontrol_new
2726 <snd_kcontrol_new>` object defined above, and chip is the object
2727 pointer to be passed to kcontrol->private_data which can be referred
2728 to in callbacks.
2729
2730 :c:func:`snd_ctl_new1()` allocates a new :c:type:`struct
2731 snd_kcontrol <snd_kcontrol>` instance, and
2732 :c:func:`snd_ctl_add()` assigns the given control component to the
2733 card.
2734
2735 Change Notification
2736 -------------------
2737
2738 If you need to change and update a control in the interrupt routine, you
2739 can call :c:func:`snd_ctl_notify()`. For example,
2740
2741 ::
2742
2743   snd_ctl_notify(card, SNDRV_CTL_EVENT_MASK_VALUE, id_pointer);
2744
2745 This function takes the card pointer, the event-mask, and the control id
2746 pointer for the notification. The event-mask specifies the types of
2747 notification, for example, in the above example, the change of control
2748 values is notified. The id pointer is the pointer of :c:type:`struct
2749 snd_ctl_elem_id <snd_ctl_elem_id>` to be notified. You can
2750 find some examples in ``es1938.c`` or ``es1968.c`` for hardware volume
2751 interrupts.
2752
2753 Metadata
2754 --------
2755
2756 To provide information about the dB values of a mixer control, use on of
2757 the ``DECLARE_TLV_xxx`` macros from ``<sound/tlv.h>`` to define a
2758 variable containing this information, set the ``tlv.p`` field to point to
2759 this variable, and include the ``SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TLV_READ`` flag
2760 in the ``access`` field; like this:
2761
2762 ::
2763
2764   static DECLARE_TLV_DB_SCALE(db_scale_my_control, -4050, 150, 0);
2765
2766   static struct snd_kcontrol_new my_control = {
2767           ...
2768           .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE |
2769                     SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TLV_READ,
2770           ...
2771           .tlv.p = db_scale_my_control,
2772   };
2773
2774
2775 The :c:func:`DECLARE_TLV_DB_SCALE()` macro defines information
2776 about a mixer control where each step in the control's value changes the
2777 dB value by a constant dB amount. The first parameter is the name of the
2778 variable to be defined. The second parameter is the minimum value, in
2779 units of 0.01 dB. The third parameter is the step size, in units of 0.01
2780 dB. Set the fourth parameter to 1 if the minimum value actually mutes
2781 the control.
2782
2783 The :c:func:`DECLARE_TLV_DB_LINEAR()` macro defines information
2784 about a mixer control where the control's value affects the output
2785 linearly. The first parameter is the name of the variable to be defined.
2786 The second parameter is the minimum value, in units of 0.01 dB. The
2787 third parameter is the maximum value, in units of 0.01 dB. If the
2788 minimum value mutes the control, set the second parameter to
2789 ``TLV_DB_GAIN_MUTE``.
2790
2791 API for AC97 Codec
2792 ==================
2793
2794 General
2795 -------
2796
2797 The ALSA AC97 codec layer is a well-defined one, and you don't have to
2798 write much code to control it. Only low-level control routines are
2799 necessary. The AC97 codec API is defined in ``<sound/ac97_codec.h>``.
2800
2801 Full Code Example
2802 -----------------
2803
2804 ::
2805
2806       struct mychip {
2807               ....
2808               struct snd_ac97 *ac97;
2809               ....
2810       };
2811
2812       static unsigned short snd_mychip_ac97_read(struct snd_ac97 *ac97,
2813                                                  unsigned short reg)
2814       {
2815               struct mychip *chip = ac97->private_data;
2816               ....
2817               /* read a register value here from the codec */
2818               return the_register_value;
2819       }
2820
2821       static void snd_mychip_ac97_write(struct snd_ac97 *ac97,
2822                                        unsigned short reg, unsigned short val)
2823       {
2824               struct mychip *chip = ac97->private_data;
2825               ....
2826               /* write the given register value to the codec */
2827       }
2828
2829       static int snd_mychip_ac97(struct mychip *chip)
2830       {
2831               struct snd_ac97_bus *bus;
2832               struct snd_ac97_template ac97;
2833               int err;
2834               static struct snd_ac97_bus_ops ops = {
2835                       .write = snd_mychip_ac97_write,
2836                       .read = snd_mychip_ac97_read,
2837               };
2838
2839               err = snd_ac97_bus(chip->card, 0, &ops, NULL, &bus);
2840               if (err < 0)
2841                       return err;
2842               memset(&ac97, 0, sizeof(ac97));
2843               ac97.private_data = chip;
2844               return snd_ac97_mixer(bus, &ac97, &chip->ac97);
2845       }
2846
2847
2848 AC97 Constructor
2849 ----------------
2850
2851 To create an ac97 instance, first call :c:func:`snd_ac97_bus()`
2852 with an ``ac97_bus_ops_t`` record with callback functions.
2853
2854 ::
2855
2856   struct snd_ac97_bus *bus;
2857   static struct snd_ac97_bus_ops ops = {
2858         .write = snd_mychip_ac97_write,
2859         .read = snd_mychip_ac97_read,
2860   };
2861
2862   snd_ac97_bus(card, 0, &ops, NULL, &pbus);
2863
2864 The bus record is shared among all belonging ac97 instances.
2865
2866 And then call :c:func:`snd_ac97_mixer()` with an :c:type:`struct
2867 snd_ac97_template <snd_ac97_template>` record together with
2868 the bus pointer created above.
2869
2870 ::
2871
2872   struct snd_ac97_template ac97;
2873   int err;
2874
2875   memset(&ac97, 0, sizeof(ac97));
2876   ac97.private_data = chip;
2877   snd_ac97_mixer(bus, &ac97, &chip->ac97);
2878
2879 where chip->ac97 is a pointer to a newly created ``ac97_t``
2880 instance. In this case, the chip pointer is set as the private data,
2881 so that the read/write callback functions can refer to this chip
2882 instance. This instance is not necessarily stored in the chip
2883 record. If you need to change the register values from the driver, or
2884 need the suspend/resume of ac97 codecs, keep this pointer to pass to
2885 the corresponding functions.
2886
2887 AC97 Callbacks
2888 --------------
2889
2890 The standard callbacks are ``read`` and ``write``. Obviously they
2891 correspond to the functions for read and write accesses to the
2892 hardware low-level codes.
2893
2894 The ``read`` callback returns the register value specified in the
2895 argument.
2896
2897 ::
2898
2899   static unsigned short snd_mychip_ac97_read(struct snd_ac97 *ac97,
2900                                              unsigned short reg)
2901   {
2902           struct mychip *chip = ac97->private_data;
2903           ....
2904           return the_register_value;
2905   }
2906
2907 Here, the chip can be cast from ``ac97->private_data``.
2908
2909 Meanwhile, the ``write`` callback is used to set the register
2910 value
2911
2912 ::
2913
2914   static void snd_mychip_ac97_write(struct snd_ac97 *ac97,
2915                        unsigned short reg, unsigned short val)
2916
2917
2918 These callbacks are non-atomic like the control API callbacks.
2919
2920 There are also other callbacks: ``reset``, ``wait`` and ``init``.
2921
2922 The ``reset`` callback is used to reset the codec. If the chip
2923 requires a special kind of reset, you can define this callback.
2924
2925 The ``wait`` callback is used to add some waiting time in the standard
2926 initialization of the codec. If the chip requires the extra waiting
2927 time, define this callback.
2928
2929 The ``init`` callback is used for additional initialization of the
2930 codec.
2931
2932 Updating Registers in The Driver
2933 --------------------------------
2934
2935 If you need to access to the codec from the driver, you can call the
2936 following functions: :c:func:`snd_ac97_write()`,
2937 :c:func:`snd_ac97_read()`, :c:func:`snd_ac97_update()` and
2938 :c:func:`snd_ac97_update_bits()`.
2939
2940 Both :c:func:`snd_ac97_write()` and
2941 :c:func:`snd_ac97_update()` functions are used to set a value to
2942 the given register (``AC97_XXX``). The difference between them is that
2943 :c:func:`snd_ac97_update()` doesn't write a value if the given
2944 value has been already set, while :c:func:`snd_ac97_write()`
2945 always rewrites the value.
2946
2947 ::
2948
2949   snd_ac97_write(ac97, AC97_MASTER, 0x8080);
2950   snd_ac97_update(ac97, AC97_MASTER, 0x8080);
2951
2952 :c:func:`snd_ac97_read()` is used to read the value of the given
2953 register. For example,
2954
2955 ::
2956
2957   value = snd_ac97_read(ac97, AC97_MASTER);
2958
2959 :c:func:`snd_ac97_update_bits()` is used to update some bits in
2960 the given register.
2961
2962 ::
2963
2964   snd_ac97_update_bits(ac97, reg, mask, value);
2965
2966 Also, there is a function to change the sample rate (of a given register
2967 such as ``AC97_PCM_FRONT_DAC_RATE``) when VRA or DRA is supported by the
2968 codec: :c:func:`snd_ac97_set_rate()`.
2969
2970 ::
2971
2972   snd_ac97_set_rate(ac97, AC97_PCM_FRONT_DAC_RATE, 44100);
2973
2974
2975 The following registers are available to set the rate:
2976 ``AC97_PCM_MIC_ADC_RATE``, ``AC97_PCM_FRONT_DAC_RATE``,
2977 ``AC97_PCM_LR_ADC_RATE``, ``AC97_SPDIF``. When ``AC97_SPDIF`` is
2978 specified, the register is not really changed but the corresponding
2979 IEC958 status bits will be updated.
2980
2981 Clock Adjustment
2982 ----------------
2983
2984 In some chips, the clock of the codec isn't 48000 but using a PCI clock
2985 (to save a quartz!). In this case, change the field ``bus->clock`` to
2986 the corresponding value. For example, intel8x0 and es1968 drivers have
2987 their own function to read from the clock.
2988
2989 Proc Files
2990 ----------
2991
2992 The ALSA AC97 interface will create a proc file such as
2993 ``/proc/asound/card0/codec97#0/ac97#0-0`` and ``ac97#0-0+regs``. You
2994 can refer to these files to see the current status and registers of
2995 the codec.
2996
2997 Multiple Codecs
2998 ---------------
2999
3000 When there are several codecs on the same card, you need to call
3001 :c:func:`snd_ac97_mixer()` multiple times with ``ac97.num=1`` or
3002 greater. The ``num`` field specifies the codec number.
3003
3004 If you set up multiple codecs, you either need to write different
3005 callbacks for each codec or check ``ac97->num`` in the callback
3006 routines.
3007
3008 MIDI (MPU401-UART) Interface
3009 ============================
3010
3011 General
3012 -------
3013
3014 Many soundcards have built-in MIDI (MPU401-UART) interfaces. When the
3015 soundcard supports the standard MPU401-UART interface, most likely you
3016 can use the ALSA MPU401-UART API. The MPU401-UART API is defined in
3017 ``<sound/mpu401.h>``.
3018
3019 Some soundchips have a similar but slightly different implementation of
3020 mpu401 stuff. For example, emu10k1 has its own mpu401 routines.
3021
3022 MIDI Constructor
3023 ----------------
3024
3025 To create a rawmidi object, call :c:func:`snd_mpu401_uart_new()`.
3026
3027 ::
3028
3029   struct snd_rawmidi *rmidi;
3030   snd_mpu401_uart_new(card, 0, MPU401_HW_MPU401, port, info_flags,
3031                       irq, &rmidi);
3032
3033
3034 The first argument is the card pointer, and the second is the index of
3035 this component. You can create up to 8 rawmidi devices.
3036
3037 The third argument is the type of the hardware, ``MPU401_HW_XXX``. If
3038 it's not a special one, you can use ``MPU401_HW_MPU401``.
3039
3040 The 4th argument is the I/O port address. Many backward-compatible
3041 MPU401 have an I/O port such as 0x330. Or, it might be a part of its own
3042 PCI I/O region. It depends on the chip design.
3043
3044 The 5th argument is a bitflag for additional information. When the I/O
3045 port address above is part of the PCI I/O region, the MPU401 I/O port
3046 might have been already allocated (reserved) by the driver itself. In
3047 such a case, pass a bit flag ``MPU401_INFO_INTEGRATED``, and the
3048 mpu401-uart layer will allocate the I/O ports by itself.
3049
3050 When the controller supports only the input or output MIDI stream, pass
3051 the ``MPU401_INFO_INPUT`` or ``MPU401_INFO_OUTPUT`` bitflag,
3052 respectively. Then the rawmidi instance is created as a single stream.
3053
3054 ``MPU401_INFO_MMIO`` bitflag is used to change the access method to MMIO
3055 (via readb and writeb) instead of iob and outb. In this case, you have
3056 to pass the iomapped address to :c:func:`snd_mpu401_uart_new()`.
3057
3058 When ``MPU401_INFO_TX_IRQ`` is set, the output stream isn't checked in
3059 the default interrupt handler. The driver needs to call
3060 :c:func:`snd_mpu401_uart_interrupt_tx()` by itself to start
3061 processing the output stream in the irq handler.
3062
3063 If the MPU-401 interface shares its interrupt with the other logical
3064 devices on the card, set ``MPU401_INFO_IRQ_HOOK`` (see
3065 `below <#MIDI-Interrupt-Handler>`__).
3066
3067 Usually, the port address corresponds to the command port and port + 1
3068 corresponds to the data port. If not, you may change the ``cport``
3069 field of :c:type:`struct snd_mpu401 <snd_mpu401>` manually afterward.
3070 However, :c:type:`struct snd_mpu401 <snd_mpu401>` pointer is
3071 not returned explicitly by :c:func:`snd_mpu401_uart_new()`. You
3072 need to cast ``rmidi->private_data`` to :c:type:`struct snd_mpu401
3073 <snd_mpu401>` explicitly,
3074
3075 ::
3076
3077   struct snd_mpu401 *mpu;
3078   mpu = rmidi->private_data;
3079
3080 and reset the ``cport`` as you like:
3081
3082 ::
3083
3084   mpu->cport = my_own_control_port;
3085
3086 The 6th argument specifies the ISA irq number that will be allocated. If
3087 no interrupt is to be allocated (because your code is already allocating
3088 a shared interrupt, or because the device does not use interrupts), pass
3089 -1 instead. For a MPU-401 device without an interrupt, a polling timer
3090 will be used instead.
3091
3092 MIDI Interrupt Handler
3093 ----------------------
3094
3095 When the interrupt is allocated in
3096 :c:func:`snd_mpu401_uart_new()`, an exclusive ISA interrupt
3097 handler is automatically used, hence you don't have anything else to do
3098 than creating the mpu401 stuff. Otherwise, you have to set
3099 ``MPU401_INFO_IRQ_HOOK``, and call
3100 :c:func:`snd_mpu401_uart_interrupt()` explicitly from your own
3101 interrupt handler when it has determined that a UART interrupt has
3102 occurred.
3103
3104 In this case, you need to pass the private_data of the returned rawmidi
3105 object from :c:func:`snd_mpu401_uart_new()` as the second
3106 argument of :c:func:`snd_mpu401_uart_interrupt()`.
3107
3108 ::
3109
3110   snd_mpu401_uart_interrupt(irq, rmidi->private_data, regs);
3111
3112
3113 RawMIDI Interface
3114 =================
3115
3116 Overview
3117 --------
3118
3119 The raw MIDI interface is used for hardware MIDI ports that can be
3120 accessed as a byte stream. It is not used for synthesizer chips that do
3121 not directly understand MIDI.
3122
3123 ALSA handles file and buffer management. All you have to do is to write
3124 some code to move data between the buffer and the hardware.
3125
3126 The rawmidi API is defined in ``<sound/rawmidi.h>``.
3127
3128 RawMIDI Constructor
3129 -------------------
3130
3131 To create a rawmidi device, call the :c:func:`snd_rawmidi_new()`
3132 function:
3133
3134 ::
3135
3136   struct snd_rawmidi *rmidi;
3137   err = snd_rawmidi_new(chip->card, "MyMIDI", 0, outs, ins, &rmidi);
3138   if (err < 0)
3139           return err;
3140   rmidi->private_data = chip;
3141   strcpy(rmidi->name, "My MIDI");
3142   rmidi->info_flags = SNDRV_RAWMIDI_INFO_OUTPUT |
3143                       SNDRV_RAWMIDI_INFO_INPUT |
3144                       SNDRV_RAWMIDI_INFO_DUPLEX;
3145
3146 The first argument is the card pointer, the second argument is the ID
3147 string.
3148
3149 The third argument is the index of this component. You can create up to
3150 8 rawmidi devices.
3151
3152 The fourth and fifth arguments are the number of output and input
3153 substreams, respectively, of this device (a substream is the equivalent
3154 of a MIDI port).
3155
3156 Set the ``info_flags`` field to specify the capabilities of the
3157 device. Set ``SNDRV_RAWMIDI_INFO_OUTPUT`` if there is at least one
3158 output port, ``SNDRV_RAWMIDI_INFO_INPUT`` if there is at least one
3159 input port, and ``SNDRV_RAWMIDI_INFO_DUPLEX`` if the device can handle
3160 output and input at the same time.
3161
3162 After the rawmidi device is created, you need to set the operators
3163 (callbacks) for each substream. There are helper functions to set the
3164 operators for all the substreams of a device:
3165
3166 ::
3167
3168   snd_rawmidi_set_ops(rmidi, SNDRV_RAWMIDI_STREAM_OUTPUT, &snd_mymidi_output_ops);
3169   snd_rawmidi_set_ops(rmidi, SNDRV_RAWMIDI_STREAM_INPUT, &snd_mymidi_input_ops);
3170
3171 The operators are usually defined like this:
3172
3173 ::
3174
3175   static struct snd_rawmidi_ops snd_mymidi_output_ops = {
3176           .open =    snd_mymidi_output_open,
3177           .close =   snd_mymidi_output_close,
3178           .trigger = snd_mymidi_output_trigger,
3179   };
3180
3181 These callbacks are explained in the `RawMIDI Callbacks`_ section.
3182
3183 If there are more than one substream, you should give a unique name to
3184 each of them:
3185
3186 ::
3187
3188   struct snd_rawmidi_substream *substream;
3189   list_for_each_entry(substream,
3190                       &rmidi->streams[SNDRV_RAWMIDI_STREAM_OUTPUT].substreams,
3191                       list {
3192           sprintf(substream->name, "My MIDI Port %d", substream->number + 1);
3193   }
3194   /* same for SNDRV_RAWMIDI_STREAM_INPUT */
3195
3196 RawMIDI Callbacks
3197 -----------------
3198
3199 In all the callbacks, the private data that you've set for the rawmidi
3200 device can be accessed as ``substream->rmidi->private_data``.
3201
3202 If there is more than one port, your callbacks can determine the port
3203 index from the struct snd_rawmidi_substream data passed to each
3204 callback:
3205
3206 ::
3207
3208   struct snd_rawmidi_substream *substream;
3209   int index = substream->number;
3210
3211 RawMIDI open callback
3212 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3213
3214 ::
3215
3216       static int snd_xxx_open(struct snd_rawmidi_substream *substream);
3217
3218
3219 This is called when a substream is opened. You can initialize the
3220 hardware here, but you shouldn't start transmitting/receiving data yet.
3221
3222 RawMIDI close callback
3223 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3224
3225 ::
3226
3227       static int snd_xxx_close(struct snd_rawmidi_substream *substream);
3228
3229 Guess what.
3230
3231 The ``open`` and ``close`` callbacks of a rawmidi device are
3232 serialized with a mutex, and can sleep.
3233
3234 Rawmidi trigger callback for output substreams
3235 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3236
3237 ::
3238
3239       static void snd_xxx_output_trigger(struct snd_rawmidi_substream *substream, int up);
3240
3241
3242 This is called with a nonzero ``up`` parameter when there is some data
3243 in the substream buffer that must be transmitted.
3244
3245 To read data from the buffer, call
3246 :c:func:`snd_rawmidi_transmit_peek()`. It will return the number
3247 of bytes that have been read; this will be less than the number of bytes
3248 requested when there are no more data in the buffer. After the data have
3249 been transmitted successfully, call
3250 :c:func:`snd_rawmidi_transmit_ack()` to remove the data from the
3251 substream buffer:
3252
3253 ::
3254
3255   unsigned char data;
3256   while (snd_rawmidi_transmit_peek(substream, &data, 1) == 1) {
3257           if (snd_mychip_try_to_transmit(data))
3258                   snd_rawmidi_transmit_ack(substream, 1);
3259           else
3260                   break; /* hardware FIFO full */
3261   }
3262
3263 If you know beforehand that the hardware will accept data, you can use
3264 the :c:func:`snd_rawmidi_transmit()` function which reads some
3265 data and removes them from the buffer at once:
3266
3267 ::
3268
3269   while (snd_mychip_transmit_possible()) {
3270           unsigned char data;
3271           if (snd_rawmidi_transmit(substream, &data, 1) != 1)
3272                   break; /* no more data */
3273           snd_mychip_transmit(data);
3274   }
3275
3276 If you know beforehand how many bytes you can accept, you can use a
3277 buffer size greater than one with the
3278 :c:func:`snd_rawmidi_transmit\*()` functions.
3279
3280 The ``trigger`` callback must not sleep. If the hardware FIFO is full
3281 before the substream buffer has been emptied, you have to continue
3282 transmitting data later, either in an interrupt handler, or with a
3283 timer if the hardware doesn't have a MIDI transmit interrupt.
3284
3285 The ``trigger`` callback is called with a zero ``up`` parameter when
3286 the transmission of data should be aborted.
3287
3288 RawMIDI trigger callback for input substreams
3289 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3290
3291 ::
3292
3293       static void snd_xxx_input_trigger(struct snd_rawmidi_substream *substream, int up);
3294
3295
3296 This is called with a nonzero ``up`` parameter to enable receiving data,
3297 or with a zero ``up`` parameter do disable receiving data.
3298
3299 The ``trigger`` callback must not sleep; the actual reading of data
3300 from the device is usually done in an interrupt handler.
3301
3302 When data reception is enabled, your interrupt handler should call
3303 :c:func:`snd_rawmidi_receive()` for all received data:
3304
3305 ::
3306
3307   void snd_mychip_midi_interrupt(...)
3308   {
3309           while (mychip_midi_available()) {
3310                   unsigned char data;
3311                   data = mychip_midi_read();
3312                   snd_rawmidi_receive(substream, &data, 1);
3313           }
3314   }
3315
3316
3317 drain callback
3318 ~~~~~~~~~~~~~~
3319
3320 ::
3321
3322       static void snd_xxx_drain(struct snd_rawmidi_substream *substream);
3323
3324
3325 This is only used with output substreams. This function should wait
3326 until all data read from the substream buffer have been transmitted.
3327 This ensures that the device can be closed and the driver unloaded
3328 without losing data.
3329
3330 This callback is optional. If you do not set ``drain`` in the struct
3331 snd_rawmidi_ops structure, ALSA will simply wait for 50 milliseconds
3332 instead.
3333
3334 Miscellaneous Devices
3335 =====================
3336
3337 FM OPL3
3338 -------
3339
3340 The FM OPL3 is still used in many chips (mainly for backward
3341 compatibility). ALSA has a nice OPL3 FM control layer, too. The OPL3 API
3342 is defined in ``<sound/opl3.h>``.
3343
3344 FM registers can be directly accessed through the direct-FM API, defined
3345 in ``<sound/asound_fm.h>``. In ALSA native mode, FM registers are
3346 accessed through the Hardware-Dependent Device direct-FM extension API,
3347 whereas in OSS compatible mode, FM registers can be accessed with the
3348 OSS direct-FM compatible API in ``/dev/dmfmX`` device.
3349
3350 To create the OPL3 component, you have two functions to call. The first
3351 one is a constructor for the ``opl3_t`` instance.
3352
3353 ::
3354
3355   struct snd_opl3 *opl3;
3356   snd_opl3_create(card, lport, rport, OPL3_HW_OPL3_XXX,
3357                   integrated, &opl3);
3358
3359 The first argument is the card pointer, the second one is the left port
3360 address, and the third is the right port address. In most cases, the
3361 right port is placed at the left port + 2.
3362
3363 The fourth argument is the hardware type.
3364
3365 When the left and right ports have been already allocated by the card
3366 driver, pass non-zero to the fifth argument (``integrated``). Otherwise,
3367 the opl3 module will allocate the specified ports by itself.
3368
3369 When the accessing the hardware requires special method instead of the
3370 standard I/O access, you can create opl3 instance separately with
3371 :c:func:`snd_opl3_new()`.
3372
3373 ::
3374
3375   struct snd_opl3 *opl3;
3376   snd_opl3_new(card, OPL3_HW_OPL3_XXX, &opl3);
3377
3378 Then set ``command``, ``private_data`` and ``private_free`` for the
3379 private access function, the private data and the destructor. The
3380 ``l_port`` and ``r_port`` are not necessarily set. Only the command
3381 must be set properly. You can retrieve the data from the
3382 ``opl3->private_data`` field. 
3383
3384 After creating the opl3 instance via :c:func:`snd_opl3_new()`,
3385 call :c:func:`snd_opl3_init()` to initialize the chip to the
3386 proper state. Note that :c:func:`snd_opl3_create()` always calls
3387 it internally.
3388
3389 If the opl3 instance is created successfully, then create a hwdep device
3390 for this opl3.
3391
3392 ::
3393
3394   struct snd_hwdep *opl3hwdep;
3395   snd_opl3_hwdep_new(opl3, 0, 1, &opl3hwdep);
3396
3397 The first argument is the ``opl3_t`` instance you created, and the
3398 second is the index number, usually 0.
3399
3400 The third argument is the index-offset for the sequencer client assigned
3401 to the OPL3 port. When there is an MPU401-UART, give 1 for here (UART
3402 always takes 0).
3403
3404 Hardware-Dependent Devices
3405 --------------------------
3406
3407 Some chips need user-space access for special controls or for loading
3408 the micro code. In such a case, you can create a hwdep
3409 (hardware-dependent) device. The hwdep API is defined in
3410 ``<sound/hwdep.h>``. You can find examples in opl3 driver or
3411 ``isa/sb/sb16_csp.c``.
3412
3413 The creation of the ``hwdep`` instance is done via
3414 :c:func:`snd_hwdep_new()`.
3415
3416 ::
3417
3418   struct snd_hwdep *hw;
3419   snd_hwdep_new(card, "My HWDEP", 0, &hw);
3420
3421 where the third argument is the index number.
3422
3423 You can then pass any pointer value to the ``private_data``. If you
3424 assign a private data, you should define the destructor, too. The
3425 destructor function is set in the ``private_free`` field.
3426
3427 ::
3428
3429   struct mydata *p = kmalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL);
3430   hw->private_data = p;
3431   hw->private_free = mydata_free;
3432
3433 and the implementation of the destructor would be:
3434
3435 ::
3436
3437   static void mydata_free(struct snd_hwdep *hw)
3438   {
3439           struct mydata *p = hw->private_data;
3440           kfree(p);
3441   }
3442
3443 The arbitrary file operations can be defined for this instance. The file
3444 operators are defined in the ``ops`` table. For example, assume that
3445 this chip needs an ioctl.
3446
3447 ::
3448
3449   hw->ops.open = mydata_open;
3450   hw->ops.ioctl = mydata_ioctl;
3451   hw->ops.release = mydata_release;
3452
3453 And implement the callback functions as you like.
3454
3455 IEC958 (S/PDIF)
3456 ---------------
3457
3458 Usually the controls for IEC958 devices are implemented via the control
3459 interface. There is a macro to compose a name string for IEC958
3460 controls, :c:func:`SNDRV_CTL_NAME_IEC958()` defined in
3461 ``<include/asound.h>``.
3462
3463 There are some standard controls for IEC958 status bits. These controls
3464 use the type ``SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_IEC958``, and the size of element is
3465 fixed as 4 bytes array (value.iec958.status[x]). For the ``info``
3466 callback, you don't specify the value field for this type (the count
3467 field must be set, though).
3468
3469 “IEC958 Playback Con Mask” is used to return the bit-mask for the IEC958
3470 status bits of consumer mode. Similarly, “IEC958 Playback Pro Mask”
3471 returns the bitmask for professional mode. They are read-only controls,
3472 and are defined as MIXER controls (iface =
3473 ``SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER``).
3474
3475 Meanwhile, “IEC958 Playback Default” control is defined for getting and
3476 setting the current default IEC958 bits. Note that this one is usually
3477 defined as a PCM control (iface = ``SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_PCM``),
3478 although in some places it's defined as a MIXER control.
3479
3480 In addition, you can define the control switches to enable/disable or to
3481 set the raw bit mode. The implementation will depend on the chip, but
3482 the control should be named as “IEC958 xxx”, preferably using the
3483 :c:func:`SNDRV_CTL_NAME_IEC958()` macro.
3484
3485 You can find several cases, for example, ``pci/emu10k1``,
3486 ``pci/ice1712``, or ``pci/cmipci.c``.
3487
3488 Buffer and Memory Management
3489 ============================
3490
3491 Buffer Types
3492 ------------
3493
3494 ALSA provides several different buffer allocation functions depending on
3495 the bus and the architecture. All these have a consistent API. The
3496 allocation of physically-contiguous pages is done via
3497 :c:func:`snd_malloc_xxx_pages()` function, where xxx is the bus
3498 type.
3499
3500 The allocation of pages with fallback is
3501 :c:func:`snd_malloc_xxx_pages_fallback()`. This function tries
3502 to allocate the specified pages but if the pages are not available, it
3503 tries to reduce the page sizes until enough space is found.
3504
3505 The release the pages, call :c:func:`snd_free_xxx_pages()`
3506 function.
3507
3508 Usually, ALSA drivers try to allocate and reserve a large contiguous
3509 physical space at the time the module is loaded for the later use. This
3510 is called “pre-allocation”. As already written, you can call the
3511 following function at pcm instance construction time (in the case of PCI
3512 bus).
3513
3514 ::
3515
3516   snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
3517                                         &pci->dev, size, max);
3518
3519 where ``size`` is the byte size to be pre-allocated and the ``max`` is
3520 the maximum size to be changed via the ``prealloc`` proc file. The
3521 allocator will try to get an area as large as possible within the
3522 given size.
3523
3524 The second argument (type) and the third argument (device pointer) are
3525 dependent on the bus. For normal devices, pass the device pointer
3526 (typically identical as ``card->dev``) to the third argument with
3527 ``SNDRV_DMA_TYPE_DEV`` type. For the continuous buffer unrelated to the
3528 bus can be pre-allocated with ``SNDRV_DMA_TYPE_CONTINUOUS`` type.
3529 You can pass NULL to the device pointer in that case, which is the
3530 default mode implying to allocate with ``GFP_KRENEL`` flag.
3531 If you need a different GFP flag, you can pass it by encoding the flag
3532 into the device pointer via a special macro
3533 :c:func:`snd_dma_continuous_data()`.
3534 For the scatter-gather buffers, use ``SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG`` with the
3535 device pointer (see the `Non-Contiguous Buffers`_ section).
3536
3537 Once the buffer is pre-allocated, you can use the allocator in the
3538 ``hw_params`` callback:
3539
3540 ::
3541
3542   snd_pcm_lib_malloc_pages(substream, size);
3543
3544 Note that you have to pre-allocate to use this function.
3545
3546 External Hardware Buffers
3547 -------------------------
3548
3549 Some chips have their own hardware buffers and the DMA transfer from the
3550 host memory is not available. In such a case, you need to either 1)
3551 copy/set the audio data directly to the external hardware buffer, or 2)
3552 make an intermediate buffer and copy/set the data from it to the
3553 external hardware buffer in interrupts (or in tasklets, preferably).
3554
3555 The first case works fine if the external hardware buffer is large
3556 enough. This method doesn't need any extra buffers and thus is more
3557 effective. You need to define the ``copy_user`` and ``copy_kernel``
3558 callbacks for the data transfer, in addition to ``fill_silence``
3559 callback for playback. However, there is a drawback: it cannot be
3560 mmapped. The examples are GUS's GF1 PCM or emu8000's wavetable PCM.
3561
3562 The second case allows for mmap on the buffer, although you have to
3563 handle an interrupt or a tasklet to transfer the data from the
3564 intermediate buffer to the hardware buffer. You can find an example in
3565 the vxpocket driver.
3566
3567 Another case is when the chip uses a PCI memory-map region for the
3568 buffer instead of the host memory. In this case, mmap is available only
3569 on certain architectures like the Intel one. In non-mmap mode, the data
3570 cannot be transferred as in the normal way. Thus you need to define the
3571 ``copy_user``, ``copy_kernel`` and ``fill_silence`` callbacks as well,
3572 as in the cases above. The examples are found in ``rme32.c`` and
3573 ``rme96.c``.
3574
3575 The implementation of the ``copy_user``, ``copy_kernel`` and
3576 ``silence`` callbacks depends upon whether the hardware supports
3577 interleaved or non-interleaved samples. The ``copy_user`` callback is
3578 defined like below, a bit differently depending whether the direction
3579 is playback or capture:
3580
3581 ::
3582
3583   static int playback_copy_user(struct snd_pcm_substream *substream,
3584                int channel, unsigned long pos,
3585                void __user *src, unsigned long count);
3586   static int capture_copy_user(struct snd_pcm_substream *substream,
3587                int channel, unsigned long pos,
3588                void __user *dst, unsigned long count);
3589
3590 In the case of interleaved samples, the second argument (``channel``) is
3591 not used. The third argument (``pos``) points the current position
3592 offset in bytes.
3593
3594 The meaning of the fourth argument is different between playback and
3595 capture. For playback, it holds the source data pointer, and for
3596 capture, it's the destination data pointer.
3597
3598 The last argument is the number of bytes to be copied.
3599
3600 What you have to do in this callback is again different between playback
3601 and capture directions. In the playback case, you copy the given amount
3602 of data (``count``) at the specified pointer (``src``) to the specified
3603 offset (``pos``) on the hardware buffer. When coded like memcpy-like
3604 way, the copy would be like:
3605
3606 ::
3607
3608   my_memcpy_from_user(my_buffer + pos, src, count);
3609
3610 For the capture direction, you copy the given amount of data (``count``)
3611 at the specified offset (``pos``) on the hardware buffer to the
3612 specified pointer (``dst``).
3613
3614 ::
3615
3616   my_memcpy_to_user(dst, my_buffer + pos, count);
3617
3618 Here the functions are named as ``from_user`` and ``to_user`` because
3619 it's the user-space buffer that is passed to these callbacks.  That
3620 is, the callback is supposed to copy from/to the user-space data
3621 directly to/from the hardware buffer.
3622
3623 Careful readers might notice that these callbacks receive the
3624 arguments in bytes, not in frames like other callbacks.  It's because
3625 it would make coding easier like the examples above, and also it makes
3626 easier to unify both the interleaved and non-interleaved cases, as
3627 explained in the following.
3628
3629 In the case of non-interleaved samples, the implementation will be a bit
3630 more complicated.  The callback is called for each channel, passed by
3631 the second argument, so totally it's called for N-channels times per
3632 transfer.
3633
3634 The meaning of other arguments are almost same as the interleaved
3635 case.  The callback is supposed to copy the data from/to the given
3636 user-space buffer, but only for the given channel.  For the detailed
3637 implementations, please check ``isa/gus/gus_pcm.c`` or
3638 "pci/rme9652/rme9652.c" as examples.
3639
3640 The above callbacks are the copy from/to the user-space buffer.  There
3641 are some cases where we want copy from/to the kernel-space buffer
3642 instead.  In such a case, ``copy_kernel`` callback is called.  It'd
3643 look like:
3644
3645 ::
3646
3647   static int playback_copy_kernel(struct snd_pcm_substream *substream,
3648                int channel, unsigned long pos,
3649                void *src, unsigned long count);
3650   static int capture_copy_kernel(struct snd_pcm_substream *substream,
3651                int channel, unsigned long pos,
3652                void *dst, unsigned long count);
3653
3654 As found easily, the only difference is that the buffer pointer is
3655 without ``__user`` prefix; that is, a kernel-buffer pointer is passed
3656 in the fourth argument.  Correspondingly, the implementation would be
3657 a version without the user-copy, such as:
3658
3659 ::
3660
3661   my_memcpy(my_buffer + pos, src, count);
3662
3663 Usually for the playback, another callback ``fill_silence`` is
3664 defined.  It's implemented in a similar way as the copy callbacks
3665 above:
3666
3667 ::
3668
3669   static int silence(struct snd_pcm_substream *substream, int channel,
3670                      unsigned long pos, unsigned long count);
3671
3672 The meanings of arguments are the same as in the ``copy_user`` and
3673 ``copy_kernel`` callbacks, although there is no buffer pointer
3674 argument. In the case of interleaved samples, the channel argument has
3675 no meaning, as well as on ``copy_*`` callbacks.
3676
3677 The role of ``fill_silence`` callback is to set the given amount
3678 (``count``) of silence data at the specified offset (``pos``) on the
3679 hardware buffer. Suppose that the data format is signed (that is, the
3680 silent-data is 0), and the implementation using a memset-like function
3681 would be like: 
3682
3683 ::
3684
3685   my_memset(my_buffer + pos, 0, count);
3686
3687 In the case of non-interleaved samples, again, the implementation
3688 becomes a bit more complicated, as it's called N-times per transfer
3689 for each channel. See, for example, ``isa/gus/gus_pcm.c``.
3690
3691 Non-Contiguous Buffers
3692 ----------------------
3693
3694 If your hardware supports the page table as in emu10k1 or the buffer
3695 descriptors as in via82xx, you can use the scatter-gather (SG) DMA. ALSA
3696 provides an interface for handling SG-buffers. The API is provided in
3697 ``<sound/pcm.h>``.
3698
3699 For creating the SG-buffer handler, call
3700 :c:func:`snd_pcm_lib_preallocate_pages()` or
3701 :c:func:`snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all()` with
3702 ``SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG`` in the PCM constructor like other PCI
3703 pre-allocator. You need to pass ``&pci->dev``, where pci is
3704 the :c:type:`struct pci_dev <pci_dev>` pointer of the chip as
3705 well.
3706
3707 ::
3708
3709   snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG,
3710                                         &pci->dev, size, max);
3711
3712 The ``struct snd_sg_buf`` instance is created as
3713 ``substream->dma_private`` in turn. You can cast the pointer like:
3714
3715 ::
3716
3717   struct snd_sg_buf *sgbuf = (struct snd_sg_buf *)substream->dma_private;
3718
3719 Then call :c:func:`snd_pcm_lib_malloc_pages()` in the ``hw_params``
3720 callback as well as in the case of normal PCI buffer. The SG-buffer
3721 handler will allocate the non-contiguous kernel pages of the given size
3722 and map them onto the virtually contiguous memory. The virtual pointer
3723 is addressed in runtime->dma_area. The physical address
3724 (``runtime->dma_addr``) is set to zero, because the buffer is
3725 physically non-contiguous. The physical address table is set up in
3726 ``sgbuf->table``. You can get the physical address at a certain offset
3727 via :c:func:`snd_pcm_sgbuf_get_addr()`.
3728
3729 To release the data, call :c:func:`snd_pcm_lib_free_pages()` in
3730 the ``hw_free`` callback as usual.
3731
3732 Vmalloc'ed Buffers
3733 ------------------
3734
3735 It's possible to use a buffer allocated via :c:func:`vmalloc()`, for
3736 example, for an intermediate buffer. In the recent version of kernel,
3737 you can simply allocate it via standard
3738 :c:func:`snd_pcm_lib_malloc_pages()` and co after setting up the
3739 buffer preallocation with ``SNDRV_DMA_TYPE_VMALLOC`` type.
3740
3741 ::
3742
3743   snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_VMALLOC,
3744                                         NULL, 0, 0);
3745
3746 The NULL is passed to the device pointer argument, which indicates
3747 that the default pages (GFP_KERNEL and GFP_HIGHMEM) will be
3748 allocated.
3749
3750 Also, note that zero is passed to both the size and the max size
3751 arguments here.  Since each vmalloc call should succeed at any time,
3752 we don't need to pre-allocate the buffers like other continuous
3753 pages.
3754
3755 If you need the 32bit DMA allocation, pass the device pointer encoded
3756 by :c:func:`snd_dma_continuous_data()` with ``GFP_KERNEL|__GFP_DMA32``
3757 argument.
3758
3759 ::
3760
3761   snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_VMALLOC,
3762           snd_dma_continuous_data(GFP_KERNEL | __GFP_DMA32), 0, 0);
3763
3764 Proc Interface
3765 ==============
3766
3767 ALSA provides an easy interface for procfs. The proc files are very
3768 useful for debugging. I recommend you set up proc files if you write a
3769 driver and want to get a running status or register dumps. The API is
3770 found in ``<sound/info.h>``.
3771
3772 To create a proc file, call :c:func:`snd_card_proc_new()`.
3773
3774 ::
3775
3776   struct snd_info_entry *entry;
3777   int err = snd_card_proc_new(card, "my-file", &entry);
3778
3779 where the second argument specifies the name of the proc file to be
3780 created. The above example will create a file ``my-file`` under the
3781 card directory, e.g. ``/proc/asound/card0/my-file``.
3782
3783 Like other components, the proc entry created via
3784 :c:func:`snd_card_proc_new()` will be registered and released
3785 automatically in the card registration and release functions.
3786
3787 When the creation is successful, the function stores a new instance in
3788 the pointer given in the third argument. It is initialized as a text
3789 proc file for read only. To use this proc file as a read-only text file
3790 as it is, set the read callback with a private data via
3791 :c:func:`snd_info_set_text_ops()`.
3792
3793 ::
3794
3795   snd_info_set_text_ops(entry, chip, my_proc_read);
3796
3797 where the second argument (``chip``) is the private data to be used in
3798 the callbacks. The third parameter specifies the read buffer size and
3799 the fourth (``my_proc_read``) is the callback function, which is
3800 defined like
3801
3802 ::
3803
3804   static void my_proc_read(struct snd_info_entry *entry,
3805                            struct snd_info_buffer *buffer);
3806
3807 In the read callback, use :c:func:`snd_iprintf()` for output
3808 strings, which works just like normal :c:func:`printf()`. For
3809 example,
3810
3811 ::
3812
3813   static void my_proc_read(struct snd_info_entry *entry,
3814                            struct snd_info_buffer *buffer)
3815   {
3816           struct my_chip *chip = entry->private_data;
3817
3818           snd_iprintf(buffer, "This is my chip!\n");
3819           snd_iprintf(buffer, "Port = %ld\n", chip->port);
3820   }
3821
3822 The file permissions can be changed afterwards. As default, it's set as
3823 read only for all users. If you want to add write permission for the
3824 user (root as default), do as follows:
3825
3826 ::
3827
3828  entry->mode = S_IFREG | S_IRUGO | S_IWUSR;
3829
3830 and set the write buffer size and the callback
3831
3832 ::
3833
3834   entry->c.text.write = my_proc_write;
3835
3836 For the write callback, you can use :c:func:`snd_info_get_line()`
3837 to get a text line, and :c:func:`snd_info_get_str()` to retrieve
3838 a string from the line. Some examples are found in
3839 ``core/oss/mixer_oss.c``, core/oss/and ``pcm_oss.c``.
3840
3841 For a raw-data proc-file, set the attributes as follows:
3842
3843 ::
3844
3845   static struct snd_info_entry_ops my_file_io_ops = {
3846           .read = my_file_io_read,
3847   };
3848
3849   entry->content = SNDRV_INFO_CONTENT_DATA;
3850   entry->private_data = chip;
3851   entry->c.ops = &my_file_io_ops;
3852   entry->size = 4096;
3853   entry->mode = S_IFREG | S_IRUGO;
3854
3855 For the raw data, ``size`` field must be set properly. This specifies
3856 the maximum size of the proc file access.
3857
3858 The read/write callbacks of raw mode are more direct than the text mode.
3859 You need to use a low-level I/O functions such as
3860 :c:func:`copy_from/to_user()` to transfer the data.
3861
3862 ::
3863
3864   static ssize_t my_file_io_read(struct snd_info_entry *entry,
3865                               void *file_private_data,
3866                               struct file *file,
3867                               char *buf,
3868                               size_t count,
3869                               loff_t pos)
3870   {
3871           if (copy_to_user(buf, local_data + pos, count))
3872                   return -EFAULT;
3873           return count;
3874   }
3875
3876 If the size of the info entry has been set up properly, ``count`` and
3877 ``pos`` are guaranteed to fit within 0 and the given size. You don't
3878 have to check the range in the callbacks unless any other condition is
3879 required.
3880
3881 Power Management
3882 ================
3883
3884 If the chip is supposed to work with suspend/resume functions, you need
3885 to add power-management code to the driver. The additional code for
3886 power-management should be ifdef-ed with ``CONFIG_PM``, or annotated
3887 with __maybe_unused attribute; otherwise the compiler will complain
3888 you.
3889
3890 If the driver *fully* supports suspend/resume that is, the device can be
3891 properly resumed to its state when suspend was called, you can set the
3892 ``SNDRV_PCM_INFO_RESUME`` flag in the pcm info field. Usually, this is
3893 possible when the registers of the chip can be safely saved and restored
3894 to RAM. If this is set, the trigger callback is called with
3895 ``SNDRV_PCM_TRIGGER_RESUME`` after the resume callback completes.
3896
3897 Even if the driver doesn't support PM fully but partial suspend/resume
3898 is still possible, it's still worthy to implement suspend/resume
3899 callbacks. In such a case, applications would reset the status by
3900 calling :c:func:`snd_pcm_prepare()` and restart the stream
3901 appropriately. Hence, you can define suspend/resume callbacks below but
3902 don't set ``SNDRV_PCM_INFO_RESUME`` info flag to the PCM.
3903
3904 Note that the trigger with SUSPEND can always be called when
3905 :c:func:`snd_pcm_suspend_all()` is called, regardless of the
3906 ``SNDRV_PCM_INFO_RESUME`` flag. The ``RESUME`` flag affects only the
3907 behavior of :c:func:`snd_pcm_resume()`. (Thus, in theory,
3908 ``SNDRV_PCM_TRIGGER_RESUME`` isn't needed to be handled in the trigger
3909 callback when no ``SNDRV_PCM_INFO_RESUME`` flag is set. But, it's better
3910 to keep it for compatibility reasons.)
3911
3912 In the earlier version of ALSA drivers, a common power-management layer
3913 was provided, but it has been removed. The driver needs to define the
3914 suspend/resume hooks according to the bus the device is connected to. In
3915 the case of PCI drivers, the callbacks look like below:
3916
3917 ::
3918
3919   static int __maybe_unused snd_my_suspend(struct device *dev)
3920   {
3921           .... /* do things for suspend */
3922           return 0;
3923   }
3924   static int __maybe_unused snd_my_resume(struct device *dev)
3925   {
3926           .... /* do things for suspend */
3927           return 0;
3928   }
3929
3930 The scheme of the real suspend job is as follows.
3931
3932 1. Retrieve the card and the chip data.
3933
3934 2. Call :c:func:`snd_power_change_state()` with
3935    ``SNDRV_CTL_POWER_D3hot`` to change the power status.
3936
3937 3. If AC97 codecs are used, call :c:func:`snd_ac97_suspend()` for
3938    each codec.
3939
3940 4. Save the register values if necessary.
3941
3942 5. Stop the hardware if necessary.
3943
3944 A typical code would be like:
3945
3946 ::
3947
3948   static int __maybe_unused mychip_suspend(struct device *dev)
3949   {
3950           /* (1) */
3951           struct snd_card *card = dev_get_drvdata(dev);
3952           struct mychip *chip = card->private_data;
3953           /* (2) */
3954           snd_power_change_state(card, SNDRV_CTL_POWER_D3hot);
3955           /* (3) */
3956           snd_ac97_suspend(chip->ac97);
3957           /* (4) */
3958           snd_mychip_save_registers(chip);
3959           /* (5) */
3960           snd_mychip_stop_hardware(chip);
3961           return 0;
3962   }
3963
3964
3965 The scheme of the real resume job is as follows.
3966
3967 1. Retrieve the card and the chip data.
3968
3969 2. Re-initialize the chip.
3970
3971 3. Restore the saved registers if necessary.
3972
3973 4. Resume the mixer, e.g. calling :c:func:`snd_ac97_resume()`.
3974
3975 5. Restart the hardware (if any).
3976
3977 6. Call :c:func:`snd_power_change_state()` with
3978    ``SNDRV_CTL_POWER_D0`` to notify the processes.
3979
3980 A typical code would be like:
3981
3982 ::
3983
3984   static int __maybe_unused mychip_resume(struct pci_dev *pci)
3985   {
3986           /* (1) */
3987           struct snd_card *card = dev_get_drvdata(dev);
3988           struct mychip *chip = card->private_data;
3989           /* (2) */
3990           snd_mychip_reinit_chip(chip);
3991           /* (3) */
3992           snd_mychip_restore_registers(chip);
3993           /* (4) */
3994           snd_ac97_resume(chip->ac97);
3995           /* (5) */
3996           snd_mychip_restart_chip(chip);
3997           /* (6) */
3998           snd_power_change_state(card, SNDRV_CTL_POWER_D0);
3999           return 0;
4000   }
4001
4002 Note that, at the time this callback gets called, the PCM stream has
4003 been already suspended via its own PM ops calling
4004 :c:func:`snd_pcm_suspend_all()` internally.
4005
4006 OK, we have all callbacks now. Let's set them up. In the initialization
4007 of the card, make sure that you can get the chip data from the card
4008 instance, typically via ``private_data`` field, in case you created the
4009 chip data individually.
4010
4011 ::
4012
4013   static int snd_mychip_probe(struct pci_dev *pci,
4014                               const struct pci_device_id *pci_id)
4015   {
4016           ....
4017           struct snd_card *card;
4018           struct mychip *chip;
4019           int err;
4020           ....
4021           err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
4022                              0, &card);
4023           ....
4024           chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
4025           ....
4026           card->private_data = chip;
4027           ....
4028   }
4029
4030 When you created the chip data with :c:func:`snd_card_new()`, it's
4031 anyway accessible via ``private_data`` field.
4032
4033 ::
4034
4035   static int snd_mychip_probe(struct pci_dev *pci,
4036                               const struct pci_device_id *pci_id)
4037   {
4038           ....
4039           struct snd_card *card;
4040           struct mychip *chip;
4041           int err;
4042           ....
4043           err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
4044                              sizeof(struct mychip), &card);
4045           ....
4046           chip = card->private_data;
4047           ....
4048   }
4049
4050 If you need a space to save the registers, allocate the buffer for it
4051 here, too, since it would be fatal if you cannot allocate a memory in
4052 the suspend phase. The allocated buffer should be released in the
4053 corresponding destructor.
4054
4055 And next, set suspend/resume callbacks to the pci_driver.
4056
4057 ::
4058
4059   static SIMPLE_DEV_PM_OPS(snd_my_pm_ops, mychip_suspend, mychip_resume);
4060
4061   static struct pci_driver driver = {
4062           .name = KBUILD_MODNAME,
4063           .id_table = snd_my_ids,
4064           .probe = snd_my_probe,
4065           .remove = snd_my_remove,
4066           .driver.pm = &snd_my_pm_ops,
4067   };
4068
4069 Module Parameters
4070 =================
4071
4072 There are standard module options for ALSA. At least, each module should
4073 have the ``index``, ``id`` and ``enable`` options.
4074
4075 If the module supports multiple cards (usually up to 8 = ``SNDRV_CARDS``
4076 cards), they should be arrays. The default initial values are defined
4077 already as constants for easier programming:
4078
4079 ::
4080
4081   static int index[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_IDX;
4082   static char *id[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_STR;
4083   static int enable[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_ENABLE_PNP;
4084
4085 If the module supports only a single card, they could be single
4086 variables, instead. ``enable`` option is not always necessary in this
4087 case, but it would be better to have a dummy option for compatibility.
4088
4089 The module parameters must be declared with the standard
4090 ``module_param()``, ``module_param_array()`` and
4091 :c:func:`MODULE_PARM_DESC()` macros.
4092
4093 The typical coding would be like below:
4094
4095 ::
4096
4097   #define CARD_NAME "My Chip"
4098
4099   module_param_array(index, int, NULL, 0444);
4100   MODULE_PARM_DESC(index, "Index value for " CARD_NAME " soundcard.");
4101   module_param_array(id, charp, NULL, 0444);
4102   MODULE_PARM_DESC(id, "ID string for " CARD_NAME " soundcard.");
4103   module_param_array(enable, bool, NULL, 0444);
4104   MODULE_PARM_DESC(enable, "Enable " CARD_NAME " soundcard.");
4105
4106 Also, don't forget to define the module description and the license.
4107 Especially, the recent modprobe requires to define the
4108 module license as GPL, etc., otherwise the system is shown as “tainted”.
4109
4110 ::
4111
4112   MODULE_DESCRIPTION("Sound driver for My Chip");
4113   MODULE_LICENSE("GPL");
4114
4115
4116 How To Put Your Driver Into ALSA Tree
4117 =====================================
4118
4119 General
4120 -------
4121
4122 So far, you've learned how to write the driver codes. And you might have
4123 a question now: how to put my own driver into the ALSA driver tree? Here
4124 (finally :) the standard procedure is described briefly.
4125
4126 Suppose that you create a new PCI driver for the card “xyz”. The card
4127 module name would be snd-xyz. The new driver is usually put into the
4128 alsa-driver tree, ``sound/pci`` directory in the case of PCI
4129 cards.
4130
4131 In the following sections, the driver code is supposed to be put into
4132 Linux kernel tree. The two cases are covered: a driver consisting of a
4133 single source file and one consisting of several source files.
4134
4135 Driver with A Single Source File
4136 --------------------------------
4137
4138 1. Modify sound/pci/Makefile
4139
4140    Suppose you have a file xyz.c. Add the following two lines
4141
4142 ::
4143
4144   snd-xyz-objs := xyz.o
4145   obj-$(CONFIG_SND_XYZ) += snd-xyz.o
4146
4147 2. Create the Kconfig entry
4148
4149    Add the new entry of Kconfig for your xyz driver. config SND_XYZ
4150    tristate "Foobar XYZ" depends on SND select SND_PCM help Say Y here
4151    to include support for Foobar XYZ soundcard. To compile this driver
4152    as a module, choose M here: the module will be called snd-xyz. the
4153    line, select SND_PCM, specifies that the driver xyz supports PCM. In
4154    addition to SND_PCM, the following components are supported for
4155    select command: SND_RAWMIDI, SND_TIMER, SND_HWDEP,
4156    SND_MPU401_UART, SND_OPL3_LIB, SND_OPL4_LIB, SND_VX_LIB,
4157    SND_AC97_CODEC. Add the select command for each supported
4158    component.
4159
4160    Note that some selections imply the lowlevel selections. For example,
4161    PCM includes TIMER, MPU401_UART includes RAWMIDI, AC97_CODEC
4162    includes PCM, and OPL3_LIB includes HWDEP. You don't need to give
4163    the lowlevel selections again.
4164
4165    For the details of Kconfig script, refer to the kbuild documentation.
4166
4167 Drivers with Several Source Files
4168 ---------------------------------
4169
4170 Suppose that the driver snd-xyz have several source files. They are
4171 located in the new subdirectory, sound/pci/xyz.
4172
4173 1. Add a new directory (``sound/pci/xyz``) in ``sound/pci/Makefile``
4174    as below
4175
4176 ::
4177
4178   obj-$(CONFIG_SND) += sound/pci/xyz/
4179
4180
4181 2. Under the directory ``sound/pci/xyz``, create a Makefile
4182
4183 ::
4184
4185          snd-xyz-objs := xyz.o abc.o def.o
4186          obj-$(CONFIG_SND_XYZ) += snd-xyz.o
4187
4188 3. Create the Kconfig entry
4189
4190    This procedure is as same as in the last section.
4191
4192
4193 Useful Functions
4194 ================
4195
4196 :c:func:`snd_printk()` and friends
4197 ----------------------------------
4198
4199 .. note:: This subsection describes a few helper functions for
4200    decorating a bit more on the standard :c:func:`printk()` & co.
4201    However, in general, the use of such helpers is no longer recommended.
4202    If possible, try to stick with the standard functions like
4203    :c:func:`dev_err()` or :c:func:`pr_err()`.
4204
4205 ALSA provides a verbose version of the :c:func:`printk()` function.
4206 If a kernel config ``CONFIG_SND_VERBOSE_PRINTK`` is set, this function
4207 prints the given message together with the file name and the line of the
4208 caller. The ``KERN_XXX`` prefix is processed as well as the original
4209 :c:func:`printk()` does, so it's recommended to add this prefix,
4210 e.g. snd_printk(KERN_ERR "Oh my, sorry, it's extremely bad!\\n");
4211
4212 There are also :c:func:`printk()`'s for debugging.
4213 :c:func:`snd_printd()` can be used for general debugging purposes.
4214 If ``CONFIG_SND_DEBUG`` is set, this function is compiled, and works
4215 just like :c:func:`snd_printk()`. If the ALSA is compiled without
4216 the debugging flag, it's ignored.
4217
4218 :c:func:`snd_printdd()` is compiled in only when
4219 ``CONFIG_SND_DEBUG_VERBOSE`` is set.
4220
4221 :c:func:`snd_BUG()`
4222 -------------------
4223
4224 It shows the ``BUG?`` message and stack trace as well as
4225 :c:func:`snd_BUG_ON()` at the point. It's useful to show that a
4226 fatal error happens there.
4227
4228 When no debug flag is set, this macro is ignored.
4229
4230 :c:func:`snd_BUG_ON()`
4231 ----------------------
4232
4233 :c:func:`snd_BUG_ON()` macro is similar with
4234 :c:func:`WARN_ON()` macro. For example, snd_BUG_ON(!pointer); or
4235 it can be used as the condition, if (snd_BUG_ON(non_zero_is_bug))
4236 return -EINVAL;
4237
4238 The macro takes an conditional expression to evaluate. When
4239 ``CONFIG_SND_DEBUG``, is set, if the expression is non-zero, it shows
4240 the warning message such as ``BUG? (xxx)`` normally followed by stack
4241 trace. In both cases it returns the evaluated value.
4242
4243 Acknowledgments
4244 ===============
4245
4246 I would like to thank Phil Kerr for his help for improvement and
4247 corrections of this document.
4248
4249 Kevin Conder reformatted the original plain-text to the DocBook format.
4250
4251 Giuliano Pochini corrected typos and contributed the example codes in
4252 the hardware constraints section.