一、實驗環境

1.1 虛擬機環境

    a) Vmware版本：Vmware Workstation 12.5.7

    b) Ubuntu版本：9.10

    c) 內核版本：2.6.31.14

    d) toolchain版本：arm-linux-gcc 4.3.2

1.2 開發板

    優龍FS2410開發板，UDA1341聲卡

    內核版本：3.4.2

二、調試過程記錄

1. 編譯聲卡驅動，修改語法錯誤

2. 配置內核去掉原來的聲卡驅動

    -> Device Drivers

    -> Sound card support

    -> Advanced Linux Sound Architecture

    -> ALSA for SoC audio support

        < > ASoC support for Samsung // CONFIG_SND_SOC_SAMSUNG 這項去掉勾選后，下面這項會連帶自動消失

        < > SoC I2S Audio support UDA134X wired to a S3C24XX // CONFIG_SND_SOC_SAMSUNG_S3C24XX_UDA134X // s3c24xx_uda134x.c

3. 編譯內核，然后通過nfs把新的內核下載到開發板，并啟動

4. 把新的聲卡驅動通過nfs拷貝到根文件系統里，然后安裝

    insmod /alsa/driver/myalsa/platform/s3c2440_iis.ko

    insmod /alsa/driver/myalsa/platform/s3c2440_dma.ko

    insmod /alsa/driver/myalsa/codec/uda1341.ko

    insmod /alsa/driver/myalsa/machine/s3c2440_uda1341.ko

    mkdir /dev/snd

    cd /dev/snd/

    ln -s /dev/controlC0

    ln -s /dev/pcmC0D0p

    ln -s /dev/pcmC0D0c

    cd /

    為了方便，把以上這些語句放到prepare.sh里：

#!/bin/sh

#insmod alsa/driver/myalsa/platform/s3c2440_iis.ko

#insmod alsa/driver/myalsa/platform/s3c2440_dma.ko #這樣寫的話，執行時會報錯：can’t insert s3c2440_iis.ko，invalid parameter c2440_iis.ko，原因待查

#insmod alsa/driver/myalsa/codec/uda1341.ko        #同上

#insmod alsa/driver/myalsa/machine/s3c2440_uda1341.ko #同上

mkdir -p /dev/snd && cd /dev/snd

cd /alsa/driver/myalsa/platform/  #得按照這種套路寫才行？

insmod s3c2440_iis.ko

insmod s3c2440_dma.ko

cd /alsa/driver/myalsa/codec/

insmod uda1341.ko

#insmod wm8976.ko  #在JZ2440開發板上，codec驅動用wm8976.ko

cd /alsa/driver/myalsa/machine/

insmod s3c2440_uda1341.ko

cd /dev/snd && ln -s /dev/controlC0 && ln -s /dev/pcmC0D0p && ln -s /dev/pcmC0D0c

cd /

    執行prepare.sh，報錯：

        soc-audio: coherent DMA mask is unset

        asoc: platform pcm constructor failed

        asoc: can’t create pcm 100ask_UDA1341:-12

    解決辦法：

        參考內核自帶的soundsocsamsungdma.c 的dma_new，在我們的s3c2440_dma.c的s3c2440_dma_new()中添加：

        if (!card->dev->dma_mask)

            card->dev->dma_mask = &dma_mask;

        if (!card->dev->coherent_dma_mask)

            card->dev->coherent_dma_mask = DMA_BIT_MASK(32);

5. aplay windows.wav后kernel oops了：

        LR指向snd_pcm_info，PC指向0

    猜測是在snd_pcm_info里調用了某個不存在的子函數，推測是在這里出錯：substream->ops->ioctl(substream, SNDRV_PCM_IOCTL1_INFO, info);

    在《第2課第1.1_17節_ALSA聲卡05_ASoC驅動框架》里，曾分析過這個ioctl的賦值是在soc_new_pcm里：

        soc_pcm_ops->ioctl = platform->driver->ops->ioctl；

    遂查看s3c2440_dma_ops，發現確實沒有ioctl，遂參考內核的soundsocsamsungdma.c，加上 .ioctl = snd_pcm_lib_ioctl，

6. 再次aplay windows.wav，又kernel oops:

        pc is at copy_from_user

        backtrace:

        snd_pcm_lib_write_transfer

        copy_from_user

   查snd_pcm_lib_write_transfer：

...

else {

char *hwbuf = runtime->dma_area + frames_to_bytes(runtime, hwoff);

if (copy_from_user(hwbuf, buf, frames_to_bytes(runtime, frames)))

    return -EFAULT;

}

    而runtime->dma_area的賦值是在：

(sound/soc/samsung/dma.c)

dma_hw_params

    snd_pcm_set_runtime_buffer(substream, &substream->dma_buffer); //substream->dma_buffer是在dma_new里分配的

        struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;

        runtime->dma_area = bufp->area; 

    查我們的s3c2440_dma_new，發現確實沒有提供這個信息給內核，遂加上：

        buf->area = playback_dma_info.virt_addr;

        buf->bytes = playback_dma_info.buf_max_size;

7. 重新編譯安裝驅動，再次aplay windows.wav，這次沒有oops，但報：aplay: pcm_write:1939:write error: Input/output error

    aplay windows.wav &  讓它后臺運行

    cat /proc/interrupts

    發現中斷一次都沒有發生，難辦了?！

8. 用devmem2來查看相關寄存器有沒有被正確的設置：

   注：我在實驗中沒有用二期課程中的寄存器編輯器ker_wr和regeditor，因為在編譯ker_rw的時候，報了一些錯誤，比如：

     error: asm/arch/regs-gpio.h: No such file or directory

     error: implicit declaration of function 'class_device_create'

     原因應該是原代碼是針對2.6的內核編譯的，和3.4.2內核不兼容。修改了代碼之后，雖然編譯通過，而且也能運行，但讀不出寄存器的值，原因待查。

    / # devmem2 0x4B000080

     /dev/mem opened.

     Memory mapped at address 0xb6f9a000.

     Value at address 0x4B000080 (0xb6f9a080): 0x33B00000 //讀DMA2_BASE_ADDR寄存器, 結果是有值的

     / # devmem2 0x55000000

     /dev/mem opened.

     Memory mapped at address 0xb6f50000.

     Value at address 0x55000000 (0xb6f50000): 0x100  //讀IISCON寄存器，結果都是0 （bit8的1是默認值，代表Left/Right channel index (Read only)）

    原因是：s3c2440的IIS的時鐘沒有使能？（排查思路是怎樣的？是憑經驗么？）

    解決辦法：在s3c2440_iis_init()里加入：

    clk = clk_get(NULL, 'iis');

    clk_enable(clk);

    clk_put(clk);

    疑問：為什么裸板程序沒有問題？

    答案：因為裸板程序開始運行時，板子的時鐘都是默認使能的，而linux啟動后，為了省電，默認都是關閉的！

9. 重新編譯安裝驅動，再次aplay windows.wav，仍然沒有聲音，

    cat /proc/interrupts

    中斷還是沒有發生

    / # devmem2 0x55000000

     /dev/mem opened.

     Memory mapped at address 0xb6fd8000.

     Value at address 0x55000000 (0xb6fd8000): 0x1A2 //讀IISCON寄存器，bit0(iis_start)=0，表明iis傳輸沒有啟動

    解決辦法：

    s3c2440_iis.c加入s3c2440_i2s_trigger、s3c2440_iis_start、s3c2440_iis_stop

10. 重新編譯安裝驅動，再次aplay windows.wav，這次終于有聲音了！

   最后一個改進：

    雖然能播放聲音，但會有周期性雜音。視頻略去排查過程，直接上結論：load_dma_period()里，要把dma_regs->dcon的bit22設為1：noreload

    不知道排查思路是怎樣的？

    推測是由于period_size比較小，導致音頻數據被分割成了多塊來傳輸，并且由于dcon的bit[22] =0即autoreload模式，所以每次傳完一個period的數據后，dma會自動將src、dst、TC的值加載到CURR_SRC、CURR_DST、CURR_TC，并開始一次新的DMA傳輸（所以如果新的數據還來不及加載到CURR_SRC，則導致相當于重復播放上個period的數據）。而這之后才調用了DMA中斷服務（硬件總是比軟件快），進而load_dma_period()加載下一個period的數據到DMA的CURR_SRC。因此出現了播放時有周期性的雜音。

    如果把s3c2440_dma_hardware修改一下（僅用于實驗），使其能在一個period里播完windows.wav，則也能消除周期性的雜音：

// .buffer_bytes_max = 128*1024,

// .period_bytes_min = PAGE_SIZE,

// .period_bytes_max = PAGE_SIZE*2,

.buffer_bytes_max = 1024*1024,

.period_bytes_min = 512*1024,

.period_bytes_max = 512*1024,

    另外，如果用內核自帶的驅動，則不會出現上述問題。經初步分析，因為它利用了dcon的autoload功能，并且設計了一個比較復雜的框架，使得當一個period正在傳輸時，下一個period準備就緒。這樣就能平滑的播放出聲音。

三、參考資料

1. 韋東山 嵌入式Linux視頻教程_3期項目實戰之ALSA聲卡：第2課第1.1_17節_ALSA聲卡11_從零編寫之調試

2. 李蘭溪  S3C24XX DMA框架源碼分析

3. rushzengjianmei  Alsa period_size/periods/buffer_size計算邏輯