]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - Documentation/DocBook/writing-an-alsa-driver.tmpl
Merge remote-tracking branch 'nvdimm/libnvdimm-for-next'
[karo-tx-linux.git] / Documentation / DocBook / writing-an-alsa-driver.tmpl
1 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
2 <!DOCTYPE book PUBLIC "-//OASIS//DTD DocBook XML V4.1.2//EN"
3         "http://www.oasis-open.org/docbook/xml/4.1.2/docbookx.dtd" []>
4
5 <!-- ****************************************************** -->
6 <!-- Header  -->
7 <!-- ****************************************************** -->
8 <book id="Writing-an-ALSA-Driver">
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>Oct 15, 2007</date>
22      <edition>0.3.7</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) 2002-2005  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 PCI soundcards.
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     This document targets people who already have enough
79     C language skills and have basic linux kernel programming
80     knowledge.  This document doesn't explain the general
81     topic of linux kernel coding and doesn't cover low-level
82     driver implementation details. It only describes
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 API, you
88     can check the drivers such as <filename>sound/pci/es1938.c</filename> or
89     <filename>sound/pci/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 feedback 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 two ways.
110       </para>
111
112       <para>
113         One is 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 into
116       two different trees: alsa-kernel and alsa-driver. The former
117       contains purely the source code 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 ALSA drivers outside of the Linux kernel tree,
121       wrapper functions for older 2.2 and 2.4 kernels, to adapt the latest kernel API,
122       and additional drivers which are still in development or in
123       tests.  The drivers in alsa-driver tree will be moved to
124       alsa-kernel (and eventually to the 2.6 kernel tree) when they are
125       finished and confirmed to work fine.
126       </para>
127
128       <para>
129         The file tree structure of ALSA driver is depicted below. Both
130         alsa-kernel and alsa-driver have almost the same file
131         structure, except for <quote>core</quote> directory. It's
132         named as <quote>acore</quote> in alsa-driver tree. 
133
134         <example>
135           <title>ALSA File Tree Structure</title>
136           <literallayout>
137         sound
138                 /core
139                         /oss
140                         /seq
141                                 /oss
142                                 /instr
143                 /ioctl32
144                 /include
145                 /drivers
146                         /mpu401
147                         /opl3
148                 /i2c
149                         /l3
150                 /synth
151                         /emux
152                 /pci
153                         /(cards)
154                 /isa
155                         /(cards)
156                 /arm
157                 /ppc
158                 /sparc
159                 /usb
160                 /pcmcia /(cards)
161                 /oss
162           </literallayout>
163         </example>
164       </para>
165     </section>
166
167     <section id="file-tree-core-directory">
168       <title>core directory</title>
169       <para>
170         This directory contains the middle layer which is the heart
171       of ALSA drivers. In this directory, the native ALSA modules are
172       stored. The sub-directories contain different modules and are
173       dependent upon the kernel config. 
174       </para>
175
176       <section id="file-tree-core-directory-oss">
177         <title>core/oss</title>
178
179         <para>
180           The codes for PCM and mixer OSS emulation modules are stored
181         in this directory. The rawmidi OSS emulation is included in
182         the ALSA rawmidi code since it's quite small. The sequencer
183         code is stored in <filename>core/seq/oss</filename> directory (see
184         <link linkend="file-tree-core-directory-seq-oss"><citetitle>
185         below</citetitle></link>).
186         </para>
187       </section>
188
189       <section id="file-tree-core-directory-ioctl32">
190         <title>core/ioctl32</title>
191
192         <para>
193           This directory contains the 32bit-ioctl wrappers for 64bit
194         architectures such like x86-64, ppc64 and sparc64. For 32bit
195         and alpha architectures, these are not compiled. 
196         </para>
197       </section>
198
199       <section id="file-tree-core-directory-seq">
200         <title>core/seq</title>
201         <para>
202           This directory and its sub-directories are for the ALSA
203         sequencer. This directory contains the sequencer core and
204         primary sequencer modules such like snd-seq-midi,
205         snd-seq-virmidi, etc. They are compiled only when
206         <constant>CONFIG_SND_SEQUENCER</constant> is set in the kernel
207         config. 
208         </para>
209       </section>
210
211       <section id="file-tree-core-directory-seq-oss">
212         <title>core/seq/oss</title>
213         <para>
214           This contains the OSS sequencer emulation codes.
215         </para>
216       </section>
217
218       <section id="file-tree-core-directory-deq-instr">
219         <title>core/seq/instr</title>
220         <para>
221           This directory contains the modules for the sequencer
222         instrument layer. 
223         </para>
224       </section>
225     </section>
226
227     <section id="file-tree-include-directory">
228       <title>include directory</title>
229       <para>
230         This is the place for the public header files of ALSA drivers,
231       which are to be exported to user-space, or included by
232       several files at different directories. Basically, the private
233       header files should not be placed in this directory, but you may
234       still find files there, due to historical reasons :) 
235       </para>
236     </section>
237
238     <section id="file-tree-drivers-directory">
239       <title>drivers directory</title>
240       <para>
241         This directory contains code shared among different drivers
242       on different architectures.  They are hence supposed not to be
243       architecture-specific.
244       For example, the dummy pcm driver and the serial MIDI
245       driver are found in this directory. In the sub-directories,
246       there is code for components which are independent from
247       bus and cpu architectures. 
248       </para>
249
250       <section id="file-tree-drivers-directory-mpu401">
251         <title>drivers/mpu401</title>
252         <para>
253           The MPU401 and MPU401-UART modules are stored here.
254         </para>
255       </section>
256
257       <section id="file-tree-drivers-directory-opl3">
258         <title>drivers/opl3 and opl4</title>
259         <para>
260           The OPL3 and OPL4 FM-synth stuff is found here.
261         </para>
262       </section>
263     </section>
264
265     <section id="file-tree-i2c-directory">
266       <title>i2c directory</title>
267       <para>
268         This contains the ALSA i2c components.
269       </para>
270
271       <para>
272         Although there is a standard i2c layer on Linux, ALSA has its
273       own i2c code for some cards, because the soundcard needs only a
274       simple operation and the standard i2c API is too complicated for
275       such a purpose. 
276       </para>
277
278       <section id="file-tree-i2c-directory-l3">
279         <title>i2c/l3</title>
280         <para>
281           This is a sub-directory for ARM L3 i2c.
282         </para>
283       </section>
284     </section>
285
286     <section id="file-tree-synth-directory">
287         <title>synth directory</title>
288         <para>
289           This contains the synth middle-level modules.
290         </para>
291
292         <para>
293           So far, there is only Emu8000/Emu10k1 synth driver under
294         the <filename>synth/emux</filename> sub-directory. 
295         </para>
296     </section>
297
298     <section id="file-tree-pci-directory">
299       <title>pci directory</title>
300       <para>
301         This directory and its sub-directories hold the top-level card modules
302       for PCI soundcards and the code specific to the PCI BUS.
303       </para>
304
305       <para>
306         The drivers compiled from a single file are stored directly
307       in the pci directory, while the drivers with several source files are
308       stored on their own sub-directory (e.g. emu10k1, ice1712). 
309       </para>
310     </section>
311
312     <section id="file-tree-isa-directory">
313       <title>isa directory</title>
314       <para>
315         This directory and its sub-directories hold the top-level card modules
316       for ISA soundcards. 
317       </para>
318     </section>
319
320     <section id="file-tree-arm-ppc-sparc-directories">
321       <title>arm, ppc, and sparc directories</title>
322       <para>
323         They are used for top-level card modules which are
324       specific to one of these architectures. 
325       </para>
326     </section>
327
328     <section id="file-tree-usb-directory">
329       <title>usb directory</title>
330       <para>
331         This directory contains the USB-audio driver. In the latest version, the
332       USB MIDI driver is integrated in the usb-audio driver. 
333       </para>
334     </section>
335
336     <section id="file-tree-pcmcia-directory">
337       <title>pcmcia directory</title>
338       <para>
339         The PCMCIA, especially PCCard drivers will go here. CardBus
340       drivers will be in the pci directory, because their API is identical
341       to that of standard PCI cards. 
342       </para>
343     </section>
344
345     <section id="file-tree-oss-directory">
346       <title>oss directory</title>
347       <para>
348         The OSS/Lite source files are stored here in Linux 2.6 (or
349       later) tree. In the ALSA driver tarball, this directory is empty,
350       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 for PCI soundcards is as follows:
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 a <structname>pci_driver</structname> structure
374           containing the three pointers above.</para></listitem>
375           <listitem><para>create an <function>init()</function> function just calling
376           the <function>pci_register_driver()</function> to register the pci_driver table
377           defined above.</para></listitem>
378           <listitem><para>create an <function>exit()</function> function to call
379           the <function>pci_unregister_driver()</function> function.</para></listitem>
380         </itemizedlist>
381       </para>
382     </section>
383
384     <section id="basic-flow-example">
385       <title>Full Code Example</title>
386       <para>
387         The code example is shown below. Some parts are kept
388       unimplemented at this moment but will be filled in the
389       next sections. The numbers in the comment lines of the
390       <function>snd_mychip_probe()</function> function
391       refer to details explained in the following section. 
392
393         <example>
394           <title>Basic Flow for PCI Drivers - Example</title>
395           <programlisting>
396 <![CDATA[
397   #include <linux/init.h>
398   #include <linux/pci.h>
399   #include <linux/slab.h>
400   #include <sound/core.h>
401   #include <sound/initval.h>
402
403   /* module parameters (see "Module Parameters") */
404   /* SNDRV_CARDS: maximum number of cards supported by this module */
405   static int index[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_IDX;
406   static char *id[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_STR;
407   static bool enable[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_ENABLE_PNP;
408
409   /* definition of the chip-specific record */
410   struct mychip {
411           struct snd_card *card;
412           /* the rest of the implementation will be in section
413            * "PCI Resource Management"
414            */
415   };
416
417   /* chip-specific destructor
418    * (see "PCI Resource Management")
419    */
420   static int snd_mychip_free(struct mychip *chip)
421   {
422           .... /* will be implemented later... */
423   }
424
425   /* component-destructor
426    * (see "Management of Cards and Components")
427    */
428   static int snd_mychip_dev_free(struct snd_device *device)
429   {
430           return snd_mychip_free(device->device_data);
431   }
432
433   /* chip-specific constructor
434    * (see "Management of Cards and Components")
435    */
436   static int snd_mychip_create(struct snd_card *card,
437                                struct pci_dev *pci,
438                                struct mychip **rchip)
439   {
440           struct mychip *chip;
441           int err;
442           static struct snd_device_ops ops = {
443                  .dev_free = snd_mychip_dev_free,
444           };
445
446           *rchip = NULL;
447
448           /* check PCI availability here
449            * (see "PCI Resource Management")
450            */
451           ....
452
453           /* allocate a chip-specific data with zero filled */
454           chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
455           if (chip == NULL)
456                   return -ENOMEM;
457
458           chip->card = card;
459
460           /* rest of initialization here; will be implemented
461            * later, see "PCI Resource Management"
462            */
463           ....
464
465           err = snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL, chip, &ops);
466           if (err < 0) {
467                   snd_mychip_free(chip);
468                   return err;
469           }
470
471           *rchip = chip;
472           return 0;
473   }
474
475   /* constructor -- see "Constructor" sub-section */
476   static int snd_mychip_probe(struct pci_dev *pci,
477                               const struct pci_device_id *pci_id)
478   {
479           static int dev;
480           struct snd_card *card;
481           struct mychip *chip;
482           int err;
483
484           /* (1) */
485           if (dev >= SNDRV_CARDS)
486                   return -ENODEV;
487           if (!enable[dev]) {
488                   dev++;
489                   return -ENOENT;
490           }
491
492           /* (2) */
493           err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
494                              0, &card);
495           if (err < 0)
496                   return err;
497
498           /* (3) */
499           err = snd_mychip_create(card, pci, &chip);
500           if (err < 0) {
501                   snd_card_free(card);
502                   return err;
503           }
504
505           /* (4) */
506           strcpy(card->driver, "My Chip");
507           strcpy(card->shortname, "My Own Chip 123");
508           sprintf(card->longname, "%s at 0x%lx irq %i",
509                   card->shortname, chip->ioport, chip->irq);
510
511           /* (5) */
512           .... /* implemented later */
513
514           /* (6) */
515           err = snd_card_register(card);
516           if (err < 0) {
517                   snd_card_free(card);
518                   return err;
519           }
520
521           /* (7) */
522           pci_set_drvdata(pci, card);
523           dev++;
524           return 0;
525   }
526
527   /* destructor -- see the "Destructor" sub-section */
528   static void snd_mychip_remove(struct pci_dev *pci)
529   {
530           snd_card_free(pci_get_drvdata(pci));
531           pci_set_drvdata(pci, NULL);
532   }
533 ]]>
534           </programlisting>
535         </example>
536       </para>
537     </section>
538
539     <section id="basic-flow-constructor">
540       <title>Constructor</title>
541       <para>
542         The real constructor of PCI drivers is the <function>probe</function> callback.
543       The <function>probe</function> callback and other component-constructors which are called
544       from the <function>probe</function> callback cannot be used with
545       the <parameter>__init</parameter> prefix
546       because any PCI device could be a hotplug device. 
547       </para>
548
549       <para>
550         In the <function>probe</function> callback, the following scheme is often used.
551       </para>
552
553       <section id="basic-flow-constructor-device-index">
554         <title>1) Check and increment the device index.</title>
555         <para>
556           <informalexample>
557             <programlisting>
558 <![CDATA[
559   static int dev;
560   ....
561   if (dev >= SNDRV_CARDS)
562           return -ENODEV;
563   if (!enable[dev]) {
564           dev++;
565           return -ENOENT;
566   }
567 ]]>
568             </programlisting>
569           </informalexample>
570
571         where enable[dev] is the module option.
572         </para>
573
574         <para>
575           Each time the <function>probe</function> callback is called, check the
576         availability of the device. If not available, simply increment
577         the device index and returns. dev will be incremented also
578         later (<link
579         linkend="basic-flow-constructor-set-pci"><citetitle>step
580         7</citetitle></link>). 
581         </para>
582       </section>
583
584       <section id="basic-flow-constructor-create-card">
585         <title>2) Create a card instance</title>
586         <para>
587           <informalexample>
588             <programlisting>
589 <![CDATA[
590   struct snd_card *card;
591   int err;
592   ....
593   err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
594                      0, &card);
595 ]]>
596             </programlisting>
597           </informalexample>
598         </para>
599
600         <para>
601           The details will be explained in the section
602           <link linkend="card-management-card-instance"><citetitle>
603           Management of Cards and Components</citetitle></link>.
604         </para>
605       </section>
606
607       <section id="basic-flow-constructor-create-main">
608         <title>3) Create a main component</title>
609         <para>
610           In this part, the PCI resources are allocated.
611
612           <informalexample>
613             <programlisting>
614 <![CDATA[
615   struct mychip *chip;
616   ....
617   err = snd_mychip_create(card, pci, &chip);
618   if (err < 0) {
619           snd_card_free(card);
620           return err;
621   }
622 ]]>
623             </programlisting>
624           </informalexample>
625
626           The details will be explained in the section <link
627         linkend="pci-resource"><citetitle>PCI Resource
628         Management</citetitle></link>.
629         </para>
630       </section>
631
632       <section id="basic-flow-constructor-main-component">
633         <title>4) Set the driver ID and name strings.</title>
634         <para>
635           <informalexample>
636             <programlisting>
637 <![CDATA[
638   strcpy(card->driver, "My Chip");
639   strcpy(card->shortname, "My Own Chip 123");
640   sprintf(card->longname, "%s at 0x%lx irq %i",
641           card->shortname, chip->ioport, chip->irq);
642 ]]>
643             </programlisting>
644           </informalexample>
645
646           The driver field holds the minimal ID string of the
647         chip. This is used by alsa-lib's configurator, so keep it
648         simple but unique. 
649           Even the same driver can have different driver IDs to
650         distinguish the functionality of each chip type. 
651         </para>
652
653         <para>
654           The shortname field is a string shown as more verbose
655         name. The longname field contains the information
656         shown in <filename>/proc/asound/cards</filename>. 
657         </para>
658       </section>
659
660       <section id="basic-flow-constructor-create-other">
661         <title>5) Create other components, such as mixer, MIDI, etc.</title>
662         <para>
663           Here you define the basic components such as
664           <link linkend="pcm-interface"><citetitle>PCM</citetitle></link>,
665           mixer (e.g. <link linkend="api-ac97"><citetitle>AC97</citetitle></link>),
666           MIDI (e.g. <link linkend="midi-interface"><citetitle>MPU-401</citetitle></link>),
667           and other interfaces.
668           Also, if you want a <link linkend="proc-interface"><citetitle>proc
669         file</citetitle></link>, define it here, too.
670         </para>
671       </section>
672
673       <section id="basic-flow-constructor-register-card">
674         <title>6) Register the card instance.</title>
675         <para>
676           <informalexample>
677             <programlisting>
678 <![CDATA[
679   err = snd_card_register(card);
680   if (err < 0) {
681           snd_card_free(card);
682           return err;
683   }
684 ]]>
685             </programlisting>
686           </informalexample>
687         </para>
688
689         <para>
690           Will be explained in the section <link
691         linkend="card-management-registration"><citetitle>Management
692         of Cards and Components</citetitle></link>, too. 
693         </para>
694       </section>
695
696       <section id="basic-flow-constructor-set-pci">
697         <title>7) Set the PCI driver data and return zero.</title>
698         <para>
699           <informalexample>
700             <programlisting>
701 <![CDATA[
702         pci_set_drvdata(pci, card);
703         dev++;
704         return 0;
705 ]]>
706             </programlisting>
707           </informalexample>
708
709           In the above, the card record is stored. This pointer is
710         used in the remove callback and power-management
711         callbacks, too. 
712         </para>
713       </section>
714     </section>
715
716     <section id="basic-flow-destructor">
717       <title>Destructor</title>
718       <para>
719         The destructor, remove callback, simply releases the card
720       instance. Then the ALSA middle layer will release all the
721       attached components automatically. 
722       </para>
723
724       <para>
725         It would be typically like the following:
726
727         <informalexample>
728           <programlisting>
729 <![CDATA[
730   static void snd_mychip_remove(struct pci_dev *pci)
731   {
732           snd_card_free(pci_get_drvdata(pci));
733           pci_set_drvdata(pci, NULL);
734   }
735 ]]>
736           </programlisting>
737         </informalexample>
738
739         The above code assumes that the card pointer is set to the PCI
740         driver data.
741       </para>
742     </section>
743
744     <section id="basic-flow-header-files">
745       <title>Header Files</title>
746       <para>
747         For the above example, at least the following include files
748       are necessary. 
749
750         <informalexample>
751           <programlisting>
752 <![CDATA[
753   #include <linux/init.h>
754   #include <linux/pci.h>
755   #include <linux/slab.h>
756   #include <sound/core.h>
757   #include <sound/initval.h>
758 ]]>
759           </programlisting>
760         </informalexample>
761
762         where the last one is necessary only when module options are
763       defined in the source file.  If the code is split into several
764       files, the files without module options don't need them.
765       </para>
766
767       <para>
768         In addition to these headers, you'll need
769       <filename>&lt;linux/interrupt.h&gt;</filename> for interrupt
770       handling, and <filename>&lt;asm/io.h&gt;</filename> for I/O
771       access. If you use the <function>mdelay()</function> or
772       <function>udelay()</function> functions, you'll need to include
773       <filename>&lt;linux/delay.h&gt;</filename> too. 
774       </para>
775
776       <para>
777       The ALSA interfaces like the PCM and control APIs are defined in other
778       <filename>&lt;sound/xxx.h&gt;</filename> header files.
779       They have to be included after
780       <filename>&lt;sound/core.h&gt;</filename>.
781       </para>
782
783     </section>
784   </chapter>
785
786
787 <!-- ****************************************************** -->
788 <!-- Management of Cards and Components  -->
789 <!-- ****************************************************** -->
790   <chapter id="card-management">
791     <title>Management of Cards and Components</title>
792
793     <section id="card-management-card-instance">
794       <title>Card Instance</title>
795       <para>
796       For each soundcard, a <quote>card</quote> record must be allocated.
797       </para>
798
799       <para>
800       A card record is the headquarters of the soundcard.  It manages
801       the whole list of devices (components) on the soundcard, such as
802       PCM, mixers, MIDI, synthesizer, and so on.  Also, the card
803       record holds the ID and the name strings of the card, manages
804       the root of proc files, and controls the power-management states
805       and hotplug disconnections.  The component list on the card
806       record is used to manage the correct release of resources at
807       destruction. 
808       </para>
809
810       <para>
811         As mentioned above, to create a card instance, call
812       <function>snd_card_new()</function>.
813
814         <informalexample>
815           <programlisting>
816 <![CDATA[
817   struct snd_card *card;
818   int err;
819   err = snd_card_new(&pci->dev, index, id, module, extra_size, &card);
820 ]]>
821           </programlisting>
822         </informalexample>
823       </para>
824
825       <para>
826         The function takes six arguments: the parent device pointer,
827         the card-index number, the id string, the module pointer (usually
828         <constant>THIS_MODULE</constant>),
829         the size of extra-data space, and the pointer to return the
830         card instance.  The extra_size argument is used to
831         allocate card-&gt;private_data for the
832         chip-specific data.  Note that these data
833         are allocated by <function>snd_card_new()</function>.
834       </para>
835
836       <para>
837         The first argument, the pointer of struct
838         <structname>device</structname>, specifies the parent device.
839         For PCI devices, typically &amp;pci-&gt; is passed there.
840       </para>
841     </section>
842
843     <section id="card-management-component">
844       <title>Components</title>
845       <para>
846         After the card is created, you can attach the components
847       (devices) to the card instance. In an ALSA driver, a component is
848       represented as a struct <structname>snd_device</structname> object.
849       A component can be a PCM instance, a control interface, a raw
850       MIDI interface, etc.  Each such instance has one component
851       entry.
852       </para>
853
854       <para>
855         A component can be created via
856         <function>snd_device_new()</function> function. 
857
858         <informalexample>
859           <programlisting>
860 <![CDATA[
861   snd_device_new(card, SNDRV_DEV_XXX, chip, &ops);
862 ]]>
863           </programlisting>
864         </informalexample>
865       </para>
866
867       <para>
868         This takes the card pointer, the device-level
869       (<constant>SNDRV_DEV_XXX</constant>), the data pointer, and the
870       callback pointers (<parameter>&amp;ops</parameter>). The
871       device-level defines the type of components and the order of
872       registration and de-registration.  For most components, the
873       device-level is already defined.  For a user-defined component,
874       you can use <constant>SNDRV_DEV_LOWLEVEL</constant>.
875       </para>
876
877       <para>
878       This function itself doesn't allocate the data space. The data
879       must be allocated manually beforehand, and its pointer is passed
880       as the argument. This pointer (<parameter>chip</parameter> in the
881       above example) is used as the identifier for the instance.
882       </para>
883
884       <para>
885         Each pre-defined ALSA component such as ac97 and pcm calls
886       <function>snd_device_new()</function> inside its
887       constructor. The destructor for each component is defined in the
888       callback pointers.  Hence, you don't need to take care of
889       calling a destructor for such a component.
890       </para>
891
892       <para>
893         If you wish to create your own component, you need to
894       set the destructor function to the dev_free callback in
895       the <parameter>ops</parameter>, so that it can be released
896       automatically via <function>snd_card_free()</function>.
897       The next example will show an implementation of chip-specific
898       data.
899       </para>
900     </section>
901
902     <section id="card-management-chip-specific">
903       <title>Chip-Specific Data</title>
904       <para>
905       Chip-specific information, e.g. the I/O port address, its
906       resource pointer, or the irq number, is stored in the
907       chip-specific record.
908
909         <informalexample>
910           <programlisting>
911 <![CDATA[
912   struct mychip {
913           ....
914   };
915 ]]>
916           </programlisting>
917         </informalexample>
918       </para>
919
920       <para>
921         In general, there are two ways of allocating the chip record.
922       </para>
923
924       <section id="card-management-chip-specific-snd-card-new">
925         <title>1. Allocating via <function>snd_card_new()</function>.</title>
926         <para>
927           As mentioned above, you can pass the extra-data-length
928           to the 5th argument of <function>snd_card_new()</function>, i.e.
929
930           <informalexample>
931             <programlisting>
932 <![CDATA[
933   err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
934                      sizeof(struct mychip), &card);
935 ]]>
936             </programlisting>
937           </informalexample>
938
939           struct <structname>mychip</structname> is the type of the chip record.
940         </para>
941
942         <para>
943           In return, the allocated record can be accessed as
944
945           <informalexample>
946             <programlisting>
947 <![CDATA[
948   struct mychip *chip = card->private_data;
949 ]]>
950             </programlisting>
951           </informalexample>
952
953           With this method, you don't have to allocate twice.
954           The record is released together with the card instance.
955         </para>
956       </section>
957
958       <section id="card-management-chip-specific-allocate-extra">
959         <title>2. Allocating an extra device.</title>
960
961         <para>
962           After allocating a card instance via
963           <function>snd_card_new()</function> (with
964           <constant>0</constant> on the 4th arg), call
965           <function>kzalloc()</function>. 
966
967           <informalexample>
968             <programlisting>
969 <![CDATA[
970   struct snd_card *card;
971   struct mychip *chip;
972   err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
973                      0, &card);
974   .....
975   chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
976 ]]>
977             </programlisting>
978           </informalexample>
979         </para>
980
981         <para>
982           The chip record should have the field to hold the card
983           pointer at least, 
984
985           <informalexample>
986             <programlisting>
987 <![CDATA[
988   struct mychip {
989           struct snd_card *card;
990           ....
991   };
992 ]]>
993             </programlisting>
994           </informalexample>
995         </para>
996
997         <para>
998           Then, set the card pointer in the returned chip instance.
999
1000           <informalexample>
1001             <programlisting>
1002 <![CDATA[
1003   chip->card = card;
1004 ]]>
1005             </programlisting>
1006           </informalexample>
1007         </para>
1008
1009         <para>
1010           Next, initialize the fields, and register this chip
1011           record as a low-level device with a specified
1012           <parameter>ops</parameter>, 
1013
1014           <informalexample>
1015             <programlisting>
1016 <![CDATA[
1017   static struct snd_device_ops ops = {
1018           .dev_free =        snd_mychip_dev_free,
1019   };
1020   ....
1021   snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL, chip, &ops);
1022 ]]>
1023             </programlisting>
1024           </informalexample>
1025
1026           <function>snd_mychip_dev_free()</function> is the
1027         device-destructor function, which will call the real
1028         destructor. 
1029         </para>
1030
1031         <para>
1032           <informalexample>
1033             <programlisting>
1034 <![CDATA[
1035   static int snd_mychip_dev_free(struct snd_device *device)
1036   {
1037           return snd_mychip_free(device->device_data);
1038   }
1039 ]]>
1040             </programlisting>
1041           </informalexample>
1042
1043           where <function>snd_mychip_free()</function> is the real destructor.
1044         </para>
1045       </section>
1046     </section>
1047
1048     <section id="card-management-registration">
1049       <title>Registration and Release</title>
1050       <para>
1051         After all components are assigned, register the card instance
1052       by calling <function>snd_card_register()</function>. Access
1053       to the device files is enabled at this point. That is, before
1054       <function>snd_card_register()</function> is called, the
1055       components are safely inaccessible from external side. If this
1056       call fails, exit the probe function after releasing the card via
1057       <function>snd_card_free()</function>. 
1058       </para>
1059
1060       <para>
1061         For releasing the card instance, you can call simply
1062       <function>snd_card_free()</function>. As mentioned earlier, all
1063       components are released automatically by this call. 
1064       </para>
1065
1066       <para>
1067       For a device which allows hotplugging, you can use
1068       <function>snd_card_free_when_closed</function>.  This one will
1069       postpone the destruction until all devices are closed.
1070       </para>
1071
1072     </section>
1073
1074   </chapter>
1075
1076
1077 <!-- ****************************************************** -->
1078 <!-- PCI Resource Management  -->
1079 <!-- ****************************************************** -->
1080   <chapter id="pci-resource">
1081     <title>PCI Resource Management</title>
1082
1083     <section id="pci-resource-example">
1084       <title>Full Code Example</title>
1085       <para>
1086         In this section, we'll complete the chip-specific constructor,
1087       destructor and PCI entries. Example code is shown first,
1088       below. 
1089
1090         <example>
1091           <title>PCI Resource Management Example</title>
1092           <programlisting>
1093 <![CDATA[
1094   struct mychip {
1095           struct snd_card *card;
1096           struct pci_dev *pci;
1097
1098           unsigned long port;
1099           int irq;
1100   };
1101
1102   static int snd_mychip_free(struct mychip *chip)
1103   {
1104           /* disable hardware here if any */
1105           .... /* (not implemented in this document) */
1106
1107           /* release the irq */
1108           if (chip->irq >= 0)
1109                   free_irq(chip->irq, chip);
1110           /* release the I/O ports & memory */
1111           pci_release_regions(chip->pci);
1112           /* disable the PCI entry */
1113           pci_disable_device(chip->pci);
1114           /* release the data */
1115           kfree(chip);
1116           return 0;
1117   }
1118
1119   /* chip-specific constructor */
1120   static int snd_mychip_create(struct snd_card *card,
1121                                struct pci_dev *pci,
1122                                struct mychip **rchip)
1123   {
1124           struct mychip *chip;
1125           int err;
1126           static struct snd_device_ops ops = {
1127                  .dev_free = snd_mychip_dev_free,
1128           };
1129
1130           *rchip = NULL;
1131
1132           /* initialize the PCI entry */
1133           err = pci_enable_device(pci);
1134           if (err < 0)
1135                   return err;
1136           /* check PCI availability (28bit DMA) */
1137           if (pci_set_dma_mask(pci, DMA_BIT_MASK(28)) < 0 ||
1138               pci_set_consistent_dma_mask(pci, DMA_BIT_MASK(28)) < 0) {
1139                   printk(KERN_ERR "error to set 28bit mask DMA\n");
1140                   pci_disable_device(pci);
1141                   return -ENXIO;
1142           }
1143
1144           chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
1145           if (chip == NULL) {
1146                   pci_disable_device(pci);
1147                   return -ENOMEM;
1148           }
1149
1150           /* initialize the stuff */
1151           chip->card = card;
1152           chip->pci = pci;
1153           chip->irq = -1;
1154
1155           /* (1) PCI resource allocation */
1156           err = pci_request_regions(pci, "My Chip");
1157           if (err < 0) {
1158                   kfree(chip);
1159                   pci_disable_device(pci);
1160                   return err;
1161           }
1162           chip->port = pci_resource_start(pci, 0);
1163           if (request_irq(pci->irq, snd_mychip_interrupt,
1164                           IRQF_SHARED, KBUILD_MODNAME, chip)) {
1165                   printk(KERN_ERR "cannot grab irq %d\n", pci->irq);
1166                   snd_mychip_free(chip);
1167                   return -EBUSY;
1168           }
1169           chip->irq = pci->irq;
1170
1171           /* (2) initialization of the chip hardware */
1172           .... /*   (not implemented in this document) */
1173
1174           err = snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL, chip, &ops);
1175           if (err < 0) {
1176                   snd_mychip_free(chip);
1177                   return err;
1178           }
1179
1180           *rchip = chip;
1181           return 0;
1182   }        
1183
1184   /* PCI IDs */
1185   static struct pci_device_id snd_mychip_ids[] = {
1186           { PCI_VENDOR_ID_FOO, PCI_DEVICE_ID_BAR,
1187             PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, 0, },
1188           ....
1189           { 0, }
1190   };
1191   MODULE_DEVICE_TABLE(pci, snd_mychip_ids);
1192
1193   /* pci_driver definition */
1194   static struct pci_driver driver = {
1195           .name = KBUILD_MODNAME,
1196           .id_table = snd_mychip_ids,
1197           .probe = snd_mychip_probe,
1198           .remove = snd_mychip_remove,
1199   };
1200
1201   /* module initialization */
1202   static int __init alsa_card_mychip_init(void)
1203   {
1204           return pci_register_driver(&driver);
1205   }
1206
1207   /* module clean up */
1208   static void __exit alsa_card_mychip_exit(void)
1209   {
1210           pci_unregister_driver(&driver);
1211   }
1212
1213   module_init(alsa_card_mychip_init)
1214   module_exit(alsa_card_mychip_exit)
1215
1216   EXPORT_NO_SYMBOLS; /* for old kernels only */
1217 ]]>
1218           </programlisting>
1219         </example>
1220       </para>
1221     </section>
1222
1223     <section id="pci-resource-some-haftas">
1224       <title>Some Hafta's</title>
1225       <para>
1226         The allocation of PCI resources is done in the
1227       <function>probe()</function> function, and usually an extra
1228       <function>xxx_create()</function> function is written for this
1229       purpose.
1230       </para>
1231
1232       <para>
1233         In the case of PCI devices, you first have to call
1234       the <function>pci_enable_device()</function> function before
1235       allocating resources. Also, you need to set the proper PCI DMA
1236       mask to limit the accessed I/O range. In some cases, you might
1237       need to call <function>pci_set_master()</function> function,
1238       too.
1239       </para>
1240
1241       <para>
1242         Suppose the 28bit mask, and the code to be added would be like:
1243
1244         <informalexample>
1245           <programlisting>
1246 <![CDATA[
1247   err = pci_enable_device(pci);
1248   if (err < 0)
1249           return err;
1250   if (pci_set_dma_mask(pci, DMA_BIT_MASK(28)) < 0 ||
1251       pci_set_consistent_dma_mask(pci, DMA_BIT_MASK(28)) < 0) {
1252           printk(KERN_ERR "error to set 28bit mask DMA\n");
1253           pci_disable_device(pci);
1254           return -ENXIO;
1255   }
1256   
1257 ]]>
1258           </programlisting>
1259         </informalexample>
1260       </para>
1261     </section>
1262
1263     <section id="pci-resource-resource-allocation">
1264       <title>Resource Allocation</title>
1265       <para>
1266         The allocation of I/O ports and irqs is done via standard kernel
1267       functions. Unlike ALSA ver.0.5.x., there are no helpers for
1268       that. And these resources must be released in the destructor
1269       function (see below). Also, on ALSA 0.9.x, you don't need to
1270       allocate (pseudo-)DMA for PCI like in ALSA 0.5.x.
1271       </para>
1272
1273       <para>
1274         Now assume that the PCI device has an I/O port with 8 bytes
1275         and an interrupt. Then struct <structname>mychip</structname> will have the
1276         following fields:
1277
1278         <informalexample>
1279           <programlisting>
1280 <![CDATA[
1281   struct mychip {
1282           struct snd_card *card;
1283
1284           unsigned long port;
1285           int irq;
1286   };
1287 ]]>
1288           </programlisting>
1289         </informalexample>
1290       </para>
1291
1292       <para>
1293         For an I/O port (and also a memory region), you need to have
1294       the resource pointer for the standard resource management. For
1295       an irq, you have to keep only the irq number (integer). But you
1296       need to initialize this number as -1 before actual allocation,
1297       since irq 0 is valid. The port address and its resource pointer
1298       can be initialized as null by
1299       <function>kzalloc()</function> automatically, so you
1300       don't have to take care of resetting them. 
1301       </para>
1302
1303       <para>
1304         The allocation of an I/O port is done like this:
1305
1306         <informalexample>
1307           <programlisting>
1308 <![CDATA[
1309   err = pci_request_regions(pci, "My Chip");
1310   if (err < 0) { 
1311           kfree(chip);
1312           pci_disable_device(pci);
1313           return err;
1314   }
1315   chip->port = pci_resource_start(pci, 0);
1316 ]]>
1317           </programlisting>
1318         </informalexample>
1319       </para>
1320
1321       <para>
1322         <!-- obsolete -->
1323         It will reserve the I/O port region of 8 bytes of the given
1324       PCI device. The returned value, chip-&gt;res_port, is allocated
1325       via <function>kmalloc()</function> by
1326       <function>request_region()</function>. The pointer must be
1327       released via <function>kfree()</function>, but there is a
1328       problem with this. This issue will be explained later.
1329       </para>
1330
1331       <para>
1332         The allocation of an interrupt source is done like this:
1333
1334         <informalexample>
1335           <programlisting>
1336 <![CDATA[
1337   if (request_irq(pci->irq, snd_mychip_interrupt,
1338                   IRQF_SHARED, KBUILD_MODNAME, chip)) {
1339           printk(KERN_ERR "cannot grab irq %d\n", pci->irq);
1340           snd_mychip_free(chip);
1341           return -EBUSY;
1342   }
1343   chip->irq = pci->irq;
1344 ]]>
1345           </programlisting>
1346         </informalexample>
1347
1348         where <function>snd_mychip_interrupt()</function> is the
1349       interrupt handler defined <link
1350       linkend="pcm-interface-interrupt-handler"><citetitle>later</citetitle></link>.
1351       Note that chip-&gt;irq should be defined
1352       only when <function>request_irq()</function> succeeded.
1353       </para>
1354
1355       <para>
1356       On the PCI bus, interrupts can be shared. Thus,
1357       <constant>IRQF_SHARED</constant> is used as the interrupt flag of
1358       <function>request_irq()</function>. 
1359       </para>
1360
1361       <para>
1362         The last argument of <function>request_irq()</function> is the
1363       data pointer passed to the interrupt handler. Usually, the
1364       chip-specific record is used for that, but you can use what you
1365       like, too. 
1366       </para>
1367
1368       <para>
1369         I won't give details about the interrupt handler at this
1370         point, but at least its appearance can be explained now. The
1371         interrupt handler looks usually like the following: 
1372
1373         <informalexample>
1374           <programlisting>
1375 <![CDATA[
1376   static irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id)
1377   {
1378           struct mychip *chip = dev_id;
1379           ....
1380           return IRQ_HANDLED;
1381   }
1382 ]]>
1383           </programlisting>
1384         </informalexample>
1385       </para>
1386
1387       <para>
1388         Now let's write the corresponding destructor for the resources
1389       above. The role of destructor is simple: disable the hardware
1390       (if already activated) and release the resources. So far, we
1391       have no hardware part, so the disabling code is not written here. 
1392       </para>
1393
1394       <para>
1395         To release the resources, the <quote>check-and-release</quote>
1396         method is a safer way. For the interrupt, do like this: 
1397
1398         <informalexample>
1399           <programlisting>
1400 <![CDATA[
1401   if (chip->irq >= 0)
1402           free_irq(chip->irq, chip);
1403 ]]>
1404           </programlisting>
1405         </informalexample>
1406
1407         Since the irq number can start from 0, you should initialize
1408         chip-&gt;irq with a negative value (e.g. -1), so that you can
1409         check the validity of the irq number as above.
1410       </para>
1411
1412       <para>
1413         When you requested I/O ports or memory regions via
1414         <function>pci_request_region()</function> or
1415         <function>pci_request_regions()</function> like in this example,
1416         release the resource(s) using the corresponding function,
1417         <function>pci_release_region()</function> or
1418         <function>pci_release_regions()</function>.
1419
1420         <informalexample>
1421           <programlisting>
1422 <![CDATA[
1423   pci_release_regions(chip->pci);
1424 ]]>
1425           </programlisting>
1426         </informalexample>
1427       </para>
1428
1429       <para>
1430         When you requested manually via <function>request_region()</function>
1431         or <function>request_mem_region</function>, you can release it via
1432         <function>release_resource()</function>.  Suppose that you keep
1433         the resource pointer returned from <function>request_region()</function>
1434         in chip-&gt;res_port, the release procedure looks like:
1435
1436         <informalexample>
1437           <programlisting>
1438 <![CDATA[
1439   release_and_free_resource(chip->res_port);
1440 ]]>
1441           </programlisting>
1442         </informalexample>
1443       </para>
1444
1445       <para>
1446       Don't forget to call <function>pci_disable_device()</function>
1447       before the end.
1448       </para>
1449
1450       <para>
1451         And finally, release the chip-specific record.
1452
1453         <informalexample>
1454           <programlisting>
1455 <![CDATA[
1456   kfree(chip);
1457 ]]>
1458           </programlisting>
1459         </informalexample>
1460       </para>
1461
1462       <para>
1463       We didn't implement the hardware disabling part in the above.
1464       If you need to do this, please note that the destructor may be
1465       called even before the initialization of the chip is completed.
1466       It would be better to have a flag to skip hardware disabling
1467       if the hardware was not initialized yet.
1468       </para>
1469
1470       <para>
1471       When the chip-data is assigned to the card using
1472       <function>snd_device_new()</function> with
1473       <constant>SNDRV_DEV_LOWLELVEL</constant> , its destructor is 
1474       called at the last.  That is, it is assured that all other
1475       components like PCMs and controls have already been released.
1476       You don't have to stop PCMs, etc. explicitly, but just
1477       call low-level hardware stopping.
1478       </para>
1479
1480       <para>
1481         The management of a memory-mapped region is almost as same as
1482         the management of an I/O port. You'll need three fields like
1483         the following: 
1484
1485         <informalexample>
1486           <programlisting>
1487 <![CDATA[
1488   struct mychip {
1489           ....
1490           unsigned long iobase_phys;
1491           void __iomem *iobase_virt;
1492   };
1493 ]]>
1494           </programlisting>
1495         </informalexample>
1496
1497         and the allocation would be like below:
1498
1499         <informalexample>
1500           <programlisting>
1501 <![CDATA[
1502   if ((err = pci_request_regions(pci, "My Chip")) < 0) {
1503           kfree(chip);
1504           return err;
1505   }
1506   chip->iobase_phys = pci_resource_start(pci, 0);
1507   chip->iobase_virt = ioremap_nocache(chip->iobase_phys,
1508                                       pci_resource_len(pci, 0));
1509 ]]>
1510           </programlisting>
1511         </informalexample>
1512         
1513         and the corresponding destructor would be:
1514
1515         <informalexample>
1516           <programlisting>
1517 <![CDATA[
1518   static int snd_mychip_free(struct mychip *chip)
1519   {
1520           ....
1521           if (chip->iobase_virt)
1522                   iounmap(chip->iobase_virt);
1523           ....
1524           pci_release_regions(chip->pci);
1525           ....
1526   }
1527 ]]>
1528           </programlisting>
1529         </informalexample>
1530       </para>
1531
1532     </section>
1533
1534     <section id="pci-resource-entries">
1535       <title>PCI Entries</title>
1536       <para>
1537         So far, so good. Let's finish the missing PCI
1538       stuff. At first, we need a
1539       <structname>pci_device_id</structname> table for this
1540       chipset. It's a table of PCI vendor/device ID number, and some
1541       masks. 
1542       </para>
1543
1544       <para>
1545         For example,
1546
1547         <informalexample>
1548           <programlisting>
1549 <![CDATA[
1550   static struct pci_device_id snd_mychip_ids[] = {
1551           { PCI_VENDOR_ID_FOO, PCI_DEVICE_ID_BAR,
1552             PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, 0, },
1553           ....
1554           { 0, }
1555   };
1556   MODULE_DEVICE_TABLE(pci, snd_mychip_ids);
1557 ]]>
1558           </programlisting>
1559         </informalexample>
1560       </para>
1561
1562       <para>
1563         The first and second fields of
1564       the <structname>pci_device_id</structname> structure are the vendor and
1565       device IDs. If you have no reason to filter the matching
1566       devices, you can leave the remaining fields as above. The last
1567       field of the <structname>pci_device_id</structname> struct contains
1568       private data for this entry. You can specify any value here, for
1569       example, to define specific operations for supported device IDs.
1570       Such an example is found in the intel8x0 driver. 
1571       </para>
1572
1573       <para>
1574         The last entry of this list is the terminator. You must
1575       specify this all-zero entry. 
1576       </para>
1577
1578       <para>
1579         Then, prepare the <structname>pci_driver</structname> record:
1580
1581         <informalexample>
1582           <programlisting>
1583 <![CDATA[
1584   static struct pci_driver driver = {
1585           .name = KBUILD_MODNAME,
1586           .id_table = snd_mychip_ids,
1587           .probe = snd_mychip_probe,
1588           .remove = snd_mychip_remove,
1589   };
1590 ]]>
1591           </programlisting>
1592         </informalexample>
1593       </para>
1594
1595       <para>
1596         The <structfield>probe</structfield> and
1597       <structfield>remove</structfield> functions have already
1598       been defined in the previous sections.
1599       The <structfield>name</structfield>
1600       field is the name string of this device. Note that you must not
1601       use a slash <quote>/</quote> in this string. 
1602       </para>
1603
1604       <para>
1605         And at last, the module entries:
1606
1607         <informalexample>
1608           <programlisting>
1609 <![CDATA[
1610   static int __init alsa_card_mychip_init(void)
1611   {
1612           return pci_register_driver(&driver);
1613   }
1614
1615   static void __exit alsa_card_mychip_exit(void)
1616   {
1617           pci_unregister_driver(&driver);
1618   }
1619
1620   module_init(alsa_card_mychip_init)
1621   module_exit(alsa_card_mychip_exit)
1622 ]]>
1623           </programlisting>
1624         </informalexample>
1625       </para>
1626
1627       <para>
1628         Note that these module entries are tagged with
1629       <parameter>__init</parameter> and 
1630       <parameter>__exit</parameter> prefixes.
1631       </para>
1632
1633       <para>
1634         Oh, one thing was forgotten. If you have no exported symbols,
1635         you need to declare it in 2.2 or 2.4 kernels (it's not necessary in 2.6 kernels).
1636
1637         <informalexample>
1638           <programlisting>
1639 <![CDATA[
1640   EXPORT_NO_SYMBOLS;
1641 ]]>
1642           </programlisting>
1643         </informalexample>
1644
1645         That's all!
1646       </para>
1647     </section>
1648   </chapter>
1649
1650
1651 <!-- ****************************************************** -->
1652 <!-- PCM Interface  -->
1653 <!-- ****************************************************** -->
1654   <chapter id="pcm-interface">
1655     <title>PCM Interface</title>
1656
1657     <section id="pcm-interface-general">
1658       <title>General</title>
1659       <para>
1660         The PCM middle layer of ALSA is quite powerful and it is only
1661       necessary for each driver to implement the low-level functions
1662       to access its hardware.
1663       </para>
1664
1665       <para>
1666         For accessing to the PCM layer, you need to include
1667       <filename>&lt;sound/pcm.h&gt;</filename> first. In addition,
1668       <filename>&lt;sound/pcm_params.h&gt;</filename> might be needed
1669       if you access to some functions related with hw_param. 
1670       </para>
1671
1672       <para>
1673         Each card device can have up to four pcm instances. A pcm
1674       instance corresponds to a pcm device file. The limitation of
1675       number of instances comes only from the available bit size of
1676       the Linux's device numbers. Once when 64bit device number is
1677       used, we'll have more pcm instances available. 
1678       </para>
1679
1680       <para>
1681         A pcm instance consists of pcm playback and capture streams,
1682       and each pcm stream consists of one or more pcm substreams. Some
1683       soundcards support multiple playback functions. For example,
1684       emu10k1 has a PCM playback of 32 stereo substreams. In this case, at
1685       each open, a free substream is (usually) automatically chosen
1686       and opened. Meanwhile, when only one substream exists and it was
1687       already opened, the successful open will either block
1688       or error with <constant>EAGAIN</constant> according to the
1689       file open mode. But you don't have to care about such details in your
1690       driver. The PCM middle layer will take care of such work.
1691       </para>
1692     </section>
1693
1694     <section id="pcm-interface-example">
1695       <title>Full Code Example</title>
1696       <para>
1697       The example code below does not include any hardware access
1698       routines but shows only the skeleton, how to build up the PCM
1699       interfaces.
1700
1701         <example>
1702           <title>PCM Example Code</title>
1703           <programlisting>
1704 <![CDATA[
1705   #include <sound/pcm.h>
1706   ....
1707
1708   /* hardware definition */
1709   static struct snd_pcm_hardware snd_mychip_playback_hw = {
1710           .info = (SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
1711                    SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
1712                    SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
1713                    SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID),
1714           .formats =          SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,
1715           .rates =            SNDRV_PCM_RATE_8000_48000,
1716           .rate_min =         8000,
1717           .rate_max =         48000,
1718           .channels_min =     2,
1719           .channels_max =     2,
1720           .buffer_bytes_max = 32768,
1721           .period_bytes_min = 4096,
1722           .period_bytes_max = 32768,
1723           .periods_min =      1,
1724           .periods_max =      1024,
1725   };
1726
1727   /* hardware definition */
1728   static struct snd_pcm_hardware snd_mychip_capture_hw = {
1729           .info = (SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
1730                    SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
1731                    SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
1732                    SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID),
1733           .formats =          SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,
1734           .rates =            SNDRV_PCM_RATE_8000_48000,
1735           .rate_min =         8000,
1736           .rate_max =         48000,
1737           .channels_min =     2,
1738           .channels_max =     2,
1739           .buffer_bytes_max = 32768,
1740           .period_bytes_min = 4096,
1741           .period_bytes_max = 32768,
1742           .periods_min =      1,
1743           .periods_max =      1024,
1744   };
1745
1746   /* open callback */
1747   static int snd_mychip_playback_open(struct snd_pcm_substream *substream)
1748   {
1749           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1750           struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
1751
1752           runtime->hw = snd_mychip_playback_hw;
1753           /* more hardware-initialization will be done here */
1754           ....
1755           return 0;
1756   }
1757
1758   /* close callback */
1759   static int snd_mychip_playback_close(struct snd_pcm_substream *substream)
1760   {
1761           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1762           /* the hardware-specific codes will be here */
1763           ....
1764           return 0;
1765
1766   }
1767
1768   /* open callback */
1769   static int snd_mychip_capture_open(struct snd_pcm_substream *substream)
1770   {
1771           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1772           struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
1773
1774           runtime->hw = snd_mychip_capture_hw;
1775           /* more hardware-initialization will be done here */
1776           ....
1777           return 0;
1778   }
1779
1780   /* close callback */
1781   static int snd_mychip_capture_close(struct snd_pcm_substream *substream)
1782   {
1783           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1784           /* the hardware-specific codes will be here */
1785           ....
1786           return 0;
1787
1788   }
1789
1790   /* hw_params callback */
1791   static int snd_mychip_pcm_hw_params(struct snd_pcm_substream *substream,
1792                                struct snd_pcm_hw_params *hw_params)
1793   {
1794           return snd_pcm_lib_malloc_pages(substream,
1795                                      params_buffer_bytes(hw_params));
1796   }
1797
1798   /* hw_free callback */
1799   static int snd_mychip_pcm_hw_free(struct snd_pcm_substream *substream)
1800   {
1801           return snd_pcm_lib_free_pages(substream);
1802   }
1803
1804   /* prepare callback */
1805   static int snd_mychip_pcm_prepare(struct snd_pcm_substream *substream)
1806   {
1807           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1808           struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
1809
1810           /* set up the hardware with the current configuration
1811            * for example...
1812            */
1813           mychip_set_sample_format(chip, runtime->format);
1814           mychip_set_sample_rate(chip, runtime->rate);
1815           mychip_set_channels(chip, runtime->channels);
1816           mychip_set_dma_setup(chip, runtime->dma_addr,
1817                                chip->buffer_size,
1818                                chip->period_size);
1819           return 0;
1820   }
1821
1822   /* trigger callback */
1823   static int snd_mychip_pcm_trigger(struct snd_pcm_substream *substream,
1824                                     int cmd)
1825   {
1826           switch (cmd) {
1827           case SNDRV_PCM_TRIGGER_START:
1828                   /* do something to start the PCM engine */
1829                   ....
1830                   break;
1831           case SNDRV_PCM_TRIGGER_STOP:
1832                   /* do something to stop the PCM engine */
1833                   ....
1834                   break;
1835           default:
1836                   return -EINVAL;
1837           }
1838   }
1839
1840   /* pointer callback */
1841   static snd_pcm_uframes_t
1842   snd_mychip_pcm_pointer(struct snd_pcm_substream *substream)
1843   {
1844           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1845           unsigned int current_ptr;
1846
1847           /* get the current hardware pointer */
1848           current_ptr = mychip_get_hw_pointer(chip);
1849           return current_ptr;
1850   }
1851
1852   /* operators */
1853   static struct snd_pcm_ops snd_mychip_playback_ops = {
1854           .open =        snd_mychip_playback_open,
1855           .close =       snd_mychip_playback_close,
1856           .ioctl =       snd_pcm_lib_ioctl,
1857           .hw_params =   snd_mychip_pcm_hw_params,
1858           .hw_free =     snd_mychip_pcm_hw_free,
1859           .prepare =     snd_mychip_pcm_prepare,
1860           .trigger =     snd_mychip_pcm_trigger,
1861           .pointer =     snd_mychip_pcm_pointer,
1862   };
1863
1864   /* operators */
1865   static struct snd_pcm_ops snd_mychip_capture_ops = {
1866           .open =        snd_mychip_capture_open,
1867           .close =       snd_mychip_capture_close,
1868           .ioctl =       snd_pcm_lib_ioctl,
1869           .hw_params =   snd_mychip_pcm_hw_params,
1870           .hw_free =     snd_mychip_pcm_hw_free,
1871           .prepare =     snd_mychip_pcm_prepare,
1872           .trigger =     snd_mychip_pcm_trigger,
1873           .pointer =     snd_mychip_pcm_pointer,
1874   };
1875
1876   /*
1877    *  definitions of capture are omitted here...
1878    */
1879
1880   /* create a pcm device */
1881   static int snd_mychip_new_pcm(struct mychip *chip)
1882   {
1883           struct snd_pcm *pcm;
1884           int err;
1885
1886           err = snd_pcm_new(chip->card, "My Chip", 0, 1, 1, &pcm);
1887           if (err < 0) 
1888                   return err;
1889           pcm->private_data = chip;
1890           strcpy(pcm->name, "My Chip");
1891           chip->pcm = pcm;
1892           /* set operators */
1893           snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK,
1894                           &snd_mychip_playback_ops);
1895           snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE,
1896                           &snd_mychip_capture_ops);
1897           /* pre-allocation of buffers */
1898           /* NOTE: this may fail */
1899           snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
1900                                                 snd_dma_pci_data(chip->pci),
1901                                                 64*1024, 64*1024);
1902           return 0;
1903   }
1904 ]]>
1905           </programlisting>
1906         </example>
1907       </para>
1908     </section>
1909
1910     <section id="pcm-interface-constructor">
1911       <title>Constructor</title>
1912       <para>
1913         A pcm instance is allocated by the <function>snd_pcm_new()</function>
1914       function. It would be better to create a constructor for pcm,
1915       namely, 
1916
1917         <informalexample>
1918           <programlisting>
1919 <![CDATA[
1920   static int snd_mychip_new_pcm(struct mychip *chip)
1921   {
1922           struct snd_pcm *pcm;
1923           int err;
1924
1925           err = snd_pcm_new(chip->card, "My Chip", 0, 1, 1, &pcm);
1926           if (err < 0) 
1927                   return err;
1928           pcm->private_data = chip;
1929           strcpy(pcm->name, "My Chip");
1930           chip->pcm = pcm;
1931           ....
1932           return 0;
1933   }
1934 ]]>
1935           </programlisting>
1936         </informalexample>
1937       </para>
1938
1939       <para>
1940         The <function>snd_pcm_new()</function> function takes four
1941       arguments. The first argument is the card pointer to which this
1942       pcm is assigned, and the second is the ID string. 
1943       </para>
1944
1945       <para>
1946         The third argument (<parameter>index</parameter>, 0 in the
1947       above) is the index of this new pcm. It begins from zero. If
1948       you create more than one pcm instances, specify the
1949       different numbers in this argument. For example,
1950       <parameter>index</parameter> = 1 for the second PCM device.  
1951       </para>
1952
1953       <para>
1954         The fourth and fifth arguments are the number of substreams
1955       for playback and capture, respectively. Here 1 is used for
1956       both arguments. When no playback or capture substreams are available,
1957       pass 0 to the corresponding argument.
1958       </para>
1959
1960       <para>
1961         If a chip supports multiple playbacks or captures, you can
1962       specify more numbers, but they must be handled properly in
1963       open/close, etc. callbacks.  When you need to know which
1964       substream you are referring to, then it can be obtained from
1965       struct <structname>snd_pcm_substream</structname> data passed to each callback
1966       as follows: 
1967
1968         <informalexample>
1969           <programlisting>
1970 <![CDATA[
1971   struct snd_pcm_substream *substream;
1972   int index = substream->number;
1973 ]]>
1974           </programlisting>
1975         </informalexample>
1976       </para>
1977
1978       <para>
1979         After the pcm is created, you need to set operators for each
1980         pcm stream. 
1981
1982         <informalexample>
1983           <programlisting>
1984 <![CDATA[
1985   snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK,
1986                   &snd_mychip_playback_ops);
1987   snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE,
1988                   &snd_mychip_capture_ops);
1989 ]]>
1990           </programlisting>
1991         </informalexample>
1992       </para>
1993
1994       <para>
1995         The operators are defined typically like this:
1996
1997         <informalexample>
1998           <programlisting>
1999 <![CDATA[
2000   static struct snd_pcm_ops snd_mychip_playback_ops = {
2001           .open =        snd_mychip_pcm_open,
2002           .close =       snd_mychip_pcm_close,
2003           .ioctl =       snd_pcm_lib_ioctl,
2004           .hw_params =   snd_mychip_pcm_hw_params,
2005           .hw_free =     snd_mychip_pcm_hw_free,
2006           .prepare =     snd_mychip_pcm_prepare,
2007           .trigger =     snd_mychip_pcm_trigger,
2008           .pointer =     snd_mychip_pcm_pointer,
2009   };
2010 ]]>
2011           </programlisting>
2012         </informalexample>
2013
2014         All the callbacks are described in the
2015         <link linkend="pcm-interface-operators"><citetitle>
2016         Operators</citetitle></link> subsection.
2017       </para>
2018
2019       <para>
2020         After setting the operators, you probably will want to
2021         pre-allocate the buffer. For the pre-allocation, simply call
2022         the following: 
2023
2024         <informalexample>
2025           <programlisting>
2026 <![CDATA[
2027   snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
2028                                         snd_dma_pci_data(chip->pci),
2029                                         64*1024, 64*1024);
2030 ]]>
2031           </programlisting>
2032         </informalexample>
2033
2034         It will allocate a buffer up to 64kB as default.
2035       Buffer management details will be described in the later section <link
2036       linkend="buffer-and-memory"><citetitle>Buffer and Memory
2037       Management</citetitle></link>. 
2038       </para>
2039
2040       <para>
2041         Additionally, you can set some extra information for this pcm
2042         in pcm-&gt;info_flags.
2043         The available values are defined as
2044         <constant>SNDRV_PCM_INFO_XXX</constant> in
2045         <filename>&lt;sound/asound.h&gt;</filename>, which is used for
2046         the hardware definition (described later). When your soundchip
2047         supports only half-duplex, specify like this: 
2048
2049         <informalexample>
2050           <programlisting>
2051 <![CDATA[
2052   pcm->info_flags = SNDRV_PCM_INFO_HALF_DUPLEX;
2053 ]]>
2054           </programlisting>
2055         </informalexample>
2056       </para>
2057     </section>
2058
2059     <section id="pcm-interface-destructor">
2060       <title>... And the Destructor?</title>
2061       <para>
2062         The destructor for a pcm instance is not always
2063       necessary. Since the pcm device will be released by the middle
2064       layer code automatically, you don't have to call the destructor
2065       explicitly.
2066       </para>
2067
2068       <para>
2069         The destructor would be necessary if you created
2070         special records internally and needed to release them. In such a
2071         case, set the destructor function to
2072         pcm-&gt;private_free: 
2073
2074         <example>
2075           <title>PCM Instance with a Destructor</title>
2076           <programlisting>
2077 <![CDATA[
2078   static void mychip_pcm_free(struct snd_pcm *pcm)
2079   {
2080           struct mychip *chip = snd_pcm_chip(pcm);
2081           /* free your own data */
2082           kfree(chip->my_private_pcm_data);
2083           /* do what you like else */
2084           ....
2085   }
2086
2087   static int snd_mychip_new_pcm(struct mychip *chip)
2088   {
2089           struct snd_pcm *pcm;
2090           ....
2091           /* allocate your own data */
2092           chip->my_private_pcm_data = kmalloc(...);
2093           /* set the destructor */
2094           pcm->private_data = chip;
2095           pcm->private_free = mychip_pcm_free;
2096           ....
2097   }
2098 ]]>
2099           </programlisting>
2100         </example>
2101       </para>
2102     </section>
2103
2104     <section id="pcm-interface-runtime">
2105       <title>Runtime Pointer - The Chest of PCM Information</title>
2106         <para>
2107           When the PCM substream is opened, a PCM runtime instance is
2108         allocated and assigned to the substream. This pointer is
2109         accessible via <constant>substream-&gt;runtime</constant>.
2110         This runtime pointer holds most information you need
2111         to control the PCM: the copy of hw_params and sw_params configurations, the buffer
2112         pointers, mmap records, spinlocks, etc.
2113         </para>
2114
2115         <para>
2116         The definition of runtime instance is found in
2117         <filename>&lt;sound/pcm.h&gt;</filename>.  Here are
2118        the contents of this file:
2119           <informalexample>
2120             <programlisting>
2121 <![CDATA[
2122 struct _snd_pcm_runtime {
2123         /* -- Status -- */
2124         struct snd_pcm_substream *trigger_master;
2125         snd_timestamp_t trigger_tstamp; /* trigger timestamp */
2126         int overrange;
2127         snd_pcm_uframes_t avail_max;
2128         snd_pcm_uframes_t hw_ptr_base;  /* Position at buffer restart */
2129         snd_pcm_uframes_t hw_ptr_interrupt; /* Position at interrupt time*/
2130
2131         /* -- HW params -- */
2132         snd_pcm_access_t access;        /* access mode */
2133         snd_pcm_format_t format;        /* SNDRV_PCM_FORMAT_* */
2134         snd_pcm_subformat_t subformat;  /* subformat */
2135         unsigned int rate;              /* rate in Hz */
2136         unsigned int channels;          /* channels */
2137         snd_pcm_uframes_t period_size;  /* period size */
2138         unsigned int periods;           /* periods */
2139         snd_pcm_uframes_t buffer_size;  /* buffer size */
2140         unsigned int tick_time;         /* tick time */
2141         snd_pcm_uframes_t min_align;    /* Min alignment for the format */
2142         size_t byte_align;
2143         unsigned int frame_bits;
2144         unsigned int sample_bits;
2145         unsigned int info;
2146         unsigned int rate_num;
2147         unsigned int rate_den;
2148
2149         /* -- SW params -- */
2150         struct timespec tstamp_mode;    /* mmap timestamp is updated */
2151         unsigned int period_step;
2152         unsigned int sleep_min;         /* min ticks to sleep */
2153         snd_pcm_uframes_t start_threshold;
2154         snd_pcm_uframes_t stop_threshold;
2155         snd_pcm_uframes_t silence_threshold; /* Silence filling happens when
2156                                                 noise is nearest than this */
2157         snd_pcm_uframes_t silence_size; /* Silence filling size */
2158         snd_pcm_uframes_t boundary;     /* pointers wrap point */
2159
2160         snd_pcm_uframes_t silenced_start;
2161         snd_pcm_uframes_t silenced_size;
2162
2163         snd_pcm_sync_id_t sync;         /* hardware synchronization ID */
2164
2165         /* -- mmap -- */
2166         volatile struct snd_pcm_mmap_status *status;
2167         volatile struct snd_pcm_mmap_control *control;
2168         atomic_t mmap_count;
2169
2170         /* -- locking / scheduling -- */
2171         spinlock_t lock;
2172         wait_queue_head_t sleep;
2173         struct timer_list tick_timer;
2174         struct fasync_struct *fasync;
2175
2176         /* -- private section -- */
2177         void *private_data;
2178         void (*private_free)(struct snd_pcm_runtime *runtime);
2179
2180         /* -- hardware description -- */
2181         struct snd_pcm_hardware hw;
2182         struct snd_pcm_hw_constraints hw_constraints;
2183
2184         /* -- timer -- */
2185         unsigned int timer_resolution;  /* timer resolution */
2186
2187         /* -- DMA -- */           
2188         unsigned char *dma_area;        /* DMA area */
2189         dma_addr_t dma_addr;            /* physical bus address (not accessible from main CPU) */
2190         size_t dma_bytes;               /* size of DMA area */
2191
2192         struct snd_dma_buffer *dma_buffer_p;    /* allocated buffer */
2193
2194 #if defined(CONFIG_SND_PCM_OSS) || defined(CONFIG_SND_PCM_OSS_MODULE)
2195         /* -- OSS things -- */
2196         struct snd_pcm_oss_runtime oss;
2197 #endif
2198 };
2199 ]]>
2200             </programlisting>
2201           </informalexample>
2202         </para>
2203
2204         <para>
2205           For the operators (callbacks) of each sound driver, most of
2206         these records are supposed to be read-only.  Only the PCM
2207         middle-layer changes / updates them.  The exceptions are
2208         the hardware description (hw) DMA buffer information and the
2209         private data.  Besides, if you use the standard buffer allocation
2210         method via <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function>,
2211         you don't need to set the DMA buffer information by yourself.
2212         </para>
2213
2214         <para>
2215         In the sections below, important records are explained.
2216         </para>
2217
2218         <section id="pcm-interface-runtime-hw">
2219         <title>Hardware Description</title>
2220         <para>
2221           The hardware descriptor (struct <structname>snd_pcm_hardware</structname>)
2222         contains the definitions of the fundamental hardware
2223         configuration.  Above all, you'll need to define this in
2224         <link linkend="pcm-interface-operators-open-callback"><citetitle>
2225         the open callback</citetitle></link>.
2226         Note that the runtime instance holds the copy of the
2227         descriptor, not the pointer to the existing descriptor.  That
2228         is, in the open callback, you can modify the copied descriptor
2229         (<constant>runtime-&gt;hw</constant>) as you need.  For example, if the maximum
2230         number of channels is 1 only on some chip models, you can
2231         still use the same hardware descriptor and change the
2232         channels_max later:
2233           <informalexample>
2234             <programlisting>
2235 <![CDATA[
2236           struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
2237           ...
2238           runtime->hw = snd_mychip_playback_hw; /* common definition */
2239           if (chip->model == VERY_OLD_ONE)
2240                   runtime->hw.channels_max = 1;
2241 ]]>
2242             </programlisting>
2243           </informalexample>
2244         </para>
2245
2246         <para>
2247           Typically, you'll have a hardware descriptor as below:
2248           <informalexample>
2249             <programlisting>
2250 <![CDATA[
2251   static struct snd_pcm_hardware snd_mychip_playback_hw = {
2252           .info = (SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
2253                    SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
2254                    SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
2255                    SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID),
2256           .formats =          SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,
2257           .rates =            SNDRV_PCM_RATE_8000_48000,
2258           .rate_min =         8000,
2259           .rate_max =         48000,
2260           .channels_min =     2,
2261           .channels_max =     2,
2262           .buffer_bytes_max = 32768,
2263           .period_bytes_min = 4096,
2264           .period_bytes_max = 32768,
2265           .periods_min =      1,
2266           .periods_max =      1024,
2267   };
2268 ]]>
2269             </programlisting>
2270           </informalexample>
2271         </para>
2272
2273         <para>
2274         <itemizedlist>
2275         <listitem><para>
2276           The <structfield>info</structfield> field contains the type and
2277         capabilities of this pcm. The bit flags are defined in
2278         <filename>&lt;sound/asound.h&gt;</filename> as
2279         <constant>SNDRV_PCM_INFO_XXX</constant>. Here, at least, you
2280         have to specify whether the mmap is supported and which
2281         interleaved format is supported.
2282         When the hardware supports mmap, add the
2283         <constant>SNDRV_PCM_INFO_MMAP</constant> flag here. When the
2284         hardware supports the interleaved or the non-interleaved
2285         formats, <constant>SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED</constant> or
2286         <constant>SNDRV_PCM_INFO_NONINTERLEAVED</constant> flag must
2287         be set, respectively. If both are supported, you can set both,
2288         too. 
2289         </para>
2290
2291         <para>
2292           In the above example, <constant>MMAP_VALID</constant> and
2293         <constant>BLOCK_TRANSFER</constant> are specified for the OSS mmap
2294         mode. Usually both are set. Of course,
2295         <constant>MMAP_VALID</constant> is set only if the mmap is
2296         really supported. 
2297         </para>
2298
2299         <para>
2300           The other possible flags are
2301         <constant>SNDRV_PCM_INFO_PAUSE</constant> and
2302         <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant>. The
2303         <constant>PAUSE</constant> bit means that the pcm supports the
2304         <quote>pause</quote> operation, while the
2305         <constant>RESUME</constant> bit means that the pcm supports
2306         the full <quote>suspend/resume</quote> operation.
2307         If the <constant>PAUSE</constant> flag is set,
2308         the <structfield>trigger</structfield> callback below
2309         must handle the corresponding (pause push/release) commands.
2310         The suspend/resume trigger commands can be defined even without
2311         the <constant>RESUME</constant> flag.  See <link
2312         linkend="power-management"><citetitle>
2313         Power Management</citetitle></link> section for details.
2314         </para>
2315
2316         <para>
2317           When the PCM substreams can be synchronized (typically,
2318         synchronized start/stop of a playback and a capture streams),
2319         you can give <constant>SNDRV_PCM_INFO_SYNC_START</constant>,
2320         too.  In this case, you'll need to check the linked-list of
2321         PCM substreams in the trigger callback.  This will be
2322         described in the later section.
2323         </para>
2324         </listitem>
2325
2326         <listitem>
2327         <para>
2328           <structfield>formats</structfield> field contains the bit-flags
2329         of supported formats (<constant>SNDRV_PCM_FMTBIT_XXX</constant>).
2330         If the hardware supports more than one format, give all or'ed
2331         bits.  In the example above, the signed 16bit little-endian
2332         format is specified.
2333         </para>
2334         </listitem>
2335
2336         <listitem>
2337         <para>
2338         <structfield>rates</structfield> field contains the bit-flags of
2339         supported rates (<constant>SNDRV_PCM_RATE_XXX</constant>).
2340         When the chip supports continuous rates, pass
2341         <constant>CONTINUOUS</constant> bit additionally.
2342         The pre-defined rate bits are provided only for typical
2343         rates. If your chip supports unconventional rates, you need to add
2344         the <constant>KNOT</constant> bit and set up the hardware
2345         constraint manually (explained later).
2346         </para>
2347         </listitem>
2348
2349         <listitem>
2350         <para>
2351         <structfield>rate_min</structfield> and
2352         <structfield>rate_max</structfield> define the minimum and
2353         maximum sample rate.  This should correspond somehow to
2354         <structfield>rates</structfield> bits.
2355         </para>
2356         </listitem>
2357
2358         <listitem>
2359         <para>
2360         <structfield>channel_min</structfield> and
2361         <structfield>channel_max</structfield> 
2362         define, as you might already expected, the minimum and maximum
2363         number of channels.
2364         </para>
2365         </listitem>
2366
2367         <listitem>
2368         <para>
2369         <structfield>buffer_bytes_max</structfield> defines the
2370         maximum buffer size in bytes.  There is no
2371         <structfield>buffer_bytes_min</structfield> field, since
2372         it can be calculated from the minimum period size and the
2373         minimum number of periods.
2374         Meanwhile, <structfield>period_bytes_min</structfield> and
2375         define the minimum and maximum size of the period in bytes.
2376         <structfield>periods_max</structfield> and
2377         <structfield>periods_min</structfield> define the maximum and
2378         minimum number of periods in the buffer.
2379         </para>
2380
2381         <para>
2382         The <quote>period</quote> is a term that corresponds to
2383         a fragment in the OSS world. The period defines the size at
2384         which a PCM interrupt is generated. This size strongly
2385         depends on the hardware. 
2386         Generally, the smaller period size will give you more
2387         interrupts, that is, more controls. 
2388         In the case of capture, this size defines the input latency.
2389         On the other hand, the whole buffer size defines the
2390         output latency for the playback direction.
2391         </para>
2392         </listitem>
2393
2394         <listitem>
2395         <para>
2396         There is also a field <structfield>fifo_size</structfield>.
2397         This specifies the size of the hardware FIFO, but currently it
2398         is neither used in the driver nor in the alsa-lib.  So, you
2399         can ignore this field.
2400         </para>
2401         </listitem>
2402         </itemizedlist>
2403         </para>
2404         </section>
2405
2406         <section id="pcm-interface-runtime-config">
2407         <title>PCM Configurations</title>
2408         <para>
2409         Ok, let's go back again to the PCM runtime records.
2410         The most frequently referred records in the runtime instance are
2411         the PCM configurations.
2412         The PCM configurations are stored in the runtime instance
2413         after the application sends <type>hw_params</type> data via
2414         alsa-lib.  There are many fields copied from hw_params and
2415         sw_params structs.  For example,
2416         <structfield>format</structfield> holds the format type
2417         chosen by the application.  This field contains the enum value
2418         <constant>SNDRV_PCM_FORMAT_XXX</constant>.
2419         </para>
2420
2421         <para>
2422         One thing to be noted is that the configured buffer and period
2423         sizes are stored in <quote>frames</quote> in the runtime.
2424         In the ALSA world, 1 frame = channels * samples-size.
2425         For conversion between frames and bytes, you can use the
2426         <function>frames_to_bytes()</function> and
2427           <function>bytes_to_frames()</function> helper functions. 
2428           <informalexample>
2429             <programlisting>
2430 <![CDATA[
2431   period_bytes = frames_to_bytes(runtime, runtime->period_size);
2432 ]]>
2433             </programlisting>
2434           </informalexample>
2435         </para>
2436
2437         <para>
2438         Also, many software parameters (sw_params) are
2439         stored in frames, too.  Please check the type of the field.
2440         <type>snd_pcm_uframes_t</type> is for the frames as unsigned
2441         integer while <type>snd_pcm_sframes_t</type> is for the frames
2442         as signed integer.
2443         </para>
2444         </section>
2445
2446         <section id="pcm-interface-runtime-dma">
2447         <title>DMA Buffer Information</title>
2448         <para>
2449         The DMA buffer is defined by the following four fields,
2450         <structfield>dma_area</structfield>,
2451         <structfield>dma_addr</structfield>,
2452         <structfield>dma_bytes</structfield> and
2453         <structfield>dma_private</structfield>.
2454         The <structfield>dma_area</structfield> holds the buffer
2455         pointer (the logical address).  You can call
2456         <function>memcpy</function> from/to 
2457         this pointer.  Meanwhile, <structfield>dma_addr</structfield>
2458         holds the physical address of the buffer.  This field is
2459         specified only when the buffer is a linear buffer.
2460         <structfield>dma_bytes</structfield> holds the size of buffer
2461         in bytes.  <structfield>dma_private</structfield> is used for
2462         the ALSA DMA allocator.
2463         </para>
2464
2465         <para>
2466         If you use a standard ALSA function,
2467         <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function>, for
2468         allocating the buffer, these fields are set by the ALSA middle
2469         layer, and you should <emphasis>not</emphasis> change them by
2470         yourself.  You can read them but not write them.
2471         On the other hand, if you want to allocate the buffer by
2472         yourself, you'll need to manage it in hw_params callback.
2473         At least, <structfield>dma_bytes</structfield> is mandatory.
2474         <structfield>dma_area</structfield> is necessary when the
2475         buffer is mmapped.  If your driver doesn't support mmap, this
2476         field is not necessary.  <structfield>dma_addr</structfield>
2477         is also optional.  You can use
2478         <structfield>dma_private</structfield> as you like, too.
2479         </para>
2480         </section>
2481
2482         <section id="pcm-interface-runtime-status">
2483         <title>Running Status</title>
2484         <para>
2485         The running status can be referred via <constant>runtime-&gt;status</constant>.
2486         This is the pointer to the struct <structname>snd_pcm_mmap_status</structname>
2487         record.  For example, you can get the current DMA hardware
2488         pointer via <constant>runtime-&gt;status-&gt;hw_ptr</constant>.
2489         </para>
2490
2491         <para>
2492         The DMA application pointer can be referred via
2493         <constant>runtime-&gt;control</constant>, which points to the
2494         struct <structname>snd_pcm_mmap_control</structname> record.
2495         However, accessing directly to this value is not recommended.
2496         </para>
2497         </section>
2498
2499         <section id="pcm-interface-runtime-private">
2500         <title>Private Data</title> 
2501         <para>
2502         You can allocate a record for the substream and store it in
2503         <constant>runtime-&gt;private_data</constant>.  Usually, this
2504         is done in
2505         <link linkend="pcm-interface-operators-open-callback"><citetitle>
2506         the open callback</citetitle></link>.
2507         Don't mix this with <constant>pcm-&gt;private_data</constant>.
2508         The <constant>pcm-&gt;private_data</constant> usually points to the
2509         chip instance assigned statically at the creation of PCM, while the 
2510         <constant>runtime-&gt;private_data</constant> points to a dynamic
2511         data structure created at the PCM open callback.
2512
2513           <informalexample>
2514             <programlisting>
2515 <![CDATA[
2516   static int snd_xxx_open(struct snd_pcm_substream *substream)
2517   {
2518           struct my_pcm_data *data;
2519           ....
2520           data = kmalloc(sizeof(*data), GFP_KERNEL);
2521           substream->runtime->private_data = data;
2522           ....
2523   }
2524 ]]>
2525             </programlisting>
2526           </informalexample>
2527         </para>
2528
2529         <para>
2530           The allocated object must be released in
2531         <link linkend="pcm-interface-operators-open-callback"><citetitle>
2532         the close callback</citetitle></link>.
2533         </para>
2534         </section>
2535
2536     </section>
2537
2538     <section id="pcm-interface-operators">
2539       <title>Operators</title>
2540       <para>
2541         OK, now let me give details about each pcm callback
2542       (<parameter>ops</parameter>). In general, every callback must
2543       return 0 if successful, or a negative error number
2544       such as <constant>-EINVAL</constant>. To choose an appropriate
2545       error number, it is advised to check what value other parts of
2546       the kernel return when the same kind of request fails.
2547       </para>
2548
2549       <para>
2550         The callback function takes at least the argument with
2551         <structname>snd_pcm_substream</structname> pointer. To retrieve
2552         the chip record from the given substream instance, you can use the
2553         following macro. 
2554
2555         <informalexample>
2556           <programlisting>
2557 <![CDATA[
2558   int xxx() {
2559           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
2560           ....
2561   }
2562 ]]>
2563           </programlisting>
2564         </informalexample>
2565
2566         The macro reads <constant>substream-&gt;private_data</constant>,
2567         which is a copy of <constant>pcm-&gt;private_data</constant>.
2568         You can override the former if you need to assign different data
2569         records per PCM substream.  For example, the cmi8330 driver assigns
2570         different private_data for playback and capture directions,
2571         because it uses two different codecs (SB- and AD-compatible) for
2572         different directions.
2573       </para>
2574
2575       <section id="pcm-interface-operators-open-callback">
2576         <title>open callback</title>
2577         <para>
2578           <informalexample>
2579             <programlisting>
2580 <![CDATA[
2581   static int snd_xxx_open(struct snd_pcm_substream *substream);
2582 ]]>
2583             </programlisting>
2584           </informalexample>
2585
2586           This is called when a pcm substream is opened.
2587         </para>
2588
2589         <para>
2590           At least, here you have to initialize the runtime-&gt;hw
2591           record. Typically, this is done by like this: 
2592
2593           <informalexample>
2594             <programlisting>
2595 <![CDATA[
2596   static int snd_xxx_open(struct snd_pcm_substream *substream)
2597   {
2598           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
2599           struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
2600
2601           runtime->hw = snd_mychip_playback_hw;
2602           return 0;
2603   }
2604 ]]>
2605             </programlisting>
2606           </informalexample>
2607
2608           where <parameter>snd_mychip_playback_hw</parameter> is the
2609           pre-defined hardware description.
2610         </para>
2611
2612         <para>
2613         You can allocate a private data in this callback, as described
2614         in <link linkend="pcm-interface-runtime-private"><citetitle>
2615         Private Data</citetitle></link> section.
2616         </para>
2617
2618         <para>
2619         If the hardware configuration needs more constraints, set the
2620         hardware constraints here, too.
2621         See <link linkend="pcm-interface-constraints"><citetitle>
2622         Constraints</citetitle></link> for more details.
2623         </para>
2624       </section>
2625
2626       <section id="pcm-interface-operators-close-callback">
2627         <title>close callback</title>
2628         <para>
2629           <informalexample>
2630             <programlisting>
2631 <![CDATA[
2632   static int snd_xxx_close(struct snd_pcm_substream *substream);
2633 ]]>
2634             </programlisting>
2635           </informalexample>
2636
2637           Obviously, this is called when a pcm substream is closed.
2638         </para>
2639
2640         <para>
2641           Any private instance for a pcm substream allocated in the
2642           open callback will be released here. 
2643
2644           <informalexample>
2645             <programlisting>
2646 <![CDATA[
2647   static int snd_xxx_close(struct snd_pcm_substream *substream)
2648   {
2649           ....
2650           kfree(substream->runtime->private_data);
2651           ....
2652   }
2653 ]]>
2654             </programlisting>
2655           </informalexample>
2656         </para>
2657       </section>
2658
2659       <section id="pcm-interface-operators-ioctl-callback">
2660         <title>ioctl callback</title>
2661         <para>
2662           This is used for any special call to pcm ioctls. But
2663         usually you can pass a generic ioctl callback, 
2664         <function>snd_pcm_lib_ioctl</function>.
2665         </para>
2666       </section>
2667
2668       <section id="pcm-interface-operators-hw-params-callback">
2669         <title>hw_params callback</title>
2670         <para>
2671           <informalexample>
2672             <programlisting>
2673 <![CDATA[
2674   static int snd_xxx_hw_params(struct snd_pcm_substream *substream,
2675                                struct snd_pcm_hw_params *hw_params);
2676 ]]>
2677             </programlisting>
2678           </informalexample>
2679         </para>
2680
2681         <para>
2682           This is called when the hardware parameter
2683         (<structfield>hw_params</structfield>) is set
2684         up by the application, 
2685         that is, once when the buffer size, the period size, the
2686         format, etc. are defined for the pcm substream. 
2687         </para>
2688
2689         <para>
2690           Many hardware setups should be done in this callback,
2691         including the allocation of buffers. 
2692         </para>
2693
2694         <para>
2695           Parameters to be initialized are retrieved by
2696           <function>params_xxx()</function> macros. To allocate
2697           buffer, you can call a helper function, 
2698
2699           <informalexample>
2700             <programlisting>
2701 <![CDATA[
2702   snd_pcm_lib_malloc_pages(substream, params_buffer_bytes(hw_params));
2703 ]]>
2704             </programlisting>
2705           </informalexample>
2706
2707           <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function> is available
2708           only when the DMA buffers have been pre-allocated.
2709           See the section <link
2710           linkend="buffer-and-memory-buffer-types"><citetitle>
2711           Buffer Types</citetitle></link> for more details.
2712         </para>
2713
2714         <para>
2715           Note that this and <structfield>prepare</structfield> callbacks
2716         may be called multiple times per initialization.
2717         For example, the OSS emulation may
2718         call these callbacks at each change via its ioctl. 
2719         </para>
2720
2721         <para>
2722           Thus, you need to be careful not to allocate the same buffers
2723         many times, which will lead to memory leaks!  Calling the
2724         helper function above many times is OK. It will release the
2725         previous buffer automatically when it was already allocated. 
2726         </para>
2727
2728         <para>
2729           Another note is that this callback is non-atomic
2730         (schedulable) as default, i.e. when no
2731         <structfield>nonatomic</structfield> flag set.
2732         This is important, because the
2733         <structfield>trigger</structfield> callback 
2734         is atomic (non-schedulable). That is, mutexes or any
2735         schedule-related functions are not available in
2736         <structfield>trigger</structfield> callback.
2737         Please see the subsection
2738         <link linkend="pcm-interface-atomicity"><citetitle>
2739         Atomicity</citetitle></link> for details.
2740         </para>
2741       </section>
2742
2743       <section id="pcm-interface-operators-hw-free-callback">
2744         <title>hw_free callback</title>
2745         <para>
2746           <informalexample>
2747             <programlisting>
2748 <![CDATA[
2749   static int snd_xxx_hw_free(struct snd_pcm_substream *substream);
2750 ]]>
2751             </programlisting>
2752           </informalexample>
2753         </para>
2754
2755         <para>
2756           This is called to release the resources allocated via
2757           <structfield>hw_params</structfield>. For example, releasing the
2758           buffer via 
2759           <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function> is done by
2760           calling the following: 
2761
2762           <informalexample>
2763             <programlisting>
2764 <![CDATA[
2765   snd_pcm_lib_free_pages(substream);
2766 ]]>
2767             </programlisting>
2768           </informalexample>
2769         </para>
2770
2771         <para>
2772           This function is always called before the close callback is called.
2773           Also, the callback may be called multiple times, too.
2774           Keep track whether the resource was already released. 
2775         </para>
2776       </section>
2777
2778       <section id="pcm-interface-operators-prepare-callback">
2779        <title>prepare callback</title>
2780         <para>
2781           <informalexample>
2782             <programlisting>
2783 <![CDATA[
2784   static int snd_xxx_prepare(struct snd_pcm_substream *substream);
2785 ]]>
2786             </programlisting>
2787           </informalexample>
2788         </para>
2789
2790         <para>
2791           This callback is called when the pcm is
2792         <quote>prepared</quote>. You can set the format type, sample
2793         rate, etc. here. The difference from
2794         <structfield>hw_params</structfield> is that the 
2795         <structfield>prepare</structfield> callback will be called each
2796         time 
2797         <function>snd_pcm_prepare()</function> is called, i.e. when
2798         recovering after underruns, etc. 
2799         </para>
2800
2801         <para>
2802         Note that this callback is now non-atomic.
2803         You can use schedule-related functions safely in this callback.
2804         </para>
2805
2806         <para>
2807           In this and the following callbacks, you can refer to the
2808         values via the runtime record,
2809         substream-&gt;runtime.
2810         For example, to get the current
2811         rate, format or channels, access to
2812         runtime-&gt;rate,
2813         runtime-&gt;format or
2814         runtime-&gt;channels, respectively. 
2815         The physical address of the allocated buffer is set to
2816         runtime-&gt;dma_area.  The buffer and period sizes are
2817         in runtime-&gt;buffer_size and runtime-&gt;period_size,
2818         respectively.
2819         </para>
2820
2821         <para>
2822           Be careful that this callback will be called many times at
2823         each setup, too. 
2824         </para>
2825       </section>
2826
2827       <section id="pcm-interface-operators-trigger-callback">
2828         <title>trigger callback</title>
2829         <para>
2830           <informalexample>
2831             <programlisting>
2832 <![CDATA[
2833   static int snd_xxx_trigger(struct snd_pcm_substream *substream, int cmd);
2834 ]]>
2835             </programlisting>
2836           </informalexample>
2837
2838           This is called when the pcm is started, stopped or paused.
2839         </para>
2840
2841         <para>
2842           Which action is specified in the second argument,
2843           <constant>SNDRV_PCM_TRIGGER_XXX</constant> in
2844           <filename>&lt;sound/pcm.h&gt;</filename>. At least,
2845           the <constant>START</constant> and <constant>STOP</constant>
2846           commands must be defined in this callback. 
2847
2848           <informalexample>
2849             <programlisting>
2850 <![CDATA[
2851   switch (cmd) {
2852   case SNDRV_PCM_TRIGGER_START:
2853           /* do something to start the PCM engine */
2854           break;
2855   case SNDRV_PCM_TRIGGER_STOP:
2856           /* do something to stop the PCM engine */
2857           break;
2858   default:
2859           return -EINVAL;
2860   }
2861 ]]>
2862             </programlisting>
2863           </informalexample>
2864         </para>
2865
2866         <para>
2867           When the pcm supports the pause operation (given in the info
2868         field of the hardware table), the <constant>PAUSE_PUSH</constant>
2869         and <constant>PAUSE_RELEASE</constant> commands must be
2870         handled here, too. The former is the command to pause the pcm,
2871         and the latter to restart the pcm again. 
2872         </para>
2873
2874         <para>
2875           When the pcm supports the suspend/resume operation,
2876         regardless of full or partial suspend/resume support,
2877         the <constant>SUSPEND</constant> and <constant>RESUME</constant>
2878         commands must be handled, too.
2879         These commands are issued when the power-management status is
2880         changed.  Obviously, the <constant>SUSPEND</constant> and
2881         <constant>RESUME</constant> commands
2882         suspend and resume the pcm substream, and usually, they
2883         are identical to the <constant>STOP</constant> and
2884         <constant>START</constant> commands, respectively.
2885           See the <link linkend="power-management"><citetitle>
2886         Power Management</citetitle></link> section for details.
2887         </para>
2888
2889         <para>
2890           As mentioned, this callback is atomic as default unless
2891           <structfield>nonatomic</structfield> flag set, and
2892           you cannot call functions which may sleep.
2893           The trigger callback should be as minimal as possible,
2894           just really triggering the DMA.  The other stuff should be
2895           initialized hw_params and prepare callbacks properly
2896           beforehand.
2897         </para>
2898       </section>
2899
2900       <section id="pcm-interface-operators-pointer-callback">
2901         <title>pointer callback</title>
2902         <para>
2903           <informalexample>
2904             <programlisting>
2905 <![CDATA[
2906   static snd_pcm_uframes_t snd_xxx_pointer(struct snd_pcm_substream *substream)
2907 ]]>
2908             </programlisting>
2909           </informalexample>
2910
2911           This callback is called when the PCM middle layer inquires
2912         the current hardware position on the buffer. The position must
2913         be returned in frames,
2914         ranging from 0 to buffer_size - 1.
2915         </para>
2916
2917         <para>
2918           This is called usually from the buffer-update routine in the
2919         pcm middle layer, which is invoked when
2920         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> is called in the
2921         interrupt routine. Then the pcm middle layer updates the
2922         position and calculates the available space, and wakes up the
2923         sleeping poll threads, etc. 
2924         </para>
2925
2926         <para>
2927           This callback is also atomic as default.
2928         </para>
2929       </section>
2930
2931       <section id="pcm-interface-operators-copy-silence">
2932         <title>copy and silence callbacks</title>
2933         <para>
2934           These callbacks are not mandatory, and can be omitted in
2935         most cases. These callbacks are used when the hardware buffer
2936         cannot be in the normal memory space. Some chips have their
2937         own buffer on the hardware which is not mappable. In such a
2938         case, you have to transfer the data manually from the memory
2939         buffer to the hardware buffer. Or, if the buffer is
2940         non-contiguous on both physical and virtual memory spaces,
2941         these callbacks must be defined, too. 
2942         </para>
2943
2944         <para>
2945           If these two callbacks are defined, copy and set-silence
2946         operations are done by them. The detailed will be described in
2947         the later section <link
2948         linkend="buffer-and-memory"><citetitle>Buffer and Memory
2949         Management</citetitle></link>. 
2950         </para>
2951       </section>
2952
2953       <section id="pcm-interface-operators-ack">
2954         <title>ack callback</title>
2955         <para>
2956           This callback is also not mandatory. This callback is called
2957         when the appl_ptr is updated in read or write operations.
2958         Some drivers like emu10k1-fx and cs46xx need to track the
2959         current appl_ptr for the internal buffer, and this callback
2960         is useful only for such a purpose.
2961         </para>
2962         <para>
2963           This callback is atomic as default.
2964         </para>
2965       </section>
2966
2967       <section id="pcm-interface-operators-page-callback">
2968         <title>page callback</title>
2969
2970         <para>
2971           This callback is optional too. This callback is used
2972         mainly for non-contiguous buffers. The mmap calls this
2973         callback to get the page address. Some examples will be
2974         explained in the later section <link
2975         linkend="buffer-and-memory"><citetitle>Buffer and Memory
2976         Management</citetitle></link>, too. 
2977         </para>
2978       </section>
2979     </section>
2980
2981     <section id="pcm-interface-interrupt-handler">
2982       <title>Interrupt Handler</title>
2983       <para>
2984         The rest of pcm stuff is the PCM interrupt handler. The
2985       role of PCM interrupt handler in the sound driver is to update
2986       the buffer position and to tell the PCM middle layer when the
2987       buffer position goes across the prescribed period size. To
2988       inform this, call the <function>snd_pcm_period_elapsed()</function>
2989       function. 
2990       </para>
2991
2992       <para>
2993         There are several types of sound chips to generate the interrupts.
2994       </para>
2995
2996       <section id="pcm-interface-interrupt-handler-boundary">
2997         <title>Interrupts at the period (fragment) boundary</title>
2998         <para>
2999           This is the most frequently found type:  the hardware
3000         generates an interrupt at each period boundary.
3001         In this case, you can call
3002         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> at each 
3003         interrupt. 
3004         </para>
3005
3006         <para>
3007           <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> takes the
3008         substream pointer as its argument. Thus, you need to keep the
3009         substream pointer accessible from the chip instance. For
3010         example, define substream field in the chip record to hold the
3011         current running substream pointer, and set the pointer value
3012         at open callback (and reset at close callback). 
3013         </para>
3014
3015         <para>
3016           If you acquire a spinlock in the interrupt handler, and the
3017         lock is used in other pcm callbacks, too, then you have to
3018         release the lock before calling
3019         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function>, because
3020         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> calls other pcm
3021         callbacks inside. 
3022         </para>
3023
3024         <para>
3025           Typical code would be like:
3026
3027           <example>
3028             <title>Interrupt Handler Case #1</title>
3029             <programlisting>
3030 <![CDATA[
3031   static irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id)
3032   {
3033           struct mychip *chip = dev_id;
3034           spin_lock(&chip->lock);
3035           ....
3036           if (pcm_irq_invoked(chip)) {
3037                   /* call updater, unlock before it */
3038                   spin_unlock(&chip->lock);
3039                   snd_pcm_period_elapsed(chip->substream);
3040                   spin_lock(&chip->lock);
3041                   /* acknowledge the interrupt if necessary */
3042           }
3043           ....
3044           spin_unlock(&chip->lock);
3045           return IRQ_HANDLED;
3046   }
3047 ]]>
3048             </programlisting>
3049           </example>
3050         </para>
3051       </section>
3052
3053       <section id="pcm-interface-interrupt-handler-timer">
3054         <title>High frequency timer interrupts</title>
3055         <para>
3056         This happens when the hardware doesn't generate interrupts
3057         at the period boundary but issues timer interrupts at a fixed
3058         timer rate (e.g. es1968 or ymfpci drivers). 
3059         In this case, you need to check the current hardware
3060         position and accumulate the processed sample length at each
3061         interrupt.  When the accumulated size exceeds the period
3062         size, call 
3063         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> and reset the
3064         accumulator. 
3065         </para>
3066
3067         <para>
3068           Typical code would be like the following.
3069
3070           <example>
3071             <title>Interrupt Handler Case #2</title>
3072             <programlisting>
3073 <![CDATA[
3074   static irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id)
3075   {
3076           struct mychip *chip = dev_id;
3077           spin_lock(&chip->lock);
3078           ....
3079           if (pcm_irq_invoked(chip)) {
3080                   unsigned int last_ptr, size;
3081                   /* get the current hardware pointer (in frames) */
3082                   last_ptr = get_hw_ptr(chip);
3083                   /* calculate the processed frames since the
3084                    * last update
3085                    */
3086                   if (last_ptr < chip->last_ptr)
3087                           size = runtime->buffer_size + last_ptr 
3088                                    - chip->last_ptr; 
3089                   else
3090                           size = last_ptr - chip->last_ptr;
3091                   /* remember the last updated point */
3092                   chip->last_ptr = last_ptr;
3093                   /* accumulate the size */
3094                   chip->size += size;
3095                   /* over the period boundary? */
3096                   if (chip->size >= runtime->period_size) {
3097                           /* reset the accumulator */
3098                           chip->size %= runtime->period_size;
3099                           /* call updater */
3100                           spin_unlock(&chip->lock);
3101                           snd_pcm_period_elapsed(substream);
3102                           spin_lock(&chip->lock);
3103                   }
3104                   /* acknowledge the interrupt if necessary */
3105           }
3106           ....
3107           spin_unlock(&chip->lock);
3108           return IRQ_HANDLED;
3109   }
3110 ]]>
3111             </programlisting>
3112           </example>
3113         </para>
3114       </section>
3115
3116       <section id="pcm-interface-interrupt-handler-both">
3117         <title>On calling <function>snd_pcm_period_elapsed()</function></title>
3118         <para>
3119           In both cases, even if more than one period are elapsed, you
3120         don't have to call
3121         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> many times. Call
3122         only once. And the pcm layer will check the current hardware
3123         pointer and update to the latest status. 
3124         </para>
3125       </section>
3126     </section>
3127
3128     <section id="pcm-interface-atomicity">
3129       <title>Atomicity</title>
3130       <para>
3131       One of the most important (and thus difficult to debug) problems
3132       in kernel programming are race conditions.
3133       In the Linux kernel, they are usually avoided via spin-locks, mutexes
3134       or semaphores.  In general, if a race condition can happen
3135       in an interrupt handler, it has to be managed atomically, and you
3136       have to use a spinlock to protect the critical session. If the
3137       critical section is not in interrupt handler code and
3138       if taking a relatively long time to execute is acceptable, you
3139       should use mutexes or semaphores instead.
3140       </para>
3141
3142       <para>
3143       As already seen, some pcm callbacks are atomic and some are
3144       not.  For example, the <parameter>hw_params</parameter> callback is
3145       non-atomic, while <parameter>trigger</parameter> callback is
3146       atomic.  This means, the latter is called already in a spinlock
3147       held by the PCM middle layer. Please take this atomicity into
3148       account when you choose a locking scheme in the callbacks.
3149       </para>
3150
3151       <para>
3152       In the atomic callbacks, you cannot use functions which may call
3153       <function>schedule</function> or go to
3154       <function>sleep</function>.  Semaphores and mutexes can sleep,
3155       and hence they cannot be used inside the atomic callbacks
3156       (e.g. <parameter>trigger</parameter> callback).
3157       To implement some delay in such a callback, please use
3158       <function>udelay()</function> or <function>mdelay()</function>.
3159       </para>
3160
3161       <para>
3162       All three atomic callbacks (trigger, pointer, and ack) are
3163       called with local interrupts disabled.
3164       </para>
3165
3166       <para>
3167       The recent changes in PCM core code, however, allow all PCM
3168       operations to be non-atomic.  This assumes that the all caller
3169       sides are in non-atomic contexts.  For example, the function
3170       <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> is called
3171       typically from the interrupt handler.  But, if you set up the
3172       driver to use a threaded interrupt handler, this call can be in
3173       non-atomic context, too.  In such a case, you can set
3174       <structfield>nonatomic</structfield> filed of
3175       <structname>snd_pcm</structname> object after creating it.
3176       When this flag is set, mutex and rwsem are used internally in
3177       the PCM core instead of spin and rwlocks, so that you can call
3178       all PCM functions safely in a non-atomic context.
3179       </para>
3180
3181     </section>
3182     <section id="pcm-interface-constraints">
3183       <title>Constraints</title>
3184       <para>
3185         If your chip supports unconventional sample rates, or only the
3186       limited samples, you need to set a constraint for the
3187       condition. 
3188       </para>
3189
3190       <para>
3191         For example, in order to restrict the sample rates in the some
3192         supported values, use
3193         <function>snd_pcm_hw_constraint_list()</function>.
3194         You need to call this function in the open callback.
3195
3196         <example>
3197           <title>Example of Hardware Constraints</title>
3198           <programlisting>
3199 <![CDATA[
3200   static unsigned int rates[] =
3201           {4000, 10000, 22050, 44100};
3202   static struct snd_pcm_hw_constraint_list constraints_rates = {
3203           .count = ARRAY_SIZE(rates),
3204           .list = rates,
3205           .mask = 0,
3206   };
3207
3208   static int snd_mychip_pcm_open(struct snd_pcm_substream *substream)
3209   {
3210           int err;
3211           ....
3212           err = snd_pcm_hw_constraint_list(substream->runtime, 0,
3213                                            SNDRV_PCM_HW_PARAM_RATE,
3214                                            &constraints_rates);
3215           if (err < 0)
3216                   return err;
3217           ....
3218   }
3219 ]]>
3220           </programlisting>
3221         </example>
3222       </para>
3223
3224       <para>
3225         There are many different constraints.
3226         Look at <filename>sound/pcm.h</filename> for a complete list.
3227         You can even define your own constraint rules.
3228         For example, let's suppose my_chip can manage a substream of 1 channel
3229         if and only if the format is S16_LE, otherwise it supports any format
3230         specified in the <structname>snd_pcm_hardware</structname> structure (or in any
3231         other constraint_list). You can build a rule like this:
3232
3233         <example>
3234           <title>Example of Hardware Constraints for Channels</title>
3235           <programlisting>
3236 <![CDATA[
3237   static int hw_rule_channels_by_format(struct snd_pcm_hw_params *params,
3238                                         struct snd_pcm_hw_rule *rule)
3239   {
3240           struct snd_interval *c = hw_param_interval(params,
3241                         SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS);
3242           struct snd_mask *f = hw_param_mask(params, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT);
3243           struct snd_interval ch;
3244
3245           snd_interval_any(&ch);
3246           if (f->bits[0] == SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE) {
3247                   ch.min = ch.max = 1;
3248                   ch.integer = 1;
3249                   return snd_interval_refine(c, &ch);
3250           }
3251           return 0;
3252   }
3253 ]]>
3254           </programlisting>
3255         </example>
3256       </para>
3257  
3258       <para>
3259         Then you need to call this function to add your rule:
3260
3261        <informalexample>
3262          <programlisting>
3263 <![CDATA[
3264   snd_pcm_hw_rule_add(substream->runtime, 0, SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS,
3265                       hw_rule_channels_by_format, NULL,
3266                       SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT, -1);
3267 ]]>
3268           </programlisting>
3269         </informalexample>
3270       </para>
3271
3272       <para>
3273         The rule function is called when an application sets the PCM
3274         format, and it refines the number of channels accordingly.
3275         But an application may set the number of channels before
3276         setting the format. Thus you also need to define the inverse rule:
3277
3278        <example>
3279          <title>Example of Hardware Constraints for Formats</title>
3280          <programlisting>
3281 <![CDATA[
3282   static int hw_rule_format_by_channels(struct snd_pcm_hw_params *params,
3283                                         struct snd_pcm_hw_rule *rule)
3284   {
3285           struct snd_interval *c = hw_param_interval(params,
3286                 SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS);
3287           struct snd_mask *f = hw_param_mask(params, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT);
3288           struct snd_mask fmt;
3289
3290           snd_mask_any(&fmt);    /* Init the struct */
3291           if (c->min < 2) {
3292                   fmt.bits[0] &= SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE;
3293                   return snd_mask_refine(f, &fmt);
3294           }
3295           return 0;
3296   }
3297 ]]>
3298           </programlisting>
3299         </example>
3300       </para>
3301
3302       <para>
3303       ...and in the open callback:
3304        <informalexample>
3305          <programlisting>
3306 <![CDATA[
3307   snd_pcm_hw_rule_add(substream->runtime, 0, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT,
3308                       hw_rule_format_by_channels, NULL,
3309                       SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS, -1);
3310 ]]>
3311           </programlisting>
3312         </informalexample>
3313       </para>
3314
3315       <para>
3316         I won't give more details here, rather I
3317         would like to say, <quote>Luke, use the source.</quote>
3318       </para>
3319     </section>
3320
3321   </chapter>
3322
3323
3324 <!-- ****************************************************** -->
3325 <!-- Control Interface  -->
3326 <!-- ****************************************************** -->
3327   <chapter id="control-interface">
3328     <title>Control Interface</title>
3329
3330     <section id="control-interface-general">
3331       <title>General</title>
3332       <para>
3333         The control interface is used widely for many switches,
3334       sliders, etc. which are accessed from user-space. Its most
3335       important use is the mixer interface. In other words, since ALSA
3336       0.9.x, all the mixer stuff is implemented on the control kernel API.
3337       </para>
3338
3339       <para>
3340         ALSA has a well-defined AC97 control module. If your chip
3341       supports only the AC97 and nothing else, you can skip this
3342       section. 
3343       </para>
3344
3345       <para>
3346         The control API is defined in
3347       <filename>&lt;sound/control.h&gt;</filename>.
3348       Include this file if you want to add your own controls.
3349       </para>
3350     </section>
3351
3352     <section id="control-interface-definition">
3353       <title>Definition of Controls</title>
3354       <para>
3355         To create a new control, you need to define the
3356         following three
3357       callbacks: <structfield>info</structfield>,
3358       <structfield>get</structfield> and
3359       <structfield>put</structfield>. Then, define a
3360       struct <structname>snd_kcontrol_new</structname> record, such as: 
3361
3362         <example>
3363           <title>Definition of a Control</title>
3364           <programlisting>
3365 <![CDATA[
3366   static struct snd_kcontrol_new my_control = {
3367           .iface = SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER,
3368           .name = "PCM Playback Switch",
3369           .index = 0,
3370           .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE,
3371           .private_value = 0xffff,
3372           .info = my_control_info,
3373           .get = my_control_get,
3374           .put = my_control_put
3375   };
3376 ]]>
3377           </programlisting>
3378         </example>
3379       </para>
3380
3381       <para>
3382         The <structfield>iface</structfield> field specifies the control
3383       type, <constant>SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_XXX</constant>, which
3384       is usually <constant>MIXER</constant>.
3385       Use <constant>CARD</constant> for global controls that are not
3386       logically part of the mixer.
3387       If the control is closely associated with some specific device on
3388       the sound card, use <constant>HWDEP</constant>,
3389       <constant>PCM</constant>, <constant>RAWMIDI</constant>,
3390       <constant>TIMER</constant>, or <constant>SEQUENCER</constant>, and
3391       specify the device number with the
3392       <structfield>device</structfield> and
3393       <structfield>subdevice</structfield> fields.
3394       </para>
3395
3396       <para>
3397         The <structfield>name</structfield> is the name identifier
3398       string. Since ALSA 0.9.x, the control name is very important,
3399       because its role is classified from its name. There are
3400       pre-defined standard control names. The details are described in
3401       the <link linkend="control-interface-control-names"><citetitle>
3402       Control Names</citetitle></link> subsection.
3403       </para>
3404
3405       <para>
3406         The <structfield>index</structfield> field holds the index number
3407       of this control. If there are several different controls with
3408       the same name, they can be distinguished by the index
3409       number. This is the case when 
3410       several codecs exist on the card. If the index is zero, you can
3411       omit the definition above. 
3412       </para>
3413
3414       <para>
3415         The <structfield>access</structfield> field contains the access
3416       type of this control. Give the combination of bit masks,
3417       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_XXX</constant>, there.
3418       The details will be explained in
3419       the <link linkend="control-interface-access-flags"><citetitle>
3420       Access Flags</citetitle></link> subsection.
3421       </para>
3422
3423       <para>
3424         The <structfield>private_value</structfield> field contains
3425       an arbitrary long integer value for this record. When using
3426       the generic <structfield>info</structfield>,
3427       <structfield>get</structfield> and
3428       <structfield>put</structfield> callbacks, you can pass a value 
3429       through this field. If several small numbers are necessary, you can
3430       combine them in bitwise. Or, it's possible to give a pointer
3431       (casted to unsigned long) of some record to this field, too. 
3432       </para>
3433
3434       <para>
3435       The <structfield>tlv</structfield> field can be used to provide
3436       metadata about the control; see the
3437       <link linkend="control-interface-tlv">
3438       <citetitle>Metadata</citetitle></link> subsection.
3439       </para>
3440
3441       <para>
3442         The other three are
3443         <link linkend="control-interface-callbacks"><citetitle>
3444         callback functions</citetitle></link>.
3445       </para>
3446     </section>
3447
3448     <section id="control-interface-control-names">
3449       <title>Control Names</title>
3450       <para>
3451         There are some standards to define the control names. A
3452       control is usually defined from the three parts as
3453       <quote>SOURCE DIRECTION FUNCTION</quote>. 
3454       </para>
3455
3456       <para>
3457         The first, <constant>SOURCE</constant>, specifies the source
3458       of the control, and is a string such as <quote>Master</quote>,
3459       <quote>PCM</quote>, <quote>CD</quote> and
3460       <quote>Line</quote>. There are many pre-defined sources. 
3461       </para>
3462
3463       <para>
3464         The second, <constant>DIRECTION</constant>, is one of the
3465       following strings according to the direction of the control:
3466       <quote>Playback</quote>, <quote>Capture</quote>, <quote>Bypass
3467       Playback</quote> and <quote>Bypass Capture</quote>. Or, it can
3468       be omitted, meaning both playback and capture directions. 
3469       </para>
3470
3471       <para>
3472         The third, <constant>FUNCTION</constant>, is one of the
3473       following strings according to the function of the control:
3474       <quote>Switch</quote>, <quote>Volume</quote> and
3475       <quote>Route</quote>. 
3476       </para>
3477
3478       <para>
3479         The example of control names are, thus, <quote>Master Capture
3480       Switch</quote> or <quote>PCM Playback Volume</quote>. 
3481       </para>
3482
3483       <para>
3484         There are some exceptions:
3485       </para>
3486
3487       <section id="control-interface-control-names-global">
3488         <title>Global capture and playback</title>
3489         <para>
3490           <quote>Capture Source</quote>, <quote>Capture Switch</quote>
3491         and <quote>Capture Volume</quote> are used for the global
3492         capture (input) source, switch and volume. Similarly,
3493         <quote>Playback Switch</quote> and <quote>Playback
3494         Volume</quote> are used for the global output gain switch and
3495         volume. 
3496         </para>
3497       </section>
3498
3499       <section id="control-interface-control-names-tone">
3500         <title>Tone-controls</title>
3501         <para>
3502           tone-control switch and volumes are specified like
3503         <quote>Tone Control - XXX</quote>, e.g. <quote>Tone Control -
3504         Switch</quote>, <quote>Tone Control - Bass</quote>,
3505         <quote>Tone Control - Center</quote>.  
3506         </para>
3507       </section>
3508
3509       <section id="control-interface-control-names-3d">
3510         <title>3D controls</title>
3511         <para>
3512           3D-control switches and volumes are specified like <quote>3D
3513         Control - XXX</quote>, e.g. <quote>3D Control -
3514         Switch</quote>, <quote>3D Control - Center</quote>, <quote>3D
3515         Control - Space</quote>. 
3516         </para>
3517       </section>
3518
3519       <section id="control-interface-control-names-mic">
3520         <title>Mic boost</title>
3521         <para>
3522           Mic-boost switch is set as <quote>Mic Boost</quote> or
3523         <quote>Mic Boost (6dB)</quote>. 
3524         </para>
3525
3526         <para>
3527           More precise information can be found in
3528         <filename>Documentation/sound/alsa/ControlNames.txt</filename>.
3529         </para>
3530       </section>
3531     </section>
3532
3533     <section id="control-interface-access-flags">
3534       <title>Access Flags</title>
3535
3536       <para>
3537       The access flag is the bitmask which specifies the access type
3538       of the given control.  The default access type is
3539       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE</constant>, 
3540       which means both read and write are allowed to this control.
3541       When the access flag is omitted (i.e. = 0), it is
3542       considered as <constant>READWRITE</constant> access as default. 
3543       </para>
3544
3545       <para>
3546       When the control is read-only, pass
3547       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READ</constant> instead.
3548       In this case, you don't have to define
3549       the <structfield>put</structfield> callback.
3550       Similarly, when the control is write-only (although it's a rare
3551       case), you can use the <constant>WRITE</constant> flag instead, and
3552       you don't need the <structfield>get</structfield> callback.
3553       </para>
3554
3555       <para>
3556       If the control value changes frequently (e.g. the VU meter),
3557       <constant>VOLATILE</constant> flag should be given.  This means
3558       that the control may be changed without
3559       <link linkend="control-interface-change-notification"><citetitle>
3560       notification</citetitle></link>. Applications should poll such
3561       a control constantly.
3562       </para>
3563
3564       <para>
3565       When the control is inactive, set
3566       the <constant>INACTIVE</constant> flag, too.
3567       There are <constant>LOCK</constant> and
3568       <constant>OWNER</constant> flags to change the write
3569       permissions.
3570       </para>
3571
3572     </section>
3573
3574     <section id="control-interface-callbacks">
3575       <title>Callbacks</title>
3576
3577       <section id="control-interface-callbacks-info">
3578         <title>info callback</title>
3579         <para>
3580           The <structfield>info</structfield> callback is used to get
3581         detailed information on this control. This must store the
3582         values of the given struct <structname>snd_ctl_elem_info</structname>
3583         object. For example, for a boolean control with a single
3584         element: 
3585
3586           <example>
3587             <title>Example of info callback</title>
3588             <programlisting>
3589 <![CDATA[
3590   static int snd_myctl_mono_info(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3591                           struct snd_ctl_elem_info *uinfo)
3592   {
3593           uinfo->type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_BOOLEAN;
3594           uinfo->count = 1;
3595           uinfo->value.integer.min = 0;
3596           uinfo->value.integer.max = 1;
3597           return 0;
3598   }
3599 ]]>
3600             </programlisting>
3601           </example>
3602         </para>
3603
3604         <para>
3605           The <structfield>type</structfield> field specifies the type
3606         of the control. There are <constant>BOOLEAN</constant>,
3607         <constant>INTEGER</constant>, <constant>ENUMERATED</constant>,
3608         <constant>BYTES</constant>, <constant>IEC958</constant> and
3609         <constant>INTEGER64</constant>. The
3610         <structfield>count</structfield> field specifies the 
3611         number of elements in this control. For example, a stereo
3612         volume would have count = 2. The
3613         <structfield>value</structfield> field is a union, and 
3614         the values stored are depending on the type. The boolean and
3615         integer types are identical. 
3616         </para>
3617
3618         <para>
3619           The enumerated type is a bit different from others.  You'll
3620           need to set the string for the currently given item index. 
3621
3622           <informalexample>
3623             <programlisting>
3624 <![CDATA[
3625   static int snd_myctl_enum_info(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3626                           struct snd_ctl_elem_info *uinfo)
3627   {
3628           static char *texts[4] = {
3629                   "First", "Second", "Third", "Fourth"
3630           };
3631           uinfo->type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_ENUMERATED;
3632           uinfo->count = 1;
3633           uinfo->value.enumerated.items = 4;
3634           if (uinfo->value.enumerated.item > 3)
3635                   uinfo->value.enumerated.item = 3;
3636           strcpy(uinfo->value.enumerated.name,
3637                  texts[uinfo->value.enumerated.item]);
3638           return 0;
3639   }
3640 ]]>
3641             </programlisting>
3642           </informalexample>
3643         </para>
3644
3645         <para>
3646           The above callback can be simplified with a helper function,
3647           <function>snd_ctl_enum_info</function>.  The final code
3648           looks like below.
3649           (You can pass ARRAY_SIZE(texts) instead of 4 in the third
3650            argument; it's a matter of taste.)
3651
3652           <informalexample>
3653             <programlisting>
3654 <![CDATA[
3655   static int snd_myctl_enum_info(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3656                           struct snd_ctl_elem_info *uinfo)
3657   {
3658           static char *texts[4] = {
3659                   "First", "Second", "Third", "Fourth"
3660           };
3661           return snd_ctl_enum_info(uinfo, 1, 4, texts);
3662   }
3663 ]]>
3664             </programlisting>
3665           </informalexample>
3666         </para>
3667
3668         <para>
3669           Some common info callbacks are available for your convenience:
3670         <function>snd_ctl_boolean_mono_info()</function> and
3671         <function>snd_ctl_boolean_stereo_info()</function>.
3672         Obviously, the former is an info callback for a mono channel
3673         boolean item, just like <function>snd_myctl_mono_info</function>
3674         above, and the latter is for a stereo channel boolean item.
3675         </para>
3676
3677       </section>
3678
3679       <section id="control-interface-callbacks-get">
3680         <title>get callback</title>
3681
3682         <para>
3683           This callback is used to read the current value of the
3684         control and to return to user-space. 
3685         </para>
3686
3687         <para>
3688           For example,
3689
3690           <example>
3691             <title>Example of get callback</title>
3692             <programlisting>
3693 <![CDATA[
3694   static int snd_myctl_get(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3695                            struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
3696   {
3697           struct mychip *chip = snd_kcontrol_chip(kcontrol);
3698           ucontrol->value.integer.value[0] = get_some_value(chip);
3699           return 0;
3700   }
3701 ]]>
3702             </programlisting>
3703           </example>
3704         </para>
3705
3706         <para>
3707         The <structfield>value</structfield> field depends on 
3708         the type of control as well as on the info callback.  For example,
3709         the sb driver uses this field to store the register offset,
3710         the bit-shift and the bit-mask.  The
3711         <structfield>private_value</structfield> field is set as follows:
3712           <informalexample>
3713             <programlisting>
3714 <![CDATA[
3715   .private_value = reg | (shift << 16) | (mask << 24)
3716 ]]>
3717             </programlisting>
3718           </informalexample>
3719         and is retrieved in callbacks like
3720           <informalexample>
3721             <programlisting>
3722 <![CDATA[
3723   static int snd_sbmixer_get_single(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3724                                     struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
3725   {
3726           int reg = kcontrol->private_value & 0xff;
3727           int shift = (kcontrol->private_value >> 16) & 0xff;
3728           int mask = (kcontrol->private_value >> 24) & 0xff;
3729           ....
3730   }
3731 ]]>
3732             </programlisting>
3733           </informalexample>
3734         </para>
3735
3736         <para>
3737         In the <structfield>get</structfield> callback,
3738         you have to fill all the elements if the
3739         control has more than one elements,
3740         i.e. <structfield>count</structfield> &gt; 1.
3741         In the example above, we filled only one element
3742         (<structfield>value.integer.value[0]</structfield>) since it's
3743         assumed as <structfield>count</structfield> = 1.
3744         </para>
3745       </section>
3746
3747       <section id="control-interface-callbacks-put">
3748         <title>put callback</title>
3749
3750         <para>
3751           This callback is used to write a value from user-space.
3752         </para>
3753
3754         <para>
3755           For example,
3756
3757           <example>
3758             <title>Example of put callback</title>
3759             <programlisting>
3760 <![CDATA[
3761   static int snd_myctl_put(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3762                            struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
3763   {
3764           struct mychip *chip = snd_kcontrol_chip(kcontrol);
3765           int changed = 0;
3766           if (chip->current_value !=
3767                ucontrol->value.integer.value[0]) {
3768                   change_current_value(chip,
3769                               ucontrol->value.integer.value[0]);
3770                   changed = 1;
3771           }
3772           return changed;
3773   }
3774 ]]>
3775             </programlisting>
3776           </example>
3777
3778           As seen above, you have to return 1 if the value is
3779         changed. If the value is not changed, return 0 instead. 
3780         If any fatal error happens, return a negative error code as
3781         usual.
3782         </para>
3783
3784         <para>
3785         As in the <structfield>get</structfield> callback,
3786         when the control has more than one elements,
3787         all elements must be evaluated in this callback, too.
3788         </para>
3789       </section>
3790
3791       <section id="control-interface-callbacks-all">
3792         <title>Callbacks are not atomic</title>
3793         <para>
3794           All these three callbacks are basically not atomic.
3795         </para>
3796       </section>
3797     </section>
3798
3799     <section id="control-interface-constructor">
3800       <title>Constructor</title>
3801       <para>
3802         When everything is ready, finally we can create a new
3803       control. To create a control, there are two functions to be
3804       called, <function>snd_ctl_new1()</function> and
3805       <function>snd_ctl_add()</function>. 
3806       </para>
3807
3808       <para>
3809         In the simplest way, you can do like this:
3810
3811         <informalexample>
3812           <programlisting>
3813 <![CDATA[
3814   err = snd_ctl_add(card, snd_ctl_new1(&my_control, chip));
3815   if (err < 0)
3816           return err;
3817 ]]>
3818           </programlisting>
3819         </informalexample>
3820
3821         where <parameter>my_control</parameter> is the
3822       struct <structname>snd_kcontrol_new</structname> object defined above, and chip
3823       is the object pointer to be passed to
3824       kcontrol-&gt;private_data 
3825       which can be referred to in callbacks. 
3826       </para>
3827
3828       <para>
3829         <function>snd_ctl_new1()</function> allocates a new
3830       <structname>snd_kcontrol</structname> instance,
3831       and <function>snd_ctl_add</function> assigns the given
3832       control component to the card. 
3833       </para>
3834     </section>
3835
3836     <section id="control-interface-change-notification">
3837       <title>Change Notification</title>
3838       <para>
3839         If you need to change and update a control in the interrupt
3840       routine, you can call <function>snd_ctl_notify()</function>. For
3841       example, 
3842
3843         <informalexample>
3844           <programlisting>
3845 <![CDATA[
3846   snd_ctl_notify(card, SNDRV_CTL_EVENT_MASK_VALUE, id_pointer);
3847 ]]>
3848           </programlisting>
3849         </informalexample>
3850
3851         This function takes the card pointer, the event-mask, and the
3852       control id pointer for the notification. The event-mask
3853       specifies the types of notification, for example, in the above
3854       example, the change of control values is notified.
3855       The id pointer is the pointer of struct <structname>snd_ctl_elem_id</structname>
3856       to be notified.
3857       You can find some examples in <filename>es1938.c</filename> or
3858       <filename>es1968.c</filename> for hardware volume interrupts. 
3859       </para>
3860     </section>
3861
3862     <section id="control-interface-tlv">
3863       <title>Metadata</title>
3864       <para>
3865       To provide information about the dB values of a mixer control, use
3866       on of the <constant>DECLARE_TLV_xxx</constant> macros from
3867       <filename>&lt;sound/tlv.h&gt;</filename> to define a variable
3868       containing this information, set the<structfield>tlv.p
3869       </structfield> field to point to this variable, and include the
3870       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TLV_READ</constant> flag in the
3871       <structfield>access</structfield> field; like this:
3872       <informalexample>
3873         <programlisting>
3874 <![CDATA[
3875   static DECLARE_TLV_DB_SCALE(db_scale_my_control, -4050, 150, 0);
3876
3877   static struct snd_kcontrol_new my_control = {
3878           ...
3879           .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE |
3880                     SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TLV_READ,
3881           ...
3882           .tlv.p = db_scale_my_control,
3883   };
3884 ]]>
3885         </programlisting>
3886       </informalexample>
3887       </para>
3888
3889       <para>
3890       The <function>DECLARE_TLV_DB_SCALE</function> macro defines
3891       information about a mixer control where each step in the control's
3892       value changes the dB value by a constant dB amount.
3893       The first parameter is the name of the variable to be defined.
3894       The second parameter is the minimum value, in units of 0.01 dB.
3895       The third parameter is the step size, in units of 0.01 dB.
3896       Set the fourth parameter to 1 if the minimum value actually mutes
3897       the control.
3898       </para>
3899
3900       <para>
3901       The <function>DECLARE_TLV_DB_LINEAR</function> macro defines
3902       information about a mixer control where the control's value affects
3903       the output linearly.
3904       The first parameter is the name of the variable to be defined.
3905       The second parameter is the minimum value, in units of 0.01 dB.
3906       The third parameter is the maximum value, in units of 0.01 dB.
3907       If the minimum value mutes the control, set the second parameter to
3908       <constant>TLV_DB_GAIN_MUTE</constant>.
3909       </para>
3910     </section>
3911
3912   </chapter>
3913
3914
3915 <!-- ****************************************************** -->
3916 <!-- API for AC97 Codec  -->
3917 <!-- ****************************************************** -->
3918   <chapter id="api-ac97">
3919     <title>API for AC97 Codec</title>
3920
3921     <section>
3922       <title>General</title>
3923       <para>
3924         The ALSA AC97 codec layer is a well-defined one, and you don't
3925       have to write much code to control it. Only low-level control
3926       routines are necessary. The AC97 codec API is defined in
3927       <filename>&lt;sound/ac97_codec.h&gt;</filename>. 
3928       </para>
3929     </section>
3930
3931     <section id="api-ac97-example">
3932       <title>Full Code Example</title>
3933       <para>
3934           <example>
3935             <title>Example of AC97 Interface</title>
3936             <programlisting>
3937 <![CDATA[
3938   struct mychip {
3939           ....
3940           struct snd_ac97 *ac97;
3941           ....
3942   };
3943
3944   static unsigned short snd_mychip_ac97_read(struct snd_ac97 *ac97,
3945                                              unsigned short reg)
3946   {
3947           struct mychip *chip = ac97->private_data;
3948           ....
3949           /* read a register value here from the codec */
3950           return the_register_value;
3951   }
3952
3953   static void snd_mychip_ac97_write(struct snd_ac97 *ac97,
3954                                    unsigned short reg, unsigned short val)
3955   {
3956           struct mychip *chip = ac97->private_data;
3957           ....
3958           /* write the given register value to the codec */
3959   }
3960
3961   static int snd_mychip_ac97(struct mychip *chip)
3962   {
3963           struct snd_ac97_bus *bus;
3964           struct snd_ac97_template ac97;
3965           int err;
3966           static struct snd_ac97_bus_ops ops = {
3967                   .write = snd_mychip_ac97_write,
3968                   .read = snd_mychip_ac97_read,
3969           };
3970
3971           err = snd_ac97_bus(chip->card, 0, &ops, NULL, &bus);
3972           if (err < 0)
3973                   return err;
3974           memset(&ac97, 0, sizeof(ac97));
3975           ac97.private_data = chip;
3976           return snd_ac97_mixer(bus, &ac97, &chip->ac97);
3977   }
3978
3979 ]]>
3980           </programlisting>
3981         </example>
3982       </para>
3983     </section>
3984
3985     <section id="api-ac97-constructor">
3986       <title>Constructor</title>
3987       <para>
3988         To create an ac97 instance, first call <function>snd_ac97_bus</function>
3989       with an <type>ac97_bus_ops_t</type> record with callback functions.
3990
3991         <informalexample>
3992           <programlisting>
3993 <![CDATA[
3994   struct snd_ac97_bus *bus;
3995   static struct snd_ac97_bus_ops ops = {
3996         .write = snd_mychip_ac97_write,
3997         .read = snd_mychip_ac97_read,
3998   };
3999
4000   snd_ac97_bus(card, 0, &ops, NULL, &pbus);
4001 ]]>
4002           </programlisting>
4003         </informalexample>
4004
4005       The bus record is shared among all belonging ac97 instances.
4006       </para>
4007
4008       <para>
4009       And then call <function>snd_ac97_mixer()</function> with an
4010       struct <structname>snd_ac97_template</structname>
4011       record together with the bus pointer created above.
4012
4013         <informalexample>
4014           <programlisting>
4015 <![CDATA[
4016   struct snd_ac97_template ac97;
4017   int err;
4018
4019   memset(&ac97, 0, sizeof(ac97));
4020   ac97.private_data = chip;
4021   snd_ac97_mixer(bus, &ac97, &chip->ac97);
4022 ]]>
4023           </programlisting>
4024         </informalexample>
4025
4026         where chip-&gt;ac97 is a pointer to a newly created
4027         <type>ac97_t</type> instance.
4028         In this case, the chip pointer is set as the private data, so that
4029         the read/write callback functions can refer to this chip instance.
4030         This instance is not necessarily stored in the chip
4031         record.  If you need to change the register values from the
4032         driver, or need the suspend/resume of ac97 codecs, keep this
4033         pointer to pass to the corresponding functions.
4034       </para>
4035     </section>
4036
4037     <section id="api-ac97-callbacks">
4038       <title>Callbacks</title>
4039       <para>
4040         The standard callbacks are <structfield>read</structfield> and
4041       <structfield>write</structfield>. Obviously they 
4042       correspond to the functions for read and write accesses to the
4043       hardware low-level codes. 
4044       </para>
4045
4046       <para>
4047         The <structfield>read</structfield> callback returns the
4048         register value specified in the argument. 
4049
4050         <informalexample>
4051           <programlisting>
4052 <![CDATA[
4053   static unsigned short snd_mychip_ac97_read(struct snd_ac97 *ac97,
4054                                              unsigned short reg)
4055   {
4056           struct mychip *chip = ac97->private_data;
4057           ....
4058           return the_register_value;
4059   }
4060 ]]>
4061           </programlisting>
4062         </informalexample>
4063
4064         Here, the chip can be cast from ac97-&gt;private_data.
4065       </para>
4066
4067       <para>
4068         Meanwhile, the <structfield>write</structfield> callback is
4069         used to set the register value. 
4070
4071         <informalexample>
4072           <programlisting>
4073 <![CDATA[
4074   static void snd_mychip_ac97_write(struct snd_ac97 *ac97,
4075                        unsigned short reg, unsigned short val)
4076 ]]>
4077           </programlisting>
4078         </informalexample>
4079       </para>
4080
4081       <para>
4082       These callbacks are non-atomic like the control API callbacks.
4083       </para>
4084
4085       <para>
4086         There are also other callbacks:
4087       <structfield>reset</structfield>,
4088       <structfield>wait</structfield> and
4089       <structfield>init</structfield>. 
4090       </para>
4091
4092       <para>
4093         The <structfield>reset</structfield> callback is used to reset
4094       the codec. If the chip requires a special kind of reset, you can
4095       define this callback. 
4096       </para>
4097
4098       <para>
4099         The <structfield>wait</structfield> callback is used to
4100       add some waiting time in the standard initialization of the codec. If the
4101       chip requires the extra waiting time, define this callback. 
4102       </para>
4103
4104       <para>
4105         The <structfield>init</structfield> callback is used for
4106       additional initialization of the codec.
4107       </para>
4108     </section>
4109
4110     <section id="api-ac97-updating-registers">
4111       <title>Updating Registers in The Driver</title>
4112       <para>
4113         If you need to access to the codec from the driver, you can
4114       call the following functions:
4115       <function>snd_ac97_write()</function>,
4116       <function>snd_ac97_read()</function>,
4117       <function>snd_ac97_update()</function> and
4118       <function>snd_ac97_update_bits()</function>. 
4119       </para>
4120
4121       <para>
4122         Both <function>snd_ac97_write()</function> and
4123         <function>snd_ac97_update()</function> functions are used to
4124         set a value to the given register
4125         (<constant>AC97_XXX</constant>). The difference between them is
4126         that <function>snd_ac97_update()</function> doesn't write a
4127         value if the given value has been already set, while
4128         <function>snd_ac97_write()</function> always rewrites the
4129         value. 
4130
4131         <informalexample>
4132           <programlisting>
4133 <![CDATA[
4134   snd_ac97_write(ac97, AC97_MASTER, 0x8080);
4135   snd_ac97_update(ac97, AC97_MASTER, 0x8080);
4136 ]]>
4137           </programlisting>
4138         </informalexample>
4139       </para>
4140
4141       <para>
4142         <function>snd_ac97_read()</function> is used to read the value
4143         of the given register. For example, 
4144
4145         <informalexample>
4146           <programlisting>
4147 <![CDATA[
4148   value = snd_ac97_read(ac97, AC97_MASTER);
4149 ]]>
4150           </programlisting>
4151         </informalexample>
4152       </para>
4153
4154       <para>
4155         <function>snd_ac97_update_bits()</function> is used to update
4156         some bits in the given register.  
4157
4158         <informalexample>
4159           <programlisting>
4160 <![CDATA[
4161   snd_ac97_update_bits(ac97, reg, mask, value);
4162 ]]>
4163           </programlisting>
4164         </informalexample>
4165       </para>
4166
4167       <para>
4168         Also, there is a function to change the sample rate (of a
4169         given register such as
4170         <constant>AC97_PCM_FRONT_DAC_RATE</constant>) when VRA or
4171         DRA is supported by the codec:
4172         <function>snd_ac97_set_rate()</function>. 
4173
4174         <informalexample>
4175           <programlisting>
4176 <![CDATA[
4177   snd_ac97_set_rate(ac97, AC97_PCM_FRONT_DAC_RATE, 44100);
4178 ]]>
4179           </programlisting>
4180         </informalexample>
4181       </para>
4182
4183       <para>
4184         The following registers are available to set the rate:
4185       <constant>AC97_PCM_MIC_ADC_RATE</constant>,
4186       <constant>AC97_PCM_FRONT_DAC_RATE</constant>,
4187       <constant>AC97_PCM_LR_ADC_RATE</constant>,
4188       <constant>AC97_SPDIF</constant>. When
4189       <constant>AC97_SPDIF</constant> is specified, the register is
4190       not really changed but the corresponding IEC958 status bits will
4191       be updated. 
4192       </para>
4193     </section>
4194
4195     <section id="api-ac97-clock-adjustment">
4196       <title>Clock Adjustment</title>
4197       <para>
4198         In some chips, the clock of the codec isn't 48000 but using a
4199       PCI clock (to save a quartz!). In this case, change the field
4200       bus-&gt;clock to the corresponding
4201       value. For example, intel8x0 
4202       and es1968 drivers have their own function to read from the clock.
4203       </para>
4204     </section>
4205
4206     <section id="api-ac97-proc-files">
4207       <title>Proc Files</title>
4208       <para>
4209         The ALSA AC97 interface will create a proc file such as
4210       <filename>/proc/asound/card0/codec97#0/ac97#0-0</filename> and
4211       <filename>ac97#0-0+regs</filename>. You can refer to these files to
4212       see the current status and registers of the codec. 
4213       </para>
4214     </section>
4215
4216     <section id="api-ac97-multiple-codecs">
4217       <title>Multiple Codecs</title>
4218       <para>
4219         When there are several codecs on the same card, you need to
4220       call <function>snd_ac97_mixer()</function> multiple times with
4221       ac97.num=1 or greater. The <structfield>num</structfield> field
4222       specifies the codec number. 
4223       </para>
4224
4225       <para>
4226         If you set up multiple codecs, you either need to write
4227       different callbacks for each codec or check
4228       ac97-&gt;num in the callback routines. 
4229       </para>
4230     </section>
4231
4232   </chapter>
4233
4234
4235 <!-- ****************************************************** -->
4236 <!-- MIDI (MPU401-UART) Interface  -->
4237 <!-- ****************************************************** -->
4238   <chapter id="midi-interface">
4239     <title>MIDI (MPU401-UART) Interface</title>
4240
4241     <section id="midi-interface-general">
4242       <title>General</title>
4243       <para>
4244         Many soundcards have built-in MIDI (MPU401-UART)
4245       interfaces. When the soundcard supports the standard MPU401-UART
4246       interface, most likely you can use the ALSA MPU401-UART API. The
4247       MPU401-UART API is defined in
4248       <filename>&lt;sound/mpu401.h&gt;</filename>. 
4249       </para>
4250
4251       <para>
4252         Some soundchips have a similar but slightly different
4253       implementation of mpu401 stuff. For example, emu10k1 has its own
4254       mpu401 routines. 
4255       </para>
4256     </section>
4257
4258     <section id="midi-interface-constructor">
4259       <title>Constructor</title>
4260       <para>
4261         To create a rawmidi object, call
4262       <function>snd_mpu401_uart_new()</function>. 
4263
4264         <informalexample>
4265           <programlisting>
4266 <![CDATA[
4267   struct snd_rawmidi *rmidi;
4268   snd_mpu401_uart_new(card, 0, MPU401_HW_MPU401, port, info_flags,
4269                       irq, &rmidi);
4270 ]]>
4271           </programlisting>
4272         </informalexample>
4273       </para>
4274
4275       <para>
4276         The first argument is the card pointer, and the second is the
4277       index of this component. You can create up to 8 rawmidi
4278       devices. 
4279       </para>
4280
4281       <para>
4282         The third argument is the type of the hardware,
4283       <constant>MPU401_HW_XXX</constant>. If it's not a special one,
4284       you can use <constant>MPU401_HW_MPU401</constant>. 
4285       </para>
4286
4287       <para>
4288         The 4th argument is the I/O port address. Many
4289       backward-compatible MPU401 have an I/O port such as 0x330. Or, it
4290       might be a part of its own PCI I/O region. It depends on the
4291       chip design. 
4292       </para>
4293
4294       <para>
4295         The 5th argument is a bitflag for additional information.
4296         When the I/O port address above is part of the PCI I/O
4297       region, the MPU401 I/O port might have been already allocated
4298       (reserved) by the driver itself. In such a case, pass a bit flag
4299       <constant>MPU401_INFO_INTEGRATED</constant>,
4300       and the mpu401-uart layer will allocate the I/O ports by itself. 
4301       </para>
4302
4303         <para>
4304         When the controller supports only the input or output MIDI stream,
4305         pass the <constant>MPU401_INFO_INPUT</constant> or
4306         <constant>MPU401_INFO_OUTPUT</constant> bitflag, respectively.
4307         Then the rawmidi instance is created as a single stream.
4308         </para>
4309
4310         <para>
4311         <constant>MPU401_INFO_MMIO</constant> bitflag is used to change
4312         the access method to MMIO (via readb and writeb) instead of
4313         iob and outb. In this case, you have to pass the iomapped address
4314         to <function>snd_mpu401_uart_new()</function>.
4315         </para>
4316
4317         <para>
4318         When <constant>MPU401_INFO_TX_IRQ</constant> is set, the output
4319         stream isn't checked in the default interrupt handler.  The driver
4320         needs to call <function>snd_mpu401_uart_interrupt_tx()</function>
4321         by itself to start processing the output stream in the irq handler.
4322         </para>
4323
4324         <para>
4325         If the MPU-401 interface shares its interrupt with the other logical
4326         devices on the card, set <constant>MPU401_INFO_IRQ_HOOK</constant>
4327         (see <link linkend="midi-interface-interrupt-handler"><citetitle>
4328         below</citetitle></link>).
4329         </para>
4330
4331       <para>
4332         Usually, the port address corresponds to the command port and
4333         port + 1 corresponds to the data port. If not, you may change
4334         the <structfield>cport</structfield> field of
4335         struct <structname>snd_mpu401</structname> manually 
4336         afterward. However, <structname>snd_mpu401</structname> pointer is not
4337         returned explicitly by
4338         <function>snd_mpu401_uart_new()</function>. You need to cast
4339         rmidi-&gt;private_data to
4340         <structname>snd_mpu401</structname> explicitly, 
4341
4342         <informalexample>
4343           <programlisting>
4344 <![CDATA[
4345   struct snd_mpu401 *mpu;
4346   mpu = rmidi->private_data;
4347 ]]>
4348           </programlisting>
4349         </informalexample>
4350
4351         and reset the cport as you like:
4352
4353         <informalexample>
4354           <programlisting>
4355 <![CDATA[
4356   mpu->cport = my_own_control_port;
4357 ]]>
4358           </programlisting>
4359         </informalexample>
4360       </para>
4361
4362       <para>
4363         The 6th argument specifies the ISA irq number that will be
4364         allocated.  If no interrupt is to be allocated (because your
4365         code is already allocating a shared interrupt, or because the
4366         device does not use interrupts), pass -1 instead.
4367         For a MPU-401 device without an interrupt, a polling timer
4368         will be used instead.
4369       </para>
4370     </section>
4371
4372     <section id="midi-interface-interrupt-handler">
4373       <title>Interrupt Handler</title>
4374       <para>
4375         When the interrupt is allocated in
4376       <function>snd_mpu401_uart_new()</function>, an exclusive ISA
4377       interrupt handler is automatically used, hence you don't have
4378       anything else to do than creating the mpu401 stuff.  Otherwise, you
4379       have to set <constant>MPU401_INFO_IRQ_HOOK</constant>, and call
4380       <function>snd_mpu401_uart_interrupt()</function> explicitly from your
4381       own interrupt handler when it has determined that a UART interrupt
4382       has occurred.
4383       </para>
4384
4385       <para>
4386         In this case, you need to pass the private_data of the
4387         returned rawmidi object from
4388         <function>snd_mpu401_uart_new()</function> as the second
4389         argument of <function>snd_mpu401_uart_interrupt()</function>. 
4390
4391         <informalexample>
4392           <programlisting>
4393 <![CDATA[
4394   snd_mpu401_uart_interrupt(irq, rmidi->private_data, regs);
4395 ]]>
4396           </programlisting>
4397         </informalexample>
4398       </para>
4399     </section>
4400
4401   </chapter>
4402
4403
4404 <!-- ****************************************************** -->
4405 <!-- RawMIDI Interface  -->
4406 <!-- ****************************************************** -->
4407   <chapter id="rawmidi-interface">
4408     <title>RawMIDI Interface</title>
4409
4410     <section id="rawmidi-interface-overview">
4411       <title>Overview</title>
4412
4413       <para>
4414       The raw MIDI interface is used for hardware MIDI ports that can
4415       be accessed as a byte stream.  It is not used for synthesizer
4416       chips that do not directly understand MIDI.
4417       </para>
4418
4419       <para>
4420       ALSA handles file and buffer management.  All you have to do is
4421       to write some code to move data between the buffer and the
4422       hardware.
4423       </para>
4424
4425       <para>
4426       The rawmidi API is defined in
4427       <filename>&lt;sound/rawmidi.h&gt;</filename>.
4428       </para>
4429     </section>
4430
4431     <section id="rawmidi-interface-constructor">
4432       <title>Constructor</title>
4433
4434       <para>
4435       To create a rawmidi device, call the
4436       <function>snd_rawmidi_new</function> function:
4437         <informalexample>
4438           <programlisting>
4439 <![CDATA[
4440   struct snd_rawmidi *rmidi;
4441   err = snd_rawmidi_new(chip->card, "MyMIDI", 0, outs, ins, &rmidi);
4442   if (err < 0)
4443           return err;
4444   rmidi->private_data = chip;
4445   strcpy(rmidi->name, "My MIDI");
4446   rmidi->info_flags = SNDRV_RAWMIDI_INFO_OUTPUT |
4447                       SNDRV_RAWMIDI_INFO_INPUT |
4448                       SNDRV_RAWMIDI_INFO_DUPLEX;
4449 ]]>
4450           </programlisting>
4451         </informalexample>
4452       </para>
4453
4454       <para>
4455       The first argument is the card pointer, the second argument is
4456       the ID string.
4457       </para>
4458
4459       <para>
4460       The third argument is the index of this component.  You can
4461       create up to 8 rawmidi devices.
4462       </para>
4463
4464       <para>
4465       The fourth and fifth arguments are the number of output and
4466       input substreams, respectively, of this device (a substream is
4467       the equivalent of a MIDI port).
4468       </para>
4469
4470       <para>
4471       Set the <structfield>info_flags</structfield> field to specify
4472       the capabilities of the device.
4473       Set <constant>SNDRV_RAWMIDI_INFO_OUTPUT</constant> if there is
4474       at least one output port,
4475       <constant>SNDRV_RAWMIDI_INFO_INPUT</constant> if there is at
4476       least one input port,
4477       and <constant>SNDRV_RAWMIDI_INFO_DUPLEX</constant> if the device
4478       can handle output and input at the same time.
4479       </para>
4480
4481       <para>
4482       After the rawmidi device is created, you need to set the
4483       operators (callbacks) for each substream.  There are helper
4484       functions to set the operators for all the substreams of a device:
4485         <informalexample>
4486           <programlisting>
4487 <![CDATA[
4488   snd_rawmidi_set_ops(rmidi, SNDRV_RAWMIDI_STREAM_OUTPUT, &snd_mymidi_output_ops);
4489   snd_rawmidi_set_ops(rmidi, SNDRV_RAWMIDI_STREAM_INPUT, &snd_mymidi_input_ops);
4490 ]]>
4491           </programlisting>
4492         </informalexample>
4493       </para>
4494
4495       <para>
4496       The operators are usually defined like this:
4497         <informalexample>
4498           <programlisting>
4499 <![CDATA[
4500   static struct snd_rawmidi_ops snd_mymidi_output_ops = {
4501           .open =    snd_mymidi_output_open,
4502           .close =   snd_mymidi_output_close,
4503           .trigger = snd_mymidi_output_trigger,
4504   };
4505 ]]>
4506           </programlisting>
4507         </informalexample>
4508       These callbacks are explained in the <link
4509       linkend="rawmidi-interface-callbacks"><citetitle>Callbacks</citetitle></link>
4510       section.
4511       </para>
4512
4513       <para>
4514       If there are more than one substream, you should give a
4515       unique name to each of them:
4516         <informalexample>
4517           <programlisting>
4518 <![CDATA[
4519   struct snd_rawmidi_substream *substream;
4520   list_for_each_entry(substream,
4521                       &rmidi->streams[SNDRV_RAWMIDI_STREAM_OUTPUT].substreams,
4522                       list {
4523           sprintf(substream->name, "My MIDI Port %d", substream->number + 1);
4524   }
4525   /* same for SNDRV_RAWMIDI_STREAM_INPUT */
4526 ]]>
4527           </programlisting>
4528         </informalexample>
4529       </para>
4530     </section>
4531
4532     <section id="rawmidi-interface-callbacks">
4533       <title>Callbacks</title>
4534
4535       <para>
4536       In all the callbacks, the private data that you've set for the
4537       rawmidi device can be accessed as
4538       substream-&gt;rmidi-&gt;private_data.
4539       <!-- <code> isn't available before DocBook 4.3 -->
4540       </para>
4541
4542       <para>
4543       If there is more than one port, your callbacks can determine the
4544       port index from the struct snd_rawmidi_substream data passed to each
4545       callback:
4546         <informalexample>
4547           <programlisting>
4548 <![CDATA[
4549   struct snd_rawmidi_substream *substream;
4550   int index = substream->number;
4551 ]]>
4552           </programlisting>
4553         </informalexample>
4554       </para>
4555
4556       <section id="rawmidi-interface-op-open">
4557       <title><function>open</function> callback</title>
4558
4559         <informalexample>
4560           <programlisting>
4561 <![CDATA[
4562   static int snd_xxx_open(struct snd_rawmidi_substream *substream);
4563 ]]>
4564           </programlisting>
4565         </informalexample>
4566
4567         <para>
4568         This is called when a substream is opened.
4569         You can initialize the hardware here, but you shouldn't
4570         start transmitting/receiving data yet.
4571         </para>
4572       </section>
4573
4574       <section id="rawmidi-interface-op-close">
4575       <title><function>close</function> callback</title>
4576
4577         <informalexample>
4578           <programlisting>
4579 <![CDATA[
4580   static int snd_xxx_close(struct snd_rawmidi_substream *substream);
4581 ]]>
4582           </programlisting>
4583         </informalexample>
4584
4585         <para>
4586         Guess what.
4587         </para>
4588
4589         <para>
4590         The <function>open</function> and <function>close</function>
4591         callbacks of a rawmidi device are serialized with a mutex,
4592         and can sleep.
4593         </para>
4594       </section>
4595
4596       <section id="rawmidi-interface-op-trigger-out">
4597       <title><function>trigger</function> callback for output
4598       substreams</title>
4599
4600         <informalexample>
4601           <programlisting>
4602 <![CDATA[
4603   static void snd_xxx_output_trigger(struct snd_rawmidi_substream *substream, int up);
4604 ]]>
4605           </programlisting>
4606         </informalexample>
4607
4608         <para>
4609         This is called with a nonzero <parameter>up</parameter>
4610         parameter when there is some data in the substream buffer that
4611         must be transmitted.
4612         </para>
4613
4614         <para>
4615         To read data from the buffer, call
4616         <function>snd_rawmidi_transmit_peek</function>.  It will
4617         return the number of bytes that have been read; this will be
4618         less than the number of bytes requested when there are no more
4619         data in the buffer.
4620         After the data have been transmitted successfully, call
4621         <function>snd_rawmidi_transmit_ack</function> to remove the
4622         data from the substream buffer:
4623           <informalexample>
4624             <programlisting>
4625 <![CDATA[
4626   unsigned char data;
4627   while (snd_rawmidi_transmit_peek(substream, &data, 1) == 1) {
4628           if (snd_mychip_try_to_transmit(data))
4629                   snd_rawmidi_transmit_ack(substream, 1);
4630           else
4631                   break; /* hardware FIFO full */
4632   }
4633 ]]>
4634             </programlisting>
4635           </informalexample>
4636         </para>
4637
4638         <para>
4639         If you know beforehand that the hardware will accept data, you
4640         can use the <function>snd_rawmidi_transmit</function> function
4641         which reads some data and removes them from the buffer at once:
4642           <informalexample>
4643             <programlisting>
4644 <![CDATA[
4645   while (snd_mychip_transmit_possible()) {
4646           unsigned char data;
4647           if (snd_rawmidi_transmit(substream, &data, 1) != 1)
4648                   break; /* no more data */
4649           snd_mychip_transmit(data);
4650   }
4651 ]]>
4652             </programlisting>
4653           </informalexample>
4654         </para>
4655
4656         <para>
4657         If you know beforehand how many bytes you can accept, you can
4658         use a buffer size greater than one with the
4659         <function>snd_rawmidi_transmit*</function> functions.
4660         </para>
4661
4662         <para>
4663         The <function>trigger</function> callback must not sleep.  If
4664         the hardware FIFO is full before the substream buffer has been
4665         emptied, you have to continue transmitting data later, either
4666         in an interrupt handler, or with a timer if the hardware
4667         doesn't have a MIDI transmit interrupt.
4668         </para>
4669
4670         <para>
4671         The <function>trigger</function> callback is called with a
4672         zero <parameter>up</parameter> parameter when the transmission
4673         of data should be aborted.
4674         </para>
4675       </section>
4676
4677       <section id="rawmidi-interface-op-trigger-in">
4678       <title><function>trigger</function> callback for input
4679       substreams</title>
4680
4681         <informalexample>
4682           <programlisting>
4683 <![CDATA[
4684   static void snd_xxx_input_trigger(struct snd_rawmidi_substream *substream, int up);
4685 ]]>
4686           </programlisting>
4687         </informalexample>
4688
4689         <para>
4690         This is called with a nonzero <parameter>up</parameter>
4691         parameter to enable receiving data, or with a zero
4692         <parameter>up</parameter> parameter do disable receiving data.
4693         </para>
4694
4695         <para>
4696         The <function>trigger</function> callback must not sleep; the
4697         actual reading of data from the device is usually done in an
4698         interrupt handler.
4699         </para>
4700
4701         <para>
4702         When data reception is enabled, your interrupt handler should
4703         call <function>snd_rawmidi_receive</function> for all received
4704         data:
4705           <informalexample>
4706             <programlisting>
4707 <![CDATA[
4708   void snd_mychip_midi_interrupt(...)
4709   {
4710           while (mychip_midi_available()) {
4711                   unsigned char data;
4712                   data = mychip_midi_read();
4713                   snd_rawmidi_receive(substream, &data, 1);
4714           }
4715   }
4716 ]]>
4717             </programlisting>
4718           </informalexample>
4719         </para>
4720       </section>
4721
4722       <section id="rawmidi-interface-op-drain">
4723       <title><function>drain</function> callback</title>
4724
4725         <informalexample>
4726           <programlisting>
4727 <![CDATA[
4728   static void snd_xxx_drain(struct snd_rawmidi_substream *substream);
4729 ]]>
4730           </programlisting>
4731         </informalexample>
4732
4733         <para>
4734         This is only used with output substreams.  This function should wait
4735         until all data read from the substream buffer have been transmitted.
4736         This ensures that the device can be closed and the driver unloaded
4737         without losing data.
4738         </para>
4739
4740         <para>
4741         This callback is optional. If you do not set
4742         <structfield>drain</structfield> in the struct snd_rawmidi_ops
4743         structure, ALSA will simply wait for 50&nbsp;milliseconds
4744         instead.
4745         </para>
4746       </section>
4747     </section>
4748
4749   </chapter>
4750
4751
4752 <!-- ****************************************************** -->
4753 <!-- Miscellaneous Devices  -->
4754 <!-- ****************************************************** -->
4755   <chapter id="misc-devices">
4756     <title>Miscellaneous Devices</title>
4757
4758     <section id="misc-devices-opl3">
4759       <title>FM OPL3</title>
4760       <para>
4761         The FM OPL3 is still used in many chips (mainly for backward
4762       compatibility). ALSA has a nice OPL3 FM control layer, too. The
4763       OPL3 API is defined in
4764       <filename>&lt;sound/opl3.h&gt;</filename>. 
4765       </para>
4766
4767       <para>
4768         FM registers can be directly accessed through the direct-FM API,
4769       defined in <filename>&lt;sound/asound_fm.h&gt;</filename>. In
4770       ALSA native mode, FM registers are accessed through
4771       the Hardware-Dependent Device direct-FM extension API, whereas in
4772       OSS compatible mode, FM registers can be accessed with the OSS
4773       direct-FM compatible API in <filename>/dev/dmfmX</filename> device. 
4774       </para>
4775
4776       <para>
4777         To create the OPL3 component, you have two functions to
4778         call. The first one is a constructor for the <type>opl3_t</type>
4779         instance. 
4780
4781         <informalexample>
4782           <programlisting>
4783 <![CDATA[
4784   struct snd_opl3 *opl3;
4785   snd_opl3_create(card, lport, rport, OPL3_HW_OPL3_XXX,
4786                   integrated, &opl3);
4787 ]]>
4788           </programlisting>
4789         </informalexample>
4790       </para>
4791
4792       <para>
4793         The first argument is the card pointer, the second one is the
4794       left port address, and the third is the right port address. In
4795       most cases, the right port is placed at the left port + 2. 
4796       </para>
4797
4798       <para>
4799         The fourth argument is the hardware type.
4800       </para>
4801
4802       <para>
4803         When the left and right ports have been already allocated by
4804       the card driver, pass non-zero to the fifth argument
4805       (<parameter>integrated</parameter>). Otherwise, the opl3 module will
4806       allocate the specified ports by itself. 
4807       </para>
4808
4809       <para>
4810         When the accessing the hardware requires special method
4811         instead of the standard I/O access, you can create opl3 instance
4812         separately with <function>snd_opl3_new()</function>.
4813
4814         <informalexample>
4815           <programlisting>
4816 <![CDATA[
4817   struct snd_opl3 *opl3;
4818   snd_opl3_new(card, OPL3_HW_OPL3_XXX, &opl3);
4819 ]]>
4820           </programlisting>
4821         </informalexample>
4822       </para>
4823
4824       <para>
4825         Then set <structfield>command</structfield>,
4826         <structfield>private_data</structfield> and
4827         <structfield>private_free</structfield> for the private
4828         access function, the private data and the destructor.
4829         The l_port and r_port are not necessarily set.  Only the
4830         command must be set properly.  You can retrieve the data
4831         from the opl3-&gt;private_data field.
4832       </para>
4833
4834       <para>
4835         After creating the opl3 instance via <function>snd_opl3_new()</function>,
4836         call <function>snd_opl3_init()</function> to initialize the chip to the
4837         proper state. Note that <function>snd_opl3_create()</function> always
4838         calls it internally.
4839       </para>
4840
4841       <para>
4842         If the opl3 instance is created successfully, then create a
4843         hwdep device for this opl3. 
4844
4845         <informalexample>
4846           <programlisting>
4847 <![CDATA[
4848   struct snd_hwdep *opl3hwdep;
4849   snd_opl3_hwdep_new(opl3, 0, 1, &opl3hwdep);
4850 ]]>
4851           </programlisting>
4852         </informalexample>
4853       </para>
4854
4855       <para>
4856         The first argument is the <type>opl3_t</type> instance you
4857       created, and the second is the index number, usually 0. 
4858       </para>
4859
4860       <para>
4861         The third argument is the index-offset for the sequencer
4862       client assigned to the OPL3 port. When there is an MPU401-UART,
4863       give 1 for here (UART always takes 0). 
4864       </para>
4865     </section>
4866
4867     <section id="misc-devices-hardware-dependent">
4868       <title>Hardware-Dependent Devices</title>
4869       <para>
4870         Some chips need user-space access for special
4871       controls or for loading the micro code. In such a case, you can
4872       create a hwdep (hardware-dependent) device. The hwdep API is
4873       defined in <filename>&lt;sound/hwdep.h&gt;</filename>. You can
4874       find examples in opl3 driver or
4875       <filename>isa/sb/sb16_csp.c</filename>. 
4876       </para>
4877
4878       <para>
4879         The creation of the <type>hwdep</type> instance is done via
4880         <function>snd_hwdep_new()</function>. 
4881
4882         <informalexample>
4883           <programlisting>
4884 <![CDATA[
4885   struct snd_hwdep *hw;
4886   snd_hwdep_new(card, "My HWDEP", 0, &hw);
4887 ]]>
4888           </programlisting>
4889         </informalexample>
4890
4891         where the third argument is the index number.
4892       </para>
4893
4894       <para>
4895         You can then pass any pointer value to the
4896         <parameter>private_data</parameter>.
4897         If you assign a private data, you should define the
4898         destructor, too. The destructor function is set in
4899         the <structfield>private_free</structfield> field.  
4900
4901         <informalexample>
4902           <programlisting>
4903 <![CDATA[
4904   struct mydata *p = kmalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL);
4905   hw->private_data = p;
4906   hw->private_free = mydata_free;
4907 ]]>
4908           </programlisting>
4909         </informalexample>
4910
4911         and the implementation of the destructor would be:
4912
4913         <informalexample>
4914           <programlisting>
4915 <![CDATA[
4916   static void mydata_free(struct snd_hwdep *hw)
4917   {
4918           struct mydata *p = hw->private_data;
4919           kfree(p);
4920   }
4921 ]]>
4922           </programlisting>
4923         </informalexample>
4924       </para>
4925
4926       <para>
4927         The arbitrary file operations can be defined for this
4928         instance. The file operators are defined in
4929         the <parameter>ops</parameter> table. For example, assume that
4930         this chip needs an ioctl. 
4931
4932         <informalexample>
4933           <programlisting>
4934 <![CDATA[
4935   hw->ops.open = mydata_open;
4936   hw->ops.ioctl = mydata_ioctl;
4937   hw->ops.release = mydata_release;
4938 ]]>
4939           </programlisting>
4940         </informalexample>
4941
4942         And implement the callback functions as you like.
4943       </para>
4944     </section>
4945
4946     <section id="misc-devices-IEC958">
4947       <title>IEC958 (S/PDIF)</title>
4948       <para>
4949         Usually the controls for IEC958 devices are implemented via
4950       the control interface. There is a macro to compose a name string for
4951       IEC958 controls, <function>SNDRV_CTL_NAME_IEC958()</function>
4952       defined in <filename>&lt;include/asound.h&gt;</filename>.  
4953       </para>
4954
4955       <para>
4956         There are some standard controls for IEC958 status bits. These
4957       controls use the type <type>SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_IEC958</type>,
4958       and the size of element is fixed as 4 bytes array
4959       (value.iec958.status[x]). For the <structfield>info</structfield>
4960       callback, you don't specify 
4961       the value field for this type (the count field must be set,
4962       though). 
4963       </para>
4964
4965       <para>
4966         <quote>IEC958 Playback Con Mask</quote> is used to return the
4967       bit-mask for the IEC958 status bits of consumer mode. Similarly,
4968       <quote>IEC958 Playback Pro Mask</quote> returns the bitmask for
4969       professional mode. They are read-only controls, and are defined
4970       as MIXER controls (iface =
4971       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER</constant>).  
4972       </para>
4973
4974       <para>
4975         Meanwhile, <quote>IEC958 Playback Default</quote> control is
4976       defined for getting and setting the current default IEC958
4977       bits. Note that this one is usually defined as a PCM control
4978       (iface = <constant>SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_PCM</constant>),
4979       although in some places it's defined as a MIXER control. 
4980       </para>
4981
4982       <para>
4983         In addition, you can define the control switches to
4984       enable/disable or to set the raw bit mode. The implementation
4985       will depend on the chip, but the control should be named as
4986       <quote>IEC958 xxx</quote>, preferably using
4987       the <function>SNDRV_CTL_NAME_IEC958()</function> macro. 
4988       </para>
4989
4990       <para>
4991         You can find several cases, for example,
4992       <filename>pci/emu10k1</filename>,
4993       <filename>pci/ice1712</filename>, or
4994       <filename>pci/cmipci.c</filename>.  
4995       </para>
4996     </section>
4997
4998   </chapter>
4999
5000
5001 <!-- ****************************************************** -->
5002 <!-- Buffer and Memory Management  -->
5003 <!-- ****************************************************** -->
5004   <chapter id="buffer-and-memory">
5005     <title>Buffer and Memory Management</title>
5006
5007     <section id="buffer-and-memory-buffer-types">
5008       <title>Buffer Types</title>
5009       <para>
5010         ALSA provides several different buffer allocation functions
5011       depending on the bus and the architecture. All these have a
5012       consistent API. The allocation of physically-contiguous pages is
5013       done via 
5014       <function>snd_malloc_xxx_pages()</function> function, where xxx
5015       is the bus type. 
5016       </para>
5017
5018       <para>
5019         The allocation of pages with fallback is
5020       <function>snd_malloc_xxx_pages_fallback()</function>. This
5021       function tries to allocate the specified pages but if the pages
5022       are not available, it tries to reduce the page sizes until
5023       enough space is found.
5024       </para>
5025
5026       <para>
5027       The release the pages, call
5028       <function>snd_free_xxx_pages()</function> function. 
5029       </para>
5030
5031       <para>
5032       Usually, ALSA drivers try to allocate and reserve
5033        a large contiguous physical space
5034        at the time the module is loaded for the later use.
5035        This is called <quote>pre-allocation</quote>.
5036        As already written, you can call the following function at 
5037        pcm instance construction time (in the case of PCI bus). 
5038
5039         <informalexample>
5040           <programlisting>
5041 <![CDATA[
5042   snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
5043                                         snd_dma_pci_data(pci), size, max);
5044 ]]>
5045           </programlisting>
5046         </informalexample>
5047
5048         where <parameter>size</parameter> is the byte size to be
5049       pre-allocated and the <parameter>max</parameter> is the maximum
5050       size to be changed via the <filename>prealloc</filename> proc file.
5051       The allocator will try to get an area as large as possible
5052       within the given size. 
5053       </para>
5054
5055       <para>
5056       The second argument (type) and the third argument (device pointer)
5057       are dependent on the bus.
5058       In the case of the ISA bus, pass <function>snd_dma_isa_data()</function>
5059       as the third argument with <constant>SNDRV_DMA_TYPE_DEV</constant> type.
5060       For the continuous buffer unrelated to the bus can be pre-allocated
5061       with <constant>SNDRV_DMA_TYPE_CONTINUOUS</constant> type and the
5062       <function>snd_dma_continuous_data(GFP_KERNEL)</function> device pointer,
5063       where <constant>GFP_KERNEL</constant> is the kernel allocation flag to
5064       use.
5065       For the PCI scatter-gather buffers, use
5066       <constant>SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG</constant> with
5067       <function>snd_dma_pci_data(pci)</function>
5068       (see the 
5069           <link linkend="buffer-and-memory-non-contiguous"><citetitle>Non-Contiguous Buffers
5070           </citetitle></link> section).
5071       </para>
5072
5073       <para>
5074         Once the buffer is pre-allocated, you can use the
5075         allocator in the <structfield>hw_params</structfield> callback: 
5076
5077         <informalexample>
5078           <programlisting>
5079 <![CDATA[
5080   snd_pcm_lib_malloc_pages(substream, size);
5081 ]]>
5082           </programlisting>
5083         </informalexample>
5084
5085         Note that you have to pre-allocate to use this function.
5086       </para>
5087     </section>
5088
5089     <section id="buffer-and-memory-external-hardware">
5090       <title>External Hardware Buffers</title>
5091       <para>
5092         Some chips have their own hardware buffers and the DMA
5093       transfer from the host memory is not available. In such a case,
5094       you need to either 1) copy/set the audio data directly to the
5095       external hardware buffer, or 2) make an intermediate buffer and
5096       copy/set the data from it to the external hardware buffer in
5097       interrupts (or in tasklets, preferably).
5098       </para>
5099
5100       <para>
5101         The first case works fine if the external hardware buffer is large
5102       enough.  This method doesn't need any extra buffers and thus is
5103       more effective. You need to define the
5104       <structfield>copy</structfield> and
5105       <structfield>silence</structfield> callbacks for 
5106       the data transfer. However, there is a drawback: it cannot
5107       be mmapped. The examples are GUS's GF1 PCM or emu8000's
5108       wavetable PCM. 
5109       </para>
5110
5111       <para>
5112         The second case allows for mmap on the buffer, although you have
5113       to handle an interrupt or a tasklet to transfer the data
5114       from the intermediate buffer to the hardware buffer. You can find an
5115       example in the vxpocket driver. 
5116       </para>
5117
5118       <para>
5119         Another case is when the chip uses a PCI memory-map
5120       region for the buffer instead of the host memory. In this case,
5121       mmap is available only on certain architectures like the Intel one.
5122       In non-mmap mode, the data cannot be transferred as in the normal
5123       way. Thus you need to define the <structfield>copy</structfield> and
5124       <structfield>silence</structfield> callbacks as well, 
5125       as in the cases above. The examples are found in
5126       <filename>rme32.c</filename> and <filename>rme96.c</filename>. 
5127       </para>
5128
5129       <para>
5130         The implementation of the <structfield>copy</structfield> and
5131         <structfield>silence</structfield> callbacks depends upon 
5132         whether the hardware supports interleaved or non-interleaved
5133         samples. The <structfield>copy</structfield> callback is
5134         defined like below, a bit 
5135         differently depending whether the direction is playback or
5136         capture: 
5137
5138         <informalexample>
5139           <programlisting>
5140 <![CDATA[
5141   static int playback_copy(struct snd_pcm_substream *substream, int channel,
5142                snd_pcm_uframes_t pos, void *src, snd_pcm_uframes_t count);
5143   static int capture_copy(struct snd_pcm_substream *substream, int channel,
5144                snd_pcm_uframes_t pos, void *dst, snd_pcm_uframes_t count);
5145 ]]>
5146           </programlisting>
5147         </informalexample>
5148       </para>
5149
5150       <para>
5151         In the case of interleaved samples, the second argument
5152       (<parameter>channel</parameter>) is not used. The third argument
5153       (<parameter>pos</parameter>) points the 
5154       current position offset in frames. 
5155       </para>
5156
5157       <para>
5158         The meaning of the fourth argument is different between
5159       playback and capture. For playback, it holds the source data
5160       pointer, and for capture, it's the destination data pointer. 
5161       </para>
5162
5163       <para>
5164         The last argument is the number of frames to be copied.
5165       </para>
5166
5167       <para>
5168         What you have to do in this callback is again different
5169         between playback and capture directions. In the
5170         playback case, you copy the given amount of data
5171         (<parameter>count</parameter>) at the specified pointer
5172         (<parameter>src</parameter>) to the specified offset
5173         (<parameter>pos</parameter>) on the hardware buffer. When
5174         coded like memcpy-like way, the copy would be like: 
5175
5176         <informalexample>
5177           <programlisting>
5178 <![CDATA[
5179   my_memcpy(my_buffer + frames_to_bytes(runtime, pos), src,
5180             frames_to_bytes(runtime, count));
5181 ]]>
5182           </programlisting>
5183         </informalexample>
5184       </para>
5185
5186       <para>
5187         For the capture direction, you copy the given amount of
5188         data (<parameter>count</parameter>) at the specified offset
5189         (<parameter>pos</parameter>) on the hardware buffer to the
5190         specified pointer (<parameter>dst</parameter>). 
5191
5192         <informalexample>
5193           <programlisting>
5194 <![CDATA[
5195   my_memcpy(dst, my_buffer + frames_to_bytes(runtime, pos),
5196             frames_to_bytes(runtime, count));
5197 ]]>
5198           </programlisting>
5199         </informalexample>
5200
5201         Note that both the position and the amount of data are given
5202       in frames. 
5203       </para>
5204
5205       <para>
5206         In the case of non-interleaved samples, the implementation
5207       will be a bit more complicated. 
5208       </para>
5209
5210       <para>
5211         You need to check the channel argument, and if it's -1, copy
5212       the whole channels. Otherwise, you have to copy only the
5213       specified channel. Please check
5214       <filename>isa/gus/gus_pcm.c</filename> as an example. 
5215       </para>
5216
5217       <para>
5218         The <structfield>silence</structfield> callback is also
5219         implemented in a similar way. 
5220
5221         <informalexample>
5222           <programlisting>
5223 <![CDATA[
5224   static int silence(struct snd_pcm_substream *substream, int channel,
5225                      snd_pcm_uframes_t pos, snd_pcm_uframes_t count);
5226 ]]>
5227           </programlisting>
5228         </informalexample>
5229       </para>
5230
5231       <para>
5232         The meanings of arguments are the same as in the
5233       <structfield>copy</structfield> 
5234       callback, although there is no <parameter>src/dst</parameter>
5235       argument. In the case of interleaved samples, the channel
5236       argument has no meaning, as well as on
5237       <structfield>copy</structfield> callback.  
5238       </para>
5239
5240       <para>
5241         The role of <structfield>silence</structfield> callback is to
5242         set the given amount 
5243         (<parameter>count</parameter>) of silence data at the
5244         specified offset (<parameter>pos</parameter>) on the hardware
5245         buffer. Suppose that the data format is signed (that is, the
5246         silent-data is 0), and the implementation using a memset-like
5247         function would be like: 
5248
5249         <informalexample>
5250           <programlisting>
5251 <![CDATA[
5252   my_memcpy(my_buffer + frames_to_bytes(runtime, pos), 0,
5253             frames_to_bytes(runtime, count));
5254 ]]>
5255           </programlisting>
5256         </informalexample>
5257       </para>
5258
5259       <para>
5260         In the case of non-interleaved samples, again, the
5261       implementation becomes a bit more complicated. See, for example,
5262       <filename>isa/gus/gus_pcm.c</filename>. 
5263       </para>
5264     </section>
5265
5266     <section id="buffer-and-memory-non-contiguous">
5267       <title>Non-Contiguous Buffers</title>
5268       <para>
5269         If your hardware supports the page table as in emu10k1 or the
5270       buffer descriptors as in via82xx, you can use the scatter-gather
5271       (SG) DMA. ALSA provides an interface for handling SG-buffers.
5272       The API is provided in <filename>&lt;sound/pcm.h&gt;</filename>. 
5273       </para>
5274
5275       <para>
5276         For creating the SG-buffer handler, call
5277         <function>snd_pcm_lib_preallocate_pages()</function> or
5278         <function>snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all()</function>
5279         with <constant>SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG</constant>
5280         in the PCM constructor like other PCI pre-allocator.
5281         You need to pass <function>snd_dma_pci_data(pci)</function>,
5282         where pci is the struct <structname>pci_dev</structname> pointer
5283         of the chip as well.
5284         The <type>struct snd_sg_buf</type> instance is created as
5285         substream-&gt;dma_private. You can cast
5286         the pointer like: 
5287
5288         <informalexample>
5289           <programlisting>
5290 <![CDATA[
5291   struct snd_sg_buf *sgbuf = (struct snd_sg_buf *)substream->dma_private;
5292 ]]>
5293           </programlisting>
5294         </informalexample>
5295       </para>
5296
5297       <para>
5298         Then call <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function>
5299       in the <structfield>hw_params</structfield> callback
5300       as well as in the case of normal PCI buffer.
5301       The SG-buffer handler will allocate the non-contiguous kernel
5302       pages of the given size and map them onto the virtually contiguous
5303       memory.  The virtual pointer is addressed in runtime-&gt;dma_area.
5304       The physical address (runtime-&gt;dma_addr) is set to zero,
5305       because the buffer is physically non-contiguous.
5306       The physical address table is set up in sgbuf-&gt;table.
5307       You can get the physical address at a certain offset via
5308       <function>snd_pcm_sgbuf_get_addr()</function>. 
5309       </para>
5310
5311       <para>
5312         When a SG-handler is used, you need to set
5313       <function>snd_pcm_sgbuf_ops_page</function> as
5314       the <structfield>page</structfield> callback.
5315       (See <link linkend="pcm-interface-operators-page-callback">
5316       <citetitle>page callback section</citetitle></link>.)
5317       </para>
5318
5319       <para>
5320         To release the data, call
5321       <function>snd_pcm_lib_free_pages()</function> in the
5322       <structfield>hw_free</structfield> callback as usual.
5323       </para>
5324     </section>
5325
5326     <section id="buffer-and-memory-vmalloced">
5327       <title>Vmalloc'ed Buffers</title>
5328       <para>
5329         It's possible to use a buffer allocated via
5330       <function>vmalloc</function>, for example, for an intermediate
5331       buffer. Since the allocated pages are not contiguous, you need
5332       to set the <structfield>page</structfield> callback to obtain
5333       the physical address at every offset. 
5334       </para>
5335
5336       <para>
5337         The implementation of <structfield>page</structfield> callback
5338         would be like this: 
5339
5340         <informalexample>
5341           <programlisting>
5342 <![CDATA[
5343   #include <linux/vmalloc.h>
5344
5345   /* get the physical page pointer on the given offset */
5346   static struct page *mychip_page(struct snd_pcm_substream *substream,
5347                                   unsigned long offset)
5348   {
5349           void *pageptr = substream->runtime->dma_area + offset;
5350           return vmalloc_to_page(pageptr);
5351   }
5352 ]]>
5353           </programlisting>
5354         </informalexample>
5355       </para>
5356     </section>
5357
5358   </chapter>
5359
5360
5361 <!-- ****************************************************** -->
5362 <!-- Proc Interface  -->
5363 <!-- ****************************************************** -->
5364   <chapter id="proc-interface">
5365     <title>Proc Interface</title>
5366     <para>
5367       ALSA provides an easy interface for procfs. The proc files are
5368       very useful for debugging. I recommend you set up proc files if
5369       you write a driver and want to get a running status or register
5370       dumps. The API is found in
5371       <filename>&lt;sound/info.h&gt;</filename>. 
5372     </para>
5373
5374     <para>
5375       To create a proc file, call
5376       <function>snd_card_proc_new()</function>. 
5377
5378       <informalexample>
5379         <programlisting>
5380 <![CDATA[
5381   struct snd_info_entry *entry;
5382   int err = snd_card_proc_new(card, "my-file", &entry);
5383 ]]>
5384         </programlisting>
5385       </informalexample>
5386
5387       where the second argument specifies the name of the proc file to be
5388     created. The above example will create a file
5389     <filename>my-file</filename> under the card directory,
5390     e.g. <filename>/proc/asound/card0/my-file</filename>. 
5391     </para>
5392
5393     <para>
5394     Like other components, the proc entry created via
5395     <function>snd_card_proc_new()</function> will be registered and
5396     released automatically in the card registration and release
5397     functions.
5398     </para>
5399
5400     <para>
5401       When the creation is successful, the function stores a new
5402     instance in the pointer given in the third argument.
5403     It is initialized as a text proc file for read only.  To use
5404     this proc file as a read-only text file as it is, set the read
5405     callback with a private data via 
5406      <function>snd_info_set_text_ops()</function>.
5407
5408       <informalexample>
5409         <programlisting>
5410 <![CDATA[
5411   snd_info_set_text_ops(entry, chip, my_proc_read);
5412 ]]>
5413         </programlisting>
5414       </informalexample>
5415     
5416     where the second argument (<parameter>chip</parameter>) is the
5417     private data to be used in the callbacks. The third parameter
5418     specifies the read buffer size and the fourth
5419     (<parameter>my_proc_read</parameter>) is the callback function, which
5420     is defined like
5421
5422       <informalexample>
5423         <programlisting>
5424 <![CDATA[
5425   static void my_proc_read(struct snd_info_entry *entry,
5426                            struct snd_info_buffer *buffer);
5427 ]]>
5428         </programlisting>
5429       </informalexample>
5430     
5431     </para>
5432
5433     <para>
5434     In the read callback, use <function>snd_iprintf()</function> for
5435     output strings, which works just like normal
5436     <function>printf()</function>.  For example,
5437
5438       <informalexample>
5439         <programlisting>
5440 <![CDATA[
5441   static void my_proc_read(struct snd_info_entry *entry,
5442                            struct snd_info_buffer *buffer)
5443   {
5444           struct my_chip *chip = entry->private_data;
5445
5446           snd_iprintf(buffer, "This is my chip!\n");
5447           snd_iprintf(buffer, "Port = %ld\n", chip->port);
5448   }
5449 ]]>
5450         </programlisting>
5451       </informalexample>
5452     </para>
5453
5454     <para>
5455     The file permissions can be changed afterwards.  As default, it's
5456     set as read only for all users.  If you want to add write
5457     permission for the user (root as default), do as follows:
5458
5459       <informalexample>
5460         <programlisting>
5461 <![CDATA[
5462  entry->mode = S_IFREG | S_IRUGO | S_IWUSR;
5463 ]]>
5464         </programlisting>
5465       </informalexample>
5466
5467     and set the write buffer size and the callback
5468
5469       <informalexample>
5470         <programlisting>
5471 <![CDATA[
5472   entry->c.text.write = my_proc_write;
5473 ]]>
5474         </programlisting>
5475       </informalexample>
5476     </para>
5477
5478     <para>
5479       For the write callback, you can use
5480     <function>snd_info_get_line()</function> to get a text line, and
5481     <function>snd_info_get_str()</function> to retrieve a string from
5482     the line. Some examples are found in
5483     <filename>core/oss/mixer_oss.c</filename>, core/oss/and
5484     <filename>pcm_oss.c</filename>. 
5485     </para>
5486
5487     <para>
5488       For a raw-data proc-file, set the attributes as follows:
5489
5490       <informalexample>
5491         <programlisting>
5492 <![CDATA[
5493   static struct snd_info_entry_ops my_file_io_ops = {
5494           .read = my_file_io_read,
5495   };
5496
5497   entry->content = SNDRV_INFO_CONTENT_DATA;
5498   entry->private_data = chip;
5499   entry->c.ops = &my_file_io_ops;
5500   entry->size = 4096;
5501   entry->mode = S_IFREG | S_IRUGO;
5502 ]]>
5503         </programlisting>
5504       </informalexample>
5505
5506       For the raw data, <structfield>size</structfield> field must be
5507       set properly.  This specifies the maximum size of the proc file access.
5508     </para>
5509
5510     <para>
5511       The read/write callbacks of raw mode are more direct than the text mode.
5512       You need to use a low-level I/O functions such as
5513       <function>copy_from/to_user()</function> to transfer the
5514       data.
5515
5516       <informalexample>
5517         <programlisting>
5518 <![CDATA[
5519   static ssize_t my_file_io_read(struct snd_info_entry *entry,
5520                               void *file_private_data,
5521                               struct file *file,
5522                               char *buf,
5523                               size_t count,
5524                               loff_t pos)
5525   {
5526           if (copy_to_user(buf, local_data + pos, count))
5527                   return -EFAULT;
5528           return count;
5529   }
5530 ]]>
5531         </programlisting>
5532       </informalexample>
5533
5534       If the size of the info entry has been set up properly,
5535       <structfield>count</structfield> and <structfield>pos</structfield> are
5536       guaranteed to fit within 0 and the given size.
5537       You don't have to check the range in the callbacks unless any
5538       other condition is required.
5539
5540     </para>
5541
5542   </chapter>
5543
5544
5545 <!-- ****************************************************** -->
5546 <!-- Power Management  -->
5547 <!-- ****************************************************** -->
5548   <chapter id="power-management">
5549     <title>Power Management</title>
5550     <para>
5551       If the chip is supposed to work with suspend/resume
5552       functions, you need to add power-management code to the
5553       driver. The additional code for power-management should be
5554       <function>ifdef</function>'ed with
5555       <constant>CONFIG_PM</constant>. 
5556     </para>
5557
5558         <para>
5559         If the driver <emphasis>fully</emphasis> supports suspend/resume
5560         that is, the device can be
5561         properly resumed to its state when suspend was called,
5562         you can set the <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant> flag
5563         in the pcm info field.  Usually, this is possible when the
5564         registers of the chip can be safely saved and restored to
5565         RAM. If this is set, the trigger callback is called with
5566         <constant>SNDRV_PCM_TRIGGER_RESUME</constant> after the resume
5567         callback completes. 
5568         </para>
5569
5570         <para>
5571         Even if the driver doesn't support PM fully but 
5572         partial suspend/resume is still possible, it's still worthy to
5573         implement suspend/resume callbacks. In such a case, applications
5574         would reset the status by calling
5575         <function>snd_pcm_prepare()</function> and restart the stream
5576         appropriately.  Hence, you can define suspend/resume callbacks
5577         below but don't set <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant>
5578         info flag to the PCM.
5579         </para>
5580         
5581         <para>
5582         Note that the trigger with SUSPEND can always be called when
5583         <function>snd_pcm_suspend_all</function> is called,
5584         regardless of the <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant> flag.
5585         The <constant>RESUME</constant> flag affects only the behavior
5586         of <function>snd_pcm_resume()</function>.
5587         (Thus, in theory,
5588         <constant>SNDRV_PCM_TRIGGER_RESUME</constant> isn't needed
5589         to be handled in the trigger callback when no
5590         <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant> flag is set.  But,
5591         it's better to keep it for compatibility reasons.)
5592         </para>
5593     <para>
5594       In the earlier version of ALSA drivers, a common
5595       power-management layer was provided, but it has been removed.
5596       The driver needs to define the suspend/resume hooks according to
5597       the bus the device is connected to.  In the case of PCI drivers, the
5598       callbacks look like below:
5599
5600       <informalexample>
5601         <programlisting>
5602 <![CDATA[
5603   #ifdef CONFIG_PM
5604   static int snd_my_suspend(struct pci_dev *pci, pm_message_t state)
5605   {
5606           .... /* do things for suspend */
5607           return 0;
5608   }
5609   static int snd_my_resume(struct pci_dev *pci)
5610   {
5611           .... /* do things for suspend */
5612           return 0;
5613   }
5614   #endif
5615 ]]>
5616         </programlisting>
5617       </informalexample>
5618     </para>
5619
5620     <para>
5621       The scheme of the real suspend job is as follows.
5622
5623       <orderedlist>
5624         <listitem><para>Retrieve the card and the chip data.</para></listitem>
5625         <listitem><para>Call <function>snd_power_change_state()</function> with
5626           <constant>SNDRV_CTL_POWER_D3hot</constant> to change the
5627           power status.</para></listitem>
5628         <listitem><para>Call <function>snd_pcm_suspend_all()</function> to suspend the running PCM streams.</para></listitem>
5629         <listitem><para>If AC97 codecs are used, call
5630         <function>snd_ac97_suspend()</function> for each codec.</para></listitem>
5631         <listitem><para>Save the register values if necessary.</para></listitem>
5632         <listitem><para>Stop the hardware if necessary.</para></listitem>
5633         <listitem><para>Disable the PCI device by calling
5634           <function>pci_disable_device()</function>.  Then, call
5635           <function>pci_save_state()</function> at last.</para></listitem>
5636       </orderedlist>
5637     </para>
5638
5639     <para>
5640       A typical code would be like:
5641
5642       <informalexample>
5643         <programlisting>
5644 <![CDATA[
5645   static int mychip_suspend(struct pci_dev *pci, pm_message_t state)
5646   {
5647           /* (1) */
5648           struct snd_card *card = pci_get_drvdata(pci);
5649           struct mychip *chip = card->private_data;
5650           /* (2) */
5651           snd_power_change_state(card, SNDRV_CTL_POWER_D3hot);
5652           /* (3) */
5653           snd_pcm_suspend_all(chip->pcm);
5654           /* (4) */
5655           snd_ac97_suspend(chip->ac97);
5656           /* (5) */
5657           snd_mychip_save_registers(chip);
5658           /* (6) */
5659           snd_mychip_stop_hardware(chip);
5660           /* (7) */
5661           pci_disable_device(pci);
5662           pci_save_state(pci);
5663           return 0;
5664   }
5665 ]]>
5666         </programlisting>
5667       </informalexample>
5668     </para>
5669
5670     <para>
5671     The scheme of the real resume job is as follows.
5672
5673     <orderedlist>
5674     <listitem><para>Retrieve the card and the chip data.</para></listitem>
5675     <listitem><para>Set up PCI. First, call <function>pci_restore_state()</function>.
5676         Then enable the pci device again by calling <function>pci_enable_device()</function>.
5677         Call <function>pci_set_master()</function> if necessary, too.</para></listitem>
5678     <listitem><para>Re-initialize the chip.</para></listitem>
5679     <listitem><para>Restore the saved registers if necessary.</para></listitem>
5680     <listitem><para>Resume the mixer, e.g. calling
5681     <function>snd_ac97_resume()</function>.</para></listitem>
5682     <listitem><para>Restart the hardware (if any).</para></listitem>
5683     <listitem><para>Call <function>snd_power_change_state()</function> with
5684         <constant>SNDRV_CTL_POWER_D0</constant> to notify the processes.</para></listitem>
5685     </orderedlist>
5686     </para>
5687
5688     <para>
5689     A typical code would be like:
5690
5691       <informalexample>
5692         <programlisting>
5693 <![CDATA[
5694   static int mychip_resume(struct pci_dev *pci)
5695   {
5696           /* (1) */
5697           struct snd_card *card = pci_get_drvdata(pci);
5698           struct mychip *chip = card->private_data;
5699           /* (2) */
5700           pci_restore_state(pci);
5701           pci_enable_device(pci);
5702           pci_set_master(pci);
5703           /* (3) */
5704           snd_mychip_reinit_chip(chip);
5705           /* (4) */
5706           snd_mychip_restore_registers(chip);
5707           /* (5) */
5708           snd_ac97_resume(chip->ac97);
5709           /* (6) */
5710           snd_mychip_restart_chip(chip);
5711           /* (7) */
5712           snd_power_change_state(card, SNDRV_CTL_POWER_D0);
5713           return 0;
5714   }
5715 ]]>
5716         </programlisting>
5717       </informalexample>
5718     </para>
5719
5720     <para>
5721         As shown in the above, it's better to save registers after
5722         suspending the PCM operations via
5723         <function>snd_pcm_suspend_all()</function> or
5724         <function>snd_pcm_suspend()</function>.  It means that the PCM
5725         streams are already stopped when the register snapshot is
5726         taken.  But, remember that you don't have to restart the PCM
5727         stream in the resume callback. It'll be restarted via 
5728         trigger call with <constant>SNDRV_PCM_TRIGGER_RESUME</constant>
5729         when necessary.
5730     </para>
5731
5732     <para>
5733       OK, we have all callbacks now. Let's set them up. In the
5734       initialization of the card, make sure that you can get the chip
5735       data from the card instance, typically via
5736       <structfield>private_data</structfield> field, in case you
5737       created the chip data individually.
5738
5739       <informalexample>
5740         <programlisting>
5741 <![CDATA[
5742   static int snd_mychip_probe(struct pci_dev *pci,
5743                               const struct pci_device_id *pci_id)
5744   {
5745           ....
5746           struct snd_card *card;
5747           struct mychip *chip;
5748           int err;
5749           ....
5750           err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
5751                              0, &card);
5752           ....
5753           chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
5754           ....
5755           card->private_data = chip;
5756           ....
5757   }
5758 ]]>
5759         </programlisting>
5760       </informalexample>
5761
5762         When you created the chip data with
5763         <function>snd_card_new()</function>, it's anyway accessible
5764         via <structfield>private_data</structfield> field.
5765
5766       <informalexample>
5767         <programlisting>
5768 <![CDATA[
5769   static int snd_mychip_probe(struct pci_dev *pci,
5770                               const struct pci_device_id *pci_id)
5771   {
5772           ....
5773           struct snd_card *card;
5774           struct mychip *chip;
5775           int err;
5776           ....
5777           err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
5778                              sizeof(struct mychip), &card);
5779           ....
5780           chip = card->private_data;
5781           ....
5782   }
5783 ]]>
5784         </programlisting>
5785       </informalexample>
5786
5787     </para>
5788
5789     <para>
5790       If you need a space to save the registers, allocate the
5791         buffer for it here, too, since it would be fatal
5792     if you cannot allocate a memory in the suspend phase.
5793     The allocated buffer should be released in the corresponding
5794     destructor.
5795     </para>
5796
5797     <para>
5798       And next, set suspend/resume callbacks to the pci_driver.
5799
5800       <informalexample>
5801         <programlisting>
5802 <![CDATA[
5803   static struct pci_driver driver = {
5804           .name = KBUILD_MODNAME,
5805           .id_table = snd_my_ids,
5806           .probe = snd_my_probe,
5807           .remove = snd_my_remove,
5808   #ifdef CONFIG_PM
5809           .suspend = snd_my_suspend,
5810           .resume = snd_my_resume,
5811   #endif
5812   };
5813 ]]>
5814         </programlisting>
5815       </informalexample>
5816     </para>
5817
5818   </chapter>
5819
5820
5821 <!-- ****************************************************** -->
5822 <!-- Module Parameters  -->
5823 <!-- ****************************************************** -->
5824   <chapter id="module-parameters">
5825     <title>Module Parameters</title>
5826     <para>
5827       There are standard module options for ALSA. At least, each
5828       module should have the <parameter>index</parameter>,
5829       <parameter>id</parameter> and <parameter>enable</parameter>
5830       options. 
5831     </para>
5832
5833     <para>
5834       If the module supports multiple cards (usually up to
5835       8 = <constant>SNDRV_CARDS</constant> cards), they should be
5836       arrays. The default initial values are defined already as
5837       constants for easier programming:
5838
5839       <informalexample>
5840         <programlisting>
5841 <![CDATA[
5842   static int index[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_IDX;
5843   static char *id[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_STR;
5844   static int enable[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_ENABLE_PNP;
5845 ]]>
5846         </programlisting>
5847       </informalexample>
5848     </para>
5849
5850     <para>
5851       If the module supports only a single card, they could be single
5852     variables, instead.  <parameter>enable</parameter> option is not
5853     always necessary in this case, but it would be better to have a
5854     dummy option for compatibility.
5855     </para>
5856
5857     <para>
5858       The module parameters must be declared with the standard
5859     <function>module_param()()</function>,
5860     <function>module_param_array()()</function> and
5861     <function>MODULE_PARM_DESC()</function> macros.
5862     </para>
5863
5864     <para>
5865       The typical coding would be like below:
5866
5867       <informalexample>
5868         <programlisting>
5869 <![CDATA[
5870   #define CARD_NAME "My Chip"
5871
5872   module_param_array(index, int, NULL, 0444);
5873   MODULE_PARM_DESC(index, "Index value for " CARD_NAME " soundcard.");
5874   module_param_array(id, charp, NULL, 0444);
5875   MODULE_PARM_DESC(id, "ID string for " CARD_NAME " soundcard.");
5876   module_param_array(enable, bool, NULL, 0444);
5877   MODULE_PARM_DESC(enable, "Enable " CARD_NAME " soundcard.");
5878 ]]>
5879         </programlisting>
5880       </informalexample>
5881     </para>
5882
5883     <para>
5884       Also, don't forget to define the module description, classes,
5885       license and devices. Especially, the recent modprobe requires to
5886       define the module license as GPL, etc., otherwise the system is
5887       shown as <quote>tainted</quote>. 
5888
5889       <informalexample>
5890         <programlisting>
5891 <![CDATA[
5892   MODULE_DESCRIPTION("My Chip");
5893   MODULE_LICENSE("GPL");
5894   MODULE_SUPPORTED_DEVICE("{{Vendor,My Chip Name}}");
5895 ]]>
5896         </programlisting>
5897       </informalexample>
5898     </para>
5899
5900   </chapter>
5901
5902
5903 <!-- ****************************************************** -->
5904 <!-- How To Put Your Driver  -->
5905 <!-- ****************************************************** -->
5906   <chapter id="how-to-put-your-driver">
5907     <title>How To Put Your Driver Into ALSA Tree</title>
5908         <section>
5909         <title>General</title>
5910         <para>
5911         So far, you've learned how to write the driver codes.
5912         And you might have a question now: how to put my own
5913         driver into the ALSA driver tree?
5914         Here (finally :) the standard procedure is described briefly.
5915         </para>
5916
5917         <para>
5918         Suppose that you create a new PCI driver for the card
5919         <quote>xyz</quote>.  The card module name would be
5920         snd-xyz.  The new driver is usually put into the alsa-driver
5921         tree, <filename>alsa-driver/pci</filename> directory in
5922         the case of PCI cards.
5923         Then the driver is evaluated, audited and tested
5924         by developers and users.  After a certain time, the driver
5925         will go to the alsa-kernel tree (to the corresponding directory,
5926         such as <filename>alsa-kernel/pci</filename>) and eventually
5927         will be integrated into the Linux 2.6 tree (the directory would be
5928         <filename>linux/sound/pci</filename>).
5929         </para>
5930
5931         <para>
5932         In the following sections, the driver code is supposed
5933         to be put into alsa-driver tree. The two cases are covered:
5934         a driver consisting of a single source file and one consisting
5935         of several source files.
5936         </para>
5937         </section>
5938
5939         <section>
5940         <title>Driver with A Single Source File</title>
5941         <para>
5942         <orderedlist>
5943         <listitem>
5944         <para>
5945         Modify alsa-driver/pci/Makefile
5946         </para>
5947
5948         <para>
5949         Suppose you have a file xyz.c.  Add the following
5950         two lines
5951       <informalexample>
5952         <programlisting>
5953 <![CDATA[
5954   snd-xyz-objs := xyz.o
5955   obj-$(CONFIG_SND_XYZ) += snd-xyz.o
5956 ]]>
5957         </programlisting>
5958       </informalexample>
5959         </para>
5960         </listitem>
5961
5962         <listitem>
5963         <para>
5964         Create the Kconfig entry
5965         </para>
5966
5967         <para>
5968         Add the new entry of Kconfig for your xyz driver.
5969       <informalexample>
5970         <programlisting>
5971 <![CDATA[
5972   config SND_XYZ
5973           tristate "Foobar XYZ"
5974           depends on SND
5975           select SND_PCM
5976           help
5977             Say Y here to include support for Foobar XYZ soundcard.
5978
5979             To compile this driver as a module, choose M here: the module
5980             will be called snd-xyz.
5981 ]]>
5982         </programlisting>
5983       </informalexample>
5984
5985         the line, select SND_PCM, specifies that the driver xyz supports
5986         PCM.  In addition to SND_PCM, the following components are
5987         supported for select command:
5988         SND_RAWMIDI, SND_TIMER, SND_HWDEP, SND_MPU401_UART,
5989         SND_OPL3_LIB, SND_OPL4_LIB, SND_VX_LIB, SND_AC97_CODEC.
5990         Add the select command for each supported component.
5991         </para>
5992
5993         <para>
5994         Note that some selections imply the lowlevel selections.
5995         For example, PCM includes TIMER, MPU401_UART includes RAWMIDI,
5996         AC97_CODEC includes PCM, and OPL3_LIB includes HWDEP.
5997         You don't need to give the lowlevel selections again.
5998         </para>
5999
6000         <para>
6001         For the details of Kconfig script, refer to the kbuild
6002         documentation.
6003         </para>
6004
6005         </listitem>
6006
6007         <listitem>
6008         <para>
6009         Run cvscompile script to re-generate the configure script and
6010         build the whole stuff again.
6011         </para>
6012         </listitem>
6013         </orderedlist>
6014         </para>
6015         </section>
6016
6017         <section>
6018         <title>Drivers with Several Source Files</title>
6019         <para>
6020         Suppose that the driver snd-xyz have several source files.
6021         They are located in the new subdirectory,
6022         pci/xyz.
6023
6024         <orderedlist>
6025         <listitem>
6026         <para>
6027         Add a new directory (<filename>xyz</filename>) in
6028         <filename>alsa-driver/pci/Makefile</filename> as below
6029
6030       <informalexample>
6031         <programlisting>
6032 <![CDATA[
6033   obj-$(CONFIG_SND) += xyz/
6034 ]]>
6035         </programlisting>
6036       </informalexample>
6037         </para>
6038         </listitem>
6039
6040         <listitem>
6041         <para>
6042         Under the directory <filename>xyz</filename>, create a Makefile
6043
6044       <example>
6045         <title>Sample Makefile for a driver xyz</title>
6046         <programlisting>
6047 <![CDATA[
6048   ifndef SND_TOPDIR
6049   SND_TOPDIR=../..
6050   endif
6051
6052   include $(SND_TOPDIR)/toplevel.config
6053   include $(SND_TOPDIR)/Makefile.conf
6054
6055   snd-xyz-objs := xyz.o abc.o def.o
6056
6057   obj-$(CONFIG_SND_XYZ) += snd-xyz.o
6058
6059   include $(SND_TOPDIR)/Rules.make
6060 ]]>
6061         </programlisting>
6062       </example>
6063         </para>
6064         </listitem>
6065
6066         <listitem>
6067         <para>
6068         Create the Kconfig entry
6069         </para>
6070
6071         <para>
6072         This procedure is as same as in the last section.
6073         </para>
6074         </listitem>
6075
6076         <listitem>
6077         <para>
6078         Run cvscompile script to re-generate the configure script and
6079         build the whole stuff again.
6080         </para>
6081         </listitem>
6082         </orderedlist>
6083         </para>
6084         </section>
6085
6086   </chapter>
6087
6088 <!-- ****************************************************** -->
6089 <!-- Useful Functions  -->
6090 <!-- ****************************************************** -->
6091   <chapter id="useful-functions">
6092     <title>Useful Functions</title>
6093
6094     <section id="useful-functions-snd-printk">
6095       <title><function>snd_printk()</function> and friends</title>
6096       <para>
6097         ALSA provides a verbose version of the
6098       <function>printk()</function> function. If a kernel config
6099       <constant>CONFIG_SND_VERBOSE_PRINTK</constant> is set, this
6100       function prints the given message together with the file name
6101       and the line of the caller. The <constant>KERN_XXX</constant>
6102       prefix is processed as 
6103       well as the original <function>printk()</function> does, so it's
6104       recommended to add this prefix, e.g. 
6105
6106         <informalexample>
6107           <programlisting>
6108 <![CDATA[
6109   snd_printk(KERN_ERR "Oh my, sorry, it's extremely bad!\n");
6110 ]]>
6111           </programlisting>
6112         </informalexample>
6113       </para>
6114
6115       <para>
6116         There are also <function>printk()</function>'s for
6117       debugging. <function>snd_printd()</function> can be used for
6118       general debugging purposes. If
6119       <constant>CONFIG_SND_DEBUG</constant> is set, this function is
6120       compiled, and works just like
6121       <function>snd_printk()</function>. If the ALSA is compiled
6122       without the debugging flag, it's ignored. 
6123       </para>
6124
6125       <para>
6126         <function>snd_printdd()</function> is compiled in only when
6127       <constant>CONFIG_SND_DEBUG_VERBOSE</constant> is set. Please note
6128       that <constant>CONFIG_SND_DEBUG_VERBOSE</constant> is not set as default
6129       even if you configure the alsa-driver with
6130       <option>--with-debug=full</option> option. You need to give
6131       explicitly <option>--with-debug=detect</option> option instead. 
6132       </para>
6133     </section>
6134
6135     <section id="useful-functions-snd-bug">
6136       <title><function>snd_BUG()</function></title>
6137       <para>
6138         It shows the <computeroutput>BUG?</computeroutput> message and
6139       stack trace as well as <function>snd_BUG_ON</function> at the point.
6140       It's useful to show that a fatal error happens there. 
6141       </para>
6142       <para>
6143          When no debug flag is set, this macro is ignored. 
6144       </para>
6145     </section>
6146
6147     <section id="useful-functions-snd-bug-on">
6148       <title><function>snd_BUG_ON()</function></title>
6149       <para>
6150         <function>snd_BUG_ON()</function> macro is similar with
6151         <function>WARN_ON()</function> macro. For example,  
6152
6153         <informalexample>
6154           <programlisting>
6155 <![CDATA[
6156   snd_BUG_ON(!pointer);
6157 ]]>
6158           </programlisting>
6159         </informalexample>
6160
6161         or it can be used as the condition,
6162         <informalexample>
6163           <programlisting>
6164 <![CDATA[
6165   if (snd_BUG_ON(non_zero_is_bug))
6166           return -EINVAL;
6167 ]]>
6168           </programlisting>
6169         </informalexample>
6170
6171       </para>
6172
6173       <para>
6174         The macro takes an conditional expression to evaluate.
6175         When <constant>CONFIG_SND_DEBUG</constant>, is set, if the
6176         expression is non-zero, it shows the warning message such as
6177         <computeroutput>BUG? (xxx)</computeroutput>
6178         normally followed by stack trace.
6179
6180         In both cases it returns the evaluated value.
6181       </para>
6182
6183     </section>
6184
6185   </chapter>
6186
6187
6188 <!-- ****************************************************** -->
6189 <!-- Acknowledgments  -->
6190 <!-- ****************************************************** -->
6191   <chapter id="acknowledgments">
6192     <title>Acknowledgments</title>
6193     <para>
6194       I would like to thank Phil Kerr for his help for improvement and
6195       corrections of this document. 
6196     </para>
6197     <para>
6198     Kevin Conder reformatted the original plain-text to the
6199     DocBook format.
6200     </para>
6201     <para>
6202     Giuliano Pochini corrected typos and contributed the example codes
6203     in the hardware constraints section.
6204     </para>
6205   </chapter>
6206 </book>