vserver 1.9.5.x5
[linux-2.6.git] / Documentation / sound / alsa / DocBook / writing-an-alsa-driver.tmpl
1 <!DOCTYPE book PUBLIC "-//OASIS//DTD DocBook V4.1//EN">
2
3 <book>
4 <?dbhtml filename="index.html">
5
6 <!-- ****************************************************** -->
7 <!-- Header  -->
8 <!-- ****************************************************** -->
9   <bookinfo>
10     <title>Writing an ALSA Driver</title>
11     <author>
12       <firstname>Takashi</firstname>
13       <surname>Iwai</surname>
14       <affiliation>
15         <address>
16           <email>tiwai@suse.de</email>
17         </address>
18       </affiliation>
19      </author>
20
21      <date>July 11, 2004</date>
22      <edition>0.3.3</edition>
23
24     <abstract>
25       <para>
26         This document describes how to write an ALSA (Advanced Linux
27         Sound Architecture) driver.
28       </para>
29     </abstract>
30
31     <legalnotice>
32     <para>
33     Copyright (c) 2002-2004  Takashi Iwai <email>tiwai@suse.de</email>
34     </para>
35
36     <para>
37     This document is free; you can redistribute it and/or modify it
38     under the terms of the GNU General Public License as published by
39     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
40     (at your option) any later version. 
41     </para>
42
43     <para>
44     This document is distributed in the hope that it will be useful,
45     but <emphasis>WITHOUT ANY WARRANTY</emphasis>; without even the
46     implied warranty of <emphasis>MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A
47     PARTICULAR PURPOSE</emphasis>. See the GNU General Public License
48     for more details.
49     </para>
50
51     <para>
52     You should have received a copy of the GNU General Public
53     License along with this program; if not, write to the Free
54     Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston,
55     MA 02111-1307 USA
56     </para>
57     </legalnotice>
58
59   </bookinfo>
60
61 <!-- ****************************************************** -->
62 <!-- Preface  -->
63 <!-- ****************************************************** -->
64   <preface id="preface">
65     <title>Preface</title>
66     <para>
67       This document describes how to write an
68       <ulink url="http://www.alsa-project.org/"><citetitle>
69       ALSA (Advanced Linux Sound Architecture)</citetitle></ulink>
70       driver. The document focuses mainly on the PCI soundcard.
71       In the case of other device types, the API might
72       be different, too. However, at least the ALSA kernel API is
73       consistent, and therefore it would be still a bit help for
74       writing them.
75     </para>
76
77     <para>
78     The target of this document is ones who already have enough
79     skill of C language and have the basic knowledge of linux
80     kernel programming.  This document doesn't explain the general
81     topics of linux kernel codes and doesn't cover the detail of
82     implementation of each low-level driver.  It describes only how is
83     the standard way to write a PCI sound driver on ALSA.
84     </para>
85
86     <para>
87       If you are already familiar with the older ALSA ver.0.5.x, you
88     can check the drivers such as <filename>es1938.c</filename> or
89     <filename>maestro3.c</filename> which have also almost the same
90     code-base in the ALSA 0.5.x tree, so you can compare the differences.
91     </para>
92
93     <para>
94       This document is still a draft version. Any feedbacks and
95     corrections, please!!
96     </para>
97   </preface>
98
99
100 <!-- ****************************************************** -->
101 <!-- File Tree Structure  -->
102 <!-- ****************************************************** -->
103   <chapter id="file-tree">
104     <title>File Tree Structure</title>
105
106     <section id="file-tree-general">
107       <title>General</title>
108       <para>
109         The ALSA drivers are provided in the two ways.
110       </para>
111
112       <para>
113         One is the the trees provided as a tarball or via cvs from the
114       ALSA's ftp site, and another is the 2.6 (or later) Linux kernel
115       tree. To synchronize both, the ALSA driver tree is split to
116       two different trees: alsa-kernel and alsa-driver. The former
117       contains purely the source codes for the Linux 2.6 (or later)
118       tree. This tree is designed only for compilation on 2.6 or
119       later environment. The latter, alsa-driver, contains many subtle
120       files for compiling the ALSA driver on the outside of Linux
121       kernel like configure script, the wrapper functions for older,
122       2.2 and 2.4 kernels, to adapt the latest kernel API,
123       and additional drivers which are still in development or in
124       tests.  The drivers in alsa-driver tree will be moved to
125       alsa-kernel (eventually 2.6 kernel tree) once when they are
126       finished and confirmed to work fine.
127       </para>
128
129       <para>
130         The file tree structure of ALSA driver is depicted below. Both
131         alsa-kernel and alsa-driver have almost the same file
132         structure, except for <quote>core</quote> directory. It's
133         named as <quote>acore</quote> in alsa-driver tree. 
134
135         <example>
136           <title>ALSA File Tree Structure</title>
137           <literallayout>
138         sound
139                 /core
140                         /oss
141                         /seq
142                                 /oss
143                                 /instr
144                 /ioctl32
145                 /include
146                 /drivers
147                         /mpu401
148                         /opl3
149                 /i2c
150                         /l3
151                 /synth
152                         /emux
153                 /pci
154                         /(cards)
155                 /isa
156                         /(cards)
157                 /arm
158                 /ppc
159                 /sparc
160                 /usb
161                 /pcmcia /(cards)
162                 /oss
163           </literallayout>
164         </example>
165       </para>
166     </section>
167
168     <section id="file-tree-core-directory">
169       <title>core directory</title>
170       <para>
171         This directory contains the middle layer, that is, the heart
172       of ALSA drivers. In this directory, the native ALSA modules are
173       stored. The sub-directories contain different modules and are
174       dependent upon the kernel config. 
175       </para>
176
177       <section id="file-tree-core-directory-oss">
178         <title>core/oss</title>
179
180         <para>
181           The codes for PCM and mixer OSS emulation modules are stored
182         in this directory. The rawmidi OSS emulation is included in
183         the ALSA rawmidi code since it's quite small. The sequencer
184         code is stored in core/seq/oss directory (see
185         <link linkend="file-tree-core-directory-seq-oss"><citetitle>
186         below</citetitle></link>).
187         </para>
188       </section>
189
190       <section id="file-tree-core-directory-ioctl32">
191         <title>core/ioctl32</title>
192
193         <para>
194           This directory contains the 32bit-ioctl wrappers for 64bit
195         architectures such like x86-64, ppc64 and sparc64. For 32bit
196         and alpha architectures, these are not compiled. 
197         </para>
198       </section>
199
200       <section id="file-tree-core-directory-seq">
201         <title>core/seq</title>
202         <para>
203           This and its sub-directories are for the ALSA
204         sequencer. This directory contains the sequencer core and
205         primary sequencer modules such like snd-seq-midi,
206         snd-seq-virmidi, etc. They are compiled only when
207         <constant>CONFIG_SND_SEQUENCER</constant> is set in the kernel
208         config. 
209         </para>
210       </section>
211
212       <section id="file-tree-core-directory-seq-oss">
213         <title>core/seq/oss</title>
214         <para>
215           This contains the OSS sequencer emulation codes.
216         </para>
217       </section>
218
219       <section id="file-tree-core-directory-deq-instr">
220         <title>core/seq/instr</title>
221         <para>
222           This directory contains the modules for the sequencer
223         instrument layer. 
224         </para>
225       </section>
226     </section>
227
228     <section id="file-tree-include-directory">
229       <title>include directory</title>
230       <para>
231         This is the place for the public header files of ALSA drivers,
232       which are to be exported to the user-space, or included by
233       several files at different directories. Basically, the private
234       header files should not be placed in this directory, but you may
235       still find files there, due to historical reason :) 
236       </para>
237     </section>
238
239     <section id="file-tree-drivers-directory">
240       <title>drivers directory</title>
241       <para>
242         This directory contains the codes shared among different drivers
243       on the different architectures.  They are hence supposed not to be
244       architecture-specific.
245       For example, the dummy pcm driver and the serial MIDI
246       driver are found in this directory. In the sub-directories,
247       there are the codes for components which are independent from
248       bus and cpu architectures. 
249       </para>
250
251       <section id="file-tree-drivers-directory-mpu401">
252         <title>drivers/mpu401</title>
253         <para>
254           The MPU401 and MPU401-UART modules are stored here.
255         </para>
256       </section>
257
258       <section id="file-tree-drivers-directory-opl3">
259         <title>drivers/opl3 and opl4</title>
260         <para>
261           The OPL3 and OPL4 FM-synth stuff is found here.
262         </para>
263       </section>
264     </section>
265
266     <section id="file-tree-i2c-directory">
267       <title>i2c directory</title>
268       <para>
269         This contains the ALSA i2c components.
270       </para>
271
272       <para>
273         Although there is a standard i2c layer on Linux, ALSA has its
274       own i2c codes for some cards, because the soundcard needs only a
275       simple operation and the standard i2c API is too complicated for
276       such a purpose. 
277       </para>
278
279       <section id="file-tree-i2c-directory-l3">
280         <title>i2c/l3</title>
281         <para>
282           This is a sub-directory for ARM L3 i2c.
283         </para>
284       </section>
285     </section>
286
287     <section id="file-tree-synth-directory">
288         <title>synth directory</title>
289         <para>
290           This contains the synth middle-level modules.
291         </para>
292
293         <para>
294           So far, there is only Emu8000/Emu10k1 synth driver under
295         synth/emux sub-directory. 
296         </para>
297     </section>
298
299     <section id="file-tree-pci-directory">
300       <title>pci directory</title>
301       <para>
302         This and its sub-directories hold the top-level card modules
303       for PCI soundcards and the codes specific to the PCI BUS.
304       </para>
305
306       <para>
307         The drivers compiled from a single file is stored directly on
308       pci directory, while the drivers with several source files are
309       stored on its own sub-directory (e.g. emu10k1, ice1712). 
310       </para>
311     </section>
312
313     <section id="file-tree-isa-directory">
314       <title>isa directory</title>
315       <para>
316         This and its sub-directories hold the top-level card modules
317       for ISA soundcards. 
318       </para>
319     </section>
320
321     <section id="file-tree-arm-ppc-sparc-directories">
322       <title>arm, ppc, and sparc directories</title>
323       <para>
324         These are for the top-level card modules which are
325       specific to each given architecture. 
326       </para>
327     </section>
328
329     <section id="file-tree-usb-directory">
330       <title>usb directory</title>
331       <para>
332         This contains the USB-audio driver. On the latest version, the
333       USB MIDI driver is integrated together with usb-audio driver. 
334       </para>
335     </section>
336
337     <section id="file-tree-pcmcia-directory">
338       <title>pcmcia directory</title>
339       <para>
340         The PCMCIA, especially PCCard drivers will go here. CardBus
341       drivers will be on pci directory, because its API is identical
342       with the standard PCI cards. 
343       </para>
344     </section>
345
346     <section id="file-tree-oss-directory">
347       <title>oss directory</title>
348       <para>
349         The OSS/Lite source files are stored here on Linux 2.6 (or
350       later) tree. (In the ALSA driver tarball, it's empty, of course :) 
351       </para>
352     </section>
353   </chapter>
354
355
356 <!-- ****************************************************** -->
357 <!-- Basic Flow for PCI Drivers  -->
358 <!-- ****************************************************** -->
359   <chapter id="basic-flow">
360     <title>Basic Flow for PCI Drivers</title>
361
362     <section id="basic-flow-outline">
363       <title>Outline</title>
364       <para>
365         The minimum flow of PCI soundcard is like the following:
366
367         <itemizedlist>
368           <listitem><para>define the PCI ID table (see the section
369           <link linkend="pci-resource-entries"><citetitle>PCI Entries
370           </citetitle></link>).</para></listitem> 
371           <listitem><para>create <function>probe()</function> callback.</para></listitem>
372           <listitem><para>create <function>remove()</function> callback.</para></listitem>
373           <listitem><para>create pci_driver table which contains the three pointers above.</para></listitem>
374           <listitem><para>create <function>init()</function> function just calling <function>pci_module_init()</function> to register the pci_driver table defined above.</para></listitem>
375           <listitem><para>create <function>exit()</function> function to call <function>pci_unregister_driver()</function> function.</para></listitem>
376         </itemizedlist>
377       </para>
378     </section>
379
380     <section id="basic-flow-example">
381       <title>Full Code Example</title>
382       <para>
383         The code example is shown below. Some parts are kept
384       unimplemented at this moment but will be filled in the
385       succeeding sections. The numbers in comment lines of
386       <function>snd_mychip_probe()</function> function are the
387       markers. 
388
389         <example>
390           <title>Basic Flow for PCI Drivers Example</title>
391           <programlisting>
392 <![CDATA[
393   #include <sound/driver.h>
394   #include <linux/init.h>
395   #include <linux/pci.h>
396   #include <linux/slab.h>
397   #include <sound/core.h>
398   #include <sound/initval.h>
399
400   /* module parameters (see "Module Parameters") */
401   static int index[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_IDX;
402   static char *id[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_STR;
403   static int enable[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_ENABLE_PNP;
404
405   /* definition of the chip-specific record */
406   typedef struct snd_mychip mychip_t;
407   struct snd_mychip {
408           snd_card_t *card;
409           // rest of implementation will be in the section
410           // "PCI Resource Managements"
411   };
412
413   /* chip-specific destructor
414    * (see "PCI Resource Managements")
415    */
416   static int snd_mychip_free(mychip_t *chip)
417   {
418           .... // will be implemented later...
419   }
420
421   /* component-destructor
422    * (see "Management of Cards and Components")
423    */
424   static int snd_mychip_dev_free(snd_device_t *device)
425   {
426           mychip_t *chip = device->device_data;
427           return snd_mychip_free(chip);
428   }
429
430   /* chip-specific constructor
431    * (see "Management of Cards and Components")
432    */
433   static int __devinit snd_mychip_create(snd_card_t *card,
434                                          struct pci_dev *pci,
435                                          mychip_t **rchip)
436   {
437           mychip_t *chip;
438           int err;
439           static snd_device_ops_t ops = {
440                  .dev_free = snd_mychip_dev_free,
441           };
442
443           *rchip = NULL;
444
445           // check PCI availability here
446           // (see "PCI Resource Managements")
447           ....
448
449           /* allocate a chip-specific data with zero filled */
450           chip = kcalloc(1, sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
451           if (chip == NULL)
452                   return -ENOMEM;
453
454           chip->card = card;
455
456           // rest of initialization here; will be implemented
457           // later, see "PCI Resource Managements"
458           ....
459
460           if ((err = snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL,
461                                     chip, &ops)) < 0) {
462                   snd_mychip_free(chip);
463                   return err;
464           }
465
466           snd_card_set_dev(card, &pci->dev);
467
468           *rchip = chip;
469           return 0;
470   }
471
472   /* constructor -- see "Constructor" sub-section */
473   static int __devinit snd_mychip_probe(struct pci_dev *pci,
474                                const struct pci_device_id *pci_id)
475   {
476           static int dev;
477           snd_card_t *card;
478           mychip_t *chip;
479           int err;
480
481           /* (1) */
482           if (dev >= SNDRV_CARDS)
483                   return -ENODEV;
484           if (!enable[dev]) {
485                   dev++;
486                   return -ENOENT;
487           }
488
489           /* (2) */
490           card = snd_card_new(index[dev], id[dev], THIS_MODULE, 0);
491           if (card == NULL)
492                   return -ENOMEM;
493
494           /* (3) */
495           if ((err = snd_mychip_create(card, pci, &chip)) < 0) {
496                   snd_card_free(card);
497                   return err;
498           }
499
500           /* (4) */
501           strcpy(card->driver, "My Chip");
502           strcpy(card->shortname, "My Own Chip 123");
503           sprintf(card->longname, "%s at 0x%lx irq %i",
504                   card->shortname, chip->ioport, chip->irq);
505
506           /* (5) */
507           .... // implemented later
508
509           /* (6) */
510           if ((err = snd_card_register(card)) < 0) {
511                   snd_card_free(card);
512                   return err;
513           }
514
515           /* (7) */
516           pci_set_drvdata(pci, card);
517           dev++;
518           return 0;
519   }
520
521   /* destructor -- see "Destructor" sub-section */
522   static void __devexit snd_mychip_remove(struct pci_dev *pci)
523   {
524           snd_card_free(pci_get_drvdata(pci));
525           pci_set_drvdata(pci, NULL);
526   }
527 ]]>
528           </programlisting>
529         </example>
530       </para>
531     </section>
532
533     <section id="basic-flow-constructor">
534       <title>Constructor</title>
535       <para>
536         The real constructor of PCI drivers is probe callback. The
537       probe callback and other component-constructors which are called
538       from probe callback should be defined with
539       <parameter>__devinit</parameter> prefix. You 
540       cannot use <parameter>__init</parameter> prefix for them,
541       because any PCI device could be a hotplug device. 
542       </para>
543
544       <para>
545         In the probe callback, the following scheme is often used.
546       </para>
547
548       <section id="basic-flow-constructor-device-index">
549         <title>1) Check and increment the device index.</title>
550         <para>
551           <informalexample>
552             <programlisting>
553 <![CDATA[
554   static int dev;
555   ....
556   if (dev >= SNDRV_CARDS)
557           return -ENODEV;
558   if (!enable[dev]) {
559           dev++;
560           return -ENOENT;
561   }
562 ]]>
563             </programlisting>
564           </informalexample>
565
566         where enable[dev] is the module option.
567         </para>
568
569         <para>
570           At each time probe callback is called, check the
571         availability of the device. If not available, simply increment
572         the device index and returns. dev will be incremented also
573         later (<link
574         linkend="basic-flow-constructor-set-pci"><citetitle>step
575         7</citetitle></link>). 
576         </para>
577       </section>
578
579       <section id="basic-flow-constructor-create-card">
580         <title>2) Create a card instance</title>
581         <para>
582           <informalexample>
583             <programlisting>
584 <![CDATA[
585   snd_card_t *card;
586   ....
587   card = snd_card_new(index[dev], id[dev], THIS_MODULE, 0);
588 ]]>
589             </programlisting>
590           </informalexample>
591         </para>
592
593         <para>
594           The detail will be explained in the section
595           <link linkend="card-management-card-instance"><citetitle>
596           Management of Cards and Components</citetitle></link>.
597         </para>
598       </section>
599
600       <section id="basic-flow-constructor-create-main">
601         <title>3) Create a main component</title>
602         <para>
603           In this part, the PCI resources are allocated.
604
605           <informalexample>
606             <programlisting>
607 <![CDATA[
608   mychip_t *chip;
609   ....
610   if ((err = snd_mychip_create(card, pci, &chip)) < 0) {
611           snd_card_free(card);
612           return err;
613   }
614 ]]>
615             </programlisting>
616           </informalexample>
617
618           The detail will be explained in the section <link
619         linkend="pci-resource"><citetitle>PCI Resource
620         Managements</citetitle></link>.
621         </para>
622       </section>
623
624       <section id="basic-flow-constructor-main-component">
625         <title>4) Set the driver ID and name strings.</title>
626         <para>
627           <informalexample>
628             <programlisting>
629 <![CDATA[
630   strcpy(card->driver, "My Chip");
631   strcpy(card->shortname, "My Own Chip 123");
632   sprintf(card->longname, "%s at 0x%lx irq %i",
633           card->shortname, chip->ioport, chip->irq);
634 ]]>
635             </programlisting>
636           </informalexample>
637
638           The driver field holds the minimal ID string of the
639         chip. This is referred by alsa-lib's configurator, so keep it
640         simple but unique. 
641           Even the same driver can have different driver IDs to
642         distinguish the functionality of each chip type. 
643         </para>
644
645         <para>
646           The shortname field is a string shown as more verbose
647         name. The longname field contains the information which is
648         shown in <filename>/proc/asound/cards</filename>. 
649         </para>
650       </section>
651
652       <section id="basic-flow-constructor-create-other">
653         <title>5) Create other components, such as mixer, MIDI, etc.</title>
654         <para>
655           Here you define the basic components such as
656           <link linkend="pcm-interface"><citetitle>PCM</citetitle></link>,
657           mixer (e.g. <link linkend="api-ac97"><citetitle>AC97</citetitle></link>),
658           MIDI (e.g. <link linkend="midi-interface"><citetitle>MPU-401</citetitle></link>),
659           and other interfaces.
660           Also, if you want a <link linkend="proc-interface"><citetitle>proc
661         file</citetitle></link>, define it here, too.
662         </para>
663       </section>
664
665       <section id="basic-flow-constructor-register-card">
666         <title>6) Register the card instance.</title>
667         <para>
668           <informalexample>
669             <programlisting>
670 <![CDATA[
671   if ((err = snd_card_register(card)) < 0) {
672           snd_card_free(card);
673           return err;
674   }
675 ]]>
676             </programlisting>
677           </informalexample>
678         </para>
679
680         <para>
681           Will be explained in the section <link
682         linkend="card-management-registration"><citetitle>Management
683         of Cards and Components</citetitle></link>, too. 
684         </para>
685       </section>
686
687       <section id="basic-flow-constructor-set-pci">
688         <title>7) Set the PCI driver data and return zero.</title>
689         <para>
690           <informalexample>
691             <programlisting>
692 <![CDATA[
693         pci_set_drvdata(pci, card);
694         dev++;
695         return 0;
696 ]]>
697             </programlisting>
698           </informalexample>
699
700           In the above, the card record is stored. This pointer is
701         referred in the remove callback and power-management
702         callbacks, too. 
703         </para>
704       </section>
705     </section>
706
707     <section id="basic-flow-destructor">
708       <title>Destructor</title>
709       <para>
710         The destructor, remove callback, simply releases the card
711       instance. Then the ALSA middle layer will release all the
712       attached components automatically. 
713       </para>
714
715       <para>
716         It would be typically like the following:
717
718         <informalexample>
719           <programlisting>
720 <![CDATA[
721   static void __devexit snd_mychip_remove(struct pci_dev *pci)
722   {
723           snd_card_free(pci_get_drvdata(pci));
724           pci_set_drvdata(pci, NULL);
725   }
726 ]]>
727           </programlisting>
728         </informalexample>
729
730         The above code assumes that the card pointer is set to the PCI
731         driver data.
732       </para>
733     </section>
734
735     <section id="basic-flow-header-files">
736       <title>Header Files</title>
737       <para>
738         For the above example, at least the following include files
739       are necessary. 
740
741         <informalexample>
742           <programlisting>
743 <![CDATA[
744   #include <sound/driver.h>
745   #include <linux/init.h>
746   #include <linux/pci.h>
747   #include <linux/slab.h>
748   #include <sound/core.h>
749   #include <sound/initval.h>
750 ]]>
751           </programlisting>
752         </informalexample>
753
754         where the last one is necessary only when module options are
755       defined in the source file.  If the codes are split to several
756       files, the file without module options don't need them.
757       </para>
758
759       <para>
760         In addition to them, you'll need
761       <filename>&lt;linux/interrupt.h&gt;</filename> for the interrupt
762       handling, and <filename>&lt;asm/io.h&gt;</filename> for the i/o
763       access. If you use <function>mdelay()</function> or
764       <function>udelay()</function> functions, you'll need to include
765       <filename>&lt;linux/delay.h&gt;</filename>, too. 
766       </para>
767
768       <para>
769       The ALSA interfaces like PCM or control API are define in other
770       header files as <filename>&lt;sound/xxx.h&gt;</filename>.
771       They have to be included after
772       <filename>&lt;sound/core.h&gt;</filename>.
773       </para>
774
775     </section>
776   </chapter>
777
778
779 <!-- ****************************************************** -->
780 <!-- Management of Cards and Components  -->
781 <!-- ****************************************************** -->
782   <chapter id="card-management">
783     <title>Management of Cards and Components</title>
784
785     <section id="card-management-card-instance">
786       <title>Card Instance</title>
787       <para>
788       For each soundcard, a <quote>card</quote> record must be allocated.
789       </para>
790
791       <para>
792       A card record is the headquarters of the soundcard.  It manages
793       the list of whole devices (components) on the soundcard, such as
794       PCM, mixers, MIDI, synthesizer, and so on.  Also, the card
795       record holds the ID and the name strings of the card, manages
796       the root of proc files, and controls the power-management states
797       and hotplug disconnections.  The component list on the card
798       record is used to manage the proper releases of resources at
799       destruction. 
800       </para>
801
802       <para>
803         As mentioned above, to create a card instance, call
804       <function>snd_card_new()</function>.
805
806         <informalexample>
807           <programlisting>
808 <![CDATA[
809   snd_card_t *card;
810   card = snd_card_new(index, id, module, extra_size);
811 ]]>
812           </programlisting>
813         </informalexample>
814       </para>
815
816       <para>
817         The function takes four arguments, the card-index number, the
818         id string, the module pointer (usually
819         <constant>THIS_MODULE</constant>),
820         and the size of extra-data space.  The last argument is used to
821         allocate card-&gt;private_data for the
822         chip-specific data.  Note that this data
823         <emphasis>is</emphasis> allocated by
824         <function>snd_card_new()</function>.
825       </para>
826     </section>
827
828     <section id="card-management-component">
829       <title>Components</title>
830       <para>
831         After the card is created, you can attach the components
832       (devices) to the card instance. On ALSA driver, a component is
833       represented as a <type>snd_device_t</type> object.
834       A component can be a PCM instance, a control interface, a raw
835       MIDI interface, etc.  Each of such instances has one component
836       entry.
837       </para>
838
839       <para>
840         A component can be created via
841         <function>snd_device_new()</function> function. 
842
843         <informalexample>
844           <programlisting>
845 <![CDATA[
846   snd_device_new(card, SNDRV_DEV_XXX, chip, &ops);
847 ]]>
848           </programlisting>
849         </informalexample>
850       </para>
851
852       <para>
853         This takes the card pointer, the device-level
854       (<constant>SNDRV_DEV_XXX</constant>), the data pointer, and the
855       callback pointers (<parameter>&amp;ops</parameter>). The
856       device-level defines the type of components and the order of
857       registration and de-registration.  For most of components, the
858       device-level is already defined.  For a user-defined component,
859       you can use <constant>SNDRV_DEV_LOWLEVEL</constant>.
860       </para>
861
862       <para>
863       This function itself doesn't allocate the data space. The data
864       must be allocated manually beforehand, and its pointer is passed
865       as the argument. This pointer is used as the identifier
866       (<parameter>chip</parameter> in the above example) for the
867       instance. 
868       </para>
869
870       <para>
871         Each ALSA pre-defined component such as ac97 or pcm calls
872       <function>snd_device_new()</function> inside its
873       constructor. The destructor for each component is defined in the
874       callback pointers.  Hence, you don't need to take care of
875       calling a destructor for such a component.
876       </para>
877
878       <para>
879         If you would like to create your own component, you need to
880       set the destructor function to dev_free callback in
881       <parameter>ops</parameter>, so that it can be released
882       automatically via <function>snd_card_free()</function>. The
883       example will be shown later as an implementation of a
884       chip-specific data. 
885       </para>
886     </section>
887
888     <section id="card-management-chip-specific">
889       <title>Chip-Specific Data</title>
890       <para>
891       The chip-specific information, e.g. the i/o port address, its
892       resource pointer, or the irq number, is stored in the
893       chip-specific record.
894       Usually, the chip-specific record is typedef'ed as
895       <type>xxx_t</type> like the following:
896
897         <informalexample>
898           <programlisting>
899 <![CDATA[
900   typedef struct snd_mychip mychip_t;
901   struct snd_mychip {
902           ....
903   };
904 ]]>
905           </programlisting>
906         </informalexample>
907       </para>
908
909       <para>
910         In general, there are two ways to allocate the chip record.
911       </para>
912
913       <section id="card-management-chip-specific-snd-card-new">
914         <title>1. Allocating via <function>snd_card_new()</function>.</title>
915         <para>
916           As mentioned above, you can pass the extra-data-length to the 4th argument of <function>snd_card_new()</function>, i.e.
917
918           <informalexample>
919             <programlisting>
920 <![CDATA[
921   card = snd_card_new(index[dev], id[dev], THIS_MODULE, sizeof(mychip_t));
922 ]]>
923             </programlisting>
924           </informalexample>
925
926           whether <type>mychip_t</type> is the type of the chip record.
927         </para>
928
929         <para>
930           In return, the allocated record can be accessed as
931
932           <informalexample>
933             <programlisting>
934 <![CDATA[
935   mychip_t *chip = (mychip_t *)card->private_data;
936 ]]>
937             </programlisting>
938           </informalexample>
939
940           With this method, you don't have to allocate twice.
941           The record is released together with the card instance.
942         </para>
943       </section>
944
945       <section id="card-management-chip-specific-allocate-extra">
946         <title>2. Allocating an extra device.</title>
947
948         <para>
949           After allocating a card instance via
950           <function>snd_card_new()</function> (with
951           <constant>NULL</constant> on the 4th arg), call
952           <function>kcalloc()</function>. 
953
954           <informalexample>
955             <programlisting>
956 <![CDATA[
957   snd_card_t *card;
958   mychip_t *chip;
959   card = snd_card_new(index[dev], id[dev], THIS_MODULE, NULL);
960   .....
961   chip = kcalloc(1, sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
962 ]]>
963             </programlisting>
964           </informalexample>
965         </para>
966
967         <para>
968           The chip record should have the field to hold the card
969           pointer at least, 
970
971           <informalexample>
972             <programlisting>
973 <![CDATA[
974   struct snd_mychip {
975           snd_card_t *card;
976           ....
977   };
978 ]]>
979             </programlisting>
980           </informalexample>
981         </para>
982
983         <para>
984           Then, set the card pointer in the returned chip instance.
985
986           <informalexample>
987             <programlisting>
988 <![CDATA[
989   chip->card = card;
990 ]]>
991             </programlisting>
992           </informalexample>
993         </para>
994
995         <para>
996           Next, initialize the fields, and register this chip
997           record as a low-level device with a specified
998           <parameter>ops</parameter>, 
999
1000           <informalexample>
1001             <programlisting>
1002 <![CDATA[
1003   static snd_device_ops_t ops = {
1004           .dev_free =        snd_mychip_dev_free,
1005   };
1006   ....
1007   snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL, chip, &ops);
1008 ]]>
1009             </programlisting>
1010           </informalexample>
1011
1012           <function>snd_mychip_dev_free()</function> is the
1013         device-destructor function, which will call the real
1014         destructor. 
1015         </para>
1016
1017         <para>
1018           <informalexample>
1019             <programlisting>
1020 <![CDATA[
1021   static int snd_mychip_dev_free(snd_device_t *device)
1022   {
1023           mychip_t *chip = device->device_data;
1024           return snd_mychip_free(chip);
1025   }
1026 ]]>
1027             </programlisting>
1028           </informalexample>
1029
1030           where <function>snd_mychip_free()</function> is the real destructor.
1031         </para>
1032       </section>
1033     </section>
1034
1035     <section id="card-management-registration">
1036       <title>Registration and Release</title>
1037       <para>
1038         After all components are assigned, register the card instance
1039       by calling <function>snd_card_register()</function>. The access
1040       to the device files are enabled at this point. That is, before
1041       <function>snd_card_register()</function> is called, the
1042       components are safely inaccessible from external side. If this
1043       call fails, exit the probe function after releasing the card via
1044       <function>snd_card_free()</function>. 
1045       </para>
1046
1047       <para>
1048         For releasing the card instance, you can call simply
1049       <function>snd_card_free()</function>. As already mentioned, all
1050       components are released automatically by this call. 
1051       </para>
1052
1053       <para>
1054         As further notes, the destructors (both
1055       <function>snd_mychip_dev_free</function> and
1056       <function>snd_mychip_free</function>) cannot be defined with
1057       <parameter>__devexit</parameter> prefix, because they may be
1058       called from the constructor, too, at the false path. 
1059       </para>
1060
1061       <para>
1062       For a device which allows hotplugging, you can use
1063       <function>snd_card_free_in_thread</function>.  This one will
1064       postpone the destruction and wait in a kernel-thread until all
1065       devices are closed.
1066       </para>
1067
1068     </section>
1069
1070   </chapter>
1071
1072
1073 <!-- ****************************************************** -->
1074 <!-- PCI Resource Managements  -->
1075 <!-- ****************************************************** -->
1076   <chapter id="pci-resource">
1077     <title>PCI Resource Managements</title>
1078
1079     <section id="pci-resource-example">
1080       <title>Full Code Example</title>
1081       <para>
1082         In this section, we'll finish the chip-specific constructor,
1083       destructor and PCI entries. The example code is shown first,
1084       below. 
1085
1086         <example>
1087           <title>PCI Resource Managements Example</title>
1088           <programlisting>
1089 <![CDATA[
1090   struct snd_mychip {
1091           snd_card_t *card;
1092           struct pci_dev *pci;
1093
1094           unsigned long port;
1095           int irq;
1096   };
1097
1098   static int snd_mychip_free(mychip_t *chip)
1099   {
1100           /* disable hardware here if any */
1101           .... // (not implemented in this document)
1102
1103           /* release the irq */
1104           if (chip->irq >= 0)
1105                   free_irq(chip->irq, (void *)chip);
1106           /* release the i/o ports */
1107           pci_release_regions(chip->pci);
1108           /* disable the PCI entry */
1109           pci_disable_device(chip->pci);
1110           /* release the data */
1111           kfree(chip);
1112           return 0;
1113   }
1114
1115   /* chip-specific constructor */
1116   static int __devinit snd_mychip_create(snd_card_t *card,
1117                                          struct pci_dev *pci,
1118                                          mychip_t **rchip)
1119   {
1120           mychip_t *chip;
1121           int err;
1122           static snd_device_ops_t ops = {
1123                  .dev_free = snd_mychip_dev_free,
1124           };
1125
1126           *rchip = NULL;
1127
1128           /* initialize the PCI entry */
1129           if ((err = pci_enable_device(pci)) < 0)
1130                   return err;
1131           /* check PCI availability (28bit DMA) */
1132           if (pci_set_dma_mask(pci, 0x0fffffff) < 0 ||
1133               pci_set_consistent_dma_mask(pci, 0x0fffffff) < 0) {
1134                   printk(KERN_ERR "error to set 28bit mask DMA\n");
1135                   pci_disable_device(pci);
1136                   return -ENXIO;
1137           }
1138
1139           chip = kcalloc(1, sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
1140           if (chip == NULL) {
1141                   pci_disable_device(pci);
1142                   return -ENOMEM;
1143           }
1144
1145           /* initialize the stuff */
1146           chip->card = card;
1147           chip->pci = pci;
1148           chip->irq = -1;
1149
1150           /* (1) PCI resource allocation */
1151           if ((err = pci_request_regions(pci, "My Chip")) < 0) {
1152                   kfree(chip);
1153                   pci_disable_device(pci);
1154                   return err;
1155           }
1156           chip->port = pci_resource_start(pci, 0);
1157           if (request_irq(pci->irq, snd_mychip_interrupt,
1158                           SA_INTERRUPT|SA_SHIRQ, "My Chip",
1159                           (void *)chip)) {
1160                   printk(KERN_ERR "cannot grab irq %d\n", pci->irq);
1161                   snd_mychip_free(chip);
1162                   return -EBUSY;
1163           }
1164           chip->irq = pci->irq;
1165
1166           /* (2) initialization of the chip hardware */
1167           .... //   (not implemented in this document)
1168
1169           if ((err = snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL,
1170                                     chip, &ops)) < 0) {
1171                   snd_mychip_free(chip);
1172                   return err;
1173           }
1174
1175           snd_card_set_dev(card, &pci->dev);
1176
1177           *rchip = chip;
1178           return 0;
1179   }        
1180
1181   /* PCI IDs */
1182   static struct pci_device_id snd_mychip_ids[] = {
1183           { PCI_VENDOR_ID_FOO, PCI_DEVICE_ID_BAR,
1184             PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, 0, },
1185           ....
1186           { 0, }
1187   };
1188   MODULE_DEVICE_TABLE(pci, snd_mychip_ids);
1189
1190   /* pci_driver definition */
1191   static struct pci_driver driver = {
1192           .name = "My Own Chip",
1193           .id_table = snd_mychip_ids,
1194           .probe = snd_mychip_probe,
1195           .remove = __devexit_p(snd_mychip_remove),
1196   };
1197
1198   /* initialization of the module */
1199   static int __init alsa_card_mychip_init(void)
1200   {
1201           return pci_module_init(&driver);
1202   }
1203
1204   /* clean up the module */
1205   static void __exit alsa_card_mychip_exit(void)
1206   {
1207           pci_unregister_driver(&driver);
1208   }
1209
1210   module_init(alsa_card_mychip_init)
1211   module_exit(alsa_card_mychip_exit)
1212
1213   EXPORT_NO_SYMBOLS; /* for old kernels only */
1214 ]]>
1215           </programlisting>
1216         </example>
1217       </para>
1218     </section>
1219
1220     <section id="pci-resource-some-haftas">
1221       <title>Some Hafta's</title>
1222       <para>
1223         The allocation of PCI resources is done in the
1224       <function>probe()</function> function, and usually an extra
1225       <function>xxx_create()</function> function is written for this
1226       purpose. 
1227       </para>
1228
1229       <para>
1230         In the case of PCI devices, you have to call at first
1231       <function>pci_enable_device()</function> function before
1232       allocating resources. Also, you need to set the proper PCI DMA
1233       mask to limit the accessed i/o range. In some cases, you might
1234       need to call <function>pci_set_master()</function> function,
1235       too. 
1236       </para>
1237
1238       <para>
1239         Suppose the 28bit mask, and the code to be added would be like:
1240
1241         <informalexample>
1242           <programlisting>
1243 <![CDATA[
1244   if ((err = pci_enable_device(pci)) < 0)
1245           return err;
1246   if (pci_set_dma_mask(pci, 0x0fffffff) < 0 ||
1247       pci_set_consistent_dma_mask(pci, 0x0fffffff) < 0) {
1248           printk(KERN_ERR "error to set 28bit mask DMA\n");
1249           pci_disable_device(pci);
1250           return -ENXIO;
1251   }
1252   
1253 ]]>
1254           </programlisting>
1255         </informalexample>
1256       </para>
1257     </section>
1258
1259     <section id="pci-resource-resource-allocation">
1260       <title>Resource Allocation</title>
1261       <para>
1262         The allocation of I/O ports and irqs are done via standard kernel
1263       functions. Unlike ALSA ver.0.5.x., there are no helpers for
1264       that. And these resources must be released in the destructor
1265       function (see below). Also, on ALSA 0.9.x, you don't need to
1266       allocate (pseudo-)DMA for PCI like ALSA 0.5.x. 
1267       </para>
1268
1269       <para>
1270         Now assume that this PCI device has an I/O port with 8 bytes
1271         and an interrupt. Then <type>mychip_t</type> will have the
1272         following fields: 
1273
1274         <informalexample>
1275           <programlisting>
1276 <![CDATA[
1277   struct snd_mychip {
1278           snd_card_t *card;
1279
1280           unsigned long port;
1281           int irq;
1282   };
1283 ]]>
1284           </programlisting>
1285         </informalexample>
1286       </para>
1287
1288       <para>
1289         For an i/o port (and also a memory region), you need to have
1290       the resource pointer for the standard resource management. For
1291       an irq, you have to keep only the irq number (integer). But you
1292       need to initialize this number as -1 before actual allocation,
1293       since irq 0 is valid. The port address and its resource pointer
1294       can be initialized as null by
1295       <function>kcalloc()</function> automatically, so you
1296       don't have to take care of resetting them. 
1297       </para>
1298
1299       <para>
1300         The allocation of an i/o port is done like this:
1301
1302         <informalexample>
1303           <programlisting>
1304 <![CDATA[
1305   if ((err = pci_request_regions(pci, "My Chip")) < 0) { 
1306           kfree(chip);
1307           pci_disable_device(pci);
1308           return err;
1309   }
1310   chip->port = pci_resource_start(pci, 0);
1311 ]]>
1312           </programlisting>
1313         </informalexample>
1314       </para>
1315
1316       <para>
1317         It will reserve the i/o port region of 8 bytes of the given
1318       PCI device. The returned value, chip-&gt;res_port, is allocated
1319       via <function>kmalloc()</function> by
1320       <function>request_region()</function>. The pointer must be
1321       released via <function>kfree()</function>, but there is some
1322       problem regarding this. This issue will be explained more below.
1323       </para>
1324
1325       <para>
1326         The allocation of an interrupt source is done like this:
1327
1328         <informalexample>
1329           <programlisting>
1330 <![CDATA[
1331   if (request_irq(pci->irq, snd_mychip_interrupt,
1332                   SA_INTERRUPT|SA_SHIRQ, "My Chip",
1333                   (void *)chip)) {
1334           printk(KERN_ERR "cannot grab irq %d\n", pci->irq);
1335           snd_mychip_free(chip);
1336           return -EBUSY;
1337   }
1338   chip->irq = pci->irq;
1339 ]]>
1340           </programlisting>
1341         </informalexample>
1342
1343         where <function>snd_mychip_interrupt()</function> is the
1344       interrupt handler defined <link
1345       linkend="pcm-interface-interrupt-handler"><citetitle>later</citetitle></link>.
1346       Note that chip-&gt;irq should be defined
1347       only when <function>request_irq()</function> succeeded.
1348       </para>
1349
1350       <para>
1351       On the PCI bus, the interrupts can be shared. Thus,
1352       <constant>SA_SHIRQ</constant> is given as the interrupt flag of
1353       <function>request_irq()</function>. 
1354       </para>
1355
1356       <para>
1357         The last argument of <function>request_irq()</function> is the
1358       data pointer passed to the interrupt handler. Usually, the
1359       chip-specific record is used for that, but you can use what you
1360       like, too. 
1361       </para>
1362
1363       <para>
1364         I won't define the detail of the interrupt handler at this
1365         point, but at least its appearance can be explained now. The
1366         interrupt handler looks usually like the following: 
1367
1368         <informalexample>
1369           <programlisting>
1370 <![CDATA[
1371   static irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id,
1372                                           struct pt_regs *regs)
1373   {
1374           mychip_t *chip = dev_id;
1375           ....
1376           return IRQ_HANDLED;
1377   }
1378 ]]>
1379           </programlisting>
1380         </informalexample>
1381       </para>
1382
1383       <para>
1384         Now let's write the corresponding destructor for the resources
1385       above. The role of destructor is simple: disable the hardware
1386       (if already activated) and release the resources. So far, we
1387       have no hardware part, so the disabling is not written here. 
1388       </para>
1389
1390       <para>
1391         For releasing the resources, <quote>check-and-release</quote>
1392         method is a safer way. For the interrupt, do like this: 
1393
1394         <informalexample>
1395           <programlisting>
1396 <![CDATA[
1397   if (chip->irq >= 0)
1398           free_irq(chip->irq, (void *)chip);
1399 ]]>
1400           </programlisting>
1401         </informalexample>
1402
1403         Since the irq number can start from 0, you should initialize
1404         chip-&gt;irq with a negative value (e.g. -1), so that you can
1405         check the validity of the irq number as above.
1406       </para>
1407
1408       <para>
1409         When you requested I/O ports or memory regions via
1410         <function>pci_request_region()</function> or
1411         <function>pci_request_regions()</function> like this example,
1412         release the resource(s) using the corresponding function,
1413         <function>pci_release_region()</function> or
1414         <function>pci_release_regions()</function>.
1415
1416         <informalexample>
1417           <programlisting>
1418 <![CDATA[
1419   pci_release_regions(chip->pci);
1420 ]]>
1421           </programlisting>
1422         </informalexample>
1423       </para>
1424
1425       <para>
1426         When you requested manually via <function>request_region()</function>
1427         or <function>request_mem_region</function>, you can release it via
1428         <function>release_resource()</function>.  Suppose that you keep
1429         the resource pointer returned from <function>request_region()</function>
1430         in chip-&gt;res_port, the release procedure looks like below:
1431
1432         <informalexample>
1433           <programlisting>
1434 <![CDATA[
1435   if (chip->res_port) {
1436           release_resource(chip->res_port);
1437           kfree_nocheck(chip->res_port);
1438   }
1439 ]]>
1440           </programlisting>
1441         </informalexample>
1442
1443       As you can see, the resource pointer is also to be freed
1444       via <function>kfree_nocheck()</function> after
1445       <function>release_resource()</function> is called. You
1446       cannot use <function>kfree()</function> here, because on ALSA,
1447       <function>kfree()</function> may be a wrapper to its own
1448       allocator with the memory debugging. Since the resource pointer
1449       is allocated externally outside the ALSA, it must be released
1450       via the native
1451       <function>kfree()</function>.
1452       <function>kfree_nocheck()</function> is used for that; it calls
1453       the native <function>kfree()</function> without wrapper. 
1454       </para>
1455
1456       <para>
1457       Don't forget to call <function>pci_disable_device()</function>
1458       before all finished.
1459       </para>
1460
1461       <para>
1462         And finally, release the chip-specific record.
1463
1464         <informalexample>
1465           <programlisting>
1466 <![CDATA[
1467   kfree(chip);
1468 ]]>
1469           </programlisting>
1470         </informalexample>
1471       </para>
1472
1473       <para>
1474       Again, remember that you cannot
1475       set <parameter>__devexit</parameter> prefix for this destructor. 
1476       </para>
1477
1478       <para>
1479       We didn't implement the hardware-disabling part in the above.
1480       If you need to do this, please note that the destructor may be
1481       called even before the initialization of the chip is completed.
1482       It would be better to have a flag to skip the hardware-disabling
1483       if the hardware was not initialized yet.
1484       </para>
1485
1486       <para>
1487       When the chip-data is assigned to the card using
1488       <function>snd_device_new()</function> with
1489       <constant>SNDRV_DEV_LOWLELVEL</constant> , its destructor is 
1490       called at the last.  That is, it is assured that all other
1491       components like PCMs and controls have been already released.
1492       You don't have to call stopping PCMs, etc. explicitly, but just
1493       stop the hardware in the low-level.
1494       </para>
1495
1496       <para>
1497         The management of a memory-mapped region is almost as same as
1498         the management of an i/o port. You'll need three fields like
1499         the following: 
1500
1501         <informalexample>
1502           <programlisting>
1503 <![CDATA[
1504   struct snd_mychip {
1505           ....
1506           unsigned long iobase_phys;
1507           void __iomem *iobase_virt;
1508   };
1509 ]]>
1510           </programlisting>
1511         </informalexample>
1512
1513         and the allocation would be like below:
1514
1515         <informalexample>
1516           <programlisting>
1517 <![CDATA[
1518   if ((err = pci_request_regions(pci, "My Chip")) < 0) {
1519           kfree(chip);
1520           return err;
1521   }
1522   chip->iobase_phys = pci_resource_start(pci, 0);
1523   chip->iobase_virt = ioremap_nocache(chip->iobase_phys,
1524                                       pci_resource_len(pci, 0));
1525 ]]>
1526           </programlisting>
1527         </informalexample>
1528         
1529         and the corresponding destructor would be:
1530
1531         <informalexample>
1532           <programlisting>
1533 <![CDATA[
1534   static int snd_mychip_free(mychip_t *chip)
1535   {
1536           ....
1537           if (chip->iobase_virt)
1538                   iounmap(chip->iobase_virt);
1539           ....
1540           pci_release_regions(chip->pci);
1541           ....
1542   }
1543 ]]>
1544           </programlisting>
1545         </informalexample>
1546       </para>
1547
1548     </section>
1549
1550     <section id="pci-resource-device-struct">
1551       <title>Registration of Device Struct</title>
1552       <para>
1553         At some point, typically after calling <function>snd_device_new()</function>,
1554         you need to register the <structname>struct device</structname> of the chip
1555         you're handling for udev and co.  ALSA provides a macro for compatibility with
1556         older kernels.  Simply call like the following:
1557         <informalexample>
1558           <programlisting>
1559 <![CDATA[
1560   snd_card_set_dev(card, &pci->dev);
1561 ]]>
1562           </programlisting>
1563         </informalexample>
1564         so that it stores the PCI's device pointer to the card.  This will be
1565         referred by ALSA core functions later when the devices are registered.
1566       </para>
1567       <para>
1568         In the case of non-PCI, pass the proper device struct pointer of the BUS
1569         instead.  (In the case of legacy ISA without PnP, you don't have to do
1570         anything.)
1571       </para>
1572     </section>
1573
1574     <section id="pci-resource-entries">
1575       <title>PCI Entries</title>
1576       <para>
1577         So far, so good. Let's finish the rest of missing PCI
1578       stuffs. At first, we need a
1579       <structname>pci_device_id</structname> table for this
1580       chipset. It's a table of PCI vendor/device ID number, and some
1581       masks. 
1582       </para>
1583
1584       <para>
1585         For example,
1586
1587         <informalexample>
1588           <programlisting>
1589 <![CDATA[
1590   static struct pci_device_id snd_mychip_ids[] = {
1591           { PCI_VENDOR_ID_FOO, PCI_DEVICE_ID_BAR,
1592             PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, 0, },
1593           ....
1594           { 0, }
1595   };
1596   MODULE_DEVICE_TABLE(pci, snd_mychip_ids);
1597 ]]>
1598           </programlisting>
1599         </informalexample>
1600       </para>
1601
1602       <para>
1603         The first and second fields of
1604       <structname>pci_device_id</structname> struct are the vendor and
1605       device IDs. If you have nothing special to filter the matching
1606       devices, you can use the rest of fields like above. The last
1607       field of <structname>pci_device_id</structname> struct is a
1608       private data for this entry. You can specify any value here, for
1609       example, to tell the type of different operations per each
1610       device IDs. Such an example is found in intel8x0 driver. 
1611       </para>
1612
1613       <para>
1614         The last entry of this list is the terminator. You must
1615       specify this all-zero entry. 
1616       </para>
1617
1618       <para>
1619         Then, prepare the <structname>pci_driver</structname> record:
1620
1621         <informalexample>
1622           <programlisting>
1623 <![CDATA[
1624   static struct pci_driver driver = {
1625           .name = "My Own Chip",
1626           .id_table = snd_mychip_ids,
1627           .probe = snd_mychip_probe,
1628           .remove = __devexit_p(snd_mychip_remove),
1629   };
1630 ]]>
1631           </programlisting>
1632         </informalexample>
1633       </para>
1634
1635       <para>
1636         The <structfield>probe</structfield> and
1637       <structfield>remove</structfield> functions are what we already
1638       defined in 
1639       the previous sections. The <structfield>remove</structfield> should
1640       be defined with 
1641       <function>__devexit_p()</function> macro, so that it's not
1642       defined for built-in (and non-hot-pluggable) case. The
1643       <structfield>name</structfield> 
1644       field is the name string of this device. Note that you must not
1645       use a slash <quote>/</quote> in this string. 
1646       </para>
1647
1648       <para>
1649         And at last, the module entries:
1650
1651         <informalexample>
1652           <programlisting>
1653 <![CDATA[
1654   static int __init alsa_card_mychip_init(void)
1655   {
1656           return pci_module_init(&driver);
1657   }
1658
1659   static void __exit alsa_card_mychip_exit(void)
1660   {
1661           pci_unregister_driver(&driver);
1662   }
1663
1664   module_init(alsa_card_mychip_init)
1665   module_exit(alsa_card_mychip_exit)
1666 ]]>
1667           </programlisting>
1668         </informalexample>
1669       </para>
1670
1671       <para>
1672         Note that these module entries are tagged with
1673       <parameter>__init</parameter> and 
1674       <parameter>__exit</parameter> prefixes, not
1675       <parameter>__devinit</parameter> nor
1676       <parameter>__devexit</parameter>.
1677       </para>
1678
1679       <para>
1680         Oh, one thing was forgotten. If you have no exported symbols,
1681         you need to declare it on 2.2 or 2.4 kernels (on 2.6 kernels
1682         it's not necessary, though).
1683
1684         <informalexample>
1685           <programlisting>
1686 <![CDATA[
1687   EXPORT_NO_SYMBOLS;
1688 ]]>
1689           </programlisting>
1690         </informalexample>
1691
1692         That's all!
1693       </para>
1694     </section>
1695   </chapter>
1696
1697
1698 <!-- ****************************************************** -->
1699 <!-- PCM Interface  -->
1700 <!-- ****************************************************** -->
1701   <chapter id="pcm-interface">
1702     <title>PCM Interface</title>
1703
1704     <section id="pcm-interface-general">
1705       <title>General</title>
1706       <para>
1707         The PCM middle layer of ALSA is quite powerful and it is only
1708       necessary for each driver to implement the low-level functions
1709       to access its hardware.
1710       </para>
1711
1712       <para>
1713         For accessing to the PCM layer, you need to include
1714       <filename>&lt;sound/pcm.h&gt;</filename> above all. In addition,
1715       <filename>&lt;sound/pcm_params.h&gt;</filename> might be needed
1716       if you access to some functions related with hw_param. 
1717       </para>
1718
1719       <para>
1720         Each card device can have up to four pcm instances. A pcm
1721       instance corresponds to a pcm device file. The limitation of
1722       number of instances comes only from the available bit size of
1723       the linux's device number. Once when 64bit device number is
1724       used, we'll have more available pcm instances. 
1725       </para>
1726
1727       <para>
1728         A pcm instance consists of pcm playback and capture streams,
1729       and each pcm stream consists of one or more pcm substreams. Some
1730       soundcard supports the multiple-playback function. For example,
1731       emu10k1 has a PCM playback of 32 stereo substreams. In this case, at
1732       each open, a free substream is (usually) automatically chosen
1733       and opened. Meanwhile, when only one substream exists and it was
1734       already opened, the succeeding open will result in the blocking
1735       or the error with <constant>EAGAIN</constant> according to the
1736       file open mode. But you don't have to know the detail in your
1737       driver. The PCM middle layer will take all such jobs. 
1738       </para>
1739     </section>
1740
1741     <section id="pcm-interface-example">
1742       <title>Full Code Example</title>
1743       <para>
1744       The example code below does not include any hardware access
1745       routines but shows only the skeleton, how to build up the PCM
1746       interfaces.
1747
1748         <example>
1749           <title>PCM Example Code</title>
1750           <programlisting>
1751 <![CDATA[
1752   #include <sound/pcm.h>
1753   ....
1754
1755   /* hardware definition */
1756   static snd_pcm_hardware_t snd_mychip_playback_hw = {
1757           .info = (SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
1758                    SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
1759                    SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
1760                    SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID),
1761           .formats =          SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,
1762           .rates =            SNDRV_PCM_RATE_8000_48000,
1763           .rate_min =         8000,
1764           .rate_max =         48000,
1765           .channels_min =     2,
1766           .channels_max =     2,
1767           .buffer_bytes_max = 32768,
1768           .period_bytes_min = 4096,
1769           .period_bytes_max = 32768,
1770           .periods_min =      1,
1771           .periods_max =      1024,
1772   };
1773
1774   /* hardware definition */
1775   static snd_pcm_hardware_t snd_mychip_capture_hw = {
1776           .info = (SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
1777                    SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
1778                    SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
1779                    SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID),
1780           .formats =          SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,
1781           .rates =            SNDRV_PCM_RATE_8000_48000,
1782           .rate_min =         8000,
1783           .rate_max =         48000,
1784           .channels_min =     2,
1785           .channels_max =     2,
1786           .buffer_bytes_max = 32768,
1787           .period_bytes_min = 4096,
1788           .period_bytes_max = 32768,
1789           .periods_min =      1,
1790           .periods_max =      1024,
1791   };
1792
1793   /* open callback */
1794   static int snd_mychip_playback_open(snd_pcm_substream_t *substream)
1795   {
1796           mychip_t *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1797           snd_pcm_runtime_t *runtime = substream->runtime;
1798
1799           runtime->hw = snd_mychip_playback_hw;
1800           // more hardware-initialization will be done here
1801           return 0;
1802   }
1803
1804   /* close callback */
1805   static int snd_mychip_playback_close(snd_pcm_substream_t *substream)
1806   {
1807           mychip_t *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1808           // the hardware-specific codes will be here
1809           return 0;
1810
1811   }
1812
1813   /* open callback */
1814   static int snd_mychip_capture_open(snd_pcm_substream_t *substream)
1815   {
1816           mychip_t *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1817           snd_pcm_runtime_t *runtime = substream->runtime;
1818
1819           runtime->hw = snd_mychip_capture_hw;
1820           // more hardware-initialization will be done here
1821           return 0;
1822   }
1823
1824   /* close callback */
1825   static int snd_mychip_capture_close(snd_pcm_substream_t *substream)
1826   {
1827           mychip_t *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1828           // the hardware-specific codes will be here
1829           return 0;
1830
1831   }
1832
1833   /* hw_params callback */
1834   static int snd_mychip_pcm_hw_params(snd_pcm_substream_t *substream,
1835                                snd_pcm_hw_params_t * hw_params)
1836   {
1837           return snd_pcm_lib_malloc_pages(substream,
1838                                      params_buffer_bytes(hw_params));
1839   }
1840
1841   /* hw_free callback */
1842   static int snd_mychip_pcm_hw_free(snd_pcm_substream_t *substream)
1843   {
1844           return snd_pcm_lib_free_pages(substream);
1845   }
1846
1847   /* prepare callback */
1848   static int snd_mychip_pcm_prepare(snd_pcm_substream_t *substream)
1849   {
1850           mychip_t *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1851           snd_pcm_runtime_t *runtime = substream->runtime;
1852
1853           /* set up the hardware with the current configuration
1854            * for example...
1855            */
1856           mychip_set_sample_format(chip, runtime->format);
1857           mychip_set_sample_rate(chip, runtime->rate);
1858           mychip_set_channels(chip, runtime->channels);
1859           mychip_set_dma_setup(chip, runtime->dma_area,
1860                                chip->buffer_size,
1861                                chip->period_size);
1862           return 0;
1863   }
1864
1865   /* trigger callback */
1866   static int snd_mychip_pcm_trigger(snd_pcm_substream_t *substream,
1867                                     int cmd)
1868   {
1869           switch (cmd) {
1870           case SNDRV_PCM_TRIGGER_START:
1871                   // do something to start the PCM engine
1872                   break;
1873           case SNDRV_PCM_TRIGGER_STOP:
1874                   // do something to stop the PCM engine
1875                   break;
1876           default:
1877                   return -EINVAL;
1878           }
1879   }
1880
1881   /* pointer callback */
1882   static snd_pcm_uframes_t
1883   snd_mychip_pcm_pointer(snd_pcm_substream_t *substream)
1884   {
1885           mychip_t *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1886           unsigned int current_ptr;
1887
1888           /* get the current hardware pointer */
1889           current_ptr = mychip_get_hw_pointer(chip);
1890           return current_ptr;
1891   }
1892
1893   /* operators */
1894   static snd_pcm_ops_t snd_mychip_playback_ops = {
1895           .open =        snd_mychip_playback_open,
1896           .close =       snd_mychip_playback_close,
1897           .ioctl =       snd_pcm_lib_ioctl,
1898           .hw_params =   snd_mychip_pcm_hw_params,
1899           .hw_free =     snd_mychip_pcm_hw_free,
1900           .prepare =     snd_mychip_pcm_prepare,
1901           .trigger =     snd_mychip_pcm_trigger,
1902           .pointer =     snd_mychip_pcm_pointer,
1903   };
1904
1905   /* operators */
1906   static snd_pcm_ops_t snd_mychip_capture_ops = {
1907           .open =        snd_mychip_capture_open,
1908           .close =       snd_mychip_capture_close,
1909           .ioctl =       snd_pcm_lib_ioctl,
1910           .hw_params =   snd_mychip_pcm_hw_params,
1911           .hw_free =     snd_mychip_pcm_hw_free,
1912           .prepare =     snd_mychip_pcm_prepare,
1913           .trigger =     snd_mychip_pcm_trigger,
1914           .pointer =     snd_mychip_pcm_pointer,
1915   };
1916
1917   /*
1918    *  definitions of capture are omitted here...
1919    */
1920
1921   /* create a pcm device */
1922   static int __devinit snd_mychip_new_pcm(mychip_t *chip)
1923   {
1924           snd_pcm_t *pcm;
1925           int err;
1926
1927           if ((err = snd_pcm_new(chip->card, "My Chip", 0, 1, 1,
1928                                  &pcm)) < 0) 
1929                   return err;
1930           pcm->private_data = chip;
1931           strcpy(pcm->name, "My Chip");
1932           chip->pcm = pcm;
1933           /* set operators */
1934           snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK,
1935                           &snd_mychip_playback_ops);
1936           snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE,
1937                           &snd_mychip_capture_ops);
1938           /* pre-allocation of buffers */
1939           snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
1940                                                 snd_dma_pci_data(chip->pci),
1941                                                 64*1024, 64*1024);
1942           return 0;
1943   }
1944 ]]>
1945           </programlisting>
1946         </example>
1947       </para>
1948     </section>
1949
1950     <section id="pcm-interface-constructor">
1951       <title>Constructor</title>
1952       <para>
1953         A pcm instance is allocated <function>snd_pcm_new()</function>
1954       function. It would be better to create a constructor for pcm,
1955       namely, 
1956
1957         <informalexample>
1958           <programlisting>
1959 <![CDATA[
1960   static int __devinit snd_mychip_new_pcm(mychip_t *chip)
1961   {
1962           snd_pcm_t *pcm;
1963           int err;
1964
1965           if ((err = snd_pcm_new(chip->card, "My Chip", 0, 1, 1,
1966                                  &pcm)) < 0) 
1967                   return err;
1968           pcm->private_data = chip;
1969           strcpy(pcm->name, "My Chip");
1970           chip->pcm = pcm;
1971           ....
1972           return 0;
1973   }
1974 ]]>
1975           </programlisting>
1976         </informalexample>
1977       </para>
1978
1979       <para>
1980         The <function>snd_pcm_new()</function> function takes the four
1981       arguments. The first argument is the card pointer to which this
1982       pcm is assigned, and the second is the ID string. 
1983       </para>
1984
1985       <para>
1986         The third argument (<parameter>index</parameter>, 0 in the
1987       above) is the index of this new pcm. It begins from zero. When
1988       you will create more than one pcm instances, specify the
1989       different numbers in this argument. For example,
1990       <parameter>index</parameter> = 1 for the second PCM device.  
1991       </para>
1992
1993       <para>
1994         The fourth and fifth arguments are the number of substreams
1995       for playback and capture, respectively. Here both 1 are given in
1996       the above example.  When no playback or no capture is available,
1997       pass 0 to the corresponding argument.
1998       </para>
1999
2000       <para>
2001         If a chip supports multiple playbacks or captures, you can
2002       specify more numbers, but they must be handled properly in
2003       open/close, etc. callbacks.  When you need to know which
2004       substream you are referring to, then it can be obtained from
2005       <type>snd_pcm_substream_t</type> data passed to each callback
2006       as follows: 
2007
2008         <informalexample>
2009           <programlisting>
2010 <![CDATA[
2011   snd_pcm_substream_t *substream;
2012   int index = substream->number;
2013 ]]>
2014           </programlisting>
2015         </informalexample>
2016       </para>
2017
2018       <para>
2019         After the pcm is created, you need to set operators for each
2020         pcm stream. 
2021
2022         <informalexample>
2023           <programlisting>
2024 <![CDATA[
2025   snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK,
2026                   &snd_mychip_playback_ops);
2027   snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE,
2028                   &snd_mychip_capture_ops);
2029 ]]>
2030           </programlisting>
2031         </informalexample>
2032       </para>
2033
2034       <para>
2035         The operators are defined typically like this:
2036
2037         <informalexample>
2038           <programlisting>
2039 <![CDATA[
2040   static snd_pcm_ops_t snd_mychip_playback_ops = {
2041           .open =        snd_mychip_pcm_open,
2042           .close =       snd_mychip_pcm_close,
2043           .ioctl =       snd_pcm_lib_ioctl,
2044           .hw_params =   snd_mychip_pcm_hw_params,
2045           .hw_free =     snd_mychip_pcm_hw_free,
2046           .prepare =     snd_mychip_pcm_prepare,
2047           .trigger =     snd_mychip_pcm_trigger,
2048           .pointer =     snd_mychip_pcm_pointer,
2049   };
2050 ]]>
2051           </programlisting>
2052         </informalexample>
2053
2054         Each of callbacks is explained in the subsection 
2055         <link linkend="pcm-interface-operators"><citetitle>
2056         Operators</citetitle></link>.
2057       </para>
2058
2059       <para>
2060         After setting the operators, most likely you'd like to
2061         pre-allocate the buffer. For the pre-allocation, simply call
2062         the following: 
2063
2064         <informalexample>
2065           <programlisting>
2066 <![CDATA[
2067   snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
2068                                         snd_dma_pci_data(chip->pci),
2069                                         64*1024, 64*1024);
2070 ]]>
2071           </programlisting>
2072         </informalexample>
2073
2074         It will allocate up to 64kB buffer as default. The details of
2075       buffer management will be described in the later section <link
2076       linkend="buffer-and-memory"><citetitle>Buffer and Memory
2077       Management</citetitle></link>. 
2078       </para>
2079
2080       <para>
2081         Additionally, you can set some extra information for this pcm
2082         in pcm-&gt;info_flags.
2083         The available values are defined as
2084         <constant>SNDRV_PCM_INFO_XXX</constant> in
2085         <filename>&lt;sound/asound.h&gt;</filename>, which is used for
2086         the hardware definition (described later). When your soundchip
2087         supports only half-duplex, specify like this: 
2088
2089         <informalexample>
2090           <programlisting>
2091 <![CDATA[
2092   pcm->info_flags = SNDRV_PCM_INFO_HALF_DUPLEX;
2093 ]]>
2094           </programlisting>
2095         </informalexample>
2096       </para>
2097     </section>
2098
2099     <section id="pcm-interface-destructor">
2100       <title>... And the Destructor?</title>
2101       <para>
2102         The destructor for a pcm instance is not always
2103       necessary. Since the pcm device will be released by the middle
2104       layer code automatically, you don't have to call destructor
2105       explicitly.
2106       </para>
2107
2108       <para>
2109         The destructor would be necessary when you created some
2110         special records internally and need to release them. In such a
2111         case, set the destructor function to
2112         pcm-&gt;private_free: 
2113
2114         <example>
2115           <title>PCM Instance with a Destructor</title>
2116           <programlisting>
2117 <![CDATA[
2118   static void mychip_pcm_free(snd_pcm_t *pcm)
2119   {
2120           mychip_t *chip = snd_pcm_chip(pcm);
2121           /* free your own data */
2122           kfree(chip->my_private_pcm_data);
2123           // do what you like else
2124           ....
2125   }
2126
2127   static int __devinit snd_mychip_new_pcm(mychip_t *chip)
2128   {
2129           snd_pcm_t *pcm;
2130           ....
2131           /* allocate your own data */
2132           chip->my_private_pcm_data = kmalloc(...);
2133           /* set the destructor */
2134           pcm->private_data = chip;
2135           pcm->private_free = mychip_pcm_free;
2136           ....
2137   }
2138 ]]>
2139           </programlisting>
2140         </example>
2141       </para>
2142     </section>
2143
2144     <section id="pcm-interface-runtime">
2145       <title>Runtime Pointer - The Chest of PCM Information</title>
2146         <para>
2147           When the PCM substream is opened, a PCM runtime instance is
2148         allocated and assigned to the substream. This pointer is
2149         accessible via <constant>substream-&gt;runtime</constant>.
2150         This runtime pointer holds the various information; it holds
2151         the copy of hw_params and sw_params configurations, the buffer
2152         pointers, mmap records, spinlocks, etc.  Almost everyhing you
2153         need for controlling the PCM can be found there.
2154         </para>
2155
2156         <para>
2157         The definition of runtime instance is found in
2158         <filename>&lt;sound/pcm.h&gt;</filename>.  Here is the
2159         copy from the file.
2160           <informalexample>
2161             <programlisting>
2162 <![CDATA[
2163 struct _snd_pcm_runtime {
2164         /* -- Status -- */
2165         snd_pcm_substream_t *trigger_master;
2166         snd_timestamp_t trigger_tstamp; /* trigger timestamp */
2167         int overrange;
2168         snd_pcm_uframes_t avail_max;
2169         snd_pcm_uframes_t hw_ptr_base;  /* Position at buffer restart */
2170         snd_pcm_uframes_t hw_ptr_interrupt; /* Position at interrupt time*/
2171
2172         /* -- HW params -- */
2173         snd_pcm_access_t access;        /* access mode */
2174         snd_pcm_format_t format;        /* SNDRV_PCM_FORMAT_* */
2175         snd_pcm_subformat_t subformat;  /* subformat */
2176         unsigned int rate;              /* rate in Hz */
2177         unsigned int channels;          /* channels */
2178         snd_pcm_uframes_t period_size;  /* period size */
2179         unsigned int periods;           /* periods */
2180         snd_pcm_uframes_t buffer_size;  /* buffer size */
2181         unsigned int tick_time;         /* tick time */
2182         snd_pcm_uframes_t min_align;    /* Min alignment for the format */
2183         size_t byte_align;
2184         unsigned int frame_bits;
2185         unsigned int sample_bits;
2186         unsigned int info;
2187         unsigned int rate_num;
2188         unsigned int rate_den;
2189
2190         /* -- SW params -- */
2191         int tstamp_timespec;            /* use timeval (0) or timespec (1) */
2192         snd_pcm_tstamp_t tstamp_mode;   /* mmap timestamp is updated */
2193         unsigned int period_step;
2194         unsigned int sleep_min;         /* min ticks to sleep */
2195         snd_pcm_uframes_t xfer_align;   /* xfer size need to be a multiple */
2196         snd_pcm_uframes_t start_threshold;
2197         snd_pcm_uframes_t stop_threshold;
2198         snd_pcm_uframes_t silence_threshold; /* Silence filling happens when
2199                                                 noise is nearest than this */
2200         snd_pcm_uframes_t silence_size; /* Silence filling size */
2201         snd_pcm_uframes_t boundary;     /* pointers wrap point */
2202
2203         snd_pcm_uframes_t silenced_start;
2204         snd_pcm_uframes_t silenced_size;
2205
2206         snd_pcm_sync_id_t sync;         /* hardware synchronization ID */
2207
2208         /* -- mmap -- */
2209         volatile snd_pcm_mmap_status_t *status;
2210         volatile snd_pcm_mmap_control_t *control;
2211         atomic_t mmap_count;
2212
2213         /* -- locking / scheduling -- */
2214         spinlock_t lock;
2215         wait_queue_head_t sleep;
2216         struct timer_list tick_timer;
2217         struct fasync_struct *fasync;
2218
2219         /* -- private section -- */
2220         void *private_data;
2221         void (*private_free)(snd_pcm_runtime_t *runtime);
2222
2223         /* -- hardware description -- */
2224         snd_pcm_hardware_t hw;
2225         snd_pcm_hw_constraints_t hw_constraints;
2226
2227         /* -- interrupt callbacks -- */
2228         void (*transfer_ack_begin)(snd_pcm_substream_t *substream);
2229         void (*transfer_ack_end)(snd_pcm_substream_t *substream);
2230
2231         /* -- timer -- */
2232         unsigned int timer_resolution;  /* timer resolution */
2233
2234         /* -- DMA -- */           
2235         unsigned char *dma_area;        /* DMA area */
2236         dma_addr_t dma_addr;            /* physical bus address (not accessible from main CPU) */
2237         size_t dma_bytes;               /* size of DMA area */
2238         void *dma_private;              /* private DMA data for the memory allocator */
2239
2240 #if defined(CONFIG_SND_PCM_OSS) || defined(CONFIG_SND_PCM_OSS_MODULE)
2241         /* -- OSS things -- */
2242         snd_pcm_oss_runtime_t oss;
2243 #endif
2244 };
2245 ]]>
2246             </programlisting>
2247           </informalexample>
2248         </para>
2249
2250         <para>
2251           For the operators (callbacks) of each sound driver, most of
2252         these records are supposed to be read-only.  Only the PCM
2253         middle-layer changes / updates these info.  The excpetions are
2254         the hardware description (hw), interrupt callbacks
2255         (transfer_ack_xxx), DMA buffer information, and the private
2256         data.  Besides, if you use the standard buffer allocation
2257         method via <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function>,
2258         you don't need to set the DMA buffer information by yourself.
2259         </para>
2260
2261         <para>
2262         In the sections below, important records are explained.
2263         </para>
2264
2265         <section id="pcm-interface-runtime-hw">
2266         <title>Hardware Description</title>
2267         <para>
2268           The hardware descriptor (<type>snd_pcm_hardware_t</type>)
2269         contains the definitions of the fundamental hardware
2270         configuration.  Above all, you'll need to define this in
2271         <link linkend="pcm-interface-operators-open-callback"><citetitle>
2272         the open callback</citetitle></link>.
2273         Note that the runtime instance holds the copy of the
2274         descriptor, not the pointer to the existing descriptor.  That
2275         is, in the open callback, you can modify the copied descriptor
2276         (<constant>runtime-&gt;hw</constant>) as you need.  For example, if the maximum
2277         number of channels is 1 only on some chip models, you can
2278         still use the same hardware descriptor and change the
2279         channels_max later:
2280           <informalexample>
2281             <programlisting>
2282 <![CDATA[
2283           snd_pcm_runtime_t *runtime = substream->runtime;
2284           ...
2285           runtime->hw = snd_mychip_playback_hw; /* common definition */
2286           if (chip->model == VERY_OLD_ONE)
2287                   runtime->hw.channels_max = 1;
2288 ]]>
2289             </programlisting>
2290           </informalexample>
2291         </para>
2292
2293         <para>
2294           Typically, you'll have a hardware descriptor like below:
2295           <informalexample>
2296             <programlisting>
2297 <![CDATA[
2298   static snd_pcm_hardware_t snd_mychip_playback_hw = {
2299           .info = (SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
2300                    SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
2301                    SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
2302                    SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID),
2303           .formats =          SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,
2304           .rates =            SNDRV_PCM_RATE_8000_48000,
2305           .rate_min =         8000,
2306           .rate_max =         48000,
2307           .channels_min =     2,
2308           .channels_max =     2,
2309           .buffer_bytes_max = 32768,
2310           .period_bytes_min = 4096,
2311           .period_bytes_max = 32768,
2312           .periods_min =      1,
2313           .periods_max =      1024,
2314   };
2315 ]]>
2316             </programlisting>
2317           </informalexample>
2318         </para>
2319
2320         <para>
2321         <itemizedlist>
2322         <listitem><para>
2323           The <structfield>info</structfield> field contains the type and
2324         capabilities of this pcm. The bit flags are defined in
2325         <filename>&lt;sound/asound.h&gt;</filename> as
2326         <constant>SNDRV_PCM_INFO_XXX</constant>. Here, at least, you
2327         have to specify whether the mmap is supported and which
2328         interleaved format is supported.
2329         When the mmap is supported, add
2330         <constant>SNDRV_PCM_INFO_MMAP</constant> flag here. When the
2331         hardware supports the interleaved or the non-interleaved
2332         format, <constant>SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED</constant> or
2333         <constant>SNDRV_PCM_INFO_NONINTERLEAVED</constant> flag must
2334         be set, respectively. If both are supported, you can set both,
2335         too. 
2336         </para>
2337
2338         <para>
2339           In the above example, <constant>MMAP_VALID</constant> and
2340         <constant>BLOCK_TRANSFER</constant> are specified for OSS mmap
2341         mode. Usually both are set. Of course,
2342         <constant>MMAP_VALID</constant> is set only if the mmap is
2343         really supported. 
2344         </para>
2345
2346         <para>
2347           The other possible flags are
2348         <constant>SNDRV_PCM_INFO_PAUSE</constant> and
2349         <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant>. The
2350         <constant>PAUSE</constant> bit means that the pcm supports the
2351         <quote>pause</quote> operation, while the
2352         <constant>RESUME</constant> bit means that the pcm supports
2353         the <quote>suspend/resume</quote> operation. If these flags
2354         are set, the <structfield>trigger</structfield> callback below
2355         must handle the corresponding commands. 
2356         </para>
2357
2358         <para>
2359           When the PCM substreams can be synchronized (typically,
2360         synchorinized start/stop of a playback and a capture streams),
2361         you can give <constant>SNDRV_PCM_INFO_SYNC_START</constant>,
2362         too.  In this case, you'll need to check the linked-list of
2363         PCM substreams in the trigger callback.  This will be
2364         described in the later section.
2365         </para>
2366         </listitem>
2367
2368         <listitem>
2369         <para>
2370           <structfield>formats</structfield> field contains the bit-flags
2371         of supported formats (<constant>SNDRV_PCM_FMTBIT_XXX</constant>).
2372         If the hardware supports more than one format, give all or'ed
2373         bits.  In the example above, the signed 16bit little-endian
2374         format is specified.
2375         </para>
2376         </listitem>
2377
2378         <listitem>
2379         <para>
2380         <structfield>rates</structfield> field contains the bit-flags of
2381         supported rates (<constant>SNDRV_PCM_RATE_XXX</constant>).
2382         When the chip supports continuous rates, pass
2383         <constant>CONTINUOUS</constant> bit additionally.
2384         The pre-defined rate bits are provided only for typical
2385         rates. If your chip supports unconventional rates, you need to add
2386         <constant>KNOT</constant> bit and set up the hardware
2387         constraint manually (explained later).
2388         </para>
2389         </listitem>
2390
2391         <listitem>
2392         <para>
2393         <structfield>rate_min</structfield> and
2394         <structfield>rate_max</structfield> define the minimal and
2395         maximal sample rate.  This should correspond somehow to
2396         <structfield>rates</structfield> bits.
2397         </para>
2398         </listitem>
2399
2400         <listitem>
2401         <para>
2402         <structfield>channel_min</structfield> and
2403         <structfield>channel_max</structfield> 
2404         define, as you might already expected, the minimal and maximal
2405         number of channels.
2406         </para>
2407         </listitem>
2408
2409         <listitem>
2410         <para>
2411         <structfield>buffer_bytes_max</structfield> defines the
2412         maximal buffer size in bytes.  There is no
2413         <structfield>buffer_bytes_min</structfield> field, since
2414         it can be calculated from the minimal period size and the
2415         minimal number of periods.
2416         Meanwhile, <structfield>period_bytes_min</structfield> and
2417         define the minimal and maximal size of the period in bytes.
2418         <structfield>periods_max</structfield> and
2419         <structfield>periods_min</structfield> define the maximal and
2420         minimal number of periods in the buffer.
2421         </para>
2422
2423         <para>
2424         The <quote>period</quote> is a term, that corresponds to
2425         fragment in the OSS world.  The period defines the size at
2426         which the PCM interrupt is generated. This size strongly
2427         depends on the hardware. 
2428         Generally, the smaller period size will give you more
2429         interrupts, that is, more controls. 
2430         In the case of capture, this size defines the input latency.
2431         On the other hand, the whole buffer size defines the
2432         output latency for the playback direction.
2433         </para>
2434         </listitem>
2435
2436         <listitem>
2437         <para>
2438         There is also a field <structfield>fifo_size</structfield>.
2439         This specifies the size of the hardware FIFO, but it's not
2440         used currently in the driver nor in the alsa-lib.  So, you
2441         can ignore this field.
2442         </para>
2443         </listitem>
2444         </itemizedlist>
2445         </para>
2446         </section>
2447
2448         <section id="pcm-interface-runtime-config">
2449         <title>PCM Configurations</title>
2450         <para>
2451         Ok, let's go back again to the PCM runtime records.
2452         The most frequently referred records in the runtime instance are
2453         the PCM configurations.
2454         The PCM configurations are stored on runtime instance
2455         after the application sends <type>hw_params</type> data via
2456         alsa-lib.  There are many fields copied from hw_params and
2457         sw_params structs.  For example,
2458         <structfield>format</structfield> holds the format type
2459         chosen by the application.  This field contains the enum value
2460         <constant>SNDRV_PCM_FORMAT_XXX</constant>.
2461         </para>
2462
2463         <para>
2464         One thing to be noted is that the configured buffer and period
2465         sizes are stored in <quote>frames</quote> in the runtime
2466         In the ALSA world, 1 frame = channels * samples-size.
2467         For conversion between frames and bytes, you can use the
2468         helper functions, <function>frames_to_bytes()</function> and
2469           <function>bytes_to_frames()</function>. 
2470           <informalexample>
2471             <programlisting>
2472 <![CDATA[
2473   period_bytes = frames_to_bytes(runtime, runtime->period_size);
2474 ]]>
2475             </programlisting>
2476           </informalexample>
2477         </para>
2478
2479         <para>
2480         Also, many software parameters (sw_params) are
2481         stored in frames, too.  Please check the type of the field.
2482         <type>snd_pcm_uframes_t</type> is for the frames as unsigned
2483         integer while <type>snd_pcm_sframes_t</type> is for the frames
2484         as signed integer.
2485         </para>
2486         </section>
2487
2488         <section id="pcm-interface-runtime-dma">
2489         <title>DMA Buffer Information</title>
2490         <para>
2491         The DMA buffer is defined by the following four fields,
2492         <structfield>dma_area</structfield>,
2493         <structfield>dma_addr</structfield>,
2494         <structfield>dma_bytes</structfield> and
2495         <structfield>dma_private</structfield>.
2496         The <structfield>dma_area</structfield> holds the buffer
2497         pointer (the logical address).  You can call
2498         <function>memcpy</function> from/to 
2499         this pointer.  Meanwhile, <structfield>dma_addr</structfield>
2500         holds the physical address of the buffer.  This field is
2501         specified only when the buffer is a linear buffer.
2502         <structfield>dma_bytes</structfield> holds the size of buffer
2503         in bytes.  <structfield>dma_private</structfield> is used for
2504         the ALSA DMA allocator.
2505         </para>
2506
2507         <para>
2508         If you use a standard ALSA function,
2509         <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function>, for
2510         allocating the buffer, these fields are set by the ALSA middle
2511         layer, and you should <emphasis>not</emphasis> change them by
2512         yourself.  You can read them but not write them.
2513         On the other hand, if you want to allocate the buffer by
2514         yourself, you'll need to manage it in hw_params callback.
2515         At least, <structfield>dma_bytes</structfield> is mandatory.
2516         <structfield>dma_area</structfield> is necessary when the
2517         buffer is mmapped.  If your driver doesn't support mmap, this
2518         field is not necessary.  <structfield>dma_addr</structfield>
2519         is also not mandatory.  You can use
2520         <structfield>dma_private</structfield> as you like, too.
2521         </para>
2522         </section>
2523
2524         <section id="pcm-interface-runtime-status">
2525         <title>Running Status</title>
2526         <para>
2527         The running status can be referred via <constant>runtime-&gt;status</constant>.
2528         This is the pointer to <type>snd_pcm_mmap_status_t</type>
2529         record.  For example, you can get the current DMA hardware
2530         pointer via <constant>runtime-&gt;status-&gt;hw_ptr</constant>.
2531         </para>
2532
2533         <para>
2534         The DMA application pointer can be referred via
2535         <constant>runtime-&gt;control</constant>, which points
2536         <type>snd_pcm_mmap_control_t</type> record.
2537         However, accessing directly to this value is not recommended.
2538         </para>
2539         </section>
2540
2541         <section id="pcm-interface-runtime-private">
2542         <title>Private Data</title> 
2543         <para>
2544         You can allocate a record for the substream and store it in
2545         <constant>runtime-&gt;private_data</constant>.  Usually, this
2546         done in
2547         <link linkend="pcm-interface-operators-open-callback"><citetitle>
2548         the open callback</citetitle></link>.
2549         Don't mix this with <constant>pcm-&gt;private_data</constant>.
2550         The <constant>pcm-&gt;private_data</constant> usually points the
2551         chip instance assigned statically at the creation of PCM, while the 
2552         <constant>runtime-&gt;private_data</constant> points a dynamic
2553         data created at the PCM open callback.
2554
2555           <informalexample>
2556             <programlisting>
2557 <![CDATA[
2558   static int snd_xxx_open(snd_pcm_substream_t *substream)
2559   {
2560           my_pcm_data_t *data;
2561           ....
2562           data = kmalloc(sizeof(*data), GFP_KERNEL);
2563           substream->runtime->private_data = data;
2564           ....
2565   }
2566 ]]>
2567             </programlisting>
2568           </informalexample>
2569         </para>
2570
2571         <para>
2572           The allocated object must be released in
2573         <link linkend="pcm-interface-operators-open-callback"><citetitle>
2574         the close callback</citetitle></link>.
2575         </para>
2576         </section>
2577
2578         <section id="pcm-interface-runtime-intr">
2579         <title>Interrupt Callbacks</title>
2580         <para>
2581         The field <structfield>transfer_ack_begin</structfield> and
2582         <structfield>transfer_ack_end</structfield> are called at
2583         the beginning and the end of
2584         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function>, respectively. 
2585         </para>
2586         </section>
2587
2588     </section>
2589
2590     <section id="pcm-interface-operators">
2591       <title>Operators</title>
2592       <para>
2593         OK, now let me explain the detail of each pcm callback
2594       (<parameter>ops</parameter>). In general, every callback must
2595       return 0 if successful, or a negative number with the error
2596       number such as <constant>-EINVAL</constant> at any
2597       error. 
2598       </para>
2599
2600       <para>
2601         The callback function takes at least the argument with
2602         <type>snd_pcm_substream_t</type> pointer. For retrieving the
2603         chip record from the given substream instance, you can use the
2604         following macro. 
2605
2606         <informalexample>
2607           <programlisting>
2608 <![CDATA[
2609   int xxx() {
2610           mychip_t *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
2611           ....
2612   }
2613 ]]>
2614           </programlisting>
2615         </informalexample>
2616
2617         The macro reads <constant>substream-&gt;private_data</constant>,
2618         which is a copy of <constant>pcm-&gt;private_data</constant>.
2619         You can override the former if you need to assign different data
2620         records per PCM substream.  For example, cmi8330 driver assigns
2621         different private_data for playback and capture directions,
2622         because it uses two different codecs (SB- and AD-compatible) for
2623         different directions.
2624       </para>
2625
2626       <section id="pcm-interface-operators-open-callback">
2627         <title>open callback</title>
2628         <para>
2629           <informalexample>
2630             <programlisting>
2631 <![CDATA[
2632   static int snd_xxx_open(snd_pcm_substream_t *substream);
2633 ]]>
2634             </programlisting>
2635           </informalexample>
2636
2637           This is called when a pcm substream is opened.
2638         </para>
2639
2640         <para>
2641           At least, here you have to initialize the runtime-&gt;hw
2642           record. Typically, this is done by like this: 
2643
2644           <informalexample>
2645             <programlisting>
2646 <![CDATA[
2647   static int snd_xxx_open(snd_pcm_substream_t *substream)
2648   {
2649           mychip_t *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
2650           snd_pcm_runtime_t *runtime = substream->runtime;
2651
2652           runtime->hw = snd_mychip_playback_hw;
2653           return 0;
2654   }
2655 ]]>
2656             </programlisting>
2657           </informalexample>
2658
2659           where <parameter>snd_mychip_playback_hw</parameter> is the
2660           pre-defined hardware description.
2661         </para>
2662
2663         <para>
2664         You can allocate a private data in this callback, as described
2665         in <link linkend="pcm-interface-runtime-private"><citetitle>
2666         Private Data</citetitle></link> section.
2667         </para>
2668
2669         <para>
2670         If the hardware configuration needs more constraints, set the
2671         hardware constraints here, too.
2672         See <link linkend="pcm-interface-constraints"><citetitle>
2673         Constraints</citetitle></link> for more details.
2674         </para>
2675       </section>
2676
2677       <section id="pcm-interface-operators-close-callback">
2678         <title>close callback</title>
2679         <para>
2680           <informalexample>
2681             <programlisting>
2682 <![CDATA[
2683   static int snd_xxx_close(snd_pcm_substream_t *substream);
2684 ]]>
2685             </programlisting>
2686           </informalexample>
2687
2688           Obviously, this is called when a pcm substream is closed.
2689         </para>
2690
2691         <para>
2692           Any private instance for a pcm substream allocated in the
2693           open callback will be released here. 
2694
2695           <informalexample>
2696             <programlisting>
2697 <![CDATA[
2698   static int snd_xxx_close(snd_pcm_substream_t *substream)
2699   {
2700           ....
2701           kfree(substream->runtime->private_data);
2702           ....
2703   }
2704 ]]>
2705             </programlisting>
2706           </informalexample>
2707         </para>
2708       </section>
2709
2710       <section id="pcm-interface-operators-ioctl-callback">
2711         <title>ioctl callback</title>
2712         <para>
2713           This is used for any special action to pcm ioctls. But
2714         usually you can pass a generic ioctl callback, 
2715         <function>snd_pcm_lib_ioctl</function>.
2716         </para>
2717       </section>
2718
2719       <section id="pcm-interface-operators-hw-params-callback">
2720         <title>hw_params callback</title>
2721         <para>
2722           <informalexample>
2723             <programlisting>
2724 <![CDATA[
2725   static int snd_xxx_hw_params(snd_pcm_substream_t * substream,
2726                                snd_pcm_hw_params_t * hw_params);
2727 ]]>
2728             </programlisting>
2729           </informalexample>
2730
2731           This and <structfield>hw_free</structfield> callbacks exist
2732         only on ALSA 0.9.x. 
2733         </para>
2734
2735         <para>
2736           This is called when the hardware parameter
2737         (<structfield>hw_params</structfield>) is set
2738         up by the application, 
2739         that is, once when the buffer size, the period size, the
2740         format, etc. are defined for the pcm substream. 
2741         </para>
2742
2743         <para>
2744           Many hardware set-up should be done in this callback,
2745         including the allocation of buffers. 
2746         </para>
2747
2748         <para>
2749           Parameters to be initialized are retrieved by
2750           <function>params_xxx()</function> macros. For allocating a
2751           buffer, you can call a helper function, 
2752
2753           <informalexample>
2754             <programlisting>
2755 <![CDATA[
2756   snd_pcm_lib_malloc_pages(substream, params_buffer_bytes(hw_params));
2757 ]]>
2758             </programlisting>
2759           </informalexample>
2760
2761           <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function> is available
2762           only when the DMA buffers have been pre-allocated.
2763           See the section <link
2764           linkend="buffer-and-memory-buffer-types"><citetitle>
2765           Buffer Types</citetitle></link> for more details.
2766         </para>
2767
2768         <para>
2769           Note that this and <structfield>prepare</structfield> callbacks
2770         may be called multiple times per initialization.
2771         For example, the OSS emulation may
2772         call these callbacks at each change via its ioctl. 
2773         </para>
2774
2775         <para>
2776           Thus, you need to take care not to allocate the same buffers
2777         many times, which will lead to memory leak!  Calling the
2778         helper function above many times is OK. It will release the
2779         previous buffer automatically when it was already allocated. 
2780         </para>
2781
2782         <para>
2783           Another note is that this callback is non-atomic
2784         (schedulable). This is important, because the
2785         <structfield>trigger</structfield> callback 
2786         is atomic (non-schedulable). That is, mutex or any
2787         schedule-related functions are not available in
2788         <structfield>trigger</structfield> callback.
2789         Please see the subsection
2790         <link linkend="pcm-interface-atomicity"><citetitle>
2791         Atomicity</citetitle></link> for details.
2792         </para>
2793       </section>
2794
2795       <section id="pcm-interface-operators-hw-free-callback">
2796         <title>hw_free callback</title>
2797         <para>
2798           <informalexample>
2799             <programlisting>
2800 <![CDATA[
2801   static int snd_xxx_hw_free(snd_pcm_substream_t * substream);
2802 ]]>
2803             </programlisting>
2804           </informalexample>
2805         </para>
2806
2807         <para>
2808           This is called to release the resources allocated via
2809           <structfield>hw_params</structfield>. For example, releasing the
2810           buffer via 
2811           <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function> is done by
2812           calling the following: 
2813
2814           <informalexample>
2815             <programlisting>
2816 <![CDATA[
2817   snd_pcm_lib_free_pages(substream);
2818 ]]>
2819             </programlisting>
2820           </informalexample>
2821         </para>
2822
2823         <para>
2824           This function is always called before the close callback is called.
2825           Also, the callback may be called multiple times, too.
2826           Keep track whether the resource was already released. 
2827         </para>
2828       </section>
2829
2830       <section id="pcm-interface-operators-prepare-callback">
2831        <title>prepare callback</title>
2832         <para>
2833           <informalexample>
2834             <programlisting>
2835 <![CDATA[
2836   static int snd_xxx_prepare(snd_pcm_substream_t * substream);
2837 ]]>
2838             </programlisting>
2839           </informalexample>
2840         </para>
2841
2842         <para>
2843           This callback is called when the pcm is
2844         <quote>prepared</quote>. You can set the format type, sample
2845         rate, etc. here. The difference from
2846         <structfield>hw_params</structfield> is that the 
2847         <structfield>prepare</structfield> callback will be called at each
2848         time 
2849         <function>snd_pcm_prepare()</function> is called, i.e. when
2850         recovered after underruns, etc. 
2851         </para>
2852
2853         <para>
2854         Note that this callback became non-atomic since the recent version.
2855         You can use schedule-related fucntions safely in this callback now.
2856         </para>
2857
2858         <para>
2859           In this and the following callbacks, you can refer to the
2860         values via the runtime record,
2861         substream-&gt;runtime.
2862         For example, to get the current
2863         rate, format or channels, access to
2864         runtime-&gt;rate,
2865         runtime-&gt;format or
2866         runtime-&gt;channels, respectively. 
2867         The physical address of the allocated buffer is set to
2868         runtime-&gt;dma_area.  The buffer and period sizes are
2869         in runtime-&gt;buffer_size and runtime-&gt;period_size,
2870         respectively.
2871         </para>
2872
2873         <para>
2874           Be careful that this callback will be called many times at
2875         each set up, too. 
2876         </para>
2877       </section>
2878
2879       <section id="pcm-interface-operators-trigger-callback">
2880         <title>trigger callback</title>
2881         <para>
2882           <informalexample>
2883             <programlisting>
2884 <![CDATA[
2885   static int snd_xxx_trigger(snd_pcm_substream_t * substream, int cmd);
2886 ]]>
2887             </programlisting>
2888           </informalexample>
2889
2890           This is called when the pcm is started, stopped or paused.
2891         </para>
2892
2893         <para>
2894           Which action is specified in the second argument,
2895           <constant>SNDRV_PCM_TRIGGER_XXX</constant> in
2896           <filename>&lt;sound/pcm.h&gt;</filename>. At least,
2897           <constant>START</constant> and <constant>STOP</constant>
2898           commands must be defined in this callback. 
2899
2900           <informalexample>
2901             <programlisting>
2902 <![CDATA[
2903   switch (cmd) {
2904   case SNDRV_PCM_TRIGGER_START:
2905           // do something to start the PCM engine
2906           break;
2907   case SNDRV_PCM_TRIGGER_STOP:
2908           // do something to stop the PCM engine
2909           break;
2910   default:
2911           return -EINVAL;
2912   }
2913 ]]>
2914             </programlisting>
2915           </informalexample>
2916         </para>
2917
2918         <para>
2919           When the pcm supports the pause operation (given in info
2920         field of the hardware table), <constant>PAUSE_PUSE</constant>
2921         and <constant>PAUSE_RELEASE</constant> commands must be
2922         handled here, too. The former is the command to pause the pcm,
2923         and the latter to restart the pcm again. 
2924         </para>
2925
2926         <para>
2927           When the pcm supports the suspend/resume operation
2928         (i.e. <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant> flag is set),
2929         <constant>SUSPEND</constant> and <constant>RESUME</constant>
2930         commands must be handled, too.
2931         These commands are issued when the power-management status is
2932         changed.  Obviously, the <constant>SUSPEND</constant> and
2933         <constant>RESUME</constant>
2934         do suspend and resume of the pcm substream, and usually, they
2935         are identical with <constant>STOP</constant> and
2936         <constant>START</constant> commands, respectively.
2937         </para>
2938
2939         <para>
2940           As mentioned, this callback is atomic.  You cannot call
2941           the function going to sleep.
2942           The trigger callback should be as minimal as possible,
2943           just really triggering the DMA.  The other stuff should be
2944           initialized hw_params and prepare callbacks properly
2945           beforehand.
2946         </para>
2947       </section>
2948
2949       <section id="pcm-interface-operators-pointer-callback">
2950         <title>pointer callback</title>
2951         <para>
2952           <informalexample>
2953             <programlisting>
2954 <![CDATA[
2955   static snd_pcm_uframes_t snd_xxx_pointer(snd_pcm_substream_t * substream)
2956 ]]>
2957             </programlisting>
2958           </informalexample>
2959
2960           This callback is called when the PCM middle layer inquires
2961         the current hardware position on the buffer. The position must
2962         be returned in frames (which was in bytes on ALSA 0.5.x),
2963         ranged from 0 to buffer_size - 1.
2964         </para>
2965
2966         <para>
2967           This is called usually from the buffer-update routine in the
2968         pcm middle layer, which is invoked when
2969         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> is called in the
2970         interrupt routine. Then the pcm middle layer updates the
2971         position and calculates the available space, and wakes up the
2972         sleeping poll threads, etc. 
2973         </para>
2974
2975         <para>
2976           This callback is also atomic.
2977         </para>
2978       </section>
2979
2980       <section id="pcm-interface-operators-copy-silence">
2981         <title>copy and silence callbacks</title>
2982         <para>
2983           These callbacks are not mandatory, and can be omitted in
2984         most cases. These callbacks are used when the hardware buffer
2985         cannot be on the normal memory space. Some chips have their
2986         own buffer on the hardware which is not mappable. In such a
2987         case, you have to transfer the data manually from the memory
2988         buffer to the hardware buffer. Or, if the buffer is
2989         non-contiguous on both physical and virtual memory spaces,
2990         these callbacks must be defined, too. 
2991         </para>
2992
2993         <para>
2994           If these two callbacks are defined, copy and set-silence
2995         operations are done by them. The detailed will be described in
2996         the later section <link
2997         linkend="buffer-and-memory"><citetitle>Buffer and Memory
2998         Management</citetitle></link>. 
2999         </para>
3000       </section>
3001
3002       <section id="pcm-interface-operators-ack">
3003         <title>ack callback</title>
3004         <para>
3005           This callback is also not mandatory. This callback is called
3006         when the appl_ptr is updated in read or write operations.
3007         Some drivers like emu10k1-fx and cs46xx need to track the
3008         current appl_ptr for the internal buffer, and this callback
3009         is useful only for such a purpose.
3010         </para>
3011       </section>
3012
3013       <section id="pcm-interface-operators-page-callback">
3014         <title>page callback</title>
3015
3016         <para>
3017           This callback is also not mandatory. This callback is used
3018         mainly for the non-contiguous buffer. The mmap calls this
3019         callback to get the page address. Some examples will be
3020         explained in the later section <link
3021         linkend="buffer-and-memory"><citetitle>Buffer and Memory
3022         Management</citetitle></link>, too. 
3023         </para>
3024       </section>
3025     </section>
3026
3027     <section id="pcm-interface-interrupt-handler">
3028       <title>Interrupt Handler</title>
3029       <para>
3030         The rest of pcm stuff is the PCM interrupt handler. The
3031       role of PCM interrupt handler in the sound driver is to update
3032       the buffer position and to tell the PCM middle layer when the
3033       buffer position goes across the prescribed period size. To
3034       inform this, call <function>snd_pcm_period_elapsed()</function>
3035       function. 
3036       </para>
3037
3038       <para>
3039         There are several types of sound chips to generate the interrupts.
3040       </para>
3041
3042       <section id="pcm-interface-interrupt-handler-boundary">
3043         <title>Interrupts at the period (fragment) boundary</title>
3044         <para>
3045           This is the most frequently found type:  the hardware
3046         generates an interrupt at each period boundary.
3047         In this case, you can call
3048         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> at each 
3049         interrupt. 
3050         </para>
3051
3052         <para>
3053           <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> takes the
3054         substream pointer as its argument. Thus, you need to keep the
3055         substream pointer accessible from the chip instance. For
3056         example, define substream field in the chip record to hold the
3057         current running substream pointer, and set the pointer value
3058         at open callback (and reset at close callback). 
3059         </para>
3060
3061         <para>
3062           If you aquire a spinlock in the interrupt handler, and the
3063         lock is used in other pcm callbacks, too, then you have to
3064         release the lock before calling
3065         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function>, because
3066         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> calls other pcm
3067         callbacks inside. 
3068         </para>
3069
3070         <para>
3071           A typical coding would be like:
3072
3073           <example>
3074             <title>Interrupt Handler Case #1</title>
3075             <programlisting>
3076 <![CDATA[
3077   static irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id,
3078                                           struct pt_regs *regs)
3079   {
3080           mychip_t *chip = dev_id;
3081           spin_lock(&chip->lock);
3082           ....
3083           if (pcm_irq_invoked(chip)) {
3084                   /* call updater, unlock before it */
3085                   spin_unlock(&chip->lock);
3086                   snd_pcm_period_elapsed(chip->substream);
3087                   spin_lock(&chip->lock);
3088                   // acknowledge the interrupt if necessary
3089           }
3090           ....
3091           spin_unlock(&chip->lock);
3092           return IRQ_HANDLED;
3093   }
3094 ]]>
3095             </programlisting>
3096           </example>
3097         </para>
3098       </section>
3099
3100       <section id="pcm-interface-interrupt-handler-timer">
3101         <title>High-frequent timer interrupts</title>
3102         <para>
3103         This is the case when the hardware doesn't generate interrupts
3104         at the period boundary but do timer-interrupts at the fixed
3105         timer rate (e.g. es1968 or ymfpci drivers). 
3106         In this case, you need to check the current hardware
3107         position and accumulates the processed sample length at each
3108         interrupt.  When the accumulated size overcomes the period
3109         size, call 
3110         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> and reset the
3111         accumulator. 
3112         </para>
3113
3114         <para>
3115           A typical coding would be like the following.
3116
3117           <example>
3118             <title>Interrupt Handler Case #2</title>
3119             <programlisting>
3120 <![CDATA[
3121   static irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id,
3122                                           struct pt_regs *regs)
3123   {
3124           mychip_t *chip = dev_id;
3125           spin_lock(&chip->lock);
3126           ....
3127           if (pcm_irq_invoked(chip)) {
3128                   unsigned int last_ptr, size;
3129                   /* get the current hardware pointer (in frames) */
3130                   last_ptr = get_hw_ptr(chip);
3131                   /* calculate the processed frames since the
3132                    * last update
3133                    */
3134                   if (last_ptr < chip->last_ptr)
3135                           size = runtime->buffer_size + last_ptr 
3136                                    - chip->last_ptr; 
3137                   else
3138                           size = last_ptr - chip->last_ptr;
3139                   /* remember the last updated point */
3140                   chip->last_ptr = last_ptr;
3141                   /* accumulate the size */
3142                   chip->size += size;
3143                   /* over the period boundary? */
3144                   if (chip->size >= runtime->period_size) {
3145                           /* reset the accumulator */
3146                           chip->size %= runtime->period_size;
3147                           /* call updater */
3148                           spin_unlock(&chip->lock);
3149                           snd_pcm_period_elapsed(substream);
3150                           spin_lock(&chip->lock);
3151                   }
3152                   // acknowledge the interrupt if necessary
3153           }
3154           ....
3155           spin_unlock(&chip->lock);
3156           return IRQ_HANDLED;
3157   }
3158 ]]>
3159             </programlisting>
3160           </example>
3161         </para>
3162       </section>
3163
3164       <section id="pcm-interface-interrupt-handler-both">
3165         <title>On calling <function>snd_pcm_period_elapsed()</function></title>
3166         <para>
3167           In both cases, even if more than one period are elapsed, you
3168         don't have to call
3169         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> many times. Call
3170         only once. And the pcm layer will check the current hardware
3171         pointer and update to the latest status. 
3172         </para>
3173       </section>
3174     </section>
3175
3176     <section id="pcm-interface-atomicity">
3177       <title>Atomicity</title>
3178       <para>
3179       One of the most important (and thus difficult to debug) problem
3180       on the kernel programming is the race condition.
3181       On linux kernel, usually it's solved via spin-locks or
3182       semaphores.  In general, if the race condition may
3183       happen in the interrupt handler, it's handled as atomic, and you
3184       have to use spinlock for protecting the critical session.  If it
3185       never happens in the interrupt and it may take relatively long
3186       time, you should use semaphore.
3187       </para>
3188
3189       <para>
3190       As already seen, some pcm callbacks are atomic and some are
3191       not.  For example, <parameter>hw_params</parameter> callback is
3192       non-atomic, while <parameter>trigger</parameter> callback is
3193       atomic.  This means, the latter is called already in a spinlock
3194       held by the PCM middle layer. Please take this atomicity into
3195       account when you use a spinlock or a semaphore in the callbacks.
3196       </para>
3197
3198       <para>
3199       In the atomic callbacks, you cannot use functions which may call
3200       <function>schedule</function> or go to
3201       <function>sleep</function>.  The semaphore and mutex do sleep,
3202       and hence they cannot be used inside the atomic callbacks
3203       (e.g. <parameter>trigger</parameter> callback).
3204       For taking a certain delay in such a callback, please use
3205       <function>udelay()</function> or <function>mdelay()</function>.
3206       </para>
3207
3208     </section>
3209     <section id="pcm-interface-constraints">
3210       <title>Constraints</title>
3211       <para>
3212         If your chip supports unconventional sample rates, or only the
3213       limited samples, you need to set a constraint for the
3214       condition. 
3215       </para>
3216
3217       <para>
3218         For example, in order to restrict the sample rates in the some
3219         supported values, use
3220         <function>snd_pcm_hw_constraint_list()</function>.
3221         You need to call this function in the open callback.
3222
3223         <example>
3224           <title>Example of Hardware Constraints</title>
3225           <programlisting>
3226 <![CDATA[
3227   static unsigned int rates[] =
3228           {4000, 10000, 22050, 44100};
3229   static snd_pcm_hw_constraint_list_t constraints_rates = {
3230           .count = ARRAY_SIZE(rates),
3231           .list = rates,
3232           .mask = 0,
3233   };
3234
3235   static int snd_mychip_pcm_open(snd_pcm_substream_t *substream)
3236   {
3237           int err;
3238           ....
3239           err = snd_pcm_hw_constraint_list(substream->runtime, 0,
3240                                            SNDRV_PCM_HW_PARAM_RATE,
3241                                            &constraints_rates);
3242           if (err < 0)
3243                   return err;
3244           ....
3245   }
3246 ]]>
3247           </programlisting>
3248         </example>
3249       </para>
3250
3251       <para>
3252         There are many different constraints.
3253         Look in <filename>sound/asound.h</filename> for a complete list.
3254         You can even define your own constraint rules.
3255         For example, let's suppose my_chip can manage a substream of 1 channel
3256         if and only if the format is S16_LE, otherwise it supports any format
3257         specified in the <type>snd_pcm_hardware_t</type> stucture (or in any
3258         other constraint_list). You can build a rule like this:
3259
3260         <example>
3261           <title>Example of Hardware Constraints for Channels</title>
3262           <programlisting>
3263 <![CDATA[
3264   static int hw_rule_format_by_channels(snd_pcm_hw_params_t *params,
3265                                         snd_pcm_hw_rule_t *rule)
3266   {
3267           snd_interval_t *c = hw_param_interval(params, SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS);
3268           snd_mask_t *f = hw_param_mask(params, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT);
3269           snd_mask_t fmt;
3270
3271           snd_mask_any(&fmt);    /* Init the struct */
3272           if (c->min < 2) {
3273                   fmt.bits[0] &= SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE;
3274                   return snd_mask_refine(f, &fmt);
3275           }
3276           return 0;
3277   }
3278 ]]>
3279           </programlisting>
3280         </example>
3281       </para>
3282  
3283       <para>
3284         Then you need to call this function to add your rule:
3285
3286        <informalexample>
3287          <programlisting>
3288 <![CDATA[
3289   snd_pcm_hw_rule_add(substream->runtime, 0, SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS,
3290                       hw_rule_channels_by_format, 0, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT,
3291                       -1);
3292 ]]>
3293           </programlisting>
3294         </informalexample>
3295       </para>
3296
3297       <para>
3298         The rule function is called when an application sets the number of
3299         channels. But an application can set the format before the number of
3300         channels. Thus you also need to define the inverse rule:
3301
3302        <example>
3303          <title>Example of Hardware Constraints for Channels</title>
3304          <programlisting>
3305 <![CDATA[
3306   static int hw_rule_channels_by_format(snd_pcm_hw_params_t *params,
3307                                         snd_pcm_hw_rule_t *rule)
3308   {
3309           snd_interval_t *c = hw_param_interval(params, SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS);
3310           snd_mask_t *f = hw_param_mask(params, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT);
3311           snd_interval_t ch;
3312
3313           snd_interval_any(&ch);
3314           if (f->bits[0] == SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE) {
3315                   ch.min = ch.max = 1;
3316                   ch.integer = 1;
3317                   return snd_interval_refine(c, &ch);
3318           }
3319           return 0;
3320   }
3321 ]]>
3322           </programlisting>
3323         </example>
3324       </para>
3325
3326       <para>
3327       ...and in the open callback:
3328        <informalexample>
3329          <programlisting>
3330 <![CDATA[
3331   snd_pcm_hw_rule_add(substream->runtime, 0, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT,
3332                       hw_rule_format_by_channels, 0, SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS,
3333                       -1);
3334 ]]>
3335           </programlisting>
3336         </informalexample>
3337       </para>
3338
3339       <para>
3340         I won't explain more details here, rather I
3341         would like to say, <quote>Luke, use the source.</quote>
3342       </para>
3343     </section>
3344
3345   </chapter>
3346
3347
3348 <!-- ****************************************************** -->
3349 <!-- Control Interface  -->
3350 <!-- ****************************************************** -->
3351   <chapter id="control-interface">
3352     <title>Control Interface</title>
3353
3354     <section id="control-interface-general">
3355       <title>General</title>
3356       <para>
3357         The control interface is used widely for many switches,
3358       sliders, etc. which are accessed from the user-space. Its most
3359       important use is the mixer interface. In other words, on ALSA
3360       0.9.x, all the mixer stuff is implemented on the control kernel
3361       API (while there was an independent mixer kernel API on 0.5.x). 
3362       </para>
3363
3364       <para>
3365         ALSA has a well-defined AC97 control module. If your chip
3366       supports only the AC97 and nothing else, you can skip this
3367       section. 
3368       </para>
3369
3370       <para>
3371         The control API is defined in
3372       <filename>&lt;sound/control.h&gt;</filename>.
3373       Include this file if you add your own controls.
3374       </para>
3375     </section>
3376
3377     <section id="control-interface-definition">
3378       <title>Definition of Controls</title>
3379       <para>
3380         For creating a new control, you need to define the three
3381       callbacks: <structfield>info</structfield>,
3382       <structfield>get</structfield> and
3383       <structfield>put</structfield>. Then, define a
3384       <type>snd_kcontrol_new_t</type> record, such as: 
3385
3386         <example>
3387           <title>Definition of a Control</title>
3388           <programlisting>
3389 <![CDATA[
3390   static snd_kcontrol_new_t my_control __devinitdata = {
3391           .iface = SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER,
3392           .name = "PCM Playback Switch",
3393           .index = 0,
3394           .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE,
3395           .private_values = 0xffff,
3396           .info = my_control_info,
3397           .get = my_control_get,
3398           .put = my_control_put
3399   };
3400 ]]>
3401           </programlisting>
3402         </example>
3403       </para>
3404
3405       <para>
3406         Most likely the control is created via
3407       <function>snd_ctl_new1()</function>, and in such a case, you can
3408       add <parameter>__devinitdata</parameter> prefix to the
3409       definition like above. 
3410       </para>
3411
3412       <para>
3413         The <structfield>iface</structfield> field specifies the type of
3414       the control,
3415       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_XXX</constant>. There are
3416       <constant>MIXER</constant>, <constant>PCM</constant>,
3417       <constant>CARD</constant>, etc.
3418       </para>
3419
3420       <para>
3421         The <structfield>name</structfield> is the name identifier
3422       string. On ALSA 0.9.x, the control name is very important,
3423       because its role is classified from its name. There are
3424       pre-defined standard control names. The details are described in
3425       the subsection
3426       <link linkend="control-interface-control-names"><citetitle>
3427       Control Names</citetitle></link>.
3428       </para>
3429
3430       <para>
3431         The <structfield>index</structfield> field holds the index number
3432       of this control. If there are several different controls with
3433       the same name, they can be distinguished by the index
3434       number. This is the case when 
3435       several codecs exist on the card. If the index is zero, you can
3436       omit the definition above. 
3437       </para>
3438
3439       <para>
3440         The <structfield>access</structfield> field contains the access
3441       type of this control. Give the combination of bit masks,
3442       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_XXX</constant>, there.
3443       The detailed will be explained in the subsection
3444       <link linkend="control-interface-access-flags"><citetitle>
3445       Access Flags</citetitle></link>.
3446       </para>
3447
3448       <para>
3449         The <structfield>private_values</structfield> field contains
3450       an arbitrary long integer value for this record. When using
3451       generic <structfield>info</structfield>,
3452       <structfield>get</structfield> and
3453       <structfield>put</structfield> callbacks, you can pass a value 
3454       through this field. If several small numbers are necessary, you can
3455       combine them in bitwise. Or, it's possible to give a pointer
3456       (casted to unsigned long) of some record to this field, too. 
3457       </para>
3458
3459       <para>
3460         The other three are
3461         <link linkend="control-interface-callbacks"><citetitle>
3462         callback functions</citetitle></link>.
3463       </para>
3464     </section>
3465
3466     <section id="control-interface-control-names">
3467       <title>Control Names</title>
3468       <para>
3469         There are some standards for defining the control names. A
3470       control is usually defined from the three parts as
3471       <quote>SOURCE DIRECTION FUNCTION</quote>. 
3472       </para>
3473
3474       <para>
3475         The first, <constant>SOURCE</constant>, specifies the source
3476       of the control, and is a string such as <quote>Master</quote>,
3477       <quote>PCM</quote>, <quote>CD</quote> or
3478       <quote>Line</quote>. There are many pre-defined sources. 
3479       </para>
3480
3481       <para>
3482         The second, <constant>DIRECTION</constant>, is one of the
3483       following strings according to the direction of the control:
3484       <quote>Playback</quote>, <quote>Capture</quote>, <quote>Bypass
3485       Playback</quote> and <quote>Bypass Capture</quote>. Or, it can
3486       be omitted, meaning both playback and capture directions. 
3487       </para>
3488
3489       <para>
3490         The third, <constant>FUNCTION</constant>, is one of the
3491       following strings according to the function of the control:
3492       <quote>Switch</quote>, <quote>Volume</quote> and
3493       <quote>Route</quote>. 
3494       </para>
3495
3496       <para>
3497         The example of control names are, thus, <quote>Master Capture
3498       Switch</quote> or <quote>PCM Playback Volume</quote>. 
3499       </para>
3500
3501       <para>
3502         There are some exceptions:
3503       </para>
3504
3505       <section id="control-interface-control-names-global">
3506         <title>Global capture and playback</title>
3507         <para>
3508           <quote>Capture Source</quote>, <quote>Capture Switch</quote>
3509         and <quote>Capture Volume</quote> are used for the global
3510         capture (input) source, switch and volume. Similarly,
3511         <quote>Playback Switch</quote> and <quote>Playback
3512         Volume</quote> are used for the global output gain switch and
3513         volume. 
3514         </para>
3515       </section>
3516
3517       <section id="control-interface-control-names-tone">
3518         <title>Tone-controls</title>
3519         <para>
3520           tone-control switch and volumes are specified like
3521         <quote>Tone Control - XXX</quote>, e.g. <quote>Tone Control -
3522         Switch</quote>, <quote>Tone Control - Bass</quote>,
3523         <quote>Tone Control - Center</quote>.  
3524         </para>
3525       </section>
3526
3527       <section id="control-interface-control-names-3d">
3528         <title>3D controls</title>
3529         <para>
3530           3D-control switches and volumes are specified like <quote>3D
3531         Control - XXX</quote>, e.g. <quote>3D Control -
3532         Switch</quote>, <quote>3D Control - Center</quote>, <quote>3D
3533         Control - Space</quote>. 
3534         </para>
3535       </section>
3536
3537       <section id="control-interface-control-names-mic">
3538         <title>Mic boost</title>
3539         <para>
3540           Mic-boost switch is set as <quote>Mic Boost</quote> or
3541         <quote>Mic Boost (6dB)</quote>. 
3542         </para>
3543
3544         <para>
3545           More precise information can be found in
3546         <filename>Documentation/sound/alsa/ControlNames.txt</filename>.
3547         </para>
3548       </section>
3549     </section>
3550
3551     <section id="control-interface-access-flags">
3552       <title>Access Flags</title>
3553
3554       <para>
3555       The access flag is the bit-flags which specifies the access type
3556       of the given control.  The default access type is
3557       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE</constant>, 
3558       which means both read and write are allowed to this control.
3559       When the access flag is omitted (i.e. = 0), it is
3560       regarded as <constant>READWRITE</constant> access as default. 
3561       </para>
3562
3563       <para>
3564       When the control is read-only, pass
3565       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READ</constant> instead.
3566       In this case, you don't have to define
3567       <structfield>put</structfield> callback.
3568       Similarly, when the control is write-only (although it's a rare
3569       case), you can use <constant>WRITE</constant> flag instead, and
3570       you don't need <structfield>get</structfield> callback.
3571       </para>
3572
3573       <para>
3574       If the control value changes frequently (e.g. the VU meter),
3575       <constant>VOLATILE</constant> flag should be given.  This means
3576       that the control may be changed without
3577       <link linkend="control-interface-change-notification"><citetitle>
3578       notification</citetitle></link>.  Applications should poll such
3579       a control constantly.
3580       </para>
3581
3582       <para>
3583       When the control is inactive, set
3584       <constant>INACTIVE</constant> flag, too.
3585       There are <constant>LOCK</constant> and
3586       <constant>OWNER</constant> flags for changing the write
3587       permissions.
3588       </para>
3589
3590     </section>
3591
3592     <section id="control-interface-callbacks">
3593       <title>Callbacks</title>
3594
3595       <section id="control-interface-callbacks-info">
3596         <title>info callback</title>
3597         <para>
3598           The <structfield>info</structfield> callback is used to get
3599         the detailed information of this control. This must store the
3600         values of the given <type>snd_ctl_elem_info_t</type>
3601         object. For example, for a boolean control with a single
3602         element will be: 
3603
3604           <example>
3605             <title>Example of info callback</title>
3606             <programlisting>
3607 <![CDATA[
3608   static int snd_myctl_info(snd_kcontrol_t *kcontrol,
3609                           snd_ctl_elem_info_t *uinfo)
3610   {
3611           uinfo->type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_BOOLEAN;
3612           uinfo->count = 1;
3613           uinfo->value.integer.min = 0;
3614           uinfo->value.integer.max = 1;
3615           return 0;
3616   }
3617 ]]>
3618             </programlisting>
3619           </example>
3620         </para>
3621
3622         <para>
3623           The <structfield>type</structfield> field specifies the type
3624         of the control. There are <constant>BOOLEAN</constant>,
3625         <constant>INTEGER</constant>, <constant>ENUMERATED</constant>,
3626         <constant>BYTES</constant>, <constant>IEC958</constant> and
3627         <constant>INTEGER64</constant>. The
3628         <structfield>count</structfield> field specifies the 
3629         number of elements in this control. For example, a stereo
3630         volume would have count = 2. The
3631         <structfield>value</structfield> field is a union, and 
3632         the values stored are depending on the type. The boolean and
3633         integer are identical. 
3634         </para>
3635
3636         <para>
3637           The enumerated type is a bit different from others.  You'll
3638           need to set the string for the currently given item index. 
3639
3640           <informalexample>
3641             <programlisting>
3642 <![CDATA[
3643   static int snd_myctl_info(snd_kcontrol_t *kcontrol,
3644                           snd_ctl_elem_info_t *uinfo)
3645   {
3646           static char *texts[4] = {
3647                   "First", "Second", "Third", "Fourth"
3648           };
3649           uinfo->type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_ENUMERATED;
3650           uinfo->count = 1;
3651           uinfo->value.enumerated.items = 4;
3652           if (uinfo->value.enumerated.item > 3)
3653                   uinfo->value.enumerated.item = 3;
3654           strcpy(uinfo->value.enumerated.name,
3655                  texts[uinfo->value.enumerated.item]);
3656           return 0;
3657   }
3658 ]]>
3659             </programlisting>
3660           </informalexample>
3661         </para>
3662       </section>
3663
3664       <section id="control-interface-callbacks-get">
3665         <title>get callback</title>
3666
3667         <para>
3668           This callback is used to read the current value of the
3669         control and to return to the user-space. 
3670         </para>
3671
3672         <para>
3673           For example,
3674
3675           <example>
3676             <title>Example of get callback</title>
3677             <programlisting>
3678 <![CDATA[
3679   static int snd_myctl_get(snd_kcontrol_t *kcontrol,
3680                            snd_ctl_elem_value_t *ucontrol)
3681   {
3682           mychip_t *chip = snd_kcontrol_chip(kcontrol);
3683           ucontrol->value.integer.value[0] = get_some_value(chip);
3684           return 0;
3685   }
3686 ]]>
3687             </programlisting>
3688           </example>
3689         </para>
3690
3691         <para>
3692           Here, the chip instance is retrieved via
3693         <function>snd_kcontrol_chip()</function> macro.  This macro
3694         converts from kcontrol-&gt;private_data to the type defined by
3695         <type>chip_t</type>. The
3696         kcontrol-&gt;private_data field is 
3697         given as the argument of <function>snd_ctl_new()</function>
3698         (see the later subsection
3699         <link linkend="control-interface-constructor"><citetitle>Constructor</citetitle></link>).
3700         </para>
3701
3702         <para>
3703         The <structfield>value</structfield> field is depending on
3704         the type of control as well as on info callback.  For example,
3705         the sb driver uses this field to store the register offset,
3706         the bit-shift and the bit-mask.  The
3707         <structfield>private_value</structfield> is set like
3708           <informalexample>
3709             <programlisting>
3710 <![CDATA[
3711   .private_value = reg | (shift << 16) | (mask << 24)
3712 ]]>
3713             </programlisting>
3714           </informalexample>
3715         and is retrieved in callbacks like
3716           <informalexample>
3717             <programlisting>
3718 <![CDATA[
3719   static int snd_sbmixer_get_single(snd_kcontrol_t *kcontrol,
3720                                     snd_ctl_elem_value_t *ucontrol)
3721   {
3722           int reg = kcontrol->private_value & 0xff;
3723           int shift = (kcontrol->private_value >> 16) & 0xff;
3724           int mask = (kcontrol->private_value >> 24) & 0xff;
3725           ....
3726   }
3727 ]]>
3728             </programlisting>
3729           </informalexample>
3730         </para>
3731
3732         <para>
3733         In <structfield>get</structfield> callback, you have to fill all the elements if the
3734         control has more than one elements,
3735         i.e. <structfield>count</structfield> &gt; 1.
3736         In the example above, we filled only one element
3737         (<structfield>value.integer.value[0]</structfield>) since it's
3738         assumed as <structfield>count</structfield> = 1.
3739         </para>
3740       </section>
3741
3742       <section id="control-interface-callbacks-put">
3743         <title>put callback</title>
3744
3745         <para>
3746           This callback is used to write a value from the user-space.
3747         </para>
3748
3749         <para>
3750           For example,
3751
3752           <example>
3753             <title>Example of put callback</title>
3754             <programlisting>
3755 <![CDATA[
3756   static int snd_myctl_put(snd_kcontrol_t *kcontrol,
3757                            snd_ctl_elem_value_t *ucontrol)
3758   {
3759           mychip_t *chip = snd_kcontrol_chip(kcontrol);
3760           int changed = 0;
3761           if (chip->current_value !=
3762                ucontrol->value.integer.value[0]) {
3763                   change_current_value(chip,
3764                               ucontrol->value.integer.value[0]);
3765                   changed = 1;
3766           }
3767           return changed;
3768   }
3769 ]]>
3770             </programlisting>
3771           </example>
3772
3773           As seen above, you have to return 1 if the value is
3774         changed. If the value is not changed, return 0 instead. 
3775         If any fatal error happens, return a negative error code as
3776         usual.
3777         </para>
3778
3779         <para>
3780         Like <structfield>get</structfield> callback,
3781         when the control has more than one elements,
3782         all elemehts must be evaluated in this callback, too.
3783         </para>
3784       </section>
3785
3786       <section id="control-interface-callbacks-all">
3787         <title>Callbacks are not atomic</title>
3788         <para>
3789           All these three callbacks are basically not atomic.
3790         </para>
3791       </section>
3792     </section>
3793
3794     <section id="control-interface-constructor">
3795       <title>Constructor</title>
3796       <para>
3797         When everything is ready, finally we can create a new
3798       control. For creating a control, there are two functions to be
3799       called, <function>snd_ctl_new1()</function> and
3800       <function>snd_ctl_add()</function>. 
3801       </para>
3802
3803       <para>
3804         In the simplest way, you can do like this:
3805
3806         <informalexample>
3807           <programlisting>
3808 <![CDATA[
3809   if ((err = snd_ctl_add(card, snd_ctl_new1(&my_control, chip))) < 0)
3810           return err;
3811 ]]>
3812           </programlisting>
3813         </informalexample>
3814
3815         where <parameter>my_control</parameter> is the
3816       <type>snd_kcontrol_new_t</type> object defined above, and chip
3817       is the object pointer to be passed to
3818       kcontrol-&gt;private_data 
3819       which can be referred in callbacks. 
3820       </para>
3821
3822       <para>
3823         <function>snd_ctl_new1()</function> allocates a new
3824       <type>snd_kcontrol_t</type> instance (that's why the definition
3825       of <parameter>my_control</parameter> can be with
3826       <parameter>__devinitdata</parameter> 
3827       prefix), and <function>snd_ctl_add</function> assigns the given
3828       control component to the card. 
3829       </para>
3830     </section>
3831
3832     <section id="control-interface-change-notification">
3833       <title>Change Notification</title>
3834       <para>
3835         If you need to change and update a control in the interrupt
3836       routine, you can call <function>snd_ctl_notify()</function>. For
3837       example, 
3838
3839         <informalexample>
3840           <programlisting>
3841 <![CDATA[
3842   snd_ctl_notify(card, SNDRV_CTL_EVENT_MASK_VALUE, id_pointer);
3843 ]]>
3844           </programlisting>
3845         </informalexample>
3846
3847         This function takes the card pointer, the event-mask, and the
3848       control id pointer for the notification. The event-mask
3849       specifies the types of notification, for example, in the above
3850       example, the change of control values is notified.
3851       The id pointer is the pointer of <type>snd_ctl_elem_id_t</type>
3852       to be notified.
3853       You can find some examples in <filename>es1938.c</filename> or
3854       <filename>es1968.c</filename> for hardware volume interrupts. 
3855       </para>
3856     </section>
3857
3858   </chapter>
3859
3860
3861 <!-- ****************************************************** -->
3862 <!-- API for AC97 Codec  -->
3863 <!-- ****************************************************** -->
3864   <chapter id="api-ac97">
3865     <title>API for AC97 Codec</title>
3866
3867     <section>
3868       <title>General</title>
3869       <para>
3870         The ALSA AC97 codec layer is a well-defined one, and you don't
3871       have to write many codes to control it. Only low-level control
3872       routines are necessary. The AC97 codec API is defined in
3873       <filename>&lt;sound/ac97_codec.h&gt;</filename>. 
3874       </para>
3875     </section>
3876
3877     <section id="api-ac97-example">
3878       <title>Full Code Example</title>
3879       <para>
3880           <example>
3881             <title>Example of AC97 Interface</title>
3882             <programlisting>
3883 <![CDATA[
3884   struct snd_mychip {
3885           ....
3886           ac97_t *ac97;
3887           ....
3888   };
3889
3890   static unsigned short snd_mychip_ac97_read(ac97_t *ac97,
3891                                              unsigned short reg)
3892   {
3893           mychip_t *chip = ac97->private_data;
3894           ....
3895           // read a register value here from the codec
3896           return the_register_value;
3897   }
3898
3899   static void snd_mychip_ac97_write(ac97_t *ac97,
3900                                    unsigned short reg, unsigned short val)
3901   {
3902           mychip_t *chip = ac97->private_data;
3903           ....
3904           // write the given register value to the codec
3905   }
3906
3907   static int snd_mychip_ac97(mychip_t *chip)
3908   {
3909           ac97_bus_t *bus;
3910           ac97_template_t ac97;
3911           int err;
3912           static ac97_bus_ops_t ops = {
3913                   .write = snd_mychip_ac97_write,
3914                   .read = snd_mychip_ac97_read,
3915           };
3916
3917           if ((err = snd_ac97_bus(chip->card, 0, &ops, NULL, &bus)) < 0)
3918                   return err;
3919           memset(&ac97, 0, sizeof(ac97));
3920           ac97.private_data = chip;
3921           return snd_ac97_mixer(bus, &ac97, &chip->ac97);
3922   }
3923
3924 ]]>
3925           </programlisting>
3926         </example>
3927       </para>
3928     </section>
3929
3930     <section id="api-ac97-constructor">
3931       <title>Constructor</title>
3932       <para>
3933         For creating an ac97 instance, first call <function>snd_ac97_bus</function>
3934       with an <type>ac97_bus_ops_t</type> record with callback functions.
3935
3936         <informalexample>
3937           <programlisting>
3938 <![CDATA[
3939   ac97_bus_t *bus;
3940   static ac97_bus_ops_t ops = {
3941         .write = snd_mychip_ac97_write,
3942         .read = snd_mychip_ac97_read,
3943   };
3944
3945   snd_ac97_bus(card, 0, &ops, NULL, &pbus);
3946 ]]>
3947           </programlisting>
3948         </informalexample>
3949
3950       The bus record is shared among all belonging ac97 instances.
3951       </para>
3952
3953       <para>
3954       And then call <function>snd_ac97_mixer()</function> with an <type>ac97_template_t</type>
3955       record together with the bus pointer created above.
3956
3957         <informalexample>
3958           <programlisting>
3959 <![CDATA[
3960   ac97_template_t ac97;
3961   int err;
3962
3963   memset(&ac97, 0, sizeof(ac97));
3964   ac97.private_data = chip;
3965   snd_ac97_mixer(bus, &ac97, &chip->ac97);
3966 ]]>
3967           </programlisting>
3968         </informalexample>
3969
3970         where chip-&gt;ac97 is the pointer of a newly created
3971         <type>ac97_t</type> instance.
3972         In this case, the chip pointer is set as the private data, so that
3973         the read/write callback functions can refer to this chip instance.
3974         This instance is not necessarily stored in the chip
3975         record.  When you need to change the register values from the
3976         driver, or need the suspend/resume of ac97 codecs, keep this
3977         pointer to pass to the corresponding functions.
3978       </para>
3979     </section>
3980
3981     <section id="api-ac97-callbacks">
3982       <title>Callbacks</title>
3983       <para>
3984         The standard callbacks are <structfield>read</structfield> and
3985       <structfield>write</structfield>. Obviously they 
3986       correspond to the functions for read and write accesses to the
3987       hardware low-level codes. 
3988       </para>
3989
3990       <para>
3991         The <structfield>read</structfield> callback returns the
3992         register value specified in the argument. 
3993
3994         <informalexample>
3995           <programlisting>
3996 <![CDATA[
3997   static unsigned short snd_mychip_ac97_read(ac97_t *ac97,
3998                                              unsigned short reg)
3999   {
4000           mychip_t *chip = ac97->private_data;
4001           ....
4002           return the_register_value;
4003   }
4004 ]]>
4005           </programlisting>
4006         </informalexample>
4007
4008         Here, the chip can be cast from ac97-&gt;private_data.
4009       </para>
4010
4011       <para>
4012         Meanwhile, the <structfield>write</structfield> callback is
4013         used to set the register value. 
4014
4015         <informalexample>
4016           <programlisting>
4017 <![CDATA[
4018   static void snd_mychip_ac97_write(ac97_t *ac97,
4019                        unsigned short reg, unsigned short val)
4020 ]]>
4021           </programlisting>
4022         </informalexample>
4023       </para>
4024
4025       <para>
4026       These callbacks are non-atomic like the callbacks of control API.
4027       </para>
4028
4029       <para>
4030         There are also other callbacks:
4031       <structfield>reset</structfield>,
4032       <structfield>wait</structfield> and
4033       <structfield>init</structfield>. 
4034       </para>
4035
4036       <para>
4037         The <structfield>reset</structfield> callback is used to reset
4038       the codec. If the chip requires a special way of reset, you can
4039       define this callback. 
4040       </para>
4041
4042       <para>
4043         The <structfield>wait</structfield> callback is used for a
4044       certain wait at the standard initialization of the codec. If the
4045       chip requires the extra wait-time, define this callback. 
4046       </para>
4047
4048       <para>
4049         The <structfield>init</structfield> callback is used for
4050       additional initialization of the codec.
4051       </para>
4052     </section>
4053
4054     <section id="api-ac97-updating-registers">
4055       <title>Updating Registers in The Driver</title>
4056       <para>
4057         If you need to access to the codec from the driver, you can
4058       call the following functions:
4059       <function>snd_ac97_write()</function>,
4060       <function>snd_ac97_read()</function>,
4061       <function>snd_ac97_update()</function> and
4062       <function>snd_ac97_update_bits()</function>. 
4063       </para>
4064
4065       <para>
4066         Both <function>snd_ac97_write()</function> and
4067         <function>snd_ac97_update()</function> functions are used to
4068         set a value to the given register
4069         (<constant>AC97_XXX</constant>). The different between them is
4070         that <function>snd_ac97_update()</function> doesn't write a
4071         value if the given value has been already set, while
4072         <function>snd_ac97_write()</function> always rewrites the
4073         value. 
4074
4075         <informalexample>
4076           <programlisting>
4077 <![CDATA[
4078   snd_ac97_write(ac97, AC97_MASTER, 0x8080);
4079   snd_ac97_update(ac97, AC97_MASTER, 0x8080);
4080 ]]>
4081           </programlisting>
4082         </informalexample>
4083       </para>
4084
4085       <para>
4086         <function>snd_ac97_read()</function> is used to read the value
4087         of the given register. For example, 
4088
4089         <informalexample>
4090           <programlisting>
4091 <![CDATA[
4092   value = snd_ac97_read(ac97, AC97_MASTER);
4093 ]]>
4094           </programlisting>
4095         </informalexample>
4096       </para>
4097
4098       <para>
4099         <function>snd_ac97_update_bits()</function> is used to update
4100         some bits of the given register.  
4101
4102         <informalexample>
4103           <programlisting>
4104 <![CDATA[
4105   snd_ac97_update_bits(ac97, reg, mask, value);
4106 ]]>
4107           </programlisting>
4108         </informalexample>
4109       </para>
4110
4111       <para>
4112         Also, there is a function to change the sample rate (of a
4113         certain register such as
4114         <constant>AC97_PCM_FRONT_DAC_RATE</constant>) when VRA or
4115         DRA is supported by the codec:
4116         <function>snd_ac97_set_rate()</function>. 
4117
4118         <informalexample>
4119           <programlisting>
4120 <![CDATA[
4121   snd_ac97_set_rate(ac97, AC97_PCM_FRONT_DAC_RATE, 44100);
4122 ]]>
4123           </programlisting>
4124         </informalexample>
4125       </para>
4126
4127       <para>
4128         The following registers are available for setting the rate:
4129       <constant>AC97_PCM_MIC_ADC_RATE</constant>,
4130       <constant>AC97_PCM_FRONT_DAC_RATE</constant>,
4131       <constant>AC97_PCM_LR_ADC_RATE</constant>,
4132       <constant>AC97_SPDIF</constant>. When the
4133       <constant>AC97_SPDIF</constant> is specified, the register is
4134       not really changed but the corresponding IEC958 status bits will
4135       be updated. 
4136       </para>
4137     </section>
4138
4139     <section id="api-ac97-clock-adjustment">
4140       <title>Clock Adjustment</title>
4141       <para>
4142         On some chip, the clock of the codec isn't 48000 but using a
4143       PCI clock (to save a quartz!). In this case, change the field
4144       bus-&gt;clock to the corresponding
4145       value. For example, intel8x0 
4146       and es1968 drivers have the auto-measurement function of the
4147       clock. 
4148       </para>
4149     </section>
4150
4151     <section id="api-ac97-proc-files">
4152       <title>Proc Files</title>
4153       <para>
4154         The ALSA AC97 interface will create a proc file such as
4155       <filename>/proc/asound/card0/ac97#0</filename> and
4156       <filename>ac97#0regs</filename>. You can refer to these files to
4157       see the current status and registers of the codec. 
4158       </para>
4159     </section>
4160
4161     <section id="api-ac97-multiple-codecs">
4162       <title>Multiple Codecs</title>
4163       <para>
4164         When there are several codecs on the same card, you need to
4165       call <function>snd_ac97_new()</function> multiple times with
4166       ac97.num=1 or greater. The <structfield>num</structfield> field
4167       specifies the codec 
4168       number. 
4169       </para>
4170
4171       <para>
4172         If you have set up multiple codecs, you need to either write
4173       different callbacks for each codec or check
4174       ac97-&gt;num in the 
4175       callback routines. 
4176       </para>
4177     </section>
4178
4179   </chapter>
4180
4181
4182 <!-- ****************************************************** -->
4183 <!-- MIDI (MPU401-UART) Interface  -->
4184 <!-- ****************************************************** -->
4185   <chapter id="midi-interface">
4186     <title>MIDI (MPU401-UART) Interface</title>
4187
4188     <section id="midi-interface-general">
4189       <title>General</title>
4190       <para>
4191         Many soundcards have built-in MIDI (MPU401-UART)
4192       interfaces. When the soundcard supports the standard MPU401-UART
4193       interface, most likely you can use the ALSA MPU401-UART API. The
4194       MPU401-UART API is defined in
4195       <filename>&lt;sound/mpu401.h&gt;</filename>. 
4196       </para>
4197
4198       <para>
4199         Some soundchips have similar but a little bit different
4200       implementation of mpu401 stuff. For example, emu10k1 has its own
4201       mpu401 routines. 
4202       </para>
4203
4204       <para>
4205         In this document, I won't explain the rawmidi interface API,
4206       which is the basis of MPU401-UART implementation. 
4207       </para>
4208
4209       <para>
4210         For details, please check the source,
4211       <filename>core/rawmidi.c</filename>, and examples such as
4212       <filename>drivers/mpu401/mpu401_uart.c</filename> or
4213       <filename>usb/usbmidi.c</filename>. 
4214       </para>
4215     </section>
4216
4217     <section id="midi-interface-constructor">
4218       <title>Constructor</title>
4219       <para>
4220         For creating a rawmidi object, call
4221       <function>snd_mpu401_uart_new()</function>. 
4222
4223         <informalexample>
4224           <programlisting>
4225 <![CDATA[
4226   snd_rawmidi_t *rmidi;
4227   snd_mpu401_uart_new(card, 0, MPU401_HW_MPU401, port, integrated,
4228                       irq, irq_flags, &rmidi);
4229 ]]>
4230           </programlisting>
4231         </informalexample>
4232       </para>
4233
4234       <para>
4235         The first argument is the card pointer, and the second is the
4236       index of this component. You can create up to 8 rawmidi
4237       devices. 
4238       </para>
4239
4240       <para>
4241         The third argument is the type of the hardware,
4242       <constant>MPU401_HW_XXX</constant>. If it's not a special one,
4243       you can use <constant>MPU401_HW_MPU401</constant>. 
4244       </para>
4245
4246       <para>
4247         The 4th argument is the i/o port address. Many
4248       backward-compatible MPU401 has an i/o port such as 0x330. Or, it
4249       might be a part of its own PCI i/o region. It depends on the
4250       chip design. 
4251       </para>
4252
4253       <para>
4254         When the i/o port address above is a part of the PCI i/o
4255       region, the MPU401 i/o port might have been already allocated
4256       (reserved) by the driver itself. In such a case, pass non-zero
4257       to the 5th argument
4258       (<parameter>integrated</parameter>). Otherwise, pass 0 to it,
4259       and 
4260       the mpu401-uart layer will allocate the i/o ports by itself. 
4261       </para>
4262
4263       <para>
4264         Usually, the port address corresponds to the command port and
4265         port + 1 corresponds to the data port. If not, you may change
4266         the <structfield>cport</structfield> field of
4267         <type>mpu401_t</type> manually 
4268         afterward. However, <type>mpu401_t</type> pointer is not
4269         returned explicitly by
4270         <function>snd_mpu401_uart_new()</function>. You need to cast
4271         rmidi-&gt;private_data to
4272         <type>mpu401_t</type> explicitly, 
4273
4274         <informalexample>
4275           <programlisting>
4276 <![CDATA[
4277   mpu401_t *mpu;
4278   mpu = rmidi->private_data;
4279 ]]>
4280           </programlisting>
4281         </informalexample>
4282
4283         and reset the cport as you like:
4284
4285         <informalexample>
4286           <programlisting>
4287 <![CDATA[
4288   mpu->cport = my_own_control_port;
4289 ]]>
4290           </programlisting>
4291         </informalexample>
4292       </para>
4293
4294       <para>
4295         The 6th argument specifies the irq number for UART. If the irq
4296       is already allocated, pass 0 to the 7th argument
4297       (<parameter>irq_flags</parameter>). Otherwise, pass the flags
4298       for irq allocation 
4299       (<constant>SA_XXX</constant> bits) to it, and the irq will be
4300       reserved by the mpu401-uart layer. If the card doesn't generates
4301       UART interrupts, pass -1 as the irq number. Then a timer
4302       interrupt will be invoked for polling. 
4303       </para>
4304     </section>
4305
4306     <section id="midi-interface-interrupt-handler">
4307       <title>Interrupt Handler</title>
4308       <para>
4309         When the interrupt is allocated in
4310       <function>snd_mpu401_uart_new()</function>, the private
4311       interrupt handler is used, hence you don't have to do nothing
4312       else than creating the mpu401 stuff. Otherwise, you have to call
4313       <function>snd_mpu401_uart_interrupt()</function> explicitly when
4314       a UART interrupt is invoked and checked in your own interrupt
4315       handler.  
4316       </para>
4317
4318       <para>
4319         In this case, you need to pass the private_data of the
4320         returned rawmidi object from
4321         <function>snd_mpu401_uart_new()</function> as the second
4322         argument of <function>snd_mpu401_uart_interrupt()</function>. 
4323
4324         <informalexample>
4325           <programlisting>
4326 <![CDATA[
4327   snd_mpu401_uart_interrupt(irq, rmidi->private_data, regs);
4328 ]]>
4329           </programlisting>
4330         </informalexample>
4331       </para>
4332     </section>
4333
4334   </chapter>
4335
4336
4337 <!-- ****************************************************** -->
4338 <!-- Miscellaneous Devices  -->
4339 <!-- ****************************************************** -->
4340   <chapter id="misc-devices">
4341     <title>Miscellaneous Devices</title>
4342
4343     <section id="misc-devices-opl3">
4344       <title>FM OPL3</title>
4345       <para>
4346         The FM OPL3 is still used on many chips (mainly for backward
4347       compatibility). ALSA has a nice OPL3 FM control layer, too. The
4348       OPL3 API is defined in
4349       <filename>&lt;sound/opl3.h&gt;</filename>. 
4350       </para>
4351
4352       <para>
4353         FM registers can be directly accessed through direct-FM API,
4354       defined in <filename>&lt;sound/asound_fm.h&gt;</filename>. In
4355       ALSA native mode, FM registers are accessed through
4356       Hardware-Dependant Device direct-FM extension API, whereas in
4357       OSS compatible mode, FM registers can be accessed with OSS
4358       direct-FM compatible API on <filename>/dev/dmfmX</filename> device. 
4359       </para>
4360
4361       <para>
4362         For creating the OPL3 component, you have two functions to
4363         call. The first one is a constructor for <type>opl3_t</type>
4364         instance. 
4365
4366         <informalexample>
4367           <programlisting>
4368 <![CDATA[
4369   opl3_t *opl3;
4370   snd_opl3_create(card, lport, rport, OPL3_HW_OPL3_XXX,
4371                   integrated, &opl3);
4372 ]]>
4373           </programlisting>
4374         </informalexample>
4375       </para>
4376
4377       <para>
4378         The first argument is the card pointer, the second one is the
4379       left port address, and the third is the right port address. In
4380       most cases, the right port is placed at the left port + 2. 
4381       </para>
4382
4383       <para>
4384         The fourth argument is the hardware type.
4385       </para>
4386
4387       <para>
4388         When the left and right ports have been already allocated by
4389       the card driver, pass non-zero to the fifth argument
4390       (<parameter>integrated</parameter>). Otherwise, opl3 module will
4391       allocate the specified ports by itself. 
4392       </para>
4393
4394       <para>
4395         When the accessing to the hardware requires special method
4396         instead of the standard I/O access, you can create opl3 instance
4397         separately with <function>snd_opl3_new()</function>.
4398
4399         <informalexample>
4400           <programlisting>
4401 <![CDATA[
4402   opl3_t *opl3;
4403   snd_opl3_new(card, OPL3_HW_OPL3_XXX, &opl3);
4404 ]]>
4405           </programlisting>
4406         </informalexample>
4407       </para>
4408
4409       <para>
4410         Then set <structfield>command</structfield>,
4411         <structfield>private_data</structfield> and
4412         <structfield>private_free</structfield> for the private
4413         access function, the private data and the destructor.
4414         The l_port and r_port are not necessarily set.  Only the
4415         command must be set properly.  You can retrieve the data
4416         from opl3-&gt;private_data field.
4417       </para>
4418
4419       <para>
4420         After creating the opl3 instance via <function>snd_opl3_new()</function>,
4421         call <function>snd_opl3_init()</function> to initialize the chip to the
4422         proper state.  Note that <function>snd_opl3_create()</function> always
4423         calls it internally.
4424       </para>
4425
4426       <para>
4427         If the opl3 instance is created successfully, then create a
4428         hwdep device for this opl3. 
4429
4430         <informalexample>
4431           <programlisting>
4432 <![CDATA[
4433   snd_hwdep_t *opl3hwdep;
4434   snd_opl3_hwdep_new(opl3, 0, 1, &opl3hwdep);
4435 ]]>
4436           </programlisting>
4437         </informalexample>
4438       </para>
4439
4440       <para>
4441         The first argument is the <type>opl3_t</type> instance you
4442       created, and the second is the index number, usually 0. 
4443       </para>
4444
4445       <para>
4446         The third argument is the index-offset for the sequencer
4447       client assigned to the OPL3 port. When there is an MPU401-UART,
4448       give 1 for here (UART always takes 0). 
4449       </para>
4450     </section>
4451
4452     <section id="misc-devices-hardware-dependent">
4453       <title>Hardware-Dependent Devices</title>
4454       <para>
4455         Some chips need the access from the user-space for special
4456       controls or for loading the micro code. In such a case, you can
4457       create a hwdep (hardware-dependent) device. The hwdep API is
4458       defined in <filename>&lt;sound/hwdep.h&gt;</filename>. You can
4459       find examples in opl3 driver or
4460       <filename>isa/sb/sb16_csp.c</filename>. 
4461       </para>
4462
4463       <para>
4464         Creation of the <type>hwdep</type> instance is done via
4465         <function>snd_hwdep_new()</function>. 
4466
4467         <informalexample>
4468           <programlisting>
4469 <![CDATA[
4470   snd_hwdep_t *hw;
4471   snd_hwdep_new(card, "My HWDEP", 0, &hw);
4472 ]]>
4473           </programlisting>
4474         </informalexample>
4475
4476         where the third argument is the index number.
4477       </para>
4478
4479       <para>
4480         You can then pass any pointer value to the
4481         <parameter>private_data</parameter>.
4482         If you assign a private data, you should define the
4483         destructor, too. The destructor function is set to
4484         <structfield>private_free</structfield> field.  
4485
4486         <informalexample>
4487           <programlisting>
4488 <![CDATA[
4489   mydata_t *p = kmalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL);
4490   hw->private_data = p;
4491   hw->private_free = mydata_free;
4492 ]]>
4493           </programlisting>
4494         </informalexample>
4495
4496         and the implementation of destructor would be:
4497
4498         <informalexample>
4499           <programlisting>
4500 <![CDATA[
4501   static void mydata_free(snd_hwdep_t *hw)
4502   {
4503           mydata_t *p = hw->private_data;
4504           kfree(p);
4505   }
4506 ]]>
4507           </programlisting>
4508         </informalexample>
4509       </para>
4510
4511       <para>
4512         The arbitrary file operations can be defined for this
4513         instance. The file operators are defined in
4514         <parameter>ops</parameter> table. For example, assume that
4515         this chip needs an ioctl. 
4516
4517         <informalexample>
4518           <programlisting>
4519 <![CDATA[
4520   hw->ops.open = mydata_open;
4521   hw->ops.ioctl = mydata_ioctl;
4522   hw->ops.release = mydata_release;
4523 ]]>
4524           </programlisting>
4525         </informalexample>
4526
4527         And implement the callback functions as you like.
4528       </para>
4529     </section>
4530
4531     <section id="misc-devices-IEC958">
4532       <title>IEC958 (S/PDIF)</title>
4533       <para>
4534         Usually the controls for IEC958 devices are implemented via
4535       control interface. There is a macro to compose a name string for
4536       IEC958 controls, <function>SNDRV_CTL_NAME_IEC958()</function>
4537       defined in <filename>&lt;include/asound.h&gt;</filename>.  
4538       </para>
4539
4540       <para>
4541         There are some standard controls for IEC958 status bits. These
4542       controls use the type <type>SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_IEC958</type>,
4543       and the size of element is fixed as 4 bytes array
4544       (value.iec958.status[x]). For <structfield>info</structfield>
4545       callback, you don't specify 
4546       the value field for this type (the count field must be set,
4547       though). 
4548       </para>
4549
4550       <para>
4551         <quote>IEC958 Playback Con Mask</quote> is used to return the
4552       bit-mask for the IEC958 status bits of consumer mode. Similarly,
4553       <quote>IEC958 Playback Pro Mask</quote> returns the bitmask for
4554       professional mode. They are read-only controls, and are defined
4555       as MIXER controls (iface =
4556       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER</constant>).  
4557       </para>
4558
4559       <para>
4560         Meanwhile, <quote>IEC958 Playback Default</quote> control is
4561       defined for getting and setting the current default IEC958
4562       bits. Note that this one is usually defined as a PCM control
4563       (iface = <constant>SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_PCM</constant>),
4564       although in some places it's defined as a MIXER control. 
4565       </para>
4566
4567       <para>
4568         In addition, you can define the control switches to
4569       enable/disable or to set the raw bit mode. The implementation
4570       will depend on the chip, but the control should be named as
4571       <quote>IEC958 xxx</quote>, preferably using
4572       <function>SNDRV_CTL_NAME_IEC958()</function> macro. 
4573       </para>
4574
4575       <para>
4576         You can find several cases, for example,
4577       <filename>pci/emu10k1</filename>,
4578       <filename>pci/ice1712</filename>, or
4579       <filename>pci/cmipci.c</filename>.  
4580       </para>
4581     </section>
4582
4583   </chapter>
4584
4585
4586 <!-- ****************************************************** -->
4587 <!-- Buffer and Memory Management  -->
4588 <!-- ****************************************************** -->
4589   <chapter id="buffer-and-memory">
4590     <title>Buffer and Memory Management</title>
4591
4592     <section id="buffer-and-memory-buffer-types">
4593       <title>Buffer Types</title>
4594       <para>
4595         ALSA provides several different buffer allocation functions
4596       depending on the bus and the architecture. All these have a
4597       consistent API. The allocation of physically-contiguous pages is
4598       done via 
4599       <function>snd_malloc_xxx_pages()</function> function, where xxx
4600       is the bus type. 
4601       </para>
4602
4603       <para>
4604         The allocation of pages with fallback is
4605       <function>snd_malloc_xxx_pages_fallback()</function>. This
4606       function tries to allocate the specified pages but if the pages
4607       are not available, it tries to reduce the page sizes until the
4608       enough space is found.
4609       </para>
4610
4611       <para>
4612       For releasing the space, call
4613       <function>snd_free_xxx_pages()</function> function. 
4614       </para>
4615
4616       <para>
4617       Usually, ALSA drivers try to allocate and reserve
4618        a large contiguous physical space
4619        at the time the module is loaded for the later use.
4620        This is called <quote>pre-allocation</quote>.
4621        As already written, you can call the following function at the
4622        construction of pcm instance (in the case of PCI bus). 
4623
4624         <informalexample>
4625           <programlisting>
4626 <![CDATA[
4627   snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
4628                                         snd_dma_pci_data(pci), size, max);
4629 ]]>
4630           </programlisting>
4631         </informalexample>
4632
4633         where <parameter>size</parameter> is the byte size to be
4634       pre-allocated and the <parameter>max</parameter> is the maximal
4635       size to be changed via <filename>prealloc</filename> proc file.
4636       The allocator will try to get as the large area as possible
4637       within the given size. 
4638       </para>
4639
4640       <para>
4641       The second argument (type) and the third argument (device pointer)
4642       are dependent on the bus.
4643       In the case of ISA bus, pass <function>snd_dma_isa_data()</function>
4644       as the third argument with <constant>SNDRV_DMA_TYPE_DEV</constant> type.
4645       For the continuous buffer unrelated to the bus can be pre-allocated
4646       with <constant>SNDRV_DMA_TYPE_CONTINUOUS</constant> type and the
4647       <function>snd_dma_continuous_data(GFP_KERNEL)</function> device pointer,
4648       whereh <constant>GFP_KERNEL</constant> is the kernel allocation flag to
4649       use.  For the SBUS, <constant>SNDRV_DMA_TYPE_SBUS</constant> and
4650       <function>snd_dma_sbus_data(sbus_dev)</function> are used instead.
4651       For the PCI scatter-gather buffers, use
4652       <constant>SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG</constant> with
4653       <function>snd_dma_pci_data(pci)</function>
4654       (see the section
4655           <link linkend="buffer-and-memory-non-contiguous"><citetitle>Non-Contiguous Buffers
4656           </citetitle></link>).
4657       </para>
4658
4659       <para>
4660         Once when the buffer is pre-allocated, you can use the
4661         allocator in the <structfield>hw_params</structfield> callback 
4662
4663         <informalexample>
4664           <programlisting>
4665 <![CDATA[
4666   snd_pcm_lib_malloc_pages(substream, size);
4667 ]]>
4668           </programlisting>
4669         </informalexample>
4670
4671         Note that you have to pre-allocate to use this function.
4672       </para>
4673     </section>
4674
4675     <section id="buffer-and-memory-external-hardware">
4676       <title>External Hardware Buffers</title>
4677       <para>
4678         Some chips have their own hardware buffers and the DMA
4679       transfer from the host memory is not available. In such a case,
4680       you need to either 1) copy/set the audio data directly to the
4681       external hardware buffer, or 2) make an intermediate buffer and
4682       copy/set the data from it to the external hardware buffer in
4683       interrupts (or in tasklets, preferably).
4684       </para>
4685
4686       <para>
4687         The first case works fine if the external hardware buffer is enough
4688       large.  This method doesn't need any extra buffers and thus is
4689       more effective. You need to define the
4690       <structfield>copy</structfield> and
4691       <structfield>silence</structfield> callbacks for 
4692       the data transfer. However, there is a drawback: it cannot
4693       be mmapped. The examples are GUS's GF1 PCM or emu8000's
4694       wavetable PCM. 
4695       </para>
4696
4697       <para>
4698         The second case allows the mmap of the buffer, although you have
4699       to handle an interrupt or a tasklet for transferring the data
4700       from the intermediate buffer to the hardware buffer. You can find an
4701       example in vxpocket driver. 
4702       </para>
4703
4704       <para>
4705         Another case is that the chip uses a PCI memory-map
4706       region for the buffer instead of the host memory. In this case,
4707       mmap is available only on certain architectures like intel. In
4708       non-mmap mode, the data cannot be transferred as the normal
4709       way. Thus you need to define <structfield>copy</structfield> and
4710       <structfield>silence</structfield> callbacks as well 
4711       as in the cases above. The examples are found in
4712       <filename>rme32.c</filename> and <filename>rme96.c</filename>. 
4713       </para>
4714
4715       <para>
4716         The implementation of <structfield>copy</structfield> and
4717         <structfield>silence</structfield> callbacks depends upon 
4718         whether the hardware supports interleaved or non-interleaved
4719         samples. The <structfield>copy</structfield> callback is
4720         defined like below, a bit 
4721         differently depending whether the direction is playback or
4722         capture: 
4723
4724         <informalexample>
4725           <programlisting>
4726 <![CDATA[
4727   static int playback_copy(snd_pcm_substream_t *substream, int channel,
4728                snd_pcm_uframes_t pos, void *src, snd_pcm_uframes_t count);
4729   static int capture_copy(snd_pcm_substream_t *substream, int channel,
4730                snd_pcm_uframes_t pos, void *dst, snd_pcm_uframes_t count);
4731 ]]>
4732           </programlisting>
4733         </informalexample>
4734       </para>
4735
4736       <para>
4737         In the case of interleaved samples, the second argument
4738       (<parameter>channel</parameter>) is not used. The third argument
4739       (<parameter>pos</parameter>) points the 
4740       current position offset in frames. 
4741       </para>
4742
4743       <para>
4744         The meaning of the fourth argument is different between
4745       playback and capture. For playback, it holds the source data
4746       pointer, and for capture, it's the destination data pointer. 
4747       </para>
4748
4749       <para>
4750         The last argument is the number of frames to be copied.
4751       </para>
4752
4753       <para>
4754         What you have to do in this callback is again different
4755         between playback and capture directions. In the case of
4756         playback, you do: copy the given amount of data
4757         (<parameter>count</parameter>) at the specified pointer
4758         (<parameter>src</parameter>) to the specified offset
4759         (<parameter>pos</parameter>) on the hardware buffer. When
4760         coded like memcpy-like way, the copy would be like: 
4761
4762         <informalexample>
4763           <programlisting>
4764 <![CDATA[
4765   my_memcpy(my_buffer + frames_to_bytes(runtime, pos), src,
4766             frames_to_bytes(runtime, count));
4767 ]]>
4768           </programlisting>
4769         </informalexample>
4770       </para>
4771
4772       <para>
4773         For the capture direction, you do: copy the given amount of
4774         data (<parameter>count</parameter>) at the specified offset
4775         (<parameter>pos</parameter>) on the hardware buffer to the
4776         specified pointer (<parameter>dst</parameter>). 
4777
4778         <informalexample>
4779           <programlisting>
4780 <![CDATA[
4781   my_memcpy(dst, my_buffer + frames_to_bytes(runtime, pos),
4782             frames_to_bytes(runtime, count));
4783 ]]>
4784           </programlisting>
4785         </informalexample>
4786
4787         Note that both of the position and the data amount are given
4788       in frames. 
4789       </para>
4790
4791       <para>
4792         In the case of non-interleaved samples, the implementation
4793       will be a bit more complicated. 
4794       </para>
4795
4796       <para>
4797         You need to check the channel argument, and if it's -1, copy
4798       the whole channels. Otherwise, you have to copy only the
4799       specified channel. Please check
4800       <filename>isa/gus/gus_pcm.c</filename> as an example. 
4801       </para>
4802
4803       <para>
4804         The <structfield>silence</structfield> callback is also
4805         implemented in a similar way. 
4806
4807         <informalexample>
4808           <programlisting>
4809 <![CDATA[
4810   static int silence(snd_pcm_substream_t *substream, int channel,
4811                      snd_pcm_uframes_t pos, snd_pcm_uframes_t count);
4812 ]]>
4813           </programlisting>
4814         </informalexample>
4815       </para>
4816
4817       <para>
4818         The meanings of arguments are identical with the
4819       <structfield>copy</structfield> 
4820       callback, although there is no <parameter>src/dst</parameter>
4821       argument. In the case of interleaved samples, the channel
4822       argument has no meaning, as well as on
4823       <structfield>copy</structfield> callback.  
4824       </para>
4825
4826       <para>
4827         The role of <structfield>silence</structfield> callback is to
4828         set the given amount 
4829         (<parameter>count</parameter>) of silence data at the
4830         specified offset (<parameter>pos</parameter>) on the hardware
4831         buffer. Suppose that the data format is signed (that is, the
4832         silent-data is 0), and the implementation using a memset-like
4833         function would be like: 
4834
4835         <informalexample>
4836           <programlisting>
4837 <![CDATA[
4838   my_memcpy(my_buffer + frames_to_bytes(runtime, pos), 0,
4839             frames_to_bytes(runtime, count));
4840 ]]>
4841           </programlisting>
4842         </informalexample>
4843       </para>
4844
4845       <para>
4846         In the case of non-interleaved samples, again, the
4847       implementation becomes a bit more complicated. See, for example,
4848       <filename>isa/gus/gus_pcm.c</filename>. 
4849       </para>
4850     </section>
4851
4852     <section id="buffer-and-memory-non-contiguous">
4853       <title>Non-Contiguous Buffers</title>
4854       <para>
4855         If your hardware supports the page table like emu10k1 or the
4856       buffer descriptors like via82xx, you can use the scatter-gather
4857       (SG) DMA. ALSA provides an interface for handling SG-buffers.
4858       The API is provided in <filename>&lt;sound/pcm_sgbuf.h&gt;</filename>. 
4859       </para>
4860
4861       <para>
4862         For creating the SG-buffer handler, call
4863         <function>snd_pcm_lib_preallocate_pages()</function> or
4864         <function>snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all()</function>
4865         with <constant>SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG</constant>
4866         in the PCM constructor like other PCI pre-allocator.
4867         You need to pass the <function>snd_dma_pci_data(pci)</function>,
4868         where pci is the struct <structname>pci_dev</structname> pointer
4869         of the chip as well.
4870         The <type>snd_sg_buf_t</type> instance is created as
4871         substream-&gt;dma_private. You can cast
4872         the pointer like: 
4873
4874         <informalexample>
4875           <programlisting>
4876 <![CDATA[
4877   snd_pcm_sgbuf_t *sgbuf = (snd_pcm_sgbuf_t*)substream->dma_private;
4878 ]]>
4879           </programlisting>
4880         </informalexample>
4881       </para>
4882
4883       <para>
4884         Then call <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function>
4885       in <structfield>hw_params</structfield> callback
4886       as well as in the case of normal PCI buffer.
4887       The SG-buffer handler will allocate the non-contiguous kernel
4888       pages of the given size and map them onto the virtually contiguous
4889       memory.  The virtual pointer is addressed in runtime-&gt;dma_area.
4890       The physical address (runtime-&gt;dma_addr) is set to zero,
4891       because the buffer is physically non-contigous.
4892       The physical address table is set up in sgbuf-&gt;table.
4893       You can get the physical address at a certain offset via
4894       <function>snd_pcm_sgbuf_get_addr()</function>. 
4895       </para>
4896
4897       <para>
4898         When a SG-handler is used, you need to set
4899       <function>snd_pcm_sgbuf_ops_page</function> as
4900       the <structfield>page</structfield> callback.
4901       (See <link linkend="pcm-interface-operators-page-callback">
4902       <citetitle>page callback section</citetitle></link>.)
4903       </para>
4904
4905       <para>
4906         For releasing the data, call
4907       <function>snd_pcm_lib_free_pages()</function> in the
4908       <structfield>hw_free</structfield> callback as usual.
4909       </para>
4910     </section>
4911
4912     <section id="buffer-and-memory-vmalloced">
4913       <title>Vmalloc'ed Buffers</title>
4914       <para>
4915         It's possible to use a buffer allocated via
4916       <function>vmalloc</function>, for example, for an intermediate
4917       buffer. Since the allocated pages are not contiguous, you need
4918       to set the <structfield>page</structfield> callback to obtain
4919       the physical address at every offset. 
4920       </para>
4921
4922       <para>
4923         The implementation of <structfield>page</structfield> callback
4924         would be like this: 
4925
4926         <informalexample>
4927           <programlisting>
4928 <![CDATA[
4929   #include <linux/vmalloc.h>
4930
4931   /* get the physical page pointer on the given offset */
4932   static struct page *mychip_page(snd_pcm_substream_t *substream,
4933                                   unsigned long offset)
4934   {
4935           void *pageptr = substream->runtime->dma_area + offset;
4936           return vmalloc_to_page(pageptr);
4937   }
4938 ]]>
4939           </programlisting>
4940         </informalexample>
4941       </para>
4942     </section>
4943
4944   </chapter>
4945
4946
4947 <!-- ****************************************************** -->
4948 <!-- Proc Interface  -->
4949 <!-- ****************************************************** -->
4950   <chapter id="proc-interface">
4951     <title>Proc Interface</title>
4952     <para>
4953       ALSA provides an easy interface for procfs. The proc files are
4954       very useful for debugging. I recommend you set up proc files if
4955       you write a driver and want to get a running status or register
4956       dumps. The API is found in
4957       <filename>&lt;sound/info.h&gt;</filename>. 
4958     </para>
4959
4960     <para>
4961       For creating a proc file, call
4962       <function>snd_card_proc_new()</function>. 
4963
4964       <informalexample>
4965         <programlisting>
4966 <![CDATA[
4967   snd_info_entry_t *entry;
4968   int err = snd_card_proc_new(card, "my-file", &entry);
4969 ]]>
4970         </programlisting>
4971       </informalexample>
4972
4973       where the second argument specifies the proc-file name to be
4974     created. The above example will create a file
4975     <filename>my-file</filename> under the card directory,
4976     e.g. <filename>/proc/asound/card0/my-file</filename>. 
4977     </para>
4978
4979     <para>
4980     Like other components, the proc entry created via
4981     <function>snd_card_proc_new()</function> will be registered and
4982     released automatically in the card registration and release
4983     functions.
4984     </para>
4985
4986     <para>
4987       When the creation is successful, the function stores a new
4988     instance at the pointer given in the third argument.
4989     It is initialized as a text proc file for read only.  For using
4990     this proc file as a read-only text file as it is, set the read
4991     callback with a private data via 
4992      <function>snd_info_set_text_ops()</function>.
4993
4994       <informalexample>
4995         <programlisting>
4996 <![CDATA[
4997   snd_info_set_text_ops(entry, chip, read_size, my_proc_read);
4998 ]]>
4999         </programlisting>
5000       </informalexample>
5001     
5002     where the second argument (<parameter>chip</parameter>) is the
5003     private data to be used in the callbacks. The third parameter
5004     specifies the read buffer size and the fourth
5005     (<parameter>my_proc_read</parameter>) is the callback function, which
5006     is defined like
5007
5008       <informalexample>
5009         <programlisting>
5010 <![CDATA[
5011   static void my_proc_read(snd_info_entry_t *entry,
5012                            snd_info_buffer_t *buffer);
5013 ]]>
5014         </programlisting>
5015       </informalexample>
5016     
5017     </para>
5018
5019     <para>
5020     In the read callback, use <function>snd_iprintf()</function> for
5021     output strings, which works just like normal
5022     <function>printf()</function>.  For example,
5023
5024       <informalexample>
5025         <programlisting>
5026 <![CDATA[
5027   static void my_proc_read(snd_info_entry_t *entry,
5028                            snd_info_buffer_t *buffer)
5029   {
5030           chip_t *chip = entry->private_data;
5031
5032           snd_iprintf(buffer, "This is my chip!\n");
5033           snd_iprintf(buffer, "Port = %ld\n", chip->port);
5034   }
5035 ]]>
5036         </programlisting>
5037       </informalexample>
5038     </para>
5039
5040     <para>
5041     The file permission can be changed afterwards.  As default, it's
5042     set as read only for all users.  If you want to add the write
5043     permission to the user (root as default), set like below:
5044
5045       <informalexample>
5046         <programlisting>
5047 <![CDATA[
5048  entry->mode = S_IFREG | S_IRUGO | S_IWUSR;
5049 ]]>
5050         </programlisting>
5051       </informalexample>
5052
5053     and set the write buffer size and the callback
5054
5055       <informalexample>
5056         <programlisting>
5057 <![CDATA[
5058   entry->c.text.write_size = 256;
5059   entry->c.text.write = my_proc_write;
5060 ]]>
5061         </programlisting>
5062       </informalexample>
5063     </para>
5064
5065     <para>
5066     The buffer size for read is set to 1024 implicitly by
5067     <function>snd_info_set_text_ops()</function>.  It should suffice
5068     in most cases (the size will be aligned to
5069     <constant>PAGE_SIZE</constant> anyway), but if you need to handle
5070     very large text files, you can set it explicitly, too.
5071
5072       <informalexample>
5073         <programlisting>
5074 <![CDATA[
5075   entry->c.text.read_size = 65536;
5076 ]]>
5077         </programlisting>
5078       </informalexample>
5079     </para>
5080
5081     <para>
5082       For the write callback, you can use
5083     <function>snd_info_get_line()</function> to get a text line, and
5084     <function>snd_info_get_str()</function> to retrieve a string from
5085     the line. Some examples are found in
5086     <filename>core/oss/mixer_oss.c</filename>, core/oss/and
5087     <filename>pcm_oss.c</filename>. 
5088     </para>
5089
5090     <para>
5091       For a raw-data proc-file, set the attributes like the following:
5092
5093       <informalexample>
5094         <programlisting>
5095 <![CDATA[
5096   static struct snd_info_entry_ops my_file_io_ops = {
5097           .read = my_file_io_read,
5098   };
5099
5100   entry->content = SNDRV_INFO_CONTENT_DATA;
5101   entry->private_data = chip;
5102   entry->c.ops = &my_file_io_ops;
5103   entry->size = 4096;
5104   entry->mode = S_IFREG | S_IRUGO;
5105 ]]>
5106         </programlisting>
5107       </informalexample>
5108     </para>
5109
5110     <para>
5111       The callback is much more complicated than the text-file
5112       version. You need to use a low-level i/o functions such as
5113       <function>copy_from/to_user()</function> to transfer the
5114       data.
5115
5116       <informalexample>
5117         <programlisting>
5118 <![CDATA[
5119   static long my_file_io_read(snd_info_entry_t *entry,
5120                               void *file_private_data,
5121                               struct file *file,
5122                               char *buf,
5123                               unsigned long count,
5124                               unsigned long pos)
5125   {
5126           long size = count;
5127           if (pos + size > local_max_size)
5128                   size = local_max_size - pos;
5129           if (copy_to_user(buf, local_data + pos, size))
5130                   return -EFAULT;
5131           return size;
5132   }
5133 ]]>
5134         </programlisting>
5135       </informalexample>
5136     </para>
5137
5138   </chapter>
5139
5140
5141 <!-- ****************************************************** -->
5142 <!-- Power Management  -->
5143 <!-- ****************************************************** -->
5144   <chapter id="power-management">
5145     <title>Power Management</title>
5146     <para>
5147       If the chip is supposed to work with with suspend/resume
5148       functions, you need to add the power-management codes to the
5149       driver. The additional codes for the power-management should be
5150       <function>ifdef</function>'ed with
5151       <constant>CONFIG_PM</constant>. 
5152     </para>
5153
5154     <para>
5155       ALSA provides the common power-management layer. Each card driver
5156       needs to have only low-level suspend and resume callbacks.
5157
5158       <informalexample>
5159         <programlisting>
5160 <![CDATA[
5161   #ifdef CONFIG_PM
5162   static int snd_my_suspend(snd_card_t *card, unsigned int state)
5163   {
5164           .... // do things for suspsend
5165           return 0;
5166   }
5167   static int snd_my_resume(snd_card_t *card, unsigned int state)
5168   {
5169           .... // do things for suspsend
5170           return 0;
5171   }
5172   #endif
5173 ]]>
5174         </programlisting>
5175       </informalexample>
5176     </para>
5177
5178     <para>
5179       The scheme of the real suspend job is as following.
5180
5181       <orderedlist>
5182         <listitem><para>Retrieve the chip data from pm_private_data field.</para></listitem>
5183         <listitem><para>Call <function>snd_pcm_suspend_all()</function> to suspend the running PCM streams.</para></listitem>
5184         <listitem><para>Save the register values if necessary.</para></listitem>
5185         <listitem><para>Stop the hardware if necessary.</para></listitem>
5186         <listitem><para>Disable the PCI device by calling <function>pci_disable_device()</function>.</para></listitem>
5187       </orderedlist>
5188     </para>
5189
5190     <para>
5191       A typical code would be like:
5192
5193       <informalexample>
5194         <programlisting>
5195 <![CDATA[
5196   static int mychip_suspend(snd_card_t *card, unsigned int state)
5197   {
5198           /* (1) */
5199           mychip_t *chip = card->pm_private_data;
5200           /* (2) */
5201           snd_pcm_suspend_all(chip->pcm);
5202           /* (3) */
5203           snd_mychip_save_registers(chip);
5204           /* (4) */
5205           snd_mychip_stop_hardware(chip);
5206           /* (5) */
5207           pci_disable_device(chip->pci);
5208           return 0;
5209   }
5210 ]]>
5211         </programlisting>
5212       </informalexample>
5213     </para>
5214
5215     <para>
5216     The scheme of the real resume job is as following.
5217
5218     <orderedlist>
5219     <listitem><para>Retrieve the chip data from pm_private_data field.</para></listitem>
5220     <listitem><para>Enable the pci device again by calling
5221     <function>pci_enable_device()</function>.</para></listitem>
5222     <listitem><para>Re-initialize the chip.</para></listitem>
5223     <listitem><para>Restore the saved registers if necessary.</para></listitem>
5224     <listitem><para>Resume the mixer, e.g. calling
5225     <function>snd_ac97_resume()</function>.</para></listitem>
5226     <listitem><para>Restart the hardware (if any).</para></listitem>
5227     </orderedlist>
5228     </para>
5229
5230     <para>
5231     A typical code would be like:
5232
5233       <informalexample>
5234         <programlisting>
5235 <![CDATA[
5236   static void mychip_resume(mychip_t *chip)
5237   {
5238           /* (1) */
5239           mychip_t *chip = card->pm_private_data;
5240           /* (2) */
5241           pci_enable_device(chip->pci);
5242           /* (3) */
5243           snd_mychip_reinit_chip(chip);
5244           /* (4) */
5245           snd_mychip_restore_registers(chip);
5246           /* (5) */
5247           snd_ac97_resume(chip->ac97);
5248           /* (6) */
5249           snd_mychip_restart_chip(chip);
5250           return 0;
5251   }
5252 ]]>
5253         </programlisting>
5254       </informalexample>
5255     </para>
5256
5257     <para>
5258       OK, we have all callbacks now. Let's set up them now. In the
5259       initialization of the card, add the following: 
5260
5261       <informalexample>
5262         <programlisting>
5263 <![CDATA[
5264   static int __devinit snd_mychip_probe(struct pci_dev *pci,
5265                                const struct pci_device_id *pci_id)
5266   {
5267           ....
5268           snd_card_t *card;
5269           mychip_t *chip;
5270           ....
5271           snd_card_set_pm_callback(card, snd_my_suspend, snd_my_resume, chip);
5272           ....
5273   }
5274 ]]>
5275         </programlisting>
5276       </informalexample>
5277
5278     Here you don't have to put ifdef CONFIG_PM around, since it's already
5279     checked in the header and expanded to empty if not needed.
5280     </para>
5281
5282     <para>
5283       If you need a space for saving the registers, you'll need to
5284     allocate the buffer for it here, too, since it would be fatal
5285     if you cannot allocate a memory in the suspend phase.
5286     The allocated buffer should be released in the corresponding
5287     destructor.
5288     </para>
5289
5290     <para>
5291       And next, set suspend/resume callbacks to the pci_driver,
5292       This can be done by passing a macro SND_PCI_PM_CALLBACKS
5293       in the pci_driver struct.  This macro is expanded to the correct
5294       (global) callbacks if CONFIG_PM is set.
5295
5296       <informalexample>
5297         <programlisting>
5298 <![CDATA[
5299   static struct pci_driver driver = {
5300           .name = "My Chip",
5301           .id_table = snd_my_ids,
5302           .probe = snd_my_probe,
5303           .remove = __devexit_p(snd_my_remove),
5304           SND_PCI_PM_CALLBACKS
5305   };
5306 ]]>
5307         </programlisting>
5308       </informalexample>
5309     </para>
5310
5311   </chapter>
5312
5313
5314 <!-- ****************************************************** -->
5315 <!-- Module Parameters  -->
5316 <!-- ****************************************************** -->
5317   <chapter id="module-parameters">
5318     <title>Module Parameters</title>
5319     <para>
5320       There are standard module options for ALSA. At least, each
5321       module should have <parameter>index</parameter>,
5322       <parameter>id</parameter> and <parameter>enable</parameter>
5323       options. 
5324     </para>
5325
5326     <para>
5327       If the module supports multiple cards (usually up to
5328       8 = <constant>SNDRV_CARDS</constant> cards), they should be
5329       arrays.  The default initial values are defined already as
5330       constants for ease of programming:
5331
5332       <informalexample>
5333         <programlisting>
5334 <![CDATA[
5335   static int index[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_IDX;
5336   static char *id[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_STR;
5337   static int enable[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_ENABLE_PNP;
5338 ]]>
5339         </programlisting>
5340       </informalexample>
5341     </para>
5342
5343     <para>
5344       If the module supports only a single card, they could be single
5345     variables, instead.  <parameter>enable</parameter> option is not
5346     always necessary in this case, but it wouldn't be so bad to have a
5347     dummy option for compatibility.
5348     </para>
5349
5350     <para>
5351       The module parameters must be declared with the standard
5352     <function>module_param()()</function>,
5353     <function>module_param_array()()</function> and
5354     <function>MODULE_PARM_DESC()</function> macros.
5355     </para>
5356
5357     <para>
5358       The typical coding would be like below:
5359
5360       <informalexample>
5361         <programlisting>
5362 <![CDATA[
5363   #define CARD_NAME "My Chip"
5364
5365   module_param_array(index, int, NULL, 0444);
5366   MODULE_PARM_DESC(index, "Index value for " CARD_NAME " soundcard.");
5367   module_param_array(id, charp, NULL, 0444);
5368   MODULE_PARM_DESC(id, "ID string for " CARD_NAME " soundcard.");
5369   module_param_array(enable, bool, NULL, 0444);
5370   MODULE_PARM_DESC(enable, "Enable " CARD_NAME " soundcard.");
5371 ]]>
5372         </programlisting>
5373       </informalexample>
5374     </para>
5375
5376     <para>
5377       Also, don't forget to define the module description, classes,
5378       license and devices. Especially, the recent modprobe requires to
5379       define the module license as GPL, etc., otherwise the system is
5380       shown as <quote>tainted</quote>. 
5381
5382       <informalexample>
5383         <programlisting>
5384 <![CDATA[
5385   MODULE_DESCRIPTION("My Chip");
5386   MODULE_LICENSE("GPL");
5387   MODULE_SUPPORTED_DEVICE("{{Vendor,My Chip Name}}");
5388 ]]>
5389         </programlisting>
5390       </informalexample>
5391     </para>
5392
5393   </chapter>
5394
5395
5396 <!-- ****************************************************** -->
5397 <!-- How To Put Your Driver  -->
5398 <!-- ****************************************************** -->
5399   <chapter id="how-to-put-your-driver">
5400     <title>How To Put Your Driver Into ALSA Tree</title>
5401         <section>
5402         <title>General</title>
5403         <para>
5404         So far, you've learned how to write the driver codes.
5405         And you might have a question now: how to put my own
5406         driver into the ALSA driver tree?
5407         Here (finally :) the standard procedure is described briefly.
5408         </para>
5409
5410         <para>
5411         Suppose that you'll create a new PCI driver for the card
5412         <quote>xyz</quote>.  The card module name would be
5413         snd-xyz.  The new driver is usually put into alsa-driver
5414         tree, <filename>alsa-driver/pci</filename> directory in
5415         the case of PCI cards.
5416         Then the driver is evaluated, audited and tested
5417         by developers and users.  After a certain time, the driver
5418         will go to alsa-kernel tree (to the corresponding directory,
5419         such as <filename>alsa-kernel/pci</filename>) and eventually
5420         integrated into Linux 2.6 tree (the directory would be
5421         <filename>linux/sound/pci</filename>).
5422         </para>
5423
5424         <para>
5425         In the following sections, the driver code is supposed
5426         to be put into alsa-driver tree.  The two cases are assumed:
5427         a driver consisting of a single source file and one consisting
5428         of several source files.
5429         </para>
5430         </section>
5431
5432         <section>
5433         <title>Driver with A Single Source File</title>
5434         <para>
5435         <orderedlist>
5436         <listitem>
5437         <para>
5438         Modify alsa-driver/pci/Makefile
5439         </para>
5440
5441         <para>
5442         Suppose you have a file xyz.c.  Add the following
5443         two lines
5444       <informalexample>
5445         <programlisting>
5446 <![CDATA[
5447   snd-xyz-objs := xyz.o
5448   obj-$(CONFIG_SND_XYZ) += snd-xyz.o
5449 ]]>
5450         </programlisting>
5451       </informalexample>
5452         </para>
5453         </listitem>
5454
5455         <listitem>
5456         <para>
5457         Create the Kconfig entry
5458         </para>
5459
5460         <para>
5461         Add the new entry of Kconfig for your xyz driver.
5462       <informalexample>
5463         <programlisting>
5464 <![CDATA[
5465   config SND_XYZ
5466           tristate "Foobar XYZ"
5467           depends on SND
5468           select SND_PCM
5469           help
5470             Say Y here to include support for Foobar XYZ soundcard.
5471
5472             To compile this driver as a module, choose M here: the module
5473             will be called snd-xyz.
5474 ]]>
5475         </programlisting>
5476       </informalexample>
5477
5478         the line, select SND_PCM, specifies that the driver xyz supports
5479         PCM.  In addition to SND_PCM, the following components are
5480         supported for select command:
5481         SND_RAWMIDI, SND_TIMER, SND_HWDEP, SND_MPU401_UART,
5482         SND_OPL3_LIB, SND_OPL4_LIB, SND_VX_LIB, SND_AC97_CODEC.
5483         Add the select command for each supported component.
5484         </para>
5485
5486         <para>
5487         Note that some selections imply the lowlevel selections.
5488         For example, PCM includes TIMER, MPU401_UART includes RAWMIDI,
5489         AC97_CODEC includes PCM, and OPL3_LIB includes HWDEP.
5490         You don't need to give the lowlevel selections again.
5491         </para>
5492
5493         <para>
5494         For the details of Kconfig script, refer to the kbuild
5495         documentation.
5496         </para>
5497
5498         </listitem>
5499
5500         <listitem>
5501         <para>
5502         Run cvscompile script to re-generate the configure script and
5503         build the whole stuff again.
5504         </para>
5505         </listitem>
5506         </orderedlist>
5507         </para>
5508         </section>
5509
5510         <section>
5511         <title>Drivers with Several Source Files</title>
5512         <para>
5513         Suppose that the driver snd-xyz have several source files.
5514         They are located in the new subdirectory,
5515         pci/xyz.
5516
5517         <orderedlist>
5518         <listitem>
5519         <para>
5520         Add a new directory (<filename>xyz</filename>) in
5521         <filename>alsa-driver/pci/Makefile</filename> like below
5522
5523       <informalexample>
5524         <programlisting>
5525 <![CDATA[
5526   obj-$(CONFIG_SND) += xyz/
5527 ]]>
5528         </programlisting>
5529       </informalexample>
5530         </para>
5531         </listitem>
5532
5533         <listitem>
5534         <para>
5535         Under the directory <filename>xyz</filename>, create a Makefile
5536
5537       <example>
5538         <title>Sample Makefile for a driver xyz</title>
5539         <programlisting>
5540 <![CDATA[
5541   ifndef SND_TOPDIR
5542   SND_TOPDIR=../..
5543   endif
5544
5545   include $(SND_TOPDIR)/toplevel.config
5546   include $(SND_TOPDIR)/Makefile.conf
5547
5548   snd-xyz-objs := xyz.o abc.o def.o
5549
5550   obj-$(CONFIG_SND_XYZ) += snd-xyz.o
5551
5552   include $(SND_TOPDIR)/Rules.make
5553 ]]>
5554         </programlisting>
5555       </example>
5556         </para>
5557         </listitem>
5558
5559         <listitem>
5560         <para>
5561         Create the Kconfig entry
5562         </para>
5563
5564         <para>
5565         This procedure is as same as in the last section.
5566         </para>
5567         </listitem>
5568
5569         <listitem>
5570         <para>
5571         Run cvscompile script to re-generate the configure script and
5572         build the whole stuff again.
5573         </para>
5574         </listitem>
5575         </orderedlist>
5576         </para>
5577         </section>
5578
5579   </chapter>
5580
5581 <!-- ****************************************************** -->
5582 <!-- Useful Functions  -->
5583 <!-- ****************************************************** -->
5584   <chapter id="useful-functions">
5585     <title>Useful Functions</title>
5586
5587     <section id="useful-functions-snd-printk">
5588       <title><function>snd_printk()</function> and friends</title>
5589       <para>
5590         ALSA provides a verbose version of
5591       <function>printk()</function> function. If a kernel config
5592       <constant>CONFIG_SND_VERBOSE_PRINTK</constant> is set, this
5593       function prints the given message together with the file name
5594       and the line of the caller. The <constant>KERN_XXX</constant>
5595       prefix is processed as 
5596       well as the original <function>printk()</function> does, so it's
5597       recommended to add this prefix, e.g. 
5598
5599         <informalexample>
5600           <programlisting>
5601 <![CDATA[
5602   snd_printk(KERN_ERR "Oh my, sorry, it's extremely bad!\n");
5603 ]]>
5604           </programlisting>
5605         </informalexample>
5606       </para>
5607
5608       <para>
5609         There are also <function>printk()</function>'s for
5610       debugging. <function>snd_printd()</function> can be used for
5611       general debugging purposes. If
5612       <constant>CONFIG_SND_DEBUG</constant> is set, this function is
5613       compiled, and works just like
5614       <function>snd_printk()</function>. If the ALSA is compiled
5615       without the debugging flag, it's ignored. 
5616       </para>
5617
5618       <para>
5619         <function>snd_printdd()</function> is compiled in only when
5620       <constant>CONFIG_SND_DEBUG_DETECT</constant> is set. Please note
5621       that <constant>DEBUG_DETECT</constant> is not set as default
5622       even if you configure the alsa-driver with
5623       <option>--with-debug=full</option> option. You need to give
5624       explicitly <option>--with-debug=detect</option> option instead. 
5625       </para>
5626     </section>
5627
5628     <section id="useful-functions-snd-assert">
5629       <title><function>snd_assert()</function></title>
5630       <para>
5631         <function>snd_assert()</function> macro is similar with the
5632       normal <function>assert()</function> macro. For example,  
5633
5634         <informalexample>
5635           <programlisting>
5636 <![CDATA[
5637   snd_assert(pointer != NULL, return -EINVAL);
5638 ]]>
5639           </programlisting>
5640         </informalexample>
5641       </para>
5642
5643       <para>
5644         The first argument is the expression to evaluate, and the
5645       second argument is the action if it fails. When
5646       <constant>CONFIG_SND_DEBUG</constant>, is set, it will show an
5647       error message such as <computeroutput>BUG? (xxx) (called from
5648       yyy)</computeroutput>. When no debug flag is set, this is
5649       ignored. 
5650       </para>
5651     </section>
5652
5653     <section id="useful-functions-snd-runtime-check">
5654       <title><function>snd_runtime_check()</function></title>
5655       <para>
5656         This macro is quite similar with
5657       <function>snd_assert()</function>. Unlike
5658       <function>snd_assert()</function>, the expression is always
5659       evaluated regardless of
5660       <constant>CONFIG_SND_DEBUG</constant>. When
5661       <constant>CONFIG_SND_DEBUG</constant> is set, the macro will
5662       show a message like <computeroutput>ERROR (xx) (called from
5663       yyy)</computeroutput>. 
5664       </para>
5665     </section>
5666
5667     <section id="useful-functions-snd-bug">
5668       <title><function>snd_BUG()</function></title>
5669       <para>
5670         It calls <function>snd_assert(0,)</function> -- that is, just
5671       prints the error message at the point. It's useful to show that
5672       a fatal error happens there. 
5673       </para>
5674     </section>
5675   </chapter>
5676
5677
5678 <!-- ****************************************************** -->
5679 <!-- Acknowledgments  -->
5680 <!-- ****************************************************** -->
5681   <chapter id="acknowledments">
5682     <title>Acknowledgments</title>
5683     <para>
5684       I would like to thank Phil Kerr for his help for improvement and
5685       corrections of this document. 
5686     </para>
5687     <para>
5688     Kevin Conder reformatted the original plain-text to the
5689     DocBook format.
5690     </para>
5691     <para>
5692     Giuliano Pochini corrected typos and contributed the example codes
5693     in the hardware constraints section.
5694     </para>
5695   </chapter>
5696
5697
5698 </book>