]> nv-tegra.nvidia Code Review - linux-3.10.git/blob - Documentation/DocBook/writing-an-alsa-driver.tmpl
power: max17048: display correct status at boot-up
[linux-3.10.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           snd_card_set_dev(card, &pci->dev);
472
473           *rchip = chip;
474           return 0;
475   }
476
477   /* constructor -- see "Constructor" sub-section */
478   static int snd_mychip_probe(struct pci_dev *pci,
479                               const struct pci_device_id *pci_id)
480   {
481           static int dev;
482           struct snd_card *card;
483           struct mychip *chip;
484           int err;
485
486           /* (1) */
487           if (dev >= SNDRV_CARDS)
488                   return -ENODEV;
489           if (!enable[dev]) {
490                   dev++;
491                   return -ENOENT;
492           }
493
494           /* (2) */
495           err = snd_card_create(index[dev], id[dev], THIS_MODULE, 0, &card);
496           if (err < 0)
497                   return err;
498
499           /* (3) */
500           err = snd_mychip_create(card, pci, &chip);
501           if (err < 0) {
502                   snd_card_free(card);
503                   return err;
504           }
505
506           /* (4) */
507           strcpy(card->driver, "My Chip");
508           strcpy(card->shortname, "My Own Chip 123");
509           sprintf(card->longname, "%s at 0x%lx irq %i",
510                   card->shortname, chip->ioport, chip->irq);
511
512           /* (5) */
513           .... /* implemented later */
514
515           /* (6) */
516           err = snd_card_register(card);
517           if (err < 0) {
518                   snd_card_free(card);
519                   return err;
520           }
521
522           /* (7) */
523           pci_set_drvdata(pci, card);
524           dev++;
525           return 0;
526   }
527
528   /* destructor -- see the "Destructor" sub-section */
529   static void snd_mychip_remove(struct pci_dev *pci)
530   {
531           snd_card_free(pci_get_drvdata(pci));
532           pci_set_drvdata(pci, NULL);
533   }
534 ]]>
535           </programlisting>
536         </example>
537       </para>
538     </section>
539
540     <section id="basic-flow-constructor">
541       <title>Constructor</title>
542       <para>
543         The real constructor of PCI drivers is the <function>probe</function> callback.
544       The <function>probe</function> callback and other component-constructors which are called
545       from the <function>probe</function> callback cannot be used with
546       the <parameter>__init</parameter> prefix
547       because any PCI device could be a hotplug device. 
548       </para>
549
550       <para>
551         In the <function>probe</function> callback, the following scheme is often used.
552       </para>
553
554       <section id="basic-flow-constructor-device-index">
555         <title>1) Check and increment the device index.</title>
556         <para>
557           <informalexample>
558             <programlisting>
559 <![CDATA[
560   static int dev;
561   ....
562   if (dev >= SNDRV_CARDS)
563           return -ENODEV;
564   if (!enable[dev]) {
565           dev++;
566           return -ENOENT;
567   }
568 ]]>
569             </programlisting>
570           </informalexample>
571
572         where enable[dev] is the module option.
573         </para>
574
575         <para>
576           Each time the <function>probe</function> callback is called, check the
577         availability of the device. If not available, simply increment
578         the device index and returns. dev will be incremented also
579         later (<link
580         linkend="basic-flow-constructor-set-pci"><citetitle>step
581         7</citetitle></link>). 
582         </para>
583       </section>
584
585       <section id="basic-flow-constructor-create-card">
586         <title>2) Create a card instance</title>
587         <para>
588           <informalexample>
589             <programlisting>
590 <![CDATA[
591   struct snd_card *card;
592   int err;
593   ....
594   err = snd_card_create(index[dev], id[dev], THIS_MODULE, 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_create()</function>.
813
814         <informalexample>
815           <programlisting>
816 <![CDATA[
817   struct snd_card *card;
818   int err;
819   err = snd_card_create(index, id, module, extra_size, &card);
820 ]]>
821           </programlisting>
822         </informalexample>
823       </para>
824
825       <para>
826         The function takes five arguments, the card-index number, the
827         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_create()</function>.
834       </para>
835     </section>
836
837     <section id="card-management-component">
838       <title>Components</title>
839       <para>
840         After the card is created, you can attach the components
841       (devices) to the card instance. In an ALSA driver, a component is
842       represented as a struct <structname>snd_device</structname> object.
843       A component can be a PCM instance, a control interface, a raw
844       MIDI interface, etc.  Each such instance has one component
845       entry.
846       </para>
847
848       <para>
849         A component can be created via
850         <function>snd_device_new()</function> function. 
851
852         <informalexample>
853           <programlisting>
854 <![CDATA[
855   snd_device_new(card, SNDRV_DEV_XXX, chip, &ops);
856 ]]>
857           </programlisting>
858         </informalexample>
859       </para>
860
861       <para>
862         This takes the card pointer, the device-level
863       (<constant>SNDRV_DEV_XXX</constant>), the data pointer, and the
864       callback pointers (<parameter>&amp;ops</parameter>). The
865       device-level defines the type of components and the order of
866       registration and de-registration.  For most components, the
867       device-level is already defined.  For a user-defined component,
868       you can use <constant>SNDRV_DEV_LOWLEVEL</constant>.
869       </para>
870
871       <para>
872       This function itself doesn't allocate the data space. The data
873       must be allocated manually beforehand, and its pointer is passed
874       as the argument. This pointer (<parameter>chip</parameter> in the
875       above example) is used as the identifier for the instance.
876       </para>
877
878       <para>
879         Each pre-defined ALSA component such as ac97 and pcm calls
880       <function>snd_device_new()</function> inside its
881       constructor. The destructor for each component is defined in the
882       callback pointers.  Hence, you don't need to take care of
883       calling a destructor for such a component.
884       </para>
885
886       <para>
887         If you wish to create your own component, you need to
888       set the destructor function to the dev_free callback in
889       the <parameter>ops</parameter>, so that it can be released
890       automatically via <function>snd_card_free()</function>.
891       The next example will show an implementation of chip-specific
892       data.
893       </para>
894     </section>
895
896     <section id="card-management-chip-specific">
897       <title>Chip-Specific Data</title>
898       <para>
899       Chip-specific information, e.g. the I/O port address, its
900       resource pointer, or the irq number, is stored in the
901       chip-specific record.
902
903         <informalexample>
904           <programlisting>
905 <![CDATA[
906   struct mychip {
907           ....
908   };
909 ]]>
910           </programlisting>
911         </informalexample>
912       </para>
913
914       <para>
915         In general, there are two ways of allocating the chip record.
916       </para>
917
918       <section id="card-management-chip-specific-snd-card-new">
919         <title>1. Allocating via <function>snd_card_create()</function>.</title>
920         <para>
921           As mentioned above, you can pass the extra-data-length
922           to the 4th argument of <function>snd_card_create()</function>, i.e.
923
924           <informalexample>
925             <programlisting>
926 <![CDATA[
927   err = snd_card_create(index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
928                         sizeof(struct mychip), &card);
929 ]]>
930             </programlisting>
931           </informalexample>
932
933           struct <structname>mychip</structname> is the type of the chip record.
934         </para>
935
936         <para>
937           In return, the allocated record can be accessed as
938
939           <informalexample>
940             <programlisting>
941 <![CDATA[
942   struct mychip *chip = card->private_data;
943 ]]>
944             </programlisting>
945           </informalexample>
946
947           With this method, you don't have to allocate twice.
948           The record is released together with the card instance.
949         </para>
950       </section>
951
952       <section id="card-management-chip-specific-allocate-extra">
953         <title>2. Allocating an extra device.</title>
954
955         <para>
956           After allocating a card instance via
957           <function>snd_card_create()</function> (with
958           <constant>0</constant> on the 4th arg), call
959           <function>kzalloc()</function>. 
960
961           <informalexample>
962             <programlisting>
963 <![CDATA[
964   struct snd_card *card;
965   struct mychip *chip;
966   err = snd_card_create(index[dev], id[dev], THIS_MODULE, 0, &card);
967   .....
968   chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
969 ]]>
970             </programlisting>
971           </informalexample>
972         </para>
973
974         <para>
975           The chip record should have the field to hold the card
976           pointer at least, 
977
978           <informalexample>
979             <programlisting>
980 <![CDATA[
981   struct mychip {
982           struct snd_card *card;
983           ....
984   };
985 ]]>
986             </programlisting>
987           </informalexample>
988         </para>
989
990         <para>
991           Then, set the card pointer in the returned chip instance.
992
993           <informalexample>
994             <programlisting>
995 <![CDATA[
996   chip->card = card;
997 ]]>
998             </programlisting>
999           </informalexample>
1000         </para>
1001
1002         <para>
1003           Next, initialize the fields, and register this chip
1004           record as a low-level device with a specified
1005           <parameter>ops</parameter>, 
1006
1007           <informalexample>
1008             <programlisting>
1009 <![CDATA[
1010   static struct snd_device_ops ops = {
1011           .dev_free =        snd_mychip_dev_free,
1012   };
1013   ....
1014   snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL, chip, &ops);
1015 ]]>
1016             </programlisting>
1017           </informalexample>
1018
1019           <function>snd_mychip_dev_free()</function> is the
1020         device-destructor function, which will call the real
1021         destructor. 
1022         </para>
1023
1024         <para>
1025           <informalexample>
1026             <programlisting>
1027 <![CDATA[
1028   static int snd_mychip_dev_free(struct snd_device *device)
1029   {
1030           return snd_mychip_free(device->device_data);
1031   }
1032 ]]>
1033             </programlisting>
1034           </informalexample>
1035
1036           where <function>snd_mychip_free()</function> is the real destructor.
1037         </para>
1038       </section>
1039     </section>
1040
1041     <section id="card-management-registration">
1042       <title>Registration and Release</title>
1043       <para>
1044         After all components are assigned, register the card instance
1045       by calling <function>snd_card_register()</function>. Access
1046       to the device files is enabled at this point. That is, before
1047       <function>snd_card_register()</function> is called, the
1048       components are safely inaccessible from external side. If this
1049       call fails, exit the probe function after releasing the card via
1050       <function>snd_card_free()</function>. 
1051       </para>
1052
1053       <para>
1054         For releasing the card instance, you can call simply
1055       <function>snd_card_free()</function>. As mentioned earlier, all
1056       components are released automatically by this call. 
1057       </para>
1058
1059       <para>
1060       For a device which allows hotplugging, you can use
1061       <function>snd_card_free_when_closed</function>.  This one will
1062       postpone the destruction until all devices are closed.
1063       </para>
1064
1065     </section>
1066
1067   </chapter>
1068
1069
1070 <!-- ****************************************************** -->
1071 <!-- PCI Resource Management  -->
1072 <!-- ****************************************************** -->
1073   <chapter id="pci-resource">
1074     <title>PCI Resource Management</title>
1075
1076     <section id="pci-resource-example">
1077       <title>Full Code Example</title>
1078       <para>
1079         In this section, we'll complete the chip-specific constructor,
1080       destructor and PCI entries. Example code is shown first,
1081       below. 
1082
1083         <example>
1084           <title>PCI Resource Management Example</title>
1085           <programlisting>
1086 <![CDATA[
1087   struct mychip {
1088           struct snd_card *card;
1089           struct pci_dev *pci;
1090
1091           unsigned long port;
1092           int irq;
1093   };
1094
1095   static int snd_mychip_free(struct mychip *chip)
1096   {
1097           /* disable hardware here if any */
1098           .... /* (not implemented in this document) */
1099
1100           /* release the irq */
1101           if (chip->irq >= 0)
1102                   free_irq(chip->irq, chip);
1103           /* release the I/O ports & memory */
1104           pci_release_regions(chip->pci);
1105           /* disable the PCI entry */
1106           pci_disable_device(chip->pci);
1107           /* release the data */
1108           kfree(chip);
1109           return 0;
1110   }
1111
1112   /* chip-specific constructor */
1113   static int snd_mychip_create(struct snd_card *card,
1114                                struct pci_dev *pci,
1115                                struct mychip **rchip)
1116   {
1117           struct mychip *chip;
1118           int err;
1119           static struct snd_device_ops ops = {
1120                  .dev_free = snd_mychip_dev_free,
1121           };
1122
1123           *rchip = NULL;
1124
1125           /* initialize the PCI entry */
1126           err = pci_enable_device(pci);
1127           if (err < 0)
1128                   return err;
1129           /* check PCI availability (28bit DMA) */
1130           if (pci_set_dma_mask(pci, DMA_BIT_MASK(28)) < 0 ||
1131               pci_set_consistent_dma_mask(pci, DMA_BIT_MASK(28)) < 0) {
1132                   printk(KERN_ERR "error to set 28bit mask DMA\n");
1133                   pci_disable_device(pci);
1134                   return -ENXIO;
1135           }
1136
1137           chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
1138           if (chip == NULL) {
1139                   pci_disable_device(pci);
1140                   return -ENOMEM;
1141           }
1142
1143           /* initialize the stuff */
1144           chip->card = card;
1145           chip->pci = pci;
1146           chip->irq = -1;
1147
1148           /* (1) PCI resource allocation */
1149           err = pci_request_regions(pci, "My Chip");
1150           if (err < 0) {
1151                   kfree(chip);
1152                   pci_disable_device(pci);
1153                   return err;
1154           }
1155           chip->port = pci_resource_start(pci, 0);
1156           if (request_irq(pci->irq, snd_mychip_interrupt,
1157                           IRQF_SHARED, KBUILD_MODNAME, chip)) {
1158                   printk(KERN_ERR "cannot grab irq %d\n", pci->irq);
1159                   snd_mychip_free(chip);
1160                   return -EBUSY;
1161           }
1162           chip->irq = pci->irq;
1163
1164           /* (2) initialization of the chip hardware */
1165           .... /*   (not implemented in this document) */
1166
1167           err = snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL, chip, &ops);
1168           if (err < 0) {
1169                   snd_mychip_free(chip);
1170                   return err;
1171           }
1172
1173           snd_card_set_dev(card, &pci->dev);
1174
1175           *rchip = chip;
1176           return 0;
1177   }        
1178
1179   /* PCI IDs */
1180   static struct pci_device_id snd_mychip_ids[] = {
1181           { PCI_VENDOR_ID_FOO, PCI_DEVICE_ID_BAR,
1182             PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, 0, },
1183           ....
1184           { 0, }
1185   };
1186   MODULE_DEVICE_TABLE(pci, snd_mychip_ids);
1187
1188   /* pci_driver definition */
1189   static struct pci_driver driver = {
1190           .name = KBUILD_MODNAME,
1191           .id_table = snd_mychip_ids,
1192           .probe = snd_mychip_probe,
1193           .remove = snd_mychip_remove,
1194   };
1195
1196   /* module initialization */
1197   static int __init alsa_card_mychip_init(void)
1198   {
1199           return pci_register_driver(&driver);
1200   }
1201
1202   /* module clean up */
1203   static void __exit alsa_card_mychip_exit(void)
1204   {
1205           pci_unregister_driver(&driver);
1206   }
1207
1208   module_init(alsa_card_mychip_init)
1209   module_exit(alsa_card_mychip_exit)
1210
1211   EXPORT_NO_SYMBOLS; /* for old kernels only */
1212 ]]>
1213           </programlisting>
1214         </example>
1215       </para>
1216     </section>
1217
1218     <section id="pci-resource-some-haftas">
1219       <title>Some Hafta's</title>
1220       <para>
1221         The allocation of PCI resources is done in the
1222       <function>probe()</function> function, and usually an extra
1223       <function>xxx_create()</function> function is written for this
1224       purpose.
1225       </para>
1226
1227       <para>
1228         In the case of PCI devices, you first have to call
1229       the <function>pci_enable_device()</function> function before
1230       allocating resources. Also, you need to set the proper PCI DMA
1231       mask to limit the accessed I/O range. In some cases, you might
1232       need to call <function>pci_set_master()</function> function,
1233       too.
1234       </para>
1235
1236       <para>
1237         Suppose the 28bit mask, and the code to be added would be like:
1238
1239         <informalexample>
1240           <programlisting>
1241 <![CDATA[
1242   err = pci_enable_device(pci);
1243   if (err < 0)
1244           return err;
1245   if (pci_set_dma_mask(pci, DMA_BIT_MASK(28)) < 0 ||
1246       pci_set_consistent_dma_mask(pci, DMA_BIT_MASK(28)) < 0) {
1247           printk(KERN_ERR "error to set 28bit mask DMA\n");
1248           pci_disable_device(pci);
1249           return -ENXIO;
1250   }
1251   
1252 ]]>
1253           </programlisting>
1254         </informalexample>
1255       </para>
1256     </section>
1257
1258     <section id="pci-resource-resource-allocation">
1259       <title>Resource Allocation</title>
1260       <para>
1261         The allocation of I/O ports and irqs is done via standard kernel
1262       functions. Unlike ALSA ver.0.5.x., there are no helpers for
1263       that. And these resources must be released in the destructor
1264       function (see below). Also, on ALSA 0.9.x, you don't need to
1265       allocate (pseudo-)DMA for PCI like in ALSA 0.5.x.
1266       </para>
1267
1268       <para>
1269         Now assume that the PCI device has an I/O port with 8 bytes
1270         and an interrupt. Then struct <structname>mychip</structname> will have the
1271         following fields:
1272
1273         <informalexample>
1274           <programlisting>
1275 <![CDATA[
1276   struct mychip {
1277           struct snd_card *card;
1278
1279           unsigned long port;
1280           int irq;
1281   };
1282 ]]>
1283           </programlisting>
1284         </informalexample>
1285       </para>
1286
1287       <para>
1288         For an I/O port (and also a memory region), you need to have
1289       the resource pointer for the standard resource management. For
1290       an irq, you have to keep only the irq number (integer). But you
1291       need to initialize this number as -1 before actual allocation,
1292       since irq 0 is valid. The port address and its resource pointer
1293       can be initialized as null by
1294       <function>kzalloc()</function> automatically, so you
1295       don't have to take care of resetting them. 
1296       </para>
1297
1298       <para>
1299         The allocation of an I/O port is done like this:
1300
1301         <informalexample>
1302           <programlisting>
1303 <![CDATA[
1304   err = pci_request_regions(pci, "My Chip");
1305   if (err < 0) { 
1306           kfree(chip);
1307           pci_disable_device(pci);
1308           return err;
1309   }
1310   chip->port = pci_resource_start(pci, 0);
1311 ]]>
1312           </programlisting>
1313         </informalexample>
1314       </para>
1315
1316       <para>
1317         <!-- obsolete -->
1318         It will reserve the I/O port region of 8 bytes of the given
1319       PCI device. The returned value, chip-&gt;res_port, is allocated
1320       via <function>kmalloc()</function> by
1321       <function>request_region()</function>. The pointer must be
1322       released via <function>kfree()</function>, but there is a
1323       problem with this. This issue will be explained later.
1324       </para>
1325
1326       <para>
1327         The allocation of an interrupt source is done like this:
1328
1329         <informalexample>
1330           <programlisting>
1331 <![CDATA[
1332   if (request_irq(pci->irq, snd_mychip_interrupt,
1333                   IRQF_SHARED, KBUILD_MODNAME, chip)) {
1334           printk(KERN_ERR "cannot grab irq %d\n", pci->irq);
1335           snd_mychip_free(chip);
1336           return -EBUSY;
1337   }
1338   chip->irq = pci->irq;
1339 ]]>
1340           </programlisting>
1341         </informalexample>
1342
1343         where <function>snd_mychip_interrupt()</function> is the
1344       interrupt handler defined <link
1345       linkend="pcm-interface-interrupt-handler"><citetitle>later</citetitle></link>.
1346       Note that chip-&gt;irq should be defined
1347       only when <function>request_irq()</function> succeeded.
1348       </para>
1349
1350       <para>
1351       On the PCI bus, interrupts can be shared. Thus,
1352       <constant>IRQF_SHARED</constant> is used as the interrupt flag of
1353       <function>request_irq()</function>. 
1354       </para>
1355
1356       <para>
1357         The last argument of <function>request_irq()</function> is the
1358       data pointer passed to the interrupt handler. Usually, the
1359       chip-specific record is used for that, but you can use what you
1360       like, too. 
1361       </para>
1362
1363       <para>
1364         I won't give details about the interrupt handler at this
1365         point, but at least its appearance can be explained now. The
1366         interrupt handler looks usually like the following: 
1367
1368         <informalexample>
1369           <programlisting>
1370 <![CDATA[
1371   static irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id)
1372   {
1373           struct mychip *chip = dev_id;
1374           ....
1375           return IRQ_HANDLED;
1376   }
1377 ]]>
1378           </programlisting>
1379         </informalexample>
1380       </para>
1381
1382       <para>
1383         Now let's write the corresponding destructor for the resources
1384       above. The role of destructor is simple: disable the hardware
1385       (if already activated) and release the resources. So far, we
1386       have no hardware part, so the disabling code is not written here. 
1387       </para>
1388
1389       <para>
1390         To release the resources, the <quote>check-and-release</quote>
1391         method is a safer way. For the interrupt, do like this: 
1392
1393         <informalexample>
1394           <programlisting>
1395 <![CDATA[
1396   if (chip->irq >= 0)
1397           free_irq(chip->irq, chip);
1398 ]]>
1399           </programlisting>
1400         </informalexample>
1401
1402         Since the irq number can start from 0, you should initialize
1403         chip-&gt;irq with a negative value (e.g. -1), so that you can
1404         check the validity of the irq number as above.
1405       </para>
1406
1407       <para>
1408         When you requested I/O ports or memory regions via
1409         <function>pci_request_region()</function> or
1410         <function>pci_request_regions()</function> like in this example,
1411         release the resource(s) using the corresponding function,
1412         <function>pci_release_region()</function> or
1413         <function>pci_release_regions()</function>.
1414
1415         <informalexample>
1416           <programlisting>
1417 <![CDATA[
1418   pci_release_regions(chip->pci);
1419 ]]>
1420           </programlisting>
1421         </informalexample>
1422       </para>
1423
1424       <para>
1425         When you requested manually via <function>request_region()</function>
1426         or <function>request_mem_region</function>, you can release it via
1427         <function>release_resource()</function>.  Suppose that you keep
1428         the resource pointer returned from <function>request_region()</function>
1429         in chip-&gt;res_port, the release procedure looks like:
1430
1431         <informalexample>
1432           <programlisting>
1433 <![CDATA[
1434   release_and_free_resource(chip->res_port);
1435 ]]>
1436           </programlisting>
1437         </informalexample>
1438       </para>
1439
1440       <para>
1441       Don't forget to call <function>pci_disable_device()</function>
1442       before the end.
1443       </para>
1444
1445       <para>
1446         And finally, release the chip-specific record.
1447
1448         <informalexample>
1449           <programlisting>
1450 <![CDATA[
1451   kfree(chip);
1452 ]]>
1453           </programlisting>
1454         </informalexample>
1455       </para>
1456
1457       <para>
1458       We didn't implement the hardware disabling part in the above.
1459       If you need to do this, please note that the destructor may be
1460       called even before the initialization of the chip is completed.
1461       It would be better to have a flag to skip hardware disabling
1462       if the hardware was not initialized yet.
1463       </para>
1464
1465       <para>
1466       When the chip-data is assigned to the card using
1467       <function>snd_device_new()</function> with
1468       <constant>SNDRV_DEV_LOWLELVEL</constant> , its destructor is 
1469       called at the last.  That is, it is assured that all other
1470       components like PCMs and controls have already been released.
1471       You don't have to stop PCMs, etc. explicitly, but just
1472       call low-level hardware stopping.
1473       </para>
1474
1475       <para>
1476         The management of a memory-mapped region is almost as same as
1477         the management of an I/O port. You'll need three fields like
1478         the following: 
1479
1480         <informalexample>
1481           <programlisting>
1482 <![CDATA[
1483   struct mychip {
1484           ....
1485           unsigned long iobase_phys;
1486           void __iomem *iobase_virt;
1487   };
1488 ]]>
1489           </programlisting>
1490         </informalexample>
1491
1492         and the allocation would be like below:
1493
1494         <informalexample>
1495           <programlisting>
1496 <![CDATA[
1497   if ((err = pci_request_regions(pci, "My Chip")) < 0) {
1498           kfree(chip);
1499           return err;
1500   }
1501   chip->iobase_phys = pci_resource_start(pci, 0);
1502   chip->iobase_virt = ioremap_nocache(chip->iobase_phys,
1503                                       pci_resource_len(pci, 0));
1504 ]]>
1505           </programlisting>
1506         </informalexample>
1507         
1508         and the corresponding destructor would be:
1509
1510         <informalexample>
1511           <programlisting>
1512 <![CDATA[
1513   static int snd_mychip_free(struct mychip *chip)
1514   {
1515           ....
1516           if (chip->iobase_virt)
1517                   iounmap(chip->iobase_virt);
1518           ....
1519           pci_release_regions(chip->pci);
1520           ....
1521   }
1522 ]]>
1523           </programlisting>
1524         </informalexample>
1525       </para>
1526
1527     </section>
1528
1529     <section id="pci-resource-device-struct">
1530       <title>Registration of Device Struct</title>
1531       <para>
1532         At some point, typically after calling <function>snd_device_new()</function>,
1533         you need to register the struct <structname>device</structname> of the chip
1534         you're handling for udev and co.  ALSA provides a macro for compatibility with
1535         older kernels.  Simply call like the following:
1536         <informalexample>
1537           <programlisting>
1538 <![CDATA[
1539   snd_card_set_dev(card, &pci->dev);
1540 ]]>
1541           </programlisting>
1542         </informalexample>
1543         so that it stores the PCI's device pointer to the card.  This will be
1544         referred by ALSA core functions later when the devices are registered.
1545       </para>
1546       <para>
1547         In the case of non-PCI, pass the proper device struct pointer of the BUS
1548         instead.  (In the case of legacy ISA without PnP, you don't have to do
1549         anything.)
1550       </para>
1551     </section>
1552
1553     <section id="pci-resource-entries">
1554       <title>PCI Entries</title>
1555       <para>
1556         So far, so good. Let's finish the missing PCI
1557       stuff. At first, we need a
1558       <structname>pci_device_id</structname> table for this
1559       chipset. It's a table of PCI vendor/device ID number, and some
1560       masks. 
1561       </para>
1562
1563       <para>
1564         For example,
1565
1566         <informalexample>
1567           <programlisting>
1568 <![CDATA[
1569   static struct pci_device_id snd_mychip_ids[] = {
1570           { PCI_VENDOR_ID_FOO, PCI_DEVICE_ID_BAR,
1571             PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, 0, },
1572           ....
1573           { 0, }
1574   };
1575   MODULE_DEVICE_TABLE(pci, snd_mychip_ids);
1576 ]]>
1577           </programlisting>
1578         </informalexample>
1579       </para>
1580
1581       <para>
1582         The first and second fields of
1583       the <structname>pci_device_id</structname> structure are the vendor and
1584       device IDs. If you have no reason to filter the matching
1585       devices, you can leave the remaining fields as above. The last
1586       field of the <structname>pci_device_id</structname> struct contains
1587       private data for this entry. You can specify any value here, for
1588       example, to define specific operations for supported device IDs.
1589       Such an example is found in the intel8x0 driver. 
1590       </para>
1591
1592       <para>
1593         The last entry of this list is the terminator. You must
1594       specify this all-zero entry. 
1595       </para>
1596
1597       <para>
1598         Then, prepare the <structname>pci_driver</structname> record:
1599
1600         <informalexample>
1601           <programlisting>
1602 <![CDATA[
1603   static struct pci_driver driver = {
1604           .name = KBUILD_MODNAME,
1605           .id_table = snd_mychip_ids,
1606           .probe = snd_mychip_probe,
1607           .remove = snd_mychip_remove,
1608   };
1609 ]]>
1610           </programlisting>
1611         </informalexample>
1612       </para>
1613
1614       <para>
1615         The <structfield>probe</structfield> and
1616       <structfield>remove</structfield> functions have already
1617       been defined in the previous sections.
1618       The <structfield>name</structfield>
1619       field is the name string of this device. Note that you must not
1620       use a slash <quote>/</quote> in this string. 
1621       </para>
1622
1623       <para>
1624         And at last, the module entries:
1625
1626         <informalexample>
1627           <programlisting>
1628 <![CDATA[
1629   static int __init alsa_card_mychip_init(void)
1630   {
1631           return pci_register_driver(&driver);
1632   }
1633
1634   static void __exit alsa_card_mychip_exit(void)
1635   {
1636           pci_unregister_driver(&driver);
1637   }
1638
1639   module_init(alsa_card_mychip_init)
1640   module_exit(alsa_card_mychip_exit)
1641 ]]>
1642           </programlisting>
1643         </informalexample>
1644       </para>
1645
1646       <para>
1647         Note that these module entries are tagged with
1648       <parameter>__init</parameter> and 
1649       <parameter>__exit</parameter> prefixes.
1650       </para>
1651
1652       <para>
1653         Oh, one thing was forgotten. If you have no exported symbols,
1654         you need to declare it in 2.2 or 2.4 kernels (it's not necessary in 2.6 kernels).
1655
1656         <informalexample>
1657           <programlisting>
1658 <![CDATA[
1659   EXPORT_NO_SYMBOLS;
1660 ]]>
1661           </programlisting>
1662         </informalexample>
1663
1664         That's all!
1665       </para>
1666     </section>
1667   </chapter>
1668
1669
1670 <!-- ****************************************************** -->
1671 <!-- PCM Interface  -->
1672 <!-- ****************************************************** -->
1673   <chapter id="pcm-interface">
1674     <title>PCM Interface</title>
1675
1676     <section id="pcm-interface-general">
1677       <title>General</title>
1678       <para>
1679         The PCM middle layer of ALSA is quite powerful and it is only
1680       necessary for each driver to implement the low-level functions
1681       to access its hardware.
1682       </para>
1683
1684       <para>
1685         For accessing to the PCM layer, you need to include
1686       <filename>&lt;sound/pcm.h&gt;</filename> first. In addition,
1687       <filename>&lt;sound/pcm_params.h&gt;</filename> might be needed
1688       if you access to some functions related with hw_param. 
1689       </para>
1690
1691       <para>
1692         Each card device can have up to four pcm instances. A pcm
1693       instance corresponds to a pcm device file. The limitation of
1694       number of instances comes only from the available bit size of
1695       the Linux's device numbers. Once when 64bit device number is
1696       used, we'll have more pcm instances available. 
1697       </para>
1698
1699       <para>
1700         A pcm instance consists of pcm playback and capture streams,
1701       and each pcm stream consists of one or more pcm substreams. Some
1702       soundcards support multiple playback functions. For example,
1703       emu10k1 has a PCM playback of 32 stereo substreams. In this case, at
1704       each open, a free substream is (usually) automatically chosen
1705       and opened. Meanwhile, when only one substream exists and it was
1706       already opened, the successful open will either block
1707       or error with <constant>EAGAIN</constant> according to the
1708       file open mode. But you don't have to care about such details in your
1709       driver. The PCM middle layer will take care of such work.
1710       </para>
1711     </section>
1712
1713     <section id="pcm-interface-example">
1714       <title>Full Code Example</title>
1715       <para>
1716       The example code below does not include any hardware access
1717       routines but shows only the skeleton, how to build up the PCM
1718       interfaces.
1719
1720         <example>
1721           <title>PCM Example Code</title>
1722           <programlisting>
1723 <![CDATA[
1724   #include <sound/pcm.h>
1725   ....
1726
1727   /* hardware definition */
1728   static struct snd_pcm_hardware snd_mychip_playback_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   /* hardware definition */
1747   static struct snd_pcm_hardware snd_mychip_capture_hw = {
1748           .info = (SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
1749                    SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
1750                    SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
1751                    SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID),
1752           .formats =          SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,
1753           .rates =            SNDRV_PCM_RATE_8000_48000,
1754           .rate_min =         8000,
1755           .rate_max =         48000,
1756           .channels_min =     2,
1757           .channels_max =     2,
1758           .buffer_bytes_max = 32768,
1759           .period_bytes_min = 4096,
1760           .period_bytes_max = 32768,
1761           .periods_min =      1,
1762           .periods_max =      1024,
1763   };
1764
1765   /* open callback */
1766   static int snd_mychip_playback_open(struct snd_pcm_substream *substream)
1767   {
1768           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1769           struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
1770
1771           runtime->hw = snd_mychip_playback_hw;
1772           /* more hardware-initialization will be done here */
1773           ....
1774           return 0;
1775   }
1776
1777   /* close callback */
1778   static int snd_mychip_playback_close(struct snd_pcm_substream *substream)
1779   {
1780           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1781           /* the hardware-specific codes will be here */
1782           ....
1783           return 0;
1784
1785   }
1786
1787   /* open callback */
1788   static int snd_mychip_capture_open(struct snd_pcm_substream *substream)
1789   {
1790           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1791           struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
1792
1793           runtime->hw = snd_mychip_capture_hw;
1794           /* more hardware-initialization will be done here */
1795           ....
1796           return 0;
1797   }
1798
1799   /* close callback */
1800   static int snd_mychip_capture_close(struct snd_pcm_substream *substream)
1801   {
1802           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1803           /* the hardware-specific codes will be here */
1804           ....
1805           return 0;
1806
1807   }
1808
1809   /* hw_params callback */
1810   static int snd_mychip_pcm_hw_params(struct snd_pcm_substream *substream,
1811                                struct snd_pcm_hw_params *hw_params)
1812   {
1813           return snd_pcm_lib_malloc_pages(substream,
1814                                      params_buffer_bytes(hw_params));
1815   }
1816
1817   /* hw_free callback */
1818   static int snd_mychip_pcm_hw_free(struct snd_pcm_substream *substream)
1819   {
1820           return snd_pcm_lib_free_pages(substream);
1821   }
1822
1823   /* prepare callback */
1824   static int snd_mychip_pcm_prepare(struct snd_pcm_substream *substream)
1825   {
1826           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1827           struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
1828
1829           /* set up the hardware with the current configuration
1830            * for example...
1831            */
1832           mychip_set_sample_format(chip, runtime->format);
1833           mychip_set_sample_rate(chip, runtime->rate);
1834           mychip_set_channels(chip, runtime->channels);
1835           mychip_set_dma_setup(chip, runtime->dma_addr,
1836                                chip->buffer_size,
1837                                chip->period_size);
1838           return 0;
1839   }
1840
1841   /* trigger callback */
1842   static int snd_mychip_pcm_trigger(struct snd_pcm_substream *substream,
1843                                     int cmd)
1844   {
1845           switch (cmd) {
1846           case SNDRV_PCM_TRIGGER_START:
1847                   /* do something to start the PCM engine */
1848                   ....
1849                   break;
1850           case SNDRV_PCM_TRIGGER_STOP:
1851                   /* do something to stop the PCM engine */
1852                   ....
1853                   break;
1854           default:
1855                   return -EINVAL;
1856           }
1857   }
1858
1859   /* pointer callback */
1860   static snd_pcm_uframes_t
1861   snd_mychip_pcm_pointer(struct snd_pcm_substream *substream)
1862   {
1863           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1864           unsigned int current_ptr;
1865
1866           /* get the current hardware pointer */
1867           current_ptr = mychip_get_hw_pointer(chip);
1868           return current_ptr;
1869   }
1870
1871   /* operators */
1872   static struct snd_pcm_ops snd_mychip_playback_ops = {
1873           .open =        snd_mychip_playback_open,
1874           .close =       snd_mychip_playback_close,
1875           .ioctl =       snd_pcm_lib_ioctl,
1876           .hw_params =   snd_mychip_pcm_hw_params,
1877           .hw_free =     snd_mychip_pcm_hw_free,
1878           .prepare =     snd_mychip_pcm_prepare,
1879           .trigger =     snd_mychip_pcm_trigger,
1880           .pointer =     snd_mychip_pcm_pointer,
1881   };
1882
1883   /* operators */
1884   static struct snd_pcm_ops snd_mychip_capture_ops = {
1885           .open =        snd_mychip_capture_open,
1886           .close =       snd_mychip_capture_close,
1887           .ioctl =       snd_pcm_lib_ioctl,
1888           .hw_params =   snd_mychip_pcm_hw_params,
1889           .hw_free =     snd_mychip_pcm_hw_free,
1890           .prepare =     snd_mychip_pcm_prepare,
1891           .trigger =     snd_mychip_pcm_trigger,
1892           .pointer =     snd_mychip_pcm_pointer,
1893   };
1894
1895   /*
1896    *  definitions of capture are omitted here...
1897    */
1898
1899   /* create a pcm device */
1900   static int snd_mychip_new_pcm(struct mychip *chip)
1901   {
1902           struct snd_pcm *pcm;
1903           int err;
1904
1905           err = snd_pcm_new(chip->card, "My Chip", 0, 1, 1, &pcm);
1906           if (err < 0) 
1907                   return err;
1908           pcm->private_data = chip;
1909           strcpy(pcm->name, "My Chip");
1910           chip->pcm = pcm;
1911           /* set operators */
1912           snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK,
1913                           &snd_mychip_playback_ops);
1914           snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE,
1915                           &snd_mychip_capture_ops);
1916           /* pre-allocation of buffers */
1917           /* NOTE: this may fail */
1918           snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
1919                                                 snd_dma_pci_data(chip->pci),
1920                                                 64*1024, 64*1024);
1921           return 0;
1922   }
1923 ]]>
1924           </programlisting>
1925         </example>
1926       </para>
1927     </section>
1928
1929     <section id="pcm-interface-constructor">
1930       <title>Constructor</title>
1931       <para>
1932         A pcm instance is allocated by the <function>snd_pcm_new()</function>
1933       function. It would be better to create a constructor for pcm,
1934       namely, 
1935
1936         <informalexample>
1937           <programlisting>
1938 <![CDATA[
1939   static int snd_mychip_new_pcm(struct mychip *chip)
1940   {
1941           struct snd_pcm *pcm;
1942           int err;
1943
1944           err = snd_pcm_new(chip->card, "My Chip", 0, 1, 1, &pcm);
1945           if (err < 0) 
1946                   return err;
1947           pcm->private_data = chip;
1948           strcpy(pcm->name, "My Chip");
1949           chip->pcm = pcm;
1950           ....
1951           return 0;
1952   }
1953 ]]>
1954           </programlisting>
1955         </informalexample>
1956       </para>
1957
1958       <para>
1959         The <function>snd_pcm_new()</function> function takes four
1960       arguments. The first argument is the card pointer to which this
1961       pcm is assigned, and the second is the ID string. 
1962       </para>
1963
1964       <para>
1965         The third argument (<parameter>index</parameter>, 0 in the
1966       above) is the index of this new pcm. It begins from zero. If
1967       you create more than one pcm instances, specify the
1968       different numbers in this argument. For example,
1969       <parameter>index</parameter> = 1 for the second PCM device.  
1970       </para>
1971
1972       <para>
1973         The fourth and fifth arguments are the number of substreams
1974       for playback and capture, respectively. Here 1 is used for
1975       both arguments. When no playback or capture substreams are available,
1976       pass 0 to the corresponding argument.
1977       </para>
1978
1979       <para>
1980         If a chip supports multiple playbacks or captures, you can
1981       specify more numbers, but they must be handled properly in
1982       open/close, etc. callbacks.  When you need to know which
1983       substream you are referring to, then it can be obtained from
1984       struct <structname>snd_pcm_substream</structname> data passed to each callback
1985       as follows: 
1986
1987         <informalexample>
1988           <programlisting>
1989 <![CDATA[
1990   struct snd_pcm_substream *substream;
1991   int index = substream->number;
1992 ]]>
1993           </programlisting>
1994         </informalexample>
1995       </para>
1996
1997       <para>
1998         After the pcm is created, you need to set operators for each
1999         pcm stream. 
2000
2001         <informalexample>
2002           <programlisting>
2003 <![CDATA[
2004   snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK,
2005                   &snd_mychip_playback_ops);
2006   snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE,
2007                   &snd_mychip_capture_ops);
2008 ]]>
2009           </programlisting>
2010         </informalexample>
2011       </para>
2012
2013       <para>
2014         The operators are defined typically like this:
2015
2016         <informalexample>
2017           <programlisting>
2018 <![CDATA[
2019   static struct snd_pcm_ops snd_mychip_playback_ops = {
2020           .open =        snd_mychip_pcm_open,
2021           .close =       snd_mychip_pcm_close,
2022           .ioctl =       snd_pcm_lib_ioctl,
2023           .hw_params =   snd_mychip_pcm_hw_params,
2024           .hw_free =     snd_mychip_pcm_hw_free,
2025           .prepare =     snd_mychip_pcm_prepare,
2026           .trigger =     snd_mychip_pcm_trigger,
2027           .pointer =     snd_mychip_pcm_pointer,
2028   };
2029 ]]>
2030           </programlisting>
2031         </informalexample>
2032
2033         All the callbacks are described in the
2034         <link linkend="pcm-interface-operators"><citetitle>
2035         Operators</citetitle></link> subsection.
2036       </para>
2037
2038       <para>
2039         After setting the operators, you probably will want to
2040         pre-allocate the buffer. For the pre-allocation, simply call
2041         the following: 
2042
2043         <informalexample>
2044           <programlisting>
2045 <![CDATA[
2046   snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
2047                                         snd_dma_pci_data(chip->pci),
2048                                         64*1024, 64*1024);
2049 ]]>
2050           </programlisting>
2051         </informalexample>
2052
2053         It will allocate a buffer up to 64kB as default.
2054       Buffer management details will be described in the later section <link
2055       linkend="buffer-and-memory"><citetitle>Buffer and Memory
2056       Management</citetitle></link>. 
2057       </para>
2058
2059       <para>
2060         Additionally, you can set some extra information for this pcm
2061         in pcm-&gt;info_flags.
2062         The available values are defined as
2063         <constant>SNDRV_PCM_INFO_XXX</constant> in
2064         <filename>&lt;sound/asound.h&gt;</filename>, which is used for
2065         the hardware definition (described later). When your soundchip
2066         supports only half-duplex, specify like this: 
2067
2068         <informalexample>
2069           <programlisting>
2070 <![CDATA[
2071   pcm->info_flags = SNDRV_PCM_INFO_HALF_DUPLEX;
2072 ]]>
2073           </programlisting>
2074         </informalexample>
2075       </para>
2076     </section>
2077
2078     <section id="pcm-interface-destructor">
2079       <title>... And the Destructor?</title>
2080       <para>
2081         The destructor for a pcm instance is not always
2082       necessary. Since the pcm device will be released by the middle
2083       layer code automatically, you don't have to call the destructor
2084       explicitly.
2085       </para>
2086
2087       <para>
2088         The destructor would be necessary if you created
2089         special records internally and needed to release them. In such a
2090         case, set the destructor function to
2091         pcm-&gt;private_free: 
2092
2093         <example>
2094           <title>PCM Instance with a Destructor</title>
2095           <programlisting>
2096 <![CDATA[
2097   static void mychip_pcm_free(struct snd_pcm *pcm)
2098   {
2099           struct mychip *chip = snd_pcm_chip(pcm);
2100           /* free your own data */
2101           kfree(chip->my_private_pcm_data);
2102           /* do what you like else */
2103           ....
2104   }
2105
2106   static int snd_mychip_new_pcm(struct mychip *chip)
2107   {
2108           struct snd_pcm *pcm;
2109           ....
2110           /* allocate your own data */
2111           chip->my_private_pcm_data = kmalloc(...);
2112           /* set the destructor */
2113           pcm->private_data = chip;
2114           pcm->private_free = mychip_pcm_free;
2115           ....
2116   }
2117 ]]>
2118           </programlisting>
2119         </example>
2120       </para>
2121     </section>
2122
2123     <section id="pcm-interface-runtime">
2124       <title>Runtime Pointer - The Chest of PCM Information</title>
2125         <para>
2126           When the PCM substream is opened, a PCM runtime instance is
2127         allocated and assigned to the substream. This pointer is
2128         accessible via <constant>substream-&gt;runtime</constant>.
2129         This runtime pointer holds most information you need
2130         to control the PCM: the copy of hw_params and sw_params configurations, the buffer
2131         pointers, mmap records, spinlocks, etc.
2132         </para>
2133
2134         <para>
2135         The definition of runtime instance is found in
2136         <filename>&lt;sound/pcm.h&gt;</filename>.  Here are
2137        the contents of this file:
2138           <informalexample>
2139             <programlisting>
2140 <![CDATA[
2141 struct _snd_pcm_runtime {
2142         /* -- Status -- */
2143         struct snd_pcm_substream *trigger_master;
2144         snd_timestamp_t trigger_tstamp; /* trigger timestamp */
2145         int overrange;
2146         snd_pcm_uframes_t avail_max;
2147         snd_pcm_uframes_t hw_ptr_base;  /* Position at buffer restart */
2148         snd_pcm_uframes_t hw_ptr_interrupt; /* Position at interrupt time*/
2149
2150         /* -- HW params -- */
2151         snd_pcm_access_t access;        /* access mode */
2152         snd_pcm_format_t format;        /* SNDRV_PCM_FORMAT_* */
2153         snd_pcm_subformat_t subformat;  /* subformat */
2154         unsigned int rate;              /* rate in Hz */
2155         unsigned int channels;          /* channels */
2156         snd_pcm_uframes_t period_size;  /* period size */
2157         unsigned int periods;           /* periods */
2158         snd_pcm_uframes_t buffer_size;  /* buffer size */
2159         unsigned int tick_time;         /* tick time */
2160         snd_pcm_uframes_t min_align;    /* Min alignment for the format */
2161         size_t byte_align;
2162         unsigned int frame_bits;
2163         unsigned int sample_bits;
2164         unsigned int info;
2165         unsigned int rate_num;
2166         unsigned int rate_den;
2167
2168         /* -- SW params -- */
2169         struct timespec tstamp_mode;    /* mmap timestamp is updated */
2170         unsigned int period_step;
2171         unsigned int sleep_min;         /* min ticks to sleep */
2172         snd_pcm_uframes_t start_threshold;
2173         snd_pcm_uframes_t stop_threshold;
2174         snd_pcm_uframes_t silence_threshold; /* Silence filling happens when
2175                                                 noise is nearest than this */
2176         snd_pcm_uframes_t silence_size; /* Silence filling size */
2177         snd_pcm_uframes_t boundary;     /* pointers wrap point */
2178
2179         snd_pcm_uframes_t silenced_start;
2180         snd_pcm_uframes_t silenced_size;
2181
2182         snd_pcm_sync_id_t sync;         /* hardware synchronization ID */
2183
2184         /* -- mmap -- */
2185         volatile struct snd_pcm_mmap_status *status;
2186         volatile struct snd_pcm_mmap_control *control;
2187         atomic_t mmap_count;
2188
2189         /* -- locking / scheduling -- */
2190         spinlock_t lock;
2191         wait_queue_head_t sleep;
2192         struct timer_list tick_timer;
2193         struct fasync_struct *fasync;
2194
2195         /* -- private section -- */
2196         void *private_data;
2197         void (*private_free)(struct snd_pcm_runtime *runtime);
2198
2199         /* -- hardware description -- */
2200         struct snd_pcm_hardware hw;
2201         struct snd_pcm_hw_constraints hw_constraints;
2202
2203         /* -- interrupt callbacks -- */
2204         void (*transfer_ack_begin)(struct snd_pcm_substream *substream);
2205         void (*transfer_ack_end)(struct snd_pcm_substream *substream);
2206
2207         /* -- timer -- */
2208         unsigned int timer_resolution;  /* timer resolution */
2209
2210         /* -- DMA -- */           
2211         unsigned char *dma_area;        /* DMA area */
2212         dma_addr_t dma_addr;            /* physical bus address (not accessible from main CPU) */
2213         size_t dma_bytes;               /* size of DMA area */
2214
2215         struct snd_dma_buffer *dma_buffer_p;    /* allocated buffer */
2216
2217 #if defined(CONFIG_SND_PCM_OSS) || defined(CONFIG_SND_PCM_OSS_MODULE)
2218         /* -- OSS things -- */
2219         struct snd_pcm_oss_runtime oss;
2220 #endif
2221 };
2222 ]]>
2223             </programlisting>
2224           </informalexample>
2225         </para>
2226
2227         <para>
2228           For the operators (callbacks) of each sound driver, most of
2229         these records are supposed to be read-only.  Only the PCM
2230         middle-layer changes / updates them.  The exceptions are
2231         the hardware description (hw), interrupt callbacks
2232         (transfer_ack_xxx), DMA buffer information, and the private
2233         data.  Besides, if you use the standard buffer allocation
2234         method via <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function>,
2235         you don't need to set the DMA buffer information by yourself.
2236         </para>
2237
2238         <para>
2239         In the sections below, important records are explained.
2240         </para>
2241
2242         <section id="pcm-interface-runtime-hw">
2243         <title>Hardware Description</title>
2244         <para>
2245           The hardware descriptor (struct <structname>snd_pcm_hardware</structname>)
2246         contains the definitions of the fundamental hardware
2247         configuration.  Above all, you'll need to define this in
2248         <link linkend="pcm-interface-operators-open-callback"><citetitle>
2249         the open callback</citetitle></link>.
2250         Note that the runtime instance holds the copy of the
2251         descriptor, not the pointer to the existing descriptor.  That
2252         is, in the open callback, you can modify the copied descriptor
2253         (<constant>runtime-&gt;hw</constant>) as you need.  For example, if the maximum
2254         number of channels is 1 only on some chip models, you can
2255         still use the same hardware descriptor and change the
2256         channels_max later:
2257           <informalexample>
2258             <programlisting>
2259 <![CDATA[
2260           struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
2261           ...
2262           runtime->hw = snd_mychip_playback_hw; /* common definition */
2263           if (chip->model == VERY_OLD_ONE)
2264                   runtime->hw.channels_max = 1;
2265 ]]>
2266             </programlisting>
2267           </informalexample>
2268         </para>
2269
2270         <para>
2271           Typically, you'll have a hardware descriptor as below:
2272           <informalexample>
2273             <programlisting>
2274 <![CDATA[
2275   static struct snd_pcm_hardware snd_mychip_playback_hw = {
2276           .info = (SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
2277                    SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
2278                    SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
2279                    SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID),
2280           .formats =          SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,
2281           .rates =            SNDRV_PCM_RATE_8000_48000,
2282           .rate_min =         8000,
2283           .rate_max =         48000,
2284           .channels_min =     2,
2285           .channels_max =     2,
2286           .buffer_bytes_max = 32768,
2287           .period_bytes_min = 4096,
2288           .period_bytes_max = 32768,
2289           .periods_min =      1,
2290           .periods_max =      1024,
2291   };
2292 ]]>
2293             </programlisting>
2294           </informalexample>
2295         </para>
2296
2297         <para>
2298         <itemizedlist>
2299         <listitem><para>
2300           The <structfield>info</structfield> field contains the type and
2301         capabilities of this pcm. The bit flags are defined in
2302         <filename>&lt;sound/asound.h&gt;</filename> as
2303         <constant>SNDRV_PCM_INFO_XXX</constant>. Here, at least, you
2304         have to specify whether the mmap is supported and which
2305         interleaved format is supported.
2306         When the hardware supports mmap, add the
2307         <constant>SNDRV_PCM_INFO_MMAP</constant> flag here. When the
2308         hardware supports the interleaved or the non-interleaved
2309         formats, <constant>SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED</constant> or
2310         <constant>SNDRV_PCM_INFO_NONINTERLEAVED</constant> flag must
2311         be set, respectively. If both are supported, you can set both,
2312         too. 
2313         </para>
2314
2315         <para>
2316           In the above example, <constant>MMAP_VALID</constant> and
2317         <constant>BLOCK_TRANSFER</constant> are specified for the OSS mmap
2318         mode. Usually both are set. Of course,
2319         <constant>MMAP_VALID</constant> is set only if the mmap is
2320         really supported. 
2321         </para>
2322
2323         <para>
2324           The other possible flags are
2325         <constant>SNDRV_PCM_INFO_PAUSE</constant> and
2326         <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant>. The
2327         <constant>PAUSE</constant> bit means that the pcm supports the
2328         <quote>pause</quote> operation, while the
2329         <constant>RESUME</constant> bit means that the pcm supports
2330         the full <quote>suspend/resume</quote> operation.
2331         If the <constant>PAUSE</constant> flag is set,
2332         the <structfield>trigger</structfield> callback below
2333         must handle the corresponding (pause push/release) commands.
2334         The suspend/resume trigger commands can be defined even without
2335         the <constant>RESUME</constant> flag.  See <link
2336         linkend="power-management"><citetitle>
2337         Power Management</citetitle></link> section for details.
2338         </para>
2339
2340         <para>
2341           When the PCM substreams can be synchronized (typically,
2342         synchronized start/stop of a playback and a capture streams),
2343         you can give <constant>SNDRV_PCM_INFO_SYNC_START</constant>,
2344         too.  In this case, you'll need to check the linked-list of
2345         PCM substreams in the trigger callback.  This will be
2346         described in the later section.
2347         </para>
2348         </listitem>
2349
2350         <listitem>
2351         <para>
2352           <structfield>formats</structfield> field contains the bit-flags
2353         of supported formats (<constant>SNDRV_PCM_FMTBIT_XXX</constant>).
2354         If the hardware supports more than one format, give all or'ed
2355         bits.  In the example above, the signed 16bit little-endian
2356         format is specified.
2357         </para>
2358         </listitem>
2359
2360         <listitem>
2361         <para>
2362         <structfield>rates</structfield> field contains the bit-flags of
2363         supported rates (<constant>SNDRV_PCM_RATE_XXX</constant>).
2364         When the chip supports continuous rates, pass
2365         <constant>CONTINUOUS</constant> bit additionally.
2366         The pre-defined rate bits are provided only for typical
2367         rates. If your chip supports unconventional rates, you need to add
2368         the <constant>KNOT</constant> bit and set up the hardware
2369         constraint manually (explained later).
2370         </para>
2371         </listitem>
2372
2373         <listitem>
2374         <para>
2375         <structfield>rate_min</structfield> and
2376         <structfield>rate_max</structfield> define the minimum and
2377         maximum sample rate.  This should correspond somehow to
2378         <structfield>rates</structfield> bits.
2379         </para>
2380         </listitem>
2381
2382         <listitem>
2383         <para>
2384         <structfield>channel_min</structfield> and
2385         <structfield>channel_max</structfield> 
2386         define, as you might already expected, the minimum and maximum
2387         number of channels.
2388         </para>
2389         </listitem>
2390
2391         <listitem>
2392         <para>
2393         <structfield>buffer_bytes_max</structfield> defines the
2394         maximum buffer size in bytes.  There is no
2395         <structfield>buffer_bytes_min</structfield> field, since
2396         it can be calculated from the minimum period size and the
2397         minimum number of periods.
2398         Meanwhile, <structfield>period_bytes_min</structfield> and
2399         define the minimum and maximum size of the period in bytes.
2400         <structfield>periods_max</structfield> and
2401         <structfield>periods_min</structfield> define the maximum and
2402         minimum number of periods in the buffer.
2403         </para>
2404
2405         <para>
2406         The <quote>period</quote> is a term that corresponds to
2407         a fragment in the OSS world. The period defines the size at
2408         which a PCM interrupt is generated. This size strongly
2409         depends on the hardware. 
2410         Generally, the smaller period size will give you more
2411         interrupts, that is, more controls. 
2412         In the case of capture, this size defines the input latency.
2413         On the other hand, the whole buffer size defines the
2414         output latency for the playback direction.
2415         </para>
2416         </listitem>
2417
2418         <listitem>
2419         <para>
2420         There is also a field <structfield>fifo_size</structfield>.
2421         This specifies the size of the hardware FIFO, but currently it
2422         is neither used in the driver nor in the alsa-lib.  So, you
2423         can ignore this field.
2424         </para>
2425         </listitem>
2426         </itemizedlist>
2427         </para>
2428         </section>
2429
2430         <section id="pcm-interface-runtime-config">
2431         <title>PCM Configurations</title>
2432         <para>
2433         Ok, let's go back again to the PCM runtime records.
2434         The most frequently referred records in the runtime instance are
2435         the PCM configurations.
2436         The PCM configurations are stored in the runtime instance
2437         after the application sends <type>hw_params</type> data via
2438         alsa-lib.  There are many fields copied from hw_params and
2439         sw_params structs.  For example,
2440         <structfield>format</structfield> holds the format type
2441         chosen by the application.  This field contains the enum value
2442         <constant>SNDRV_PCM_FORMAT_XXX</constant>.
2443         </para>
2444
2445         <para>
2446         One thing to be noted is that the configured buffer and period
2447         sizes are stored in <quote>frames</quote> in the runtime.
2448         In the ALSA world, 1 frame = channels * samples-size.
2449         For conversion between frames and bytes, you can use the
2450         <function>frames_to_bytes()</function> and
2451           <function>bytes_to_frames()</function> helper functions. 
2452           <informalexample>
2453             <programlisting>
2454 <![CDATA[
2455   period_bytes = frames_to_bytes(runtime, runtime->period_size);
2456 ]]>
2457             </programlisting>
2458           </informalexample>
2459         </para>
2460
2461         <para>
2462         Also, many software parameters (sw_params) are
2463         stored in frames, too.  Please check the type of the field.
2464         <type>snd_pcm_uframes_t</type> is for the frames as unsigned
2465         integer while <type>snd_pcm_sframes_t</type> is for the frames
2466         as signed integer.
2467         </para>
2468         </section>
2469
2470         <section id="pcm-interface-runtime-dma">
2471         <title>DMA Buffer Information</title>
2472         <para>
2473         The DMA buffer is defined by the following four fields,
2474         <structfield>dma_area</structfield>,
2475         <structfield>dma_addr</structfield>,
2476         <structfield>dma_bytes</structfield> and
2477         <structfield>dma_private</structfield>.
2478         The <structfield>dma_area</structfield> holds the buffer
2479         pointer (the logical address).  You can call
2480         <function>memcpy</function> from/to 
2481         this pointer.  Meanwhile, <structfield>dma_addr</structfield>
2482         holds the physical address of the buffer.  This field is
2483         specified only when the buffer is a linear buffer.
2484         <structfield>dma_bytes</structfield> holds the size of buffer
2485         in bytes.  <structfield>dma_private</structfield> is used for
2486         the ALSA DMA allocator.
2487         </para>
2488
2489         <para>
2490         If you use a standard ALSA function,
2491         <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function>, for
2492         allocating the buffer, these fields are set by the ALSA middle
2493         layer, and you should <emphasis>not</emphasis> change them by
2494         yourself.  You can read them but not write them.
2495         On the other hand, if you want to allocate the buffer by
2496         yourself, you'll need to manage it in hw_params callback.
2497         At least, <structfield>dma_bytes</structfield> is mandatory.
2498         <structfield>dma_area</structfield> is necessary when the
2499         buffer is mmapped.  If your driver doesn't support mmap, this
2500         field is not necessary.  <structfield>dma_addr</structfield>
2501         is also optional.  You can use
2502         <structfield>dma_private</structfield> as you like, too.
2503         </para>
2504         </section>
2505
2506         <section id="pcm-interface-runtime-status">
2507         <title>Running Status</title>
2508         <para>
2509         The running status can be referred via <constant>runtime-&gt;status</constant>.
2510         This is the pointer to the struct <structname>snd_pcm_mmap_status</structname>
2511         record.  For example, you can get the current DMA hardware
2512         pointer via <constant>runtime-&gt;status-&gt;hw_ptr</constant>.
2513         </para>
2514
2515         <para>
2516         The DMA application pointer can be referred via
2517         <constant>runtime-&gt;control</constant>, which points to the
2518         struct <structname>snd_pcm_mmap_control</structname> record.
2519         However, accessing directly to this value is not recommended.
2520         </para>
2521         </section>
2522
2523         <section id="pcm-interface-runtime-private">
2524         <title>Private Data</title> 
2525         <para>
2526         You can allocate a record for the substream and store it in
2527         <constant>runtime-&gt;private_data</constant>.  Usually, this
2528         is done in
2529         <link linkend="pcm-interface-operators-open-callback"><citetitle>
2530         the open callback</citetitle></link>.
2531         Don't mix this with <constant>pcm-&gt;private_data</constant>.
2532         The <constant>pcm-&gt;private_data</constant> usually points to the
2533         chip instance assigned statically at the creation of PCM, while the 
2534         <constant>runtime-&gt;private_data</constant> points to a dynamic
2535         data structure created at the PCM open callback.
2536
2537           <informalexample>
2538             <programlisting>
2539 <![CDATA[
2540   static int snd_xxx_open(struct snd_pcm_substream *substream)
2541   {
2542           struct my_pcm_data *data;
2543           ....
2544           data = kmalloc(sizeof(*data), GFP_KERNEL);
2545           substream->runtime->private_data = data;
2546           ....
2547   }
2548 ]]>
2549             </programlisting>
2550           </informalexample>
2551         </para>
2552
2553         <para>
2554           The allocated object must be released in
2555         <link linkend="pcm-interface-operators-open-callback"><citetitle>
2556         the close callback</citetitle></link>.
2557         </para>
2558         </section>
2559
2560         <section id="pcm-interface-runtime-intr">
2561         <title>Interrupt Callbacks</title>
2562         <para>
2563         The field <structfield>transfer_ack_begin</structfield> and
2564         <structfield>transfer_ack_end</structfield> are called at
2565         the beginning and at the end of
2566         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function>, respectively. 
2567         </para>
2568         </section>
2569
2570     </section>
2571
2572     <section id="pcm-interface-operators">
2573       <title>Operators</title>
2574       <para>
2575         OK, now let me give details about each pcm callback
2576       (<parameter>ops</parameter>). In general, every callback must
2577       return 0 if successful, or a negative error number
2578       such as <constant>-EINVAL</constant>. To choose an appropriate
2579       error number, it is advised to check what value other parts of
2580       the kernel return when the same kind of request fails.
2581       </para>
2582
2583       <para>
2584         The callback function takes at least the argument with
2585         <structname>snd_pcm_substream</structname> pointer. To retrieve
2586         the chip record from the given substream instance, you can use the
2587         following macro. 
2588
2589         <informalexample>
2590           <programlisting>
2591 <![CDATA[
2592   int xxx() {
2593           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
2594           ....
2595   }
2596 ]]>
2597           </programlisting>
2598         </informalexample>
2599
2600         The macro reads <constant>substream-&gt;private_data</constant>,
2601         which is a copy of <constant>pcm-&gt;private_data</constant>.
2602         You can override the former if you need to assign different data
2603         records per PCM substream.  For example, the cmi8330 driver assigns
2604         different private_data for playback and capture directions,
2605         because it uses two different codecs (SB- and AD-compatible) for
2606         different directions.
2607       </para>
2608
2609       <section id="pcm-interface-operators-open-callback">
2610         <title>open callback</title>
2611         <para>
2612           <informalexample>
2613             <programlisting>
2614 <![CDATA[
2615   static int snd_xxx_open(struct snd_pcm_substream *substream);
2616 ]]>
2617             </programlisting>
2618           </informalexample>
2619
2620           This is called when a pcm substream is opened.
2621         </para>
2622
2623         <para>
2624           At least, here you have to initialize the runtime-&gt;hw
2625           record. Typically, this is done by like this: 
2626
2627           <informalexample>
2628             <programlisting>
2629 <![CDATA[
2630   static int snd_xxx_open(struct snd_pcm_substream *substream)
2631   {
2632           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
2633           struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
2634
2635           runtime->hw = snd_mychip_playback_hw;
2636           return 0;
2637   }
2638 ]]>
2639             </programlisting>
2640           </informalexample>
2641
2642           where <parameter>snd_mychip_playback_hw</parameter> is the
2643           pre-defined hardware description.
2644         </para>
2645
2646         <para>
2647         You can allocate a private data in this callback, as described
2648         in <link linkend="pcm-interface-runtime-private"><citetitle>
2649         Private Data</citetitle></link> section.
2650         </para>
2651
2652         <para>
2653         If the hardware configuration needs more constraints, set the
2654         hardware constraints here, too.
2655         See <link linkend="pcm-interface-constraints"><citetitle>
2656         Constraints</citetitle></link> for more details.
2657         </para>
2658       </section>
2659
2660       <section id="pcm-interface-operators-close-callback">
2661         <title>close callback</title>
2662         <para>
2663           <informalexample>
2664             <programlisting>
2665 <![CDATA[
2666   static int snd_xxx_close(struct snd_pcm_substream *substream);
2667 ]]>
2668             </programlisting>
2669           </informalexample>
2670
2671           Obviously, this is called when a pcm substream is closed.
2672         </para>
2673
2674         <para>
2675           Any private instance for a pcm substream allocated in the
2676           open callback will be released here. 
2677
2678           <informalexample>
2679             <programlisting>
2680 <![CDATA[
2681   static int snd_xxx_close(struct snd_pcm_substream *substream)
2682   {
2683           ....
2684           kfree(substream->runtime->private_data);
2685           ....
2686   }
2687 ]]>
2688             </programlisting>
2689           </informalexample>
2690         </para>
2691       </section>
2692
2693       <section id="pcm-interface-operators-ioctl-callback">
2694         <title>ioctl callback</title>
2695         <para>
2696           This is used for any special call to pcm ioctls. But
2697         usually you can pass a generic ioctl callback, 
2698         <function>snd_pcm_lib_ioctl</function>.
2699         </para>
2700       </section>
2701
2702       <section id="pcm-interface-operators-hw-params-callback">
2703         <title>hw_params callback</title>
2704         <para>
2705           <informalexample>
2706             <programlisting>
2707 <![CDATA[
2708   static int snd_xxx_hw_params(struct snd_pcm_substream *substream,
2709                                struct snd_pcm_hw_params *hw_params);
2710 ]]>
2711             </programlisting>
2712           </informalexample>
2713         </para>
2714
2715         <para>
2716           This is called when the hardware parameter
2717         (<structfield>hw_params</structfield>) is set
2718         up by the application, 
2719         that is, once when the buffer size, the period size, the
2720         format, etc. are defined for the pcm substream. 
2721         </para>
2722
2723         <para>
2724           Many hardware setups should be done in this callback,
2725         including the allocation of buffers. 
2726         </para>
2727
2728         <para>
2729           Parameters to be initialized are retrieved by
2730           <function>params_xxx()</function> macros. To allocate
2731           buffer, you can call a helper function, 
2732
2733           <informalexample>
2734             <programlisting>
2735 <![CDATA[
2736   snd_pcm_lib_malloc_pages(substream, params_buffer_bytes(hw_params));
2737 ]]>
2738             </programlisting>
2739           </informalexample>
2740
2741           <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function> is available
2742           only when the DMA buffers have been pre-allocated.
2743           See the section <link
2744           linkend="buffer-and-memory-buffer-types"><citetitle>
2745           Buffer Types</citetitle></link> for more details.
2746         </para>
2747
2748         <para>
2749           Note that this and <structfield>prepare</structfield> callbacks
2750         may be called multiple times per initialization.
2751         For example, the OSS emulation may
2752         call these callbacks at each change via its ioctl. 
2753         </para>
2754
2755         <para>
2756           Thus, you need to be careful not to allocate the same buffers
2757         many times, which will lead to memory leaks!  Calling the
2758         helper function above many times is OK. It will release the
2759         previous buffer automatically when it was already allocated. 
2760         </para>
2761
2762         <para>
2763           Another note is that this callback is non-atomic
2764         (schedulable). This is important, because the
2765         <structfield>trigger</structfield> callback 
2766         is atomic (non-schedulable). That is, mutexes or any
2767         schedule-related functions are not available in
2768         <structfield>trigger</structfield> callback.
2769         Please see the subsection
2770         <link linkend="pcm-interface-atomicity"><citetitle>
2771         Atomicity</citetitle></link> for details.
2772         </para>
2773       </section>
2774
2775       <section id="pcm-interface-operators-hw-free-callback">
2776         <title>hw_free callback</title>
2777         <para>
2778           <informalexample>
2779             <programlisting>
2780 <![CDATA[
2781   static int snd_xxx_hw_free(struct snd_pcm_substream *substream);
2782 ]]>
2783             </programlisting>
2784           </informalexample>
2785         </para>
2786
2787         <para>
2788           This is called to release the resources allocated via
2789           <structfield>hw_params</structfield>. For example, releasing the
2790           buffer via 
2791           <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function> is done by
2792           calling the following: 
2793
2794           <informalexample>
2795             <programlisting>
2796 <![CDATA[
2797   snd_pcm_lib_free_pages(substream);
2798 ]]>
2799             </programlisting>
2800           </informalexample>
2801         </para>
2802
2803         <para>
2804           This function is always called before the close callback is called.
2805           Also, the callback may be called multiple times, too.
2806           Keep track whether the resource was already released. 
2807         </para>
2808       </section>
2809
2810       <section id="pcm-interface-operators-prepare-callback">
2811        <title>prepare callback</title>
2812         <para>
2813           <informalexample>
2814             <programlisting>
2815 <![CDATA[
2816   static int snd_xxx_prepare(struct snd_pcm_substream *substream);
2817 ]]>
2818             </programlisting>
2819           </informalexample>
2820         </para>
2821
2822         <para>
2823           This callback is called when the pcm is
2824         <quote>prepared</quote>. You can set the format type, sample
2825         rate, etc. here. The difference from
2826         <structfield>hw_params</structfield> is that the 
2827         <structfield>prepare</structfield> callback will be called each
2828         time 
2829         <function>snd_pcm_prepare()</function> is called, i.e. when
2830         recovering after underruns, etc. 
2831         </para>
2832
2833         <para>
2834         Note that this callback is now non-atomic.
2835         You can use schedule-related functions safely in this callback.
2836         </para>
2837
2838         <para>
2839           In this and the following callbacks, you can refer to the
2840         values via the runtime record,
2841         substream-&gt;runtime.
2842         For example, to get the current
2843         rate, format or channels, access to
2844         runtime-&gt;rate,
2845         runtime-&gt;format or
2846         runtime-&gt;channels, respectively. 
2847         The physical address of the allocated buffer is set to
2848         runtime-&gt;dma_area.  The buffer and period sizes are
2849         in runtime-&gt;buffer_size and runtime-&gt;period_size,
2850         respectively.
2851         </para>
2852
2853         <para>
2854           Be careful that this callback will be called many times at
2855         each setup, too. 
2856         </para>
2857       </section>
2858
2859       <section id="pcm-interface-operators-trigger-callback">
2860         <title>trigger callback</title>
2861         <para>
2862           <informalexample>
2863             <programlisting>
2864 <![CDATA[
2865   static int snd_xxx_trigger(struct snd_pcm_substream *substream, int cmd);
2866 ]]>
2867             </programlisting>
2868           </informalexample>
2869
2870           This is called when the pcm is started, stopped or paused.
2871         </para>
2872
2873         <para>
2874           Which action is specified in the second argument,
2875           <constant>SNDRV_PCM_TRIGGER_XXX</constant> in
2876           <filename>&lt;sound/pcm.h&gt;</filename>. At least,
2877           the <constant>START</constant> and <constant>STOP</constant>
2878           commands must be defined in this callback. 
2879
2880           <informalexample>
2881             <programlisting>
2882 <![CDATA[
2883   switch (cmd) {
2884   case SNDRV_PCM_TRIGGER_START:
2885           /* do something to start the PCM engine */
2886           break;
2887   case SNDRV_PCM_TRIGGER_STOP:
2888           /* do something to stop the PCM engine */
2889           break;
2890   default:
2891           return -EINVAL;
2892   }
2893 ]]>
2894             </programlisting>
2895           </informalexample>
2896         </para>
2897
2898         <para>
2899           When the pcm supports the pause operation (given in the info
2900         field of the hardware table), the <constant>PAUSE_PUSH</constant>
2901         and <constant>PAUSE_RELEASE</constant> commands must be
2902         handled here, too. The former is the command to pause the pcm,
2903         and the latter to restart the pcm again. 
2904         </para>
2905
2906         <para>
2907           When the pcm supports the suspend/resume operation,
2908         regardless of full or partial suspend/resume support,
2909         the <constant>SUSPEND</constant> and <constant>RESUME</constant>
2910         commands must be handled, too.
2911         These commands are issued when the power-management status is
2912         changed.  Obviously, the <constant>SUSPEND</constant> and
2913         <constant>RESUME</constant> commands
2914         suspend and resume the pcm substream, and usually, they
2915         are identical to the <constant>STOP</constant> and
2916         <constant>START</constant> commands, respectively.
2917           See the <link linkend="power-management"><citetitle>
2918         Power Management</citetitle></link> section for details.
2919         </para>
2920
2921         <para>
2922           As mentioned, this callback is atomic.  You cannot call
2923           functions which may sleep.
2924           The trigger callback should be as minimal as possible,
2925           just really triggering the DMA.  The other stuff should be
2926           initialized hw_params and prepare callbacks properly
2927           beforehand.
2928         </para>
2929       </section>
2930
2931       <section id="pcm-interface-operators-pointer-callback">
2932         <title>pointer callback</title>
2933         <para>
2934           <informalexample>
2935             <programlisting>
2936 <![CDATA[
2937   static snd_pcm_uframes_t snd_xxx_pointer(struct snd_pcm_substream *substream)
2938 ]]>
2939             </programlisting>
2940           </informalexample>
2941
2942           This callback is called when the PCM middle layer inquires
2943         the current hardware position on the buffer. The position must
2944         be returned in frames,
2945         ranging from 0 to buffer_size - 1.
2946         </para>
2947
2948         <para>
2949           This is called usually from the buffer-update routine in the
2950         pcm middle layer, which is invoked when
2951         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> is called in the
2952         interrupt routine. Then the pcm middle layer updates the
2953         position and calculates the available space, and wakes up the
2954         sleeping poll threads, etc. 
2955         </para>
2956
2957         <para>
2958           This callback is also atomic.
2959         </para>
2960       </section>
2961
2962       <section id="pcm-interface-operators-copy-silence">
2963         <title>copy and silence callbacks</title>
2964         <para>
2965           These callbacks are not mandatory, and can be omitted in
2966         most cases. These callbacks are used when the hardware buffer
2967         cannot be in the normal memory space. Some chips have their
2968         own buffer on the hardware which is not mappable. In such a
2969         case, you have to transfer the data manually from the memory
2970         buffer to the hardware buffer. Or, if the buffer is
2971         non-contiguous on both physical and virtual memory spaces,
2972         these callbacks must be defined, too. 
2973         </para>
2974
2975         <para>
2976           If these two callbacks are defined, copy and set-silence
2977         operations are done by them. The detailed will be described in
2978         the later section <link
2979         linkend="buffer-and-memory"><citetitle>Buffer and Memory
2980         Management</citetitle></link>. 
2981         </para>
2982       </section>
2983
2984       <section id="pcm-interface-operators-ack">
2985         <title>ack callback</title>
2986         <para>
2987           This callback is also not mandatory. This callback is called
2988         when the appl_ptr is updated in read or write operations.
2989         Some drivers like emu10k1-fx and cs46xx need to track the
2990         current appl_ptr for the internal buffer, and this callback
2991         is useful only for such a purpose.
2992         </para>
2993         <para>
2994           This callback is atomic.
2995         </para>
2996       </section>
2997
2998       <section id="pcm-interface-operators-page-callback">
2999         <title>page callback</title>
3000
3001         <para>
3002           This callback is optional too. This callback is used
3003         mainly for non-contiguous buffers. The mmap calls this
3004         callback to get the page address. Some examples will be
3005         explained in the later section <link
3006         linkend="buffer-and-memory"><citetitle>Buffer and Memory
3007         Management</citetitle></link>, too. 
3008         </para>
3009       </section>
3010     </section>
3011
3012     <section id="pcm-interface-interrupt-handler">
3013       <title>Interrupt Handler</title>
3014       <para>
3015         The rest of pcm stuff is the PCM interrupt handler. The
3016       role of PCM interrupt handler in the sound driver is to update
3017       the buffer position and to tell the PCM middle layer when the
3018       buffer position goes across the prescribed period size. To
3019       inform this, call the <function>snd_pcm_period_elapsed()</function>
3020       function. 
3021       </para>
3022
3023       <para>
3024         There are several types of sound chips to generate the interrupts.
3025       </para>
3026
3027       <section id="pcm-interface-interrupt-handler-boundary">
3028         <title>Interrupts at the period (fragment) boundary</title>
3029         <para>
3030           This is the most frequently found type:  the hardware
3031         generates an interrupt at each period boundary.
3032         In this case, you can call
3033         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> at each 
3034         interrupt. 
3035         </para>
3036
3037         <para>
3038           <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> takes the
3039         substream pointer as its argument. Thus, you need to keep the
3040         substream pointer accessible from the chip instance. For
3041         example, define substream field in the chip record to hold the
3042         current running substream pointer, and set the pointer value
3043         at open callback (and reset at close callback). 
3044         </para>
3045
3046         <para>
3047           If you acquire a spinlock in the interrupt handler, and the
3048         lock is used in other pcm callbacks, too, then you have to
3049         release the lock before calling
3050         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function>, because
3051         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> calls other pcm
3052         callbacks inside. 
3053         </para>
3054
3055         <para>
3056           Typical code would be like:
3057
3058           <example>
3059             <title>Interrupt Handler Case #1</title>
3060             <programlisting>
3061 <![CDATA[
3062   static irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id)
3063   {
3064           struct mychip *chip = dev_id;
3065           spin_lock(&chip->lock);
3066           ....
3067           if (pcm_irq_invoked(chip)) {
3068                   /* call updater, unlock before it */
3069                   spin_unlock(&chip->lock);
3070                   snd_pcm_period_elapsed(chip->substream);
3071                   spin_lock(&chip->lock);
3072                   /* acknowledge the interrupt if necessary */
3073           }
3074           ....
3075           spin_unlock(&chip->lock);
3076           return IRQ_HANDLED;
3077   }
3078 ]]>
3079             </programlisting>
3080           </example>
3081         </para>
3082       </section>
3083
3084       <section id="pcm-interface-interrupt-handler-timer">
3085         <title>High frequency timer interrupts</title>
3086         <para>
3087         This happens when the hardware doesn't generate interrupts
3088         at the period boundary but issues timer interrupts at a fixed
3089         timer rate (e.g. es1968 or ymfpci drivers). 
3090         In this case, you need to check the current hardware
3091         position and accumulate the processed sample length at each
3092         interrupt.  When the accumulated size exceeds the period
3093         size, call 
3094         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> and reset the
3095         accumulator. 
3096         </para>
3097
3098         <para>
3099           Typical code would be like the following.
3100
3101           <example>
3102             <title>Interrupt Handler Case #2</title>
3103             <programlisting>
3104 <![CDATA[
3105   static irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id)
3106   {
3107           struct mychip *chip = dev_id;
3108           spin_lock(&chip->lock);
3109           ....
3110           if (pcm_irq_invoked(chip)) {
3111                   unsigned int last_ptr, size;
3112                   /* get the current hardware pointer (in frames) */
3113                   last_ptr = get_hw_ptr(chip);
3114                   /* calculate the processed frames since the
3115                    * last update
3116                    */
3117                   if (last_ptr < chip->last_ptr)
3118                           size = runtime->buffer_size + last_ptr 
3119                                    - chip->last_ptr; 
3120                   else
3121                           size = last_ptr - chip->last_ptr;
3122                   /* remember the last updated point */
3123                   chip->last_ptr = last_ptr;
3124                   /* accumulate the size */
3125                   chip->size += size;
3126                   /* over the period boundary? */
3127                   if (chip->size >= runtime->period_size) {
3128                           /* reset the accumulator */
3129                           chip->size %= runtime->period_size;
3130                           /* call updater */
3131                           spin_unlock(&chip->lock);
3132                           snd_pcm_period_elapsed(substream);
3133                           spin_lock(&chip->lock);
3134                   }
3135                   /* acknowledge the interrupt if necessary */
3136           }
3137           ....
3138           spin_unlock(&chip->lock);
3139           return IRQ_HANDLED;
3140   }
3141 ]]>
3142             </programlisting>
3143           </example>
3144         </para>
3145       </section>
3146
3147       <section id="pcm-interface-interrupt-handler-both">
3148         <title>On calling <function>snd_pcm_period_elapsed()</function></title>
3149         <para>
3150           In both cases, even if more than one period are elapsed, you
3151         don't have to call
3152         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> many times. Call
3153         only once. And the pcm layer will check the current hardware
3154         pointer and update to the latest status. 
3155         </para>
3156       </section>
3157     </section>
3158
3159     <section id="pcm-interface-atomicity">
3160       <title>Atomicity</title>
3161       <para>
3162       One of the most important (and thus difficult to debug) problems
3163       in kernel programming are race conditions.
3164       In the Linux kernel, they are usually avoided via spin-locks, mutexes
3165       or semaphores.  In general, if a race condition can happen
3166       in an interrupt handler, it has to be managed atomically, and you
3167       have to use a spinlock to protect the critical session. If the
3168       critical section is not in interrupt handler code and
3169       if taking a relatively long time to execute is acceptable, you
3170       should use mutexes or semaphores instead.
3171       </para>
3172
3173       <para>
3174       As already seen, some pcm callbacks are atomic and some are
3175       not.  For example, the <parameter>hw_params</parameter> callback is
3176       non-atomic, while <parameter>trigger</parameter> callback is
3177       atomic.  This means, the latter is called already in a spinlock
3178       held by the PCM middle layer. Please take this atomicity into
3179       account when you choose a locking scheme in the callbacks.
3180       </para>
3181
3182       <para>
3183       In the atomic callbacks, you cannot use functions which may call
3184       <function>schedule</function> or go to
3185       <function>sleep</function>.  Semaphores and mutexes can sleep,
3186       and hence they cannot be used inside the atomic callbacks
3187       (e.g. <parameter>trigger</parameter> callback).
3188       To implement some delay in such a callback, please use
3189       <function>udelay()</function> or <function>mdelay()</function>.
3190       </para>
3191
3192       <para>
3193       All three atomic callbacks (trigger, pointer, and ack) are
3194       called with local interrupts disabled.
3195       </para>
3196
3197     </section>
3198     <section id="pcm-interface-constraints">
3199       <title>Constraints</title>
3200       <para>
3201         If your chip supports unconventional sample rates, or only the
3202       limited samples, you need to set a constraint for the
3203       condition. 
3204       </para>
3205
3206       <para>
3207         For example, in order to restrict the sample rates in the some
3208         supported values, use
3209         <function>snd_pcm_hw_constraint_list()</function>.
3210         You need to call this function in the open callback.
3211
3212         <example>
3213           <title>Example of Hardware Constraints</title>
3214           <programlisting>
3215 <![CDATA[
3216   static unsigned int rates[] =
3217           {4000, 10000, 22050, 44100};
3218   static struct snd_pcm_hw_constraint_list constraints_rates = {
3219           .count = ARRAY_SIZE(rates),
3220           .list = rates,
3221           .mask = 0,
3222   };
3223
3224   static int snd_mychip_pcm_open(struct snd_pcm_substream *substream)
3225   {
3226           int err;
3227           ....
3228           err = snd_pcm_hw_constraint_list(substream->runtime, 0,
3229                                            SNDRV_PCM_HW_PARAM_RATE,
3230                                            &constraints_rates);
3231           if (err < 0)
3232                   return err;
3233           ....
3234   }
3235 ]]>
3236           </programlisting>
3237         </example>
3238       </para>
3239
3240       <para>
3241         There are many different constraints.
3242         Look at <filename>sound/pcm.h</filename> for a complete list.
3243         You can even define your own constraint rules.
3244         For example, let's suppose my_chip can manage a substream of 1 channel
3245         if and only if the format is S16_LE, otherwise it supports any format
3246         specified in the <structname>snd_pcm_hardware</structname> structure (or in any
3247         other constraint_list). You can build a rule like this:
3248
3249         <example>
3250           <title>Example of Hardware Constraints for Channels</title>
3251           <programlisting>
3252 <![CDATA[
3253   static int hw_rule_channels_by_format(struct snd_pcm_hw_params *params,
3254                                         struct snd_pcm_hw_rule *rule)
3255   {
3256           struct snd_interval *c = hw_param_interval(params,
3257                         SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS);
3258           struct snd_mask *f = hw_param_mask(params, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT);
3259           struct snd_interval ch;
3260
3261           snd_interval_any(&ch);
3262           if (f->bits[0] == SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE) {
3263                   ch.min = ch.max = 1;
3264                   ch.integer = 1;
3265                   return snd_interval_refine(c, &ch);
3266           }
3267           return 0;
3268   }
3269 ]]>
3270           </programlisting>
3271         </example>
3272       </para>
3273  
3274       <para>
3275         Then you need to call this function to add your rule:
3276
3277        <informalexample>
3278          <programlisting>
3279 <![CDATA[
3280   snd_pcm_hw_rule_add(substream->runtime, 0, SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS,
3281                       hw_rule_channels_by_format, NULL,
3282                       SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT, -1);
3283 ]]>
3284           </programlisting>
3285         </informalexample>
3286       </para>
3287
3288       <para>
3289         The rule function is called when an application sets the PCM
3290         format, and it refines the number of channels accordingly.
3291         But an application may set the number of channels before
3292         setting the format. Thus you also need to define the inverse rule:
3293
3294        <example>
3295          <title>Example of Hardware Constraints for Formats</title>
3296          <programlisting>
3297 <![CDATA[
3298   static int hw_rule_format_by_channels(struct snd_pcm_hw_params *params,
3299                                         struct snd_pcm_hw_rule *rule)
3300   {
3301           struct snd_interval *c = hw_param_interval(params,
3302                 SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS);
3303           struct snd_mask *f = hw_param_mask(params, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT);
3304           struct snd_mask fmt;
3305
3306           snd_mask_any(&fmt);    /* Init the struct */
3307           if (c->min < 2) {
3308                   fmt.bits[0] &= SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE;
3309                   return snd_mask_refine(f, &fmt);
3310           }
3311           return 0;
3312   }
3313 ]]>
3314           </programlisting>
3315         </example>
3316       </para>
3317
3318       <para>
3319       ...and in the open callback:
3320        <informalexample>
3321          <programlisting>
3322 <![CDATA[
3323   snd_pcm_hw_rule_add(substream->runtime, 0, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT,
3324                       hw_rule_format_by_channels, NULL,
3325                       SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS, -1);
3326 ]]>
3327           </programlisting>
3328         </informalexample>
3329       </para>
3330
3331       <para>
3332         I won't give more details here, rather I
3333         would like to say, <quote>Luke, use the source.</quote>
3334       </para>
3335     </section>
3336
3337   </chapter>
3338
3339
3340 <!-- ****************************************************** -->
3341 <!-- Control Interface  -->
3342 <!-- ****************************************************** -->
3343   <chapter id="control-interface">
3344     <title>Control Interface</title>
3345
3346     <section id="control-interface-general">
3347       <title>General</title>
3348       <para>
3349         The control interface is used widely for many switches,
3350       sliders, etc. which are accessed from user-space. Its most
3351       important use is the mixer interface. In other words, since ALSA
3352       0.9.x, all the mixer stuff is implemented on the control kernel API.
3353       </para>
3354
3355       <para>
3356         ALSA has a well-defined AC97 control module. If your chip
3357       supports only the AC97 and nothing else, you can skip this
3358       section. 
3359       </para>
3360
3361       <para>
3362         The control API is defined in
3363       <filename>&lt;sound/control.h&gt;</filename>.
3364       Include this file if you want to add your own controls.
3365       </para>
3366     </section>
3367
3368     <section id="control-interface-definition">
3369       <title>Definition of Controls</title>
3370       <para>
3371         To create a new control, you need to define the
3372         following three
3373       callbacks: <structfield>info</structfield>,
3374       <structfield>get</structfield> and
3375       <structfield>put</structfield>. Then, define a
3376       struct <structname>snd_kcontrol_new</structname> record, such as: 
3377
3378         <example>
3379           <title>Definition of a Control</title>
3380           <programlisting>
3381 <![CDATA[
3382   static struct snd_kcontrol_new my_control = {
3383           .iface = SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER,
3384           .name = "PCM Playback Switch",
3385           .index = 0,
3386           .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE,
3387           .private_value = 0xffff,
3388           .info = my_control_info,
3389           .get = my_control_get,
3390           .put = my_control_put
3391   };
3392 ]]>
3393           </programlisting>
3394         </example>
3395       </para>
3396
3397       <para>
3398         The <structfield>iface</structfield> field specifies the control
3399       type, <constant>SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_XXX</constant>, which
3400       is usually <constant>MIXER</constant>.
3401       Use <constant>CARD</constant> for global controls that are not
3402       logically part of the mixer.
3403       If the control is closely associated with some specific device on
3404       the sound card, use <constant>HWDEP</constant>,
3405       <constant>PCM</constant>, <constant>RAWMIDI</constant>,
3406       <constant>TIMER</constant>, or <constant>SEQUENCER</constant>, and
3407       specify the device number with the
3408       <structfield>device</structfield> and
3409       <structfield>subdevice</structfield> fields.
3410       </para>
3411
3412       <para>
3413         The <structfield>name</structfield> is the name identifier
3414       string. Since ALSA 0.9.x, the control name is very important,
3415       because its role is classified from its name. There are
3416       pre-defined standard control names. The details are described in
3417       the <link linkend="control-interface-control-names"><citetitle>
3418       Control Names</citetitle></link> subsection.
3419       </para>
3420
3421       <para>
3422         The <structfield>index</structfield> field holds the index number
3423       of this control. If there are several different controls with
3424       the same name, they can be distinguished by the index
3425       number. This is the case when 
3426       several codecs exist on the card. If the index is zero, you can
3427       omit the definition above. 
3428       </para>
3429
3430       <para>
3431         The <structfield>access</structfield> field contains the access
3432       type of this control. Give the combination of bit masks,
3433       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_XXX</constant>, there.
3434       The details will be explained in
3435       the <link linkend="control-interface-access-flags"><citetitle>
3436       Access Flags</citetitle></link> subsection.
3437       </para>
3438
3439       <para>
3440         The <structfield>private_value</structfield> field contains
3441       an arbitrary long integer value for this record. When using
3442       the generic <structfield>info</structfield>,
3443       <structfield>get</structfield> and
3444       <structfield>put</structfield> callbacks, you can pass a value 
3445       through this field. If several small numbers are necessary, you can
3446       combine them in bitwise. Or, it's possible to give a pointer
3447       (casted to unsigned long) of some record to this field, too. 
3448       </para>
3449
3450       <para>
3451       The <structfield>tlv</structfield> field can be used to provide
3452       metadata about the control; see the
3453       <link linkend="control-interface-tlv">
3454       <citetitle>Metadata</citetitle></link> subsection.
3455       </para>
3456
3457       <para>
3458         The other three are
3459         <link linkend="control-interface-callbacks"><citetitle>
3460         callback functions</citetitle></link>.
3461       </para>
3462     </section>
3463
3464     <section id="control-interface-control-names">
3465       <title>Control Names</title>
3466       <para>
3467         There are some standards to define the control names. A
3468       control is usually defined from the three parts as
3469       <quote>SOURCE DIRECTION FUNCTION</quote>. 
3470       </para>
3471
3472       <para>
3473         The first, <constant>SOURCE</constant>, specifies the source
3474       of the control, and is a string such as <quote>Master</quote>,
3475       <quote>PCM</quote>, <quote>CD</quote> and
3476       <quote>Line</quote>. There are many pre-defined sources. 
3477       </para>
3478
3479       <para>
3480         The second, <constant>DIRECTION</constant>, is one of the
3481       following strings according to the direction of the control:
3482       <quote>Playback</quote>, <quote>Capture</quote>, <quote>Bypass
3483       Playback</quote> and <quote>Bypass Capture</quote>. Or, it can
3484       be omitted, meaning both playback and capture directions. 
3485       </para>
3486
3487       <para>
3488         The third, <constant>FUNCTION</constant>, is one of the
3489       following strings according to the function of the control:
3490       <quote>Switch</quote>, <quote>Volume</quote> and
3491       <quote>Route</quote>. 
3492       </para>
3493
3494       <para>
3495         The example of control names are, thus, <quote>Master Capture
3496       Switch</quote> or <quote>PCM Playback Volume</quote>. 
3497       </para>
3498
3499       <para>
3500         There are some exceptions:
3501       </para>
3502
3503       <section id="control-interface-control-names-global">
3504         <title>Global capture and playback</title>
3505         <para>
3506           <quote>Capture Source</quote>, <quote>Capture Switch</quote>
3507         and <quote>Capture Volume</quote> are used for the global
3508         capture (input) source, switch and volume. Similarly,
3509         <quote>Playback Switch</quote> and <quote>Playback
3510         Volume</quote> are used for the global output gain switch and
3511         volume. 
3512         </para>
3513       </section>
3514
3515       <section id="control-interface-control-names-tone">
3516         <title>Tone-controls</title>
3517         <para>
3518           tone-control switch and volumes are specified like
3519         <quote>Tone Control - XXX</quote>, e.g. <quote>Tone Control -
3520         Switch</quote>, <quote>Tone Control - Bass</quote>,
3521         <quote>Tone Control - Center</quote>.  
3522         </para>
3523       </section>
3524
3525       <section id="control-interface-control-names-3d">
3526         <title>3D controls</title>
3527         <para>
3528           3D-control switches and volumes are specified like <quote>3D
3529         Control - XXX</quote>, e.g. <quote>3D Control -
3530         Switch</quote>, <quote>3D Control - Center</quote>, <quote>3D
3531         Control - Space</quote>. 
3532         </para>
3533       </section>
3534
3535       <section id="control-interface-control-names-mic">
3536         <title>Mic boost</title>
3537         <para>
3538           Mic-boost switch is set as <quote>Mic Boost</quote> or
3539         <quote>Mic Boost (6dB)</quote>. 
3540         </para>
3541
3542         <para>
3543           More precise information can be found in
3544         <filename>Documentation/sound/alsa/ControlNames.txt</filename>.
3545         </para>
3546       </section>
3547     </section>
3548
3549     <section id="control-interface-access-flags">
3550       <title>Access Flags</title>
3551
3552       <para>
3553       The access flag is the bitmask which specifies the access type
3554       of the given control.  The default access type is
3555       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE</constant>, 
3556       which means both read and write are allowed to this control.
3557       When the access flag is omitted (i.e. = 0), it is
3558       considered as <constant>READWRITE</constant> access as default. 
3559       </para>
3560
3561       <para>
3562       When the control is read-only, pass
3563       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READ</constant> instead.
3564       In this case, you don't have to define
3565       the <structfield>put</structfield> callback.
3566       Similarly, when the control is write-only (although it's a rare
3567       case), you can use the <constant>WRITE</constant> flag instead, and
3568       you don't need the <structfield>get</structfield> callback.
3569       </para>
3570
3571       <para>
3572       If the control value changes frequently (e.g. the VU meter),
3573       <constant>VOLATILE</constant> flag should be given.  This means
3574       that the control may be changed without
3575       <link linkend="control-interface-change-notification"><citetitle>
3576       notification</citetitle></link>. Applications should poll such
3577       a control constantly.
3578       </para>
3579
3580       <para>
3581       When the control is inactive, set
3582       the <constant>INACTIVE</constant> flag, too.
3583       There are <constant>LOCK</constant> and
3584       <constant>OWNER</constant> flags to change the write
3585       permissions.
3586       </para>
3587
3588     </section>
3589
3590     <section id="control-interface-callbacks">
3591       <title>Callbacks</title>
3592
3593       <section id="control-interface-callbacks-info">
3594         <title>info callback</title>
3595         <para>
3596           The <structfield>info</structfield> callback is used to get
3597         detailed information on this control. This must store the
3598         values of the given struct <structname>snd_ctl_elem_info</structname>
3599         object. For example, for a boolean control with a single
3600         element: 
3601
3602           <example>
3603             <title>Example of info callback</title>
3604             <programlisting>
3605 <![CDATA[
3606   static int snd_myctl_mono_info(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3607                           struct snd_ctl_elem_info *uinfo)
3608   {
3609           uinfo->type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_BOOLEAN;
3610           uinfo->count = 1;
3611           uinfo->value.integer.min = 0;
3612           uinfo->value.integer.max = 1;
3613           return 0;
3614   }
3615 ]]>
3616             </programlisting>
3617           </example>
3618         </para>
3619
3620         <para>
3621           The <structfield>type</structfield> field specifies the type
3622         of the control. There are <constant>BOOLEAN</constant>,
3623         <constant>INTEGER</constant>, <constant>ENUMERATED</constant>,
3624         <constant>BYTES</constant>, <constant>IEC958</constant> and
3625         <constant>INTEGER64</constant>. The
3626         <structfield>count</structfield> field specifies the 
3627         number of elements in this control. For example, a stereo
3628         volume would have count = 2. The
3629         <structfield>value</structfield> field is a union, and 
3630         the values stored are depending on the type. The boolean and
3631         integer types are identical. 
3632         </para>
3633
3634         <para>
3635           The enumerated type is a bit different from others.  You'll
3636           need to set the string for the currently given item index. 
3637
3638           <informalexample>
3639             <programlisting>
3640 <![CDATA[
3641   static int snd_myctl_enum_info(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3642                           struct snd_ctl_elem_info *uinfo)
3643   {
3644           static char *texts[4] = {
3645                   "First", "Second", "Third", "Fourth"
3646           };
3647           uinfo->type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_ENUMERATED;
3648           uinfo->count = 1;
3649           uinfo->value.enumerated.items = 4;
3650           if (uinfo->value.enumerated.item > 3)
3651                   uinfo->value.enumerated.item = 3;
3652           strcpy(uinfo->value.enumerated.name,
3653                  texts[uinfo->value.enumerated.item]);
3654           return 0;
3655   }
3656 ]]>
3657             </programlisting>
3658           </informalexample>
3659         </para>
3660
3661         <para>
3662           Some common info callbacks are available for your convenience:
3663         <function>snd_ctl_boolean_mono_info()</function> and
3664         <function>snd_ctl_boolean_stereo_info()</function>.
3665         Obviously, the former is an info callback for a mono channel
3666         boolean item, just like <function>snd_myctl_mono_info</function>
3667         above, and the latter is for a stereo channel boolean item.
3668         </para>
3669
3670       </section>
3671
3672       <section id="control-interface-callbacks-get">
3673         <title>get callback</title>
3674
3675         <para>
3676           This callback is used to read the current value of the
3677         control and to return to user-space. 
3678         </para>
3679
3680         <para>
3681           For example,
3682
3683           <example>
3684             <title>Example of get callback</title>
3685             <programlisting>
3686 <![CDATA[
3687   static int snd_myctl_get(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3688                            struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
3689   {
3690           struct mychip *chip = snd_kcontrol_chip(kcontrol);
3691           ucontrol->value.integer.value[0] = get_some_value(chip);
3692           return 0;
3693   }
3694 ]]>
3695             </programlisting>
3696           </example>
3697         </para>
3698
3699         <para>
3700         The <structfield>value</structfield> field depends on 
3701         the type of control as well as on the info callback.  For example,
3702         the sb driver uses this field to store the register offset,
3703         the bit-shift and the bit-mask.  The
3704         <structfield>private_value</structfield> field is set as follows:
3705           <informalexample>
3706             <programlisting>
3707 <![CDATA[
3708   .private_value = reg | (shift << 16) | (mask << 24)
3709 ]]>
3710             </programlisting>
3711           </informalexample>
3712         and is retrieved in callbacks like
3713           <informalexample>
3714             <programlisting>
3715 <![CDATA[
3716   static int snd_sbmixer_get_single(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3717                                     struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
3718   {
3719           int reg = kcontrol->private_value & 0xff;
3720           int shift = (kcontrol->private_value >> 16) & 0xff;
3721           int mask = (kcontrol->private_value >> 24) & 0xff;
3722           ....
3723   }
3724 ]]>
3725             </programlisting>
3726           </informalexample>
3727         </para>
3728
3729         <para>
3730         In the <structfield>get</structfield> callback,
3731         you have to fill all the elements if the
3732         control has more than one elements,
3733         i.e. <structfield>count</structfield> &gt; 1.
3734         In the example above, we filled only one element
3735         (<structfield>value.integer.value[0]</structfield>) since it's
3736         assumed as <structfield>count</structfield> = 1.
3737         </para>
3738       </section>
3739
3740       <section id="control-interface-callbacks-put">
3741         <title>put callback</title>
3742
3743         <para>
3744           This callback is used to write a value from user-space.
3745         </para>
3746
3747         <para>
3748           For example,
3749
3750           <example>
3751             <title>Example of put callback</title>
3752             <programlisting>
3753 <![CDATA[
3754   static int snd_myctl_put(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3755                            struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
3756   {
3757           struct mychip *chip = snd_kcontrol_chip(kcontrol);
3758           int changed = 0;
3759           if (chip->current_value !=
3760                ucontrol->value.integer.value[0]) {
3761                   change_current_value(chip,
3762                               ucontrol->value.integer.value[0]);
3763                   changed = 1;
3764           }
3765           return changed;
3766   }
3767 ]]>
3768             </programlisting>
3769           </example>
3770
3771           As seen above, you have to return 1 if the value is
3772         changed. If the value is not changed, return 0 instead. 
3773         If any fatal error happens, return a negative error code as
3774         usual.
3775         </para>
3776
3777         <para>
3778         As in the <structfield>get</structfield> callback,
3779         when the control has more than one elements,
3780         all elements must be evaluated in this callback, too.
3781         </para>
3782       </section>
3783
3784       <section id="control-interface-callbacks-all">
3785         <title>Callbacks are not atomic</title>
3786         <para>
3787           All these three callbacks are basically not atomic.
3788         </para>
3789       </section>
3790     </section>
3791
3792     <section id="control-interface-constructor">
3793       <title>Constructor</title>
3794       <para>
3795         When everything is ready, finally we can create a new
3796       control. To create a control, there are two functions to be
3797       called, <function>snd_ctl_new1()</function> and
3798       <function>snd_ctl_add()</function>. 
3799       </para>
3800
3801       <para>
3802         In the simplest way, you can do like this:
3803
3804         <informalexample>
3805           <programlisting>
3806 <![CDATA[
3807   err = snd_ctl_add(card, snd_ctl_new1(&my_control, chip));
3808   if (err < 0)
3809           return err;
3810 ]]>
3811           </programlisting>
3812         </informalexample>
3813
3814         where <parameter>my_control</parameter> is the
3815       struct <structname>snd_kcontrol_new</structname> object defined above, and chip
3816       is the object pointer to be passed to
3817       kcontrol-&gt;private_data 
3818       which can be referred to in callbacks. 
3819       </para>
3820
3821       <para>
3822         <function>snd_ctl_new1()</function> allocates a new
3823       <structname>snd_kcontrol</structname> instance,
3824       and <function>snd_ctl_add</function> assigns the given
3825       control component to the card. 
3826       </para>
3827     </section>
3828
3829     <section id="control-interface-change-notification">
3830       <title>Change Notification</title>
3831       <para>
3832         If you need to change and update a control in the interrupt
3833       routine, you can call <function>snd_ctl_notify()</function>. For
3834       example, 
3835
3836         <informalexample>
3837           <programlisting>
3838 <![CDATA[
3839   snd_ctl_notify(card, SNDRV_CTL_EVENT_MASK_VALUE, id_pointer);
3840 ]]>
3841           </programlisting>
3842         </informalexample>
3843
3844         This function takes the card pointer, the event-mask, and the
3845       control id pointer for the notification. The event-mask
3846       specifies the types of notification, for example, in the above
3847       example, the change of control values is notified.
3848       The id pointer is the pointer of struct <structname>snd_ctl_elem_id</structname>
3849       to be notified.
3850       You can find some examples in <filename>es1938.c</filename> or
3851       <filename>es1968.c</filename> for hardware volume interrupts. 
3852       </para>
3853     </section>
3854
3855     <section id="control-interface-tlv">
3856       <title>Metadata</title>
3857       <para>
3858       To provide information about the dB values of a mixer control, use
3859       on of the <constant>DECLARE_TLV_xxx</constant> macros from
3860       <filename>&lt;sound/tlv.h&gt;</filename> to define a variable
3861       containing this information, set the<structfield>tlv.p
3862       </structfield> field to point to this variable, and include the
3863       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TLV_READ</constant> flag in the
3864       <structfield>access</structfield> field; like this:
3865       <informalexample>
3866         <programlisting>
3867 <![CDATA[
3868   static DECLARE_TLV_DB_SCALE(db_scale_my_control, -4050, 150, 0);
3869
3870   static struct snd_kcontrol_new my_control = {
3871           ...
3872           .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE |
3873                     SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TLV_READ,
3874           ...
3875           .tlv.p = db_scale_my_control,
3876   };
3877 ]]>
3878         </programlisting>
3879       </informalexample>
3880       </para>
3881
3882       <para>
3883       The <function>DECLARE_TLV_DB_SCALE</function> macro defines
3884       information about a mixer control where each step in the control's
3885       value changes the dB value by a constant dB amount.
3886       The first parameter is the name of the variable to be defined.
3887       The second parameter is the minimum value, in units of 0.01 dB.
3888       The third parameter is the step size, in units of 0.01 dB.
3889       Set the fourth parameter to 1 if the minimum value actually mutes
3890       the control.
3891       </para>
3892
3893       <para>
3894       The <function>DECLARE_TLV_DB_LINEAR</function> macro defines
3895       information about a mixer control where the control's value affects
3896       the output linearly.
3897       The first parameter is the name of the variable to be defined.
3898       The second parameter is the minimum value, in units of 0.01 dB.
3899       The third parameter is the maximum value, in units of 0.01 dB.
3900       If the minimum value mutes the control, set the second parameter to
3901       <constant>TLV_DB_GAIN_MUTE</constant>.
3902       </para>
3903     </section>
3904
3905   </chapter>
3906
3907
3908 <!-- ****************************************************** -->
3909 <!-- API for AC97 Codec  -->
3910 <!-- ****************************************************** -->
3911   <chapter id="api-ac97">
3912     <title>API for AC97 Codec</title>
3913
3914     <section>
3915       <title>General</title>
3916       <para>
3917         The ALSA AC97 codec layer is a well-defined one, and you don't
3918       have to write much code to control it. Only low-level control
3919       routines are necessary. The AC97 codec API is defined in
3920       <filename>&lt;sound/ac97_codec.h&gt;</filename>. 
3921       </para>
3922     </section>
3923
3924     <section id="api-ac97-example">
3925       <title>Full Code Example</title>
3926       <para>
3927           <example>
3928             <title>Example of AC97 Interface</title>
3929             <programlisting>
3930 <![CDATA[
3931   struct mychip {
3932           ....
3933           struct snd_ac97 *ac97;
3934           ....
3935   };
3936
3937   static unsigned short snd_mychip_ac97_read(struct snd_ac97 *ac97,
3938                                              unsigned short reg)
3939   {
3940           struct mychip *chip = ac97->private_data;
3941           ....
3942           /* read a register value here from the codec */
3943           return the_register_value;
3944   }
3945
3946   static void snd_mychip_ac97_write(struct snd_ac97 *ac97,
3947                                    unsigned short reg, unsigned short val)
3948   {
3949           struct mychip *chip = ac97->private_data;
3950           ....
3951           /* write the given register value to the codec */
3952   }
3953
3954   static int snd_mychip_ac97(struct mychip *chip)
3955   {
3956           struct snd_ac97_bus *bus;
3957           struct snd_ac97_template ac97;
3958           int err;
3959           static struct snd_ac97_bus_ops ops = {
3960                   .write = snd_mychip_ac97_write,
3961                   .read = snd_mychip_ac97_read,
3962           };
3963
3964           err = snd_ac97_bus(chip->card, 0, &ops, NULL, &bus);
3965           if (err < 0)
3966                   return err;
3967           memset(&ac97, 0, sizeof(ac97));
3968           ac97.private_data = chip;
3969           return snd_ac97_mixer(bus, &ac97, &chip->ac97);
3970   }
3971
3972 ]]>
3973           </programlisting>
3974         </example>
3975       </para>
3976     </section>
3977
3978     <section id="api-ac97-constructor">
3979       <title>Constructor</title>
3980       <para>
3981         To create an ac97 instance, first call <function>snd_ac97_bus</function>
3982       with an <type>ac97_bus_ops_t</type> record with callback functions.
3983
3984         <informalexample>
3985           <programlisting>
3986 <![CDATA[
3987   struct snd_ac97_bus *bus;
3988   static struct snd_ac97_bus_ops ops = {
3989         .write = snd_mychip_ac97_write,
3990         .read = snd_mychip_ac97_read,
3991   };
3992
3993   snd_ac97_bus(card, 0, &ops, NULL, &pbus);
3994 ]]>
3995           </programlisting>
3996         </informalexample>
3997
3998       The bus record is shared among all belonging ac97 instances.
3999       </para>
4000
4001       <para>
4002       And then call <function>snd_ac97_mixer()</function> with an
4003       struct <structname>snd_ac97_template</structname>
4004       record together with the bus pointer created above.
4005
4006         <informalexample>
4007           <programlisting>
4008 <![CDATA[
4009   struct snd_ac97_template ac97;
4010   int err;
4011
4012   memset(&ac97, 0, sizeof(ac97));
4013   ac97.private_data = chip;
4014   snd_ac97_mixer(bus, &ac97, &chip->ac97);
4015 ]]>
4016           </programlisting>
4017         </informalexample>
4018
4019         where chip-&gt;ac97 is a pointer to a newly created
4020         <type>ac97_t</type> instance.
4021         In this case, the chip pointer is set as the private data, so that
4022         the read/write callback functions can refer to this chip instance.
4023         This instance is not necessarily stored in the chip
4024         record.  If you need to change the register values from the
4025         driver, or need the suspend/resume of ac97 codecs, keep this
4026         pointer to pass to the corresponding functions.
4027       </para>
4028     </section>
4029
4030     <section id="api-ac97-callbacks">
4031       <title>Callbacks</title>
4032       <para>
4033         The standard callbacks are <structfield>read</structfield> and
4034       <structfield>write</structfield>. Obviously they 
4035       correspond to the functions for read and write accesses to the
4036       hardware low-level codes. 
4037       </para>
4038
4039       <para>
4040         The <structfield>read</structfield> callback returns the
4041         register value specified in the argument. 
4042
4043         <informalexample>
4044           <programlisting>
4045 <![CDATA[
4046   static unsigned short snd_mychip_ac97_read(struct snd_ac97 *ac97,
4047                                              unsigned short reg)
4048   {
4049           struct mychip *chip = ac97->private_data;
4050           ....
4051           return the_register_value;
4052   }
4053 ]]>
4054           </programlisting>
4055         </informalexample>
4056
4057         Here, the chip can be cast from ac97-&gt;private_data.
4058       </para>
4059
4060       <para>
4061         Meanwhile, the <structfield>write</structfield> callback is
4062         used to set the register value. 
4063
4064         <informalexample>
4065           <programlisting>
4066 <![CDATA[
4067   static void snd_mychip_ac97_write(struct snd_ac97 *ac97,
4068                        unsigned short reg, unsigned short val)
4069 ]]>
4070           </programlisting>
4071         </informalexample>
4072       </para>
4073
4074       <para>
4075       These callbacks are non-atomic like the control API callbacks.
4076       </para>
4077
4078       <para>
4079         There are also other callbacks:
4080       <structfield>reset</structfield>,
4081       <structfield>wait</structfield> and
4082       <structfield>init</structfield>. 
4083       </para>
4084
4085       <para>
4086         The <structfield>reset</structfield> callback is used to reset
4087       the codec. If the chip requires a special kind of reset, you can
4088       define this callback. 
4089       </para>
4090
4091       <para>
4092         The <structfield>wait</structfield> callback is used to
4093       add some waiting time in the standard initialization of the codec. If the
4094       chip requires the extra waiting time, define this callback. 
4095       </para>
4096
4097       <para>
4098         The <structfield>init</structfield> callback is used for
4099       additional initialization of the codec.
4100       </para>
4101     </section>
4102
4103     <section id="api-ac97-updating-registers">
4104       <title>Updating Registers in The Driver</title>
4105       <para>
4106         If you need to access to the codec from the driver, you can
4107       call the following functions:
4108       <function>snd_ac97_write()</function>,
4109       <function>snd_ac97_read()</function>,
4110       <function>snd_ac97_update()</function> and
4111       <function>snd_ac97_update_bits()</function>. 
4112       </para>
4113
4114       <para>
4115         Both <function>snd_ac97_write()</function> and
4116         <function>snd_ac97_update()</function> functions are used to
4117         set a value to the given register
4118         (<constant>AC97_XXX</constant>). The difference between them is
4119         that <function>snd_ac97_update()</function> doesn't write a
4120         value if the given value has been already set, while
4121         <function>snd_ac97_write()</function> always rewrites the
4122         value. 
4123
4124         <informalexample>
4125           <programlisting>
4126 <![CDATA[
4127   snd_ac97_write(ac97, AC97_MASTER, 0x8080);
4128   snd_ac97_update(ac97, AC97_MASTER, 0x8080);
4129 ]]>
4130           </programlisting>
4131         </informalexample>
4132       </para>
4133
4134       <para>
4135         <function>snd_ac97_read()</function> is used to read the value
4136         of the given register. For example, 
4137
4138         <informalexample>
4139           <programlisting>
4140 <![CDATA[
4141   value = snd_ac97_read(ac97, AC97_MASTER);
4142 ]]>
4143           </programlisting>
4144         </informalexample>
4145       </para>
4146
4147       <para>
4148         <function>snd_ac97_update_bits()</function> is used to update
4149         some bits in the given register.  
4150
4151         <informalexample>
4152           <programlisting>
4153 <![CDATA[
4154   snd_ac97_update_bits(ac97, reg, mask, value);
4155 ]]>
4156           </programlisting>
4157         </informalexample>
4158       </para>
4159
4160       <para>
4161         Also, there is a function to change the sample rate (of a
4162         given register such as
4163         <constant>AC97_PCM_FRONT_DAC_RATE</constant>) when VRA or
4164         DRA is supported by the codec:
4165         <function>snd_ac97_set_rate()</function>. 
4166
4167         <informalexample>
4168           <programlisting>
4169 <![CDATA[
4170   snd_ac97_set_rate(ac97, AC97_PCM_FRONT_DAC_RATE, 44100);
4171 ]]>
4172           </programlisting>
4173         </informalexample>
4174       </para>
4175
4176       <para>
4177         The following registers are available to set the rate:
4178       <constant>AC97_PCM_MIC_ADC_RATE</constant>,
4179       <constant>AC97_PCM_FRONT_DAC_RATE</constant>,
4180       <constant>AC97_PCM_LR_ADC_RATE</constant>,
4181       <constant>AC97_SPDIF</constant>. When
4182       <constant>AC97_SPDIF</constant> is specified, the register is
4183       not really changed but the corresponding IEC958 status bits will
4184       be updated. 
4185       </para>
4186     </section>
4187
4188     <section id="api-ac97-clock-adjustment">
4189       <title>Clock Adjustment</title>
4190       <para>
4191         In some chips, the clock of the codec isn't 48000 but using a
4192       PCI clock (to save a quartz!). In this case, change the field
4193       bus-&gt;clock to the corresponding
4194       value. For example, intel8x0 
4195       and es1968 drivers have their own function to read from the clock.
4196       </para>
4197     </section>
4198
4199     <section id="api-ac97-proc-files">
4200       <title>Proc Files</title>
4201       <para>
4202         The ALSA AC97 interface will create a proc file such as
4203       <filename>/proc/asound/card0/codec97#0/ac97#0-0</filename> and
4204       <filename>ac97#0-0+regs</filename>. You can refer to these files to
4205       see the current status and registers of the codec. 
4206       </para>
4207     </section>
4208
4209     <section id="api-ac97-multiple-codecs">
4210       <title>Multiple Codecs</title>
4211       <para>
4212         When there are several codecs on the same card, you need to
4213       call <function>snd_ac97_mixer()</function> multiple times with
4214       ac97.num=1 or greater. The <structfield>num</structfield> field
4215       specifies the codec number. 
4216       </para>
4217
4218       <para>
4219         If you set up multiple codecs, you either need to write
4220       different callbacks for each codec or check
4221       ac97-&gt;num in the callback routines. 
4222       </para>
4223     </section>
4224
4225   </chapter>
4226
4227
4228 <!-- ****************************************************** -->
4229 <!-- MIDI (MPU401-UART) Interface  -->
4230 <!-- ****************************************************** -->
4231   <chapter id="midi-interface">
4232     <title>MIDI (MPU401-UART) Interface</title>
4233
4234     <section id="midi-interface-general">
4235       <title>General</title>
4236       <para>
4237         Many soundcards have built-in MIDI (MPU401-UART)
4238       interfaces. When the soundcard supports the standard MPU401-UART
4239       interface, most likely you can use the ALSA MPU401-UART API. The
4240       MPU401-UART API is defined in
4241       <filename>&lt;sound/mpu401.h&gt;</filename>. 
4242       </para>
4243
4244       <para>
4245         Some soundchips have a similar but slightly different
4246       implementation of mpu401 stuff. For example, emu10k1 has its own
4247       mpu401 routines. 
4248       </para>
4249     </section>
4250
4251     <section id="midi-interface-constructor">
4252       <title>Constructor</title>
4253       <para>
4254         To create a rawmidi object, call
4255       <function>snd_mpu401_uart_new()</function>. 
4256
4257         <informalexample>
4258           <programlisting>
4259 <![CDATA[
4260   struct snd_rawmidi *rmidi;
4261   snd_mpu401_uart_new(card, 0, MPU401_HW_MPU401, port, info_flags,
4262                       irq, &rmidi);
4263 ]]>
4264           </programlisting>
4265         </informalexample>
4266       </para>
4267
4268       <para>
4269         The first argument is the card pointer, and the second is the
4270       index of this component. You can create up to 8 rawmidi
4271       devices. 
4272       </para>
4273
4274       <para>
4275         The third argument is the type of the hardware,
4276       <constant>MPU401_HW_XXX</constant>. If it's not a special one,
4277       you can use <constant>MPU401_HW_MPU401</constant>. 
4278       </para>
4279
4280       <para>
4281         The 4th argument is the I/O port address. Many
4282       backward-compatible MPU401 have an I/O port such as 0x330. Or, it
4283       might be a part of its own PCI I/O region. It depends on the
4284       chip design. 
4285       </para>
4286
4287       <para>
4288         The 5th argument is a bitflag for additional information.
4289         When the I/O port address above is part of the PCI I/O
4290       region, the MPU401 I/O port might have been already allocated
4291       (reserved) by the driver itself. In such a case, pass a bit flag
4292       <constant>MPU401_INFO_INTEGRATED</constant>,
4293       and the mpu401-uart layer will allocate the I/O ports by itself. 
4294       </para>
4295
4296         <para>
4297         When the controller supports only the input or output MIDI stream,
4298         pass the <constant>MPU401_INFO_INPUT</constant> or
4299         <constant>MPU401_INFO_OUTPUT</constant> bitflag, respectively.
4300         Then the rawmidi instance is created as a single stream.
4301         </para>
4302
4303         <para>
4304         <constant>MPU401_INFO_MMIO</constant> bitflag is used to change
4305         the access method to MMIO (via readb and writeb) instead of
4306         iob and outb. In this case, you have to pass the iomapped address
4307         to <function>snd_mpu401_uart_new()</function>.
4308         </para>
4309
4310         <para>
4311         When <constant>MPU401_INFO_TX_IRQ</constant> is set, the output
4312         stream isn't checked in the default interrupt handler.  The driver
4313         needs to call <function>snd_mpu401_uart_interrupt_tx()</function>
4314         by itself to start processing the output stream in the irq handler.
4315         </para>
4316
4317         <para>
4318         If the MPU-401 interface shares its interrupt with the other logical
4319         devices on the card, set <constant>MPU401_INFO_IRQ_HOOK</constant>
4320         (see <link linkend="midi-interface-interrupt-handler"><citetitle>
4321         below</citetitle></link>).
4322         </para>
4323
4324       <para>
4325         Usually, the port address corresponds to the command port and
4326         port + 1 corresponds to the data port. If not, you may change
4327         the <structfield>cport</structfield> field of
4328         struct <structname>snd_mpu401</structname> manually 
4329         afterward. However, <structname>snd_mpu401</structname> pointer is not
4330         returned explicitly by
4331         <function>snd_mpu401_uart_new()</function>. You need to cast
4332         rmidi-&gt;private_data to
4333         <structname>snd_mpu401</structname> explicitly, 
4334
4335         <informalexample>
4336           <programlisting>
4337 <![CDATA[
4338   struct snd_mpu401 *mpu;
4339   mpu = rmidi->private_data;
4340 ]]>
4341           </programlisting>
4342         </informalexample>
4343
4344         and reset the cport as you like:
4345
4346         <informalexample>
4347           <programlisting>
4348 <![CDATA[
4349   mpu->cport = my_own_control_port;
4350 ]]>
4351           </programlisting>
4352         </informalexample>
4353       </para>
4354
4355       <para>
4356         The 6th argument specifies the ISA irq number that will be
4357         allocated.  If no interrupt is to be allocated (because your
4358         code is already allocating a shared interrupt, or because the
4359         device does not use interrupts), pass -1 instead.
4360         For a MPU-401 device without an interrupt, a polling timer
4361         will be used instead.
4362       </para>
4363     </section>
4364
4365     <section id="midi-interface-interrupt-handler">
4366       <title>Interrupt Handler</title>
4367       <para>
4368         When the interrupt is allocated in
4369       <function>snd_mpu401_uart_new()</function>, an exclusive ISA
4370       interrupt handler is automatically used, hence you don't have
4371       anything else to do than creating the mpu401 stuff.  Otherwise, you
4372       have to set <constant>MPU401_INFO_IRQ_HOOK</constant>, and call
4373       <function>snd_mpu401_uart_interrupt()</function> explicitly from your
4374       own interrupt handler when it has determined that a UART interrupt
4375       has occurred.
4376       </para>
4377
4378       <para>
4379         In this case, you need to pass the private_data of the
4380         returned rawmidi object from
4381         <function>snd_mpu401_uart_new()</function> as the second
4382         argument of <function>snd_mpu401_uart_interrupt()</function>. 
4383
4384         <informalexample>
4385           <programlisting>
4386 <![CDATA[
4387   snd_mpu401_uart_interrupt(irq, rmidi->private_data, regs);
4388 ]]>
4389           </programlisting>
4390         </informalexample>
4391       </para>
4392     </section>
4393
4394   </chapter>
4395
4396
4397 <!-- ****************************************************** -->
4398 <!-- RawMIDI Interface  -->
4399 <!-- ****************************************************** -->
4400   <chapter id="rawmidi-interface">
4401     <title>RawMIDI Interface</title>
4402
4403     <section id="rawmidi-interface-overview">
4404       <title>Overview</title>
4405
4406       <para>
4407       The raw MIDI interface is used for hardware MIDI ports that can
4408       be accessed as a byte stream.  It is not used for synthesizer
4409       chips that do not directly understand MIDI.
4410       </para>
4411
4412       <para>
4413       ALSA handles file and buffer management.  All you have to do is
4414       to write some code to move data between the buffer and the
4415       hardware.
4416       </para>
4417
4418       <para>
4419       The rawmidi API is defined in
4420       <filename>&lt;sound/rawmidi.h&gt;</filename>.
4421       </para>
4422     </section>
4423
4424     <section id="rawmidi-interface-constructor">
4425       <title>Constructor</title>
4426
4427       <para>
4428       To create a rawmidi device, call the
4429       <function>snd_rawmidi_new</function> function:
4430         <informalexample>
4431           <programlisting>
4432 <![CDATA[
4433   struct snd_rawmidi *rmidi;
4434   err = snd_rawmidi_new(chip->card, "MyMIDI", 0, outs, ins, &rmidi);
4435   if (err < 0)
4436           return err;
4437   rmidi->private_data = chip;
4438   strcpy(rmidi->name, "My MIDI");
4439   rmidi->info_flags = SNDRV_RAWMIDI_INFO_OUTPUT |
4440                       SNDRV_RAWMIDI_INFO_INPUT |
4441                       SNDRV_RAWMIDI_INFO_DUPLEX;
4442 ]]>
4443           </programlisting>
4444         </informalexample>
4445       </para>
4446
4447       <para>
4448       The first argument is the card pointer, the second argument is
4449       the ID string.
4450       </para>
4451
4452       <para>
4453       The third argument is the index of this component.  You can
4454       create up to 8 rawmidi devices.
4455       </para>
4456
4457       <para>
4458       The fourth and fifth arguments are the number of output and
4459       input substreams, respectively, of this device (a substream is
4460       the equivalent of a MIDI port).
4461       </para>
4462
4463       <para>
4464       Set the <structfield>info_flags</structfield> field to specify
4465       the capabilities of the device.
4466       Set <constant>SNDRV_RAWMIDI_INFO_OUTPUT</constant> if there is
4467       at least one output port,
4468       <constant>SNDRV_RAWMIDI_INFO_INPUT</constant> if there is at
4469       least one input port,
4470       and <constant>SNDRV_RAWMIDI_INFO_DUPLEX</constant> if the device
4471       can handle output and input at the same time.
4472       </para>
4473
4474       <para>
4475       After the rawmidi device is created, you need to set the
4476       operators (callbacks) for each substream.  There are helper
4477       functions to set the operators for all the substreams of a device:
4478         <informalexample>
4479           <programlisting>
4480 <![CDATA[
4481   snd_rawmidi_set_ops(rmidi, SNDRV_RAWMIDI_STREAM_OUTPUT, &snd_mymidi_output_ops);
4482   snd_rawmidi_set_ops(rmidi, SNDRV_RAWMIDI_STREAM_INPUT, &snd_mymidi_input_ops);
4483 ]]>
4484           </programlisting>
4485         </informalexample>
4486       </para>
4487
4488       <para>
4489       The operators are usually defined like this:
4490         <informalexample>
4491           <programlisting>
4492 <![CDATA[
4493   static struct snd_rawmidi_ops snd_mymidi_output_ops = {
4494           .open =    snd_mymidi_output_open,
4495           .close =   snd_mymidi_output_close,
4496           .trigger = snd_mymidi_output_trigger,
4497   };
4498 ]]>
4499           </programlisting>
4500         </informalexample>
4501       These callbacks are explained in the <link
4502       linkend="rawmidi-interface-callbacks"><citetitle>Callbacks</citetitle></link>
4503       section.
4504       </para>
4505
4506       <para>
4507       If there are more than one substream, you should give a
4508       unique name to each of them:
4509         <informalexample>
4510           <programlisting>
4511 <![CDATA[
4512   struct snd_rawmidi_substream *substream;
4513   list_for_each_entry(substream,
4514                       &rmidi->streams[SNDRV_RAWMIDI_STREAM_OUTPUT].substreams,
4515                       list {
4516           sprintf(substream->name, "My MIDI Port %d", substream->number + 1);
4517   }
4518   /* same for SNDRV_RAWMIDI_STREAM_INPUT */
4519 ]]>
4520           </programlisting>
4521         </informalexample>
4522       </para>
4523     </section>
4524
4525     <section id="rawmidi-interface-callbacks">
4526       <title>Callbacks</title>
4527
4528       <para>
4529       In all the callbacks, the private data that you've set for the
4530       rawmidi device can be accessed as
4531       substream-&gt;rmidi-&gt;private_data.
4532       <!-- <code> isn't available before DocBook 4.3 -->
4533       </para>
4534
4535       <para>
4536       If there is more than one port, your callbacks can determine the
4537       port index from the struct snd_rawmidi_substream data passed to each
4538       callback:
4539         <informalexample>
4540           <programlisting>
4541 <![CDATA[
4542   struct snd_rawmidi_substream *substream;
4543   int index = substream->number;
4544 ]]>
4545           </programlisting>
4546         </informalexample>
4547       </para>
4548
4549       <section id="rawmidi-interface-op-open">
4550       <title><function>open</function> callback</title>
4551
4552         <informalexample>
4553           <programlisting>
4554 <![CDATA[
4555   static int snd_xxx_open(struct snd_rawmidi_substream *substream);
4556 ]]>
4557           </programlisting>
4558         </informalexample>
4559
4560         <para>
4561         This is called when a substream is opened.
4562         You can initialize the hardware here, but you shouldn't
4563         start transmitting/receiving data yet.
4564         </para>
4565       </section>
4566
4567       <section id="rawmidi-interface-op-close">
4568       <title><function>close</function> callback</title>
4569
4570         <informalexample>
4571           <programlisting>
4572 <![CDATA[
4573   static int snd_xxx_close(struct snd_rawmidi_substream *substream);
4574 ]]>
4575           </programlisting>
4576         </informalexample>
4577
4578         <para>
4579         Guess what.
4580         </para>
4581
4582         <para>
4583         The <function>open</function> and <function>close</function>
4584         callbacks of a rawmidi device are serialized with a mutex,
4585         and can sleep.
4586         </para>
4587       </section>
4588
4589       <section id="rawmidi-interface-op-trigger-out">
4590       <title><function>trigger</function> callback for output
4591       substreams</title>
4592
4593         <informalexample>
4594           <programlisting>
4595 <![CDATA[
4596   static void snd_xxx_output_trigger(struct snd_rawmidi_substream *substream, int up);
4597 ]]>
4598           </programlisting>
4599         </informalexample>
4600
4601         <para>
4602         This is called with a nonzero <parameter>up</parameter>
4603         parameter when there is some data in the substream buffer that
4604         must be transmitted.
4605         </para>
4606
4607         <para>
4608         To read data from the buffer, call
4609         <function>snd_rawmidi_transmit_peek</function>.  It will
4610         return the number of bytes that have been read; this will be
4611         less than the number of bytes requested when there are no more
4612         data in the buffer.
4613         After the data have been transmitted successfully, call
4614         <function>snd_rawmidi_transmit_ack</function> to remove the
4615         data from the substream buffer:
4616           <informalexample>
4617             <programlisting>
4618 <![CDATA[
4619   unsigned char data;
4620   while (snd_rawmidi_transmit_peek(substream, &data, 1) == 1) {
4621           if (snd_mychip_try_to_transmit(data))
4622                   snd_rawmidi_transmit_ack(substream, 1);
4623           else
4624                   break; /* hardware FIFO full */
4625   }
4626 ]]>
4627             </programlisting>
4628           </informalexample>
4629         </para>
4630
4631         <para>
4632         If you know beforehand that the hardware will accept data, you
4633         can use the <function>snd_rawmidi_transmit</function> function
4634         which reads some data and removes them from the buffer at once:
4635           <informalexample>
4636             <programlisting>
4637 <![CDATA[
4638   while (snd_mychip_transmit_possible()) {
4639           unsigned char data;
4640           if (snd_rawmidi_transmit(substream, &data, 1) != 1)
4641                   break; /* no more data */
4642           snd_mychip_transmit(data);
4643   }
4644 ]]>
4645             </programlisting>
4646           </informalexample>
4647         </para>
4648
4649         <para>
4650         If you know beforehand how many bytes you can accept, you can
4651         use a buffer size greater than one with the
4652         <function>snd_rawmidi_transmit*</function> functions.
4653         </para>
4654
4655         <para>
4656         The <function>trigger</function> callback must not sleep.  If
4657         the hardware FIFO is full before the substream buffer has been
4658         emptied, you have to continue transmitting data later, either
4659         in an interrupt handler, or with a timer if the hardware
4660         doesn't have a MIDI transmit interrupt.
4661         </para>
4662
4663         <para>
4664         The <function>trigger</function> callback is called with a
4665         zero <parameter>up</parameter> parameter when the transmission
4666         of data should be aborted.
4667         </para>
4668       </section>
4669
4670       <section id="rawmidi-interface-op-trigger-in">
4671       <title><function>trigger</function> callback for input
4672       substreams</title>
4673
4674         <informalexample>
4675           <programlisting>
4676 <![CDATA[
4677   static void snd_xxx_input_trigger(struct snd_rawmidi_substream *substream, int up);
4678 ]]>
4679           </programlisting>
4680         </informalexample>
4681
4682         <para>
4683         This is called with a nonzero <parameter>up</parameter>
4684         parameter to enable receiving data, or with a zero
4685         <parameter>up</parameter> parameter do disable receiving data.
4686         </para>
4687
4688         <para>
4689         The <function>trigger</function> callback must not sleep; the
4690         actual reading of data from the device is usually done in an
4691         interrupt handler.
4692         </para>
4693
4694         <para>
4695         When data reception is enabled, your interrupt handler should
4696         call <function>snd_rawmidi_receive</function> for all received
4697         data:
4698           <informalexample>
4699             <programlisting>
4700 <![CDATA[
4701   void snd_mychip_midi_interrupt(...)
4702   {
4703           while (mychip_midi_available()) {
4704                   unsigned char data;
4705                   data = mychip_midi_read();
4706                   snd_rawmidi_receive(substream, &data, 1);
4707           }
4708   }
4709 ]]>
4710             </programlisting>
4711           </informalexample>
4712         </para>
4713       </section>
4714
4715       <section id="rawmidi-interface-op-drain">
4716       <title><function>drain</function> callback</title>
4717
4718         <informalexample>
4719           <programlisting>
4720 <![CDATA[
4721   static void snd_xxx_drain(struct snd_rawmidi_substream *substream);
4722 ]]>
4723           </programlisting>
4724         </informalexample>
4725
4726         <para>
4727         This is only used with output substreams.  This function should wait
4728         until all data read from the substream buffer have been transmitted.
4729         This ensures that the device can be closed and the driver unloaded
4730         without losing data.
4731         </para>
4732
4733         <para>
4734         This callback is optional. If you do not set
4735         <structfield>drain</structfield> in the struct snd_rawmidi_ops
4736         structure, ALSA will simply wait for 50&nbsp;milliseconds
4737         instead.
4738         </para>
4739       </section>
4740     </section>
4741
4742   </chapter>
4743
4744
4745 <!-- ****************************************************** -->
4746 <!-- Miscellaneous Devices  -->
4747 <!-- ****************************************************** -->
4748   <chapter id="misc-devices">
4749     <title>Miscellaneous Devices</title>
4750
4751     <section id="misc-devices-opl3">
4752       <title>FM OPL3</title>
4753       <para>
4754         The FM OPL3 is still used in many chips (mainly for backward
4755       compatibility). ALSA has a nice OPL3 FM control layer, too. The
4756       OPL3 API is defined in
4757       <filename>&lt;sound/opl3.h&gt;</filename>. 
4758       </para>
4759
4760       <para>
4761         FM registers can be directly accessed through the direct-FM API,
4762       defined in <filename>&lt;sound/asound_fm.h&gt;</filename>. In
4763       ALSA native mode, FM registers are accessed through
4764       the Hardware-Dependent Device direct-FM extension API, whereas in
4765       OSS compatible mode, FM registers can be accessed with the OSS
4766       direct-FM compatible API in <filename>/dev/dmfmX</filename> device. 
4767       </para>
4768
4769       <para>
4770         To create the OPL3 component, you have two functions to
4771         call. The first one is a constructor for the <type>opl3_t</type>
4772         instance. 
4773
4774         <informalexample>
4775           <programlisting>
4776 <![CDATA[
4777   struct snd_opl3 *opl3;
4778   snd_opl3_create(card, lport, rport, OPL3_HW_OPL3_XXX,
4779                   integrated, &opl3);
4780 ]]>
4781           </programlisting>
4782         </informalexample>
4783       </para>
4784
4785       <para>
4786         The first argument is the card pointer, the second one is the
4787       left port address, and the third is the right port address. In
4788       most cases, the right port is placed at the left port + 2. 
4789       </para>
4790
4791       <para>
4792         The fourth argument is the hardware type.
4793       </para>
4794
4795       <para>
4796         When the left and right ports have been already allocated by
4797       the card driver, pass non-zero to the fifth argument
4798       (<parameter>integrated</parameter>). Otherwise, the opl3 module will
4799       allocate the specified ports by itself. 
4800       </para>
4801
4802       <para>
4803         When the accessing the hardware requires special method
4804         instead of the standard I/O access, you can create opl3 instance
4805         separately with <function>snd_opl3_new()</function>.
4806
4807         <informalexample>
4808           <programlisting>
4809 <![CDATA[
4810   struct snd_opl3 *opl3;
4811   snd_opl3_new(card, OPL3_HW_OPL3_XXX, &opl3);
4812 ]]>
4813           </programlisting>
4814         </informalexample>
4815       </para>
4816
4817       <para>
4818         Then set <structfield>command</structfield>,
4819         <structfield>private_data</structfield> and
4820         <structfield>private_free</structfield> for the private
4821         access function, the private data and the destructor.
4822         The l_port and r_port are not necessarily set.  Only the
4823         command must be set properly.  You can retrieve the data
4824         from the opl3-&gt;private_data field.
4825       </para>
4826
4827       <para>
4828         After creating the opl3 instance via <function>snd_opl3_new()</function>,
4829         call <function>snd_opl3_init()</function> to initialize the chip to the
4830         proper state. Note that <function>snd_opl3_create()</function> always
4831         calls it internally.
4832       </para>
4833
4834       <para>
4835         If the opl3 instance is created successfully, then create a
4836         hwdep device for this opl3. 
4837
4838         <informalexample>
4839           <programlisting>
4840 <![CDATA[
4841   struct snd_hwdep *opl3hwdep;
4842   snd_opl3_hwdep_new(opl3, 0, 1, &opl3hwdep);
4843 ]]>
4844           </programlisting>
4845         </informalexample>
4846       </para>
4847
4848       <para>
4849         The first argument is the <type>opl3_t</type> instance you
4850       created, and the second is the index number, usually 0. 
4851       </para>
4852
4853       <para>
4854         The third argument is the index-offset for the sequencer
4855       client assigned to the OPL3 port. When there is an MPU401-UART,
4856       give 1 for here (UART always takes 0). 
4857       </para>
4858     </section>
4859
4860     <section id="misc-devices-hardware-dependent">
4861       <title>Hardware-Dependent Devices</title>
4862       <para>
4863         Some chips need user-space access for special
4864       controls or for loading the micro code. In such a case, you can
4865       create a hwdep (hardware-dependent) device. The hwdep API is
4866       defined in <filename>&lt;sound/hwdep.h&gt;</filename>. You can
4867       find examples in opl3 driver or
4868       <filename>isa/sb/sb16_csp.c</filename>. 
4869       </para>
4870
4871       <para>
4872         The creation of the <type>hwdep</type> instance is done via
4873         <function>snd_hwdep_new()</function>. 
4874
4875         <informalexample>
4876           <programlisting>
4877 <![CDATA[
4878   struct snd_hwdep *hw;
4879   snd_hwdep_new(card, "My HWDEP", 0, &hw);
4880 ]]>
4881           </programlisting>
4882         </informalexample>
4883
4884         where the third argument is the index number.
4885       </para>
4886
4887       <para>
4888         You can then pass any pointer value to the
4889         <parameter>private_data</parameter>.
4890         If you assign a private data, you should define the
4891         destructor, too. The destructor function is set in
4892         the <structfield>private_free</structfield> field.  
4893
4894         <informalexample>
4895           <programlisting>
4896 <![CDATA[
4897   struct mydata *p = kmalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL);
4898   hw->private_data = p;
4899   hw->private_free = mydata_free;
4900 ]]>
4901           </programlisting>
4902         </informalexample>
4903
4904         and the implementation of the destructor would be:
4905
4906         <informalexample>
4907           <programlisting>
4908 <![CDATA[
4909   static void mydata_free(struct snd_hwdep *hw)
4910   {
4911           struct mydata *p = hw->private_data;
4912           kfree(p);
4913   }
4914 ]]>
4915           </programlisting>
4916         </informalexample>
4917       </para>
4918
4919       <para>
4920         The arbitrary file operations can be defined for this
4921         instance. The file operators are defined in
4922         the <parameter>ops</parameter> table. For example, assume that
4923         this chip needs an ioctl. 
4924
4925         <informalexample>
4926           <programlisting>
4927 <![CDATA[
4928   hw->ops.open = mydata_open;
4929   hw->ops.ioctl = mydata_ioctl;
4930   hw->ops.release = mydata_release;
4931 ]]>
4932           </programlisting>
4933         </informalexample>
4934
4935         And implement the callback functions as you like.
4936       </para>
4937     </section>
4938
4939     <section id="misc-devices-IEC958">
4940       <title>IEC958 (S/PDIF)</title>
4941       <para>
4942         Usually the controls for IEC958 devices are implemented via
4943       the control interface. There is a macro to compose a name string for
4944       IEC958 controls, <function>SNDRV_CTL_NAME_IEC958()</function>
4945       defined in <filename>&lt;include/asound.h&gt;</filename>.  
4946       </para>
4947
4948       <para>
4949         There are some standard controls for IEC958 status bits. These
4950       controls use the type <type>SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_IEC958</type>,
4951       and the size of element is fixed as 4 bytes array
4952       (value.iec958.status[x]). For the <structfield>info</structfield>
4953       callback, you don't specify 
4954       the value field for this type (the count field must be set,
4955       though). 
4956       </para>
4957
4958       <para>
4959         <quote>IEC958 Playback Con Mask</quote> is used to return the
4960       bit-mask for the IEC958 status bits of consumer mode. Similarly,
4961       <quote>IEC958 Playback Pro Mask</quote> returns the bitmask for
4962       professional mode. They are read-only controls, and are defined
4963       as MIXER controls (iface =
4964       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER</constant>).  
4965       </para>
4966
4967       <para>
4968         Meanwhile, <quote>IEC958 Playback Default</quote> control is
4969       defined for getting and setting the current default IEC958
4970       bits. Note that this one is usually defined as a PCM control
4971       (iface = <constant>SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_PCM</constant>),
4972       although in some places it's defined as a MIXER control. 
4973       </para>
4974
4975       <para>
4976         In addition, you can define the control switches to
4977       enable/disable or to set the raw bit mode. The implementation
4978       will depend on the chip, but the control should be named as
4979       <quote>IEC958 xxx</quote>, preferably using
4980       the <function>SNDRV_CTL_NAME_IEC958()</function> macro. 
4981       </para>
4982
4983       <para>
4984         You can find several cases, for example,
4985       <filename>pci/emu10k1</filename>,
4986       <filename>pci/ice1712</filename>, or
4987       <filename>pci/cmipci.c</filename>.  
4988       </para>
4989     </section>
4990
4991   </chapter>
4992
4993
4994 <!-- ****************************************************** -->
4995 <!-- Buffer and Memory Management  -->
4996 <!-- ****************************************************** -->
4997   <chapter id="buffer-and-memory">
4998     <title>Buffer and Memory Management</title>
4999
5000     <section id="buffer-and-memory-buffer-types">
5001       <title>Buffer Types</title>
5002       <para>
5003         ALSA provides several different buffer allocation functions
5004       depending on the bus and the architecture. All these have a
5005       consistent API. The allocation of physically-contiguous pages is
5006       done via 
5007       <function>snd_malloc_xxx_pages()</function> function, where xxx
5008       is the bus type. 
5009       </para>
5010
5011       <para>
5012         The allocation of pages with fallback is
5013       <function>snd_malloc_xxx_pages_fallback()</function>. This
5014       function tries to allocate the specified pages but if the pages
5015       are not available, it tries to reduce the page sizes until
5016       enough space is found.
5017       </para>
5018
5019       <para>
5020       The release the pages, call
5021       <function>snd_free_xxx_pages()</function> function. 
5022       </para>
5023
5024       <para>
5025       Usually, ALSA drivers try to allocate and reserve
5026        a large contiguous physical space
5027        at the time the module is loaded for the later use.
5028        This is called <quote>pre-allocation</quote>.
5029        As already written, you can call the following function at 
5030        pcm instance construction time (in the case of PCI bus). 
5031
5032         <informalexample>
5033           <programlisting>
5034 <![CDATA[
5035   snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
5036                                         snd_dma_pci_data(pci), size, max);
5037 ]]>
5038           </programlisting>
5039         </informalexample>
5040
5041         where <parameter>size</parameter> is the byte size to be
5042       pre-allocated and the <parameter>max</parameter> is the maximum
5043       size to be changed via the <filename>prealloc</filename> proc file.
5044       The allocator will try to get an area as large as possible
5045       within the given size. 
5046       </para>
5047
5048       <para>
5049       The second argument (type) and the third argument (device pointer)
5050       are dependent on the bus.
5051       In the case of the ISA bus, pass <function>snd_dma_isa_data()</function>
5052       as the third argument with <constant>SNDRV_DMA_TYPE_DEV</constant> type.
5053       For the continuous buffer unrelated to the bus can be pre-allocated
5054       with <constant>SNDRV_DMA_TYPE_CONTINUOUS</constant> type and the
5055       <function>snd_dma_continuous_data(GFP_KERNEL)</function> device pointer,
5056       where <constant>GFP_KERNEL</constant> is the kernel allocation flag to
5057       use.
5058       For the PCI scatter-gather buffers, use
5059       <constant>SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG</constant> with
5060       <function>snd_dma_pci_data(pci)</function>
5061       (see the 
5062           <link linkend="buffer-and-memory-non-contiguous"><citetitle>Non-Contiguous Buffers
5063           </citetitle></link> section).
5064       </para>
5065
5066       <para>
5067         Once the buffer is pre-allocated, you can use the
5068         allocator in the <structfield>hw_params</structfield> callback: 
5069
5070         <informalexample>
5071           <programlisting>
5072 <![CDATA[
5073   snd_pcm_lib_malloc_pages(substream, size);
5074 ]]>
5075           </programlisting>
5076         </informalexample>
5077
5078         Note that you have to pre-allocate to use this function.
5079       </para>
5080     </section>
5081
5082     <section id="buffer-and-memory-external-hardware">
5083       <title>External Hardware Buffers</title>
5084       <para>
5085         Some chips have their own hardware buffers and the DMA
5086       transfer from the host memory is not available. In such a case,
5087       you need to either 1) copy/set the audio data directly to the
5088       external hardware buffer, or 2) make an intermediate buffer and
5089       copy/set the data from it to the external hardware buffer in
5090       interrupts (or in tasklets, preferably).
5091       </para>
5092
5093       <para>
5094         The first case works fine if the external hardware buffer is large
5095       enough.  This method doesn't need any extra buffers and thus is
5096       more effective. You need to define the
5097       <structfield>copy</structfield> and
5098       <structfield>silence</structfield> callbacks for 
5099       the data transfer. However, there is a drawback: it cannot
5100       be mmapped. The examples are GUS's GF1 PCM or emu8000's
5101       wavetable PCM. 
5102       </para>
5103
5104       <para>
5105         The second case allows for mmap on the buffer, although you have
5106       to handle an interrupt or a tasklet to transfer the data
5107       from the intermediate buffer to the hardware buffer. You can find an
5108       example in the vxpocket driver. 
5109       </para>
5110
5111       <para>
5112         Another case is when the chip uses a PCI memory-map
5113       region for the buffer instead of the host memory. In this case,
5114       mmap is available only on certain architectures like the Intel one.
5115       In non-mmap mode, the data cannot be transferred as in the normal
5116       way. Thus you need to define the <structfield>copy</structfield> and
5117       <structfield>silence</structfield> callbacks as well, 
5118       as in the cases above. The examples are found in
5119       <filename>rme32.c</filename> and <filename>rme96.c</filename>. 
5120       </para>
5121
5122       <para>
5123         The implementation of the <structfield>copy</structfield> and
5124         <structfield>silence</structfield> callbacks depends upon 
5125         whether the hardware supports interleaved or non-interleaved
5126         samples. The <structfield>copy</structfield> callback is
5127         defined like below, a bit 
5128         differently depending whether the direction is playback or
5129         capture: 
5130
5131         <informalexample>
5132           <programlisting>
5133 <![CDATA[
5134   static int playback_copy(struct snd_pcm_substream *substream, int channel,
5135                snd_pcm_uframes_t pos, void *src, snd_pcm_uframes_t count);
5136   static int capture_copy(struct snd_pcm_substream *substream, int channel,
5137                snd_pcm_uframes_t pos, void *dst, snd_pcm_uframes_t count);
5138 ]]>
5139           </programlisting>
5140         </informalexample>
5141       </para>
5142
5143       <para>
5144         In the case of interleaved samples, the second argument
5145       (<parameter>channel</parameter>) is not used. The third argument
5146       (<parameter>pos</parameter>) points the 
5147       current position offset in frames. 
5148       </para>
5149
5150       <para>
5151         The meaning of the fourth argument is different between
5152       playback and capture. For playback, it holds the source data
5153       pointer, and for capture, it's the destination data pointer. 
5154       </para>
5155
5156       <para>
5157         The last argument is the number of frames to be copied.
5158       </para>
5159
5160       <para>
5161         What you have to do in this callback is again different
5162         between playback and capture directions. In the
5163         playback case, you copy the given amount of data
5164         (<parameter>count</parameter>) at the specified pointer
5165         (<parameter>src</parameter>) to the specified offset
5166         (<parameter>pos</parameter>) on the hardware buffer. When
5167         coded like memcpy-like way, the copy would be like: 
5168
5169         <informalexample>
5170           <programlisting>
5171 <![CDATA[
5172   my_memcpy(my_buffer + frames_to_bytes(runtime, pos), src,
5173             frames_to_bytes(runtime, count));
5174 ]]>
5175           </programlisting>
5176         </informalexample>
5177       </para>
5178
5179       <para>
5180         For the capture direction, you copy the given amount of
5181         data (<parameter>count</parameter>) at the specified offset
5182         (<parameter>pos</parameter>) on the hardware buffer to the
5183         specified pointer (<parameter>dst</parameter>). 
5184
5185         <informalexample>
5186           <programlisting>
5187 <![CDATA[
5188   my_memcpy(dst, my_buffer + frames_to_bytes(runtime, pos),
5189             frames_to_bytes(runtime, count));
5190 ]]>
5191           </programlisting>
5192         </informalexample>
5193
5194         Note that both the position and the amount of data are given
5195       in frames. 
5196       </para>
5197
5198       <para>
5199         In the case of non-interleaved samples, the implementation
5200       will be a bit more complicated. 
5201       </para>
5202
5203       <para>
5204         You need to check the channel argument, and if it's -1, copy
5205       the whole channels. Otherwise, you have to copy only the
5206       specified channel. Please check
5207       <filename>isa/gus/gus_pcm.c</filename> as an example. 
5208       </para>
5209
5210       <para>
5211         The <structfield>silence</structfield> callback is also
5212         implemented in a similar way. 
5213
5214         <informalexample>
5215           <programlisting>
5216 <![CDATA[
5217   static int silence(struct snd_pcm_substream *substream, int channel,
5218                      snd_pcm_uframes_t pos, snd_pcm_uframes_t count);
5219 ]]>
5220           </programlisting>
5221         </informalexample>
5222       </para>
5223
5224       <para>
5225         The meanings of arguments are the same as in the
5226       <structfield>copy</structfield> 
5227       callback, although there is no <parameter>src/dst</parameter>
5228       argument. In the case of interleaved samples, the channel
5229       argument has no meaning, as well as on
5230       <structfield>copy</structfield> callback.  
5231       </para>
5232
5233       <para>
5234         The role of <structfield>silence</structfield> callback is to
5235         set the given amount 
5236         (<parameter>count</parameter>) of silence data at the
5237         specified offset (<parameter>pos</parameter>) on the hardware
5238         buffer. Suppose that the data format is signed (that is, the
5239         silent-data is 0), and the implementation using a memset-like
5240         function would be like: 
5241
5242         <informalexample>
5243           <programlisting>
5244 <![CDATA[
5245   my_memcpy(my_buffer + frames_to_bytes(runtime, pos), 0,
5246             frames_to_bytes(runtime, count));
5247 ]]>
5248           </programlisting>
5249         </informalexample>
5250       </para>
5251
5252       <para>
5253         In the case of non-interleaved samples, again, the
5254       implementation becomes a bit more complicated. See, for example,
5255       <filename>isa/gus/gus_pcm.c</filename>. 
5256       </para>
5257     </section>
5258
5259     <section id="buffer-and-memory-non-contiguous">
5260       <title>Non-Contiguous Buffers</title>
5261       <para>
5262         If your hardware supports the page table as in emu10k1 or the
5263       buffer descriptors as in via82xx, you can use the scatter-gather
5264       (SG) DMA. ALSA provides an interface for handling SG-buffers.
5265       The API is provided in <filename>&lt;sound/pcm.h&gt;</filename>. 
5266       </para>
5267
5268       <para>
5269         For creating the SG-buffer handler, call
5270         <function>snd_pcm_lib_preallocate_pages()</function> or
5271         <function>snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all()</function>
5272         with <constant>SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG</constant>
5273         in the PCM constructor like other PCI pre-allocator.
5274         You need to pass <function>snd_dma_pci_data(pci)</function>,
5275         where pci is the struct <structname>pci_dev</structname> pointer
5276         of the chip as well.
5277         The <type>struct snd_sg_buf</type> instance is created as
5278         substream-&gt;dma_private. You can cast
5279         the pointer like: 
5280
5281         <informalexample>
5282           <programlisting>
5283 <![CDATA[
5284   struct snd_sg_buf *sgbuf = (struct snd_sg_buf *)substream->dma_private;
5285 ]]>
5286           </programlisting>
5287         </informalexample>
5288       </para>
5289
5290       <para>
5291         Then call <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function>
5292       in the <structfield>hw_params</structfield> callback
5293       as well as in the case of normal PCI buffer.
5294       The SG-buffer handler will allocate the non-contiguous kernel
5295       pages of the given size and map them onto the virtually contiguous
5296       memory.  The virtual pointer is addressed in runtime-&gt;dma_area.
5297       The physical address (runtime-&gt;dma_addr) is set to zero,
5298       because the buffer is physically non-contiguous.
5299       The physical address table is set up in sgbuf-&gt;table.
5300       You can get the physical address at a certain offset via
5301       <function>snd_pcm_sgbuf_get_addr()</function>. 
5302       </para>
5303
5304       <para>
5305         When a SG-handler is used, you need to set
5306       <function>snd_pcm_sgbuf_ops_page</function> as
5307       the <structfield>page</structfield> callback.
5308       (See <link linkend="pcm-interface-operators-page-callback">
5309       <citetitle>page callback section</citetitle></link>.)
5310       </para>
5311
5312       <para>
5313         To release the data, call
5314       <function>snd_pcm_lib_free_pages()</function> in the
5315       <structfield>hw_free</structfield> callback as usual.
5316       </para>
5317     </section>
5318
5319     <section id="buffer-and-memory-vmalloced">
5320       <title>Vmalloc'ed Buffers</title>
5321       <para>
5322         It's possible to use a buffer allocated via
5323       <function>vmalloc</function>, for example, for an intermediate
5324       buffer. Since the allocated pages are not contiguous, you need
5325       to set the <structfield>page</structfield> callback to obtain
5326       the physical address at every offset. 
5327       </para>
5328
5329       <para>
5330         The implementation of <structfield>page</structfield> callback
5331         would be like this: 
5332
5333         <informalexample>
5334           <programlisting>
5335 <![CDATA[
5336   #include <linux/vmalloc.h>
5337
5338   /* get the physical page pointer on the given offset */
5339   static struct page *mychip_page(struct snd_pcm_substream *substream,
5340                                   unsigned long offset)
5341   {
5342           void *pageptr = substream->runtime->dma_area + offset;
5343           return vmalloc_to_page(pageptr);
5344   }
5345 ]]>
5346           </programlisting>
5347         </informalexample>
5348       </para>
5349     </section>
5350
5351   </chapter>
5352
5353
5354 <!-- ****************************************************** -->
5355 <!-- Proc Interface  -->
5356 <!-- ****************************************************** -->
5357   <chapter id="proc-interface">
5358     <title>Proc Interface</title>
5359     <para>
5360       ALSA provides an easy interface for procfs. The proc files are
5361       very useful for debugging. I recommend you set up proc files if
5362       you write a driver and want to get a running status or register
5363       dumps. The API is found in
5364       <filename>&lt;sound/info.h&gt;</filename>. 
5365     </para>
5366
5367     <para>
5368       To create a proc file, call
5369       <function>snd_card_proc_new()</function>. 
5370
5371       <informalexample>
5372         <programlisting>
5373 <![CDATA[
5374   struct snd_info_entry *entry;
5375   int err = snd_card_proc_new(card, "my-file", &entry);
5376 ]]>
5377         </programlisting>
5378       </informalexample>
5379
5380       where the second argument specifies the name of the proc file to be
5381     created. The above example will create a file
5382     <filename>my-file</filename> under the card directory,
5383     e.g. <filename>/proc/asound/card0/my-file</filename>. 
5384     </para>
5385
5386     <para>
5387     Like other components, the proc entry created via
5388     <function>snd_card_proc_new()</function> will be registered and
5389     released automatically in the card registration and release
5390     functions.
5391     </para>
5392
5393     <para>
5394       When the creation is successful, the function stores a new
5395     instance in the pointer given in the third argument.
5396     It is initialized as a text proc file for read only.  To use
5397     this proc file as a read-only text file as it is, set the read
5398     callback with a private data via 
5399      <function>snd_info_set_text_ops()</function>.
5400
5401       <informalexample>
5402         <programlisting>
5403 <![CDATA[
5404   snd_info_set_text_ops(entry, chip, my_proc_read);
5405 ]]>
5406         </programlisting>
5407       </informalexample>
5408     
5409     where the second argument (<parameter>chip</parameter>) is the
5410     private data to be used in the callbacks. The third parameter
5411     specifies the read buffer size and the fourth
5412     (<parameter>my_proc_read</parameter>) is the callback function, which
5413     is defined like
5414
5415       <informalexample>
5416         <programlisting>
5417 <![CDATA[
5418   static void my_proc_read(struct snd_info_entry *entry,
5419                            struct snd_info_buffer *buffer);
5420 ]]>
5421         </programlisting>
5422       </informalexample>
5423     
5424     </para>
5425
5426     <para>
5427     In the read callback, use <function>snd_iprintf()</function> for
5428     output strings, which works just like normal
5429     <function>printf()</function>.  For example,
5430
5431       <informalexample>
5432         <programlisting>
5433 <![CDATA[
5434   static void my_proc_read(struct snd_info_entry *entry,
5435                            struct snd_info_buffer *buffer)
5436   {
5437           struct my_chip *chip = entry->private_data;
5438
5439           snd_iprintf(buffer, "This is my chip!\n");
5440           snd_iprintf(buffer, "Port = %ld\n", chip->port);
5441   }
5442 ]]>
5443         </programlisting>
5444       </informalexample>
5445     </para>
5446
5447     <para>
5448     The file permissions can be changed afterwards.  As default, it's
5449     set as read only for all users.  If you want to add write
5450     permission for the user (root as default), do as follows:
5451
5452       <informalexample>
5453         <programlisting>
5454 <![CDATA[
5455  entry->mode = S_IFREG | S_IRUGO | S_IWUSR;
5456 ]]>
5457         </programlisting>
5458       </informalexample>
5459
5460     and set the write buffer size and the callback
5461
5462       <informalexample>
5463         <programlisting>
5464 <![CDATA[
5465   entry->c.text.write = my_proc_write;
5466 ]]>
5467         </programlisting>
5468       </informalexample>
5469     </para>
5470
5471     <para>
5472       For the write callback, you can use
5473     <function>snd_info_get_line()</function> to get a text line, and
5474     <function>snd_info_get_str()</function> to retrieve a string from
5475     the line. Some examples are found in
5476     <filename>core/oss/mixer_oss.c</filename>, core/oss/and
5477     <filename>pcm_oss.c</filename>. 
5478     </para>
5479
5480     <para>
5481       For a raw-data proc-file, set the attributes as follows:
5482
5483       <informalexample>
5484         <programlisting>
5485 <![CDATA[
5486   static struct snd_info_entry_ops my_file_io_ops = {
5487           .read = my_file_io_read,
5488   };
5489
5490   entry->content = SNDRV_INFO_CONTENT_DATA;
5491   entry->private_data = chip;
5492   entry->c.ops = &my_file_io_ops;
5493   entry->size = 4096;
5494   entry->mode = S_IFREG | S_IRUGO;
5495 ]]>
5496         </programlisting>
5497       </informalexample>
5498
5499       For the raw data, <structfield>size</structfield> field must be
5500       set properly.  This specifies the maximum size of the proc file access.
5501     </para>
5502
5503     <para>
5504       The read/write callbacks of raw mode are more direct than the text mode.
5505       You need to use a low-level I/O functions such as
5506       <function>copy_from/to_user()</function> to transfer the
5507       data.
5508
5509       <informalexample>
5510         <programlisting>
5511 <![CDATA[
5512   static ssize_t my_file_io_read(struct snd_info_entry *entry,
5513                               void *file_private_data,
5514                               struct file *file,
5515                               char *buf,
5516                               size_t count,
5517                               loff_t pos)
5518   {
5519           if (copy_to_user(buf, local_data + pos, count))
5520                   return -EFAULT;
5521           return count;
5522   }
5523 ]]>
5524         </programlisting>
5525       </informalexample>
5526
5527       If the size of the info entry has been set up properly,
5528       <structfield>count</structfield> and <structfield>pos</structfield> are
5529       guaranteed to fit within 0 and the given size.
5530       You don't have to check the range in the callbacks unless any
5531       other condition is required.
5532
5533     </para>
5534
5535   </chapter>
5536
5537
5538 <!-- ****************************************************** -->
5539 <!-- Power Management  -->
5540 <!-- ****************************************************** -->
5541   <chapter id="power-management">
5542     <title>Power Management</title>
5543     <para>
5544       If the chip is supposed to work with suspend/resume
5545       functions, you need to add power-management code to the
5546       driver. The additional code for power-management should be
5547       <function>ifdef</function>'ed with
5548       <constant>CONFIG_PM</constant>. 
5549     </para>
5550
5551         <para>
5552         If the driver <emphasis>fully</emphasis> supports suspend/resume
5553         that is, the device can be
5554         properly resumed to its state when suspend was called,
5555         you can set the <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant> flag
5556         in the pcm info field.  Usually, this is possible when the
5557         registers of the chip can be safely saved and restored to
5558         RAM. If this is set, the trigger callback is called with
5559         <constant>SNDRV_PCM_TRIGGER_RESUME</constant> after the resume
5560         callback completes. 
5561         </para>
5562
5563         <para>
5564         Even if the driver doesn't support PM fully but 
5565         partial suspend/resume is still possible, it's still worthy to
5566         implement suspend/resume callbacks. In such a case, applications
5567         would reset the status by calling
5568         <function>snd_pcm_prepare()</function> and restart the stream
5569         appropriately.  Hence, you can define suspend/resume callbacks
5570         below but don't set <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant>
5571         info flag to the PCM.
5572         </para>
5573         
5574         <para>
5575         Note that the trigger with SUSPEND can always be called when
5576         <function>snd_pcm_suspend_all</function> is called,
5577         regardless of the <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant> flag.
5578         The <constant>RESUME</constant> flag affects only the behavior
5579         of <function>snd_pcm_resume()</function>.
5580         (Thus, in theory,
5581         <constant>SNDRV_PCM_TRIGGER_RESUME</constant> isn't needed
5582         to be handled in the trigger callback when no
5583         <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant> flag is set.  But,
5584         it's better to keep it for compatibility reasons.)
5585         </para>
5586     <para>
5587       In the earlier version of ALSA drivers, a common
5588       power-management layer was provided, but it has been removed.
5589       The driver needs to define the suspend/resume hooks according to
5590       the bus the device is connected to.  In the case of PCI drivers, the
5591       callbacks look like below:
5592
5593       <informalexample>
5594         <programlisting>
5595 <![CDATA[
5596   #ifdef CONFIG_PM
5597   static int snd_my_suspend(struct pci_dev *pci, pm_message_t state)
5598   {
5599           .... /* do things for suspend */
5600           return 0;
5601   }
5602   static int snd_my_resume(struct pci_dev *pci)
5603   {
5604           .... /* do things for suspend */
5605           return 0;
5606   }
5607   #endif
5608 ]]>
5609         </programlisting>
5610       </informalexample>
5611     </para>
5612
5613     <para>
5614       The scheme of the real suspend job is as follows.
5615
5616       <orderedlist>
5617         <listitem><para>Retrieve the card and the chip data.</para></listitem>
5618         <listitem><para>Call <function>snd_power_change_state()</function> with
5619           <constant>SNDRV_CTL_POWER_D3hot</constant> to change the
5620           power status.</para></listitem>
5621         <listitem><para>Call <function>snd_pcm_suspend_all()</function> to suspend the running PCM streams.</para></listitem>
5622         <listitem><para>If AC97 codecs are used, call
5623         <function>snd_ac97_suspend()</function> for each codec.</para></listitem>
5624         <listitem><para>Save the register values if necessary.</para></listitem>
5625         <listitem><para>Stop the hardware if necessary.</para></listitem>
5626         <listitem><para>Disable the PCI device by calling
5627           <function>pci_disable_device()</function>.  Then, call
5628           <function>pci_save_state()</function> at last.</para></listitem>
5629       </orderedlist>
5630     </para>
5631
5632     <para>
5633       A typical code would be like:
5634
5635       <informalexample>
5636         <programlisting>
5637 <![CDATA[
5638   static int mychip_suspend(struct pci_dev *pci, pm_message_t state)
5639   {
5640           /* (1) */
5641           struct snd_card *card = pci_get_drvdata(pci);
5642           struct mychip *chip = card->private_data;
5643           /* (2) */
5644           snd_power_change_state(card, SNDRV_CTL_POWER_D3hot);
5645           /* (3) */
5646           snd_pcm_suspend_all(chip->pcm);
5647           /* (4) */
5648           snd_ac97_suspend(chip->ac97);
5649           /* (5) */
5650           snd_mychip_save_registers(chip);
5651           /* (6) */
5652           snd_mychip_stop_hardware(chip);
5653           /* (7) */
5654           pci_disable_device(pci);
5655           pci_save_state(pci);
5656           return 0;
5657   }
5658 ]]>
5659         </programlisting>
5660       </informalexample>
5661     </para>
5662
5663     <para>
5664     The scheme of the real resume job is as follows.
5665
5666     <orderedlist>
5667     <listitem><para>Retrieve the card and the chip data.</para></listitem>
5668     <listitem><para>Set up PCI. First, call <function>pci_restore_state()</function>.
5669         Then enable the pci device again by calling <function>pci_enable_device()</function>.
5670         Call <function>pci_set_master()</function> if necessary, too.</para></listitem>
5671     <listitem><para>Re-initialize the chip.</para></listitem>
5672     <listitem><para>Restore the saved registers if necessary.</para></listitem>
5673     <listitem><para>Resume the mixer, e.g. calling
5674     <function>snd_ac97_resume()</function>.</para></listitem>
5675     <listitem><para>Restart the hardware (if any).</para></listitem>
5676     <listitem><para>Call <function>snd_power_change_state()</function> with
5677         <constant>SNDRV_CTL_POWER_D0</constant> to notify the processes.</para></listitem>
5678     </orderedlist>
5679     </para>
5680
5681     <para>
5682     A typical code would be like:
5683
5684       <informalexample>
5685         <programlisting>
5686 <![CDATA[
5687   static int mychip_resume(struct pci_dev *pci)
5688   {
5689           /* (1) */
5690           struct snd_card *card = pci_get_drvdata(pci);
5691           struct mychip *chip = card->private_data;
5692           /* (2) */
5693           pci_restore_state(pci);
5694           pci_enable_device(pci);
5695           pci_set_master(pci);
5696           /* (3) */
5697           snd_mychip_reinit_chip(chip);
5698           /* (4) */
5699           snd_mychip_restore_registers(chip);
5700           /* (5) */
5701           snd_ac97_resume(chip->ac97);
5702           /* (6) */
5703           snd_mychip_restart_chip(chip);
5704           /* (7) */
5705           snd_power_change_state(card, SNDRV_CTL_POWER_D0);
5706           return 0;
5707   }
5708 ]]>
5709         </programlisting>
5710       </informalexample>
5711     </para>
5712
5713     <para>
5714         As shown in the above, it's better to save registers after
5715         suspending the PCM operations via
5716         <function>snd_pcm_suspend_all()</function> or
5717         <function>snd_pcm_suspend()</function>.  It means that the PCM
5718         streams are already stoppped when the register snapshot is
5719         taken.  But, remember that you don't have to restart the PCM
5720         stream in the resume callback. It'll be restarted via 
5721         trigger call with <constant>SNDRV_PCM_TRIGGER_RESUME</constant>
5722         when necessary.
5723     </para>
5724
5725     <para>
5726       OK, we have all callbacks now. Let's set them up. In the
5727       initialization of the card, make sure that you can get the chip
5728       data from the card instance, typically via
5729       <structfield>private_data</structfield> field, in case you
5730       created the chip data individually.
5731
5732       <informalexample>
5733         <programlisting>
5734 <![CDATA[
5735   static int snd_mychip_probe(struct pci_dev *pci,
5736                               const struct pci_device_id *pci_id)
5737   {
5738           ....
5739           struct snd_card *card;
5740           struct mychip *chip;
5741           int err;
5742           ....
5743           err = snd_card_create(index[dev], id[dev], THIS_MODULE, 0, &card);
5744           ....
5745           chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
5746           ....
5747           card->private_data = chip;
5748           ....
5749   }
5750 ]]>
5751         </programlisting>
5752       </informalexample>
5753
5754         When you created the chip data with
5755         <function>snd_card_create()</function>, it's anyway accessible
5756         via <structfield>private_data</structfield> field.
5757
5758       <informalexample>
5759         <programlisting>
5760 <![CDATA[
5761   static int snd_mychip_probe(struct pci_dev *pci,
5762                               const struct pci_device_id *pci_id)
5763   {
5764           ....
5765           struct snd_card *card;
5766           struct mychip *chip;
5767           int err;
5768           ....
5769           err = snd_card_create(index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
5770                                 sizeof(struct mychip), &card);
5771           ....
5772           chip = card->private_data;
5773           ....
5774   }
5775 ]]>
5776         </programlisting>
5777       </informalexample>
5778
5779     </para>
5780
5781     <para>
5782       If you need a space to save the registers, allocate the
5783         buffer for it here, too, since it would be fatal
5784     if you cannot allocate a memory in the suspend phase.
5785     The allocated buffer should be released in the corresponding
5786     destructor.
5787     </para>
5788
5789     <para>
5790       And next, set suspend/resume callbacks to the pci_driver.
5791
5792       <informalexample>
5793         <programlisting>
5794 <![CDATA[
5795   static struct pci_driver driver = {
5796           .name = KBUILD_MODNAME,
5797           .id_table = snd_my_ids,
5798           .probe = snd_my_probe,
5799           .remove = snd_my_remove,
5800   #ifdef CONFIG_PM
5801           .suspend = snd_my_suspend,
5802           .resume = snd_my_resume,
5803   #endif
5804   };
5805 ]]>
5806         </programlisting>
5807       </informalexample>
5808     </para>
5809
5810   </chapter>
5811
5812
5813 <!-- ****************************************************** -->
5814 <!-- Module Parameters  -->
5815 <!-- ****************************************************** -->
5816   <chapter id="module-parameters">
5817     <title>Module Parameters</title>
5818     <para>
5819       There are standard module options for ALSA. At least, each
5820       module should have the <parameter>index</parameter>,
5821       <parameter>id</parameter> and <parameter>enable</parameter>
5822       options. 
5823     </para>
5824
5825     <para>
5826       If the module supports multiple cards (usually up to
5827       8 = <constant>SNDRV_CARDS</constant> cards), they should be
5828       arrays. The default initial values are defined already as
5829       constants for easier programming:
5830
5831       <informalexample>
5832         <programlisting>
5833 <![CDATA[
5834   static int index[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_IDX;
5835   static char *id[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_STR;
5836   static int enable[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_ENABLE_PNP;
5837 ]]>
5838         </programlisting>
5839       </informalexample>
5840     </para>
5841
5842     <para>
5843       If the module supports only a single card, they could be single
5844     variables, instead.  <parameter>enable</parameter> option is not
5845     always necessary in this case, but it would be better to have a
5846     dummy option for compatibility.
5847     </para>
5848
5849     <para>
5850       The module parameters must be declared with the standard
5851     <function>module_param()()</function>,
5852     <function>module_param_array()()</function> and
5853     <function>MODULE_PARM_DESC()</function> macros.
5854     </para>
5855
5856     <para>
5857       The typical coding would be like below:
5858
5859       <informalexample>
5860         <programlisting>
5861 <![CDATA[
5862   #define CARD_NAME "My Chip"
5863
5864   module_param_array(index, int, NULL, 0444);
5865   MODULE_PARM_DESC(index, "Index value for " CARD_NAME " soundcard.");
5866   module_param_array(id, charp, NULL, 0444);
5867   MODULE_PARM_DESC(id, "ID string for " CARD_NAME " soundcard.");
5868   module_param_array(enable, bool, NULL, 0444);
5869   MODULE_PARM_DESC(enable, "Enable " CARD_NAME " soundcard.");
5870 ]]>
5871         </programlisting>
5872       </informalexample>
5873     </para>
5874
5875     <para>
5876       Also, don't forget to define the module description, classes,
5877       license and devices. Especially, the recent modprobe requires to
5878       define the module license as GPL, etc., otherwise the system is
5879       shown as <quote>tainted</quote>. 
5880
5881       <informalexample>
5882         <programlisting>
5883 <![CDATA[
5884   MODULE_DESCRIPTION("My Chip");
5885   MODULE_LICENSE("GPL");
5886   MODULE_SUPPORTED_DEVICE("{{Vendor,My Chip Name}}");
5887 ]]>
5888         </programlisting>
5889       </informalexample>
5890     </para>
5891
5892   </chapter>
5893
5894
5895 <!-- ****************************************************** -->
5896 <!-- How To Put Your Driver  -->
5897 <!-- ****************************************************** -->
5898   <chapter id="how-to-put-your-driver">
5899     <title>How To Put Your Driver Into ALSA Tree</title>
5900         <section>
5901         <title>General</title>
5902         <para>
5903         So far, you've learned how to write the driver codes.
5904         And you might have a question now: how to put my own
5905         driver into the ALSA driver tree?
5906         Here (finally :) the standard procedure is described briefly.
5907         </para>
5908
5909         <para>
5910         Suppose that you create a new PCI driver for the card
5911         <quote>xyz</quote>.  The card module name would be
5912         snd-xyz.  The new driver is usually put into the alsa-driver
5913         tree, <filename>alsa-driver/pci</filename> directory in
5914         the case of PCI cards.
5915         Then the driver is evaluated, audited and tested
5916         by developers and users.  After a certain time, the driver
5917         will go to the alsa-kernel tree (to the corresponding directory,
5918         such as <filename>alsa-kernel/pci</filename>) and eventually
5919         will be integrated into the Linux 2.6 tree (the directory would be
5920         <filename>linux/sound/pci</filename>).
5921         </para>
5922
5923         <para>
5924         In the following sections, the driver code is supposed
5925         to be put into alsa-driver tree. The two cases are covered:
5926         a driver consisting of a single source file and one consisting
5927         of several source files.
5928         </para>
5929         </section>
5930
5931         <section>
5932         <title>Driver with A Single Source File</title>
5933         <para>
5934         <orderedlist>
5935         <listitem>
5936         <para>
5937         Modify alsa-driver/pci/Makefile
5938         </para>
5939
5940         <para>
5941         Suppose you have a file xyz.c.  Add the following
5942         two lines
5943       <informalexample>
5944         <programlisting>
5945 <![CDATA[
5946   snd-xyz-objs := xyz.o
5947   obj-$(CONFIG_SND_XYZ) += snd-xyz.o
5948 ]]>
5949         </programlisting>
5950       </informalexample>
5951         </para>
5952         </listitem>
5953
5954         <listitem>
5955         <para>
5956         Create the Kconfig entry
5957         </para>
5958
5959         <para>
5960         Add the new entry of Kconfig for your xyz driver.
5961       <informalexample>
5962         <programlisting>
5963 <![CDATA[
5964   config SND_XYZ
5965           tristate "Foobar XYZ"
5966           depends on SND
5967           select SND_PCM
5968           help
5969             Say Y here to include support for Foobar XYZ soundcard.
5970
5971             To compile this driver as a module, choose M here: the module
5972             will be called snd-xyz.
5973 ]]>
5974         </programlisting>
5975       </informalexample>
5976
5977         the line, select SND_PCM, specifies that the driver xyz supports
5978         PCM.  In addition to SND_PCM, the following components are
5979         supported for select command:
5980         SND_RAWMIDI, SND_TIMER, SND_HWDEP, SND_MPU401_UART,
5981         SND_OPL3_LIB, SND_OPL4_LIB, SND_VX_LIB, SND_AC97_CODEC.
5982         Add the select command for each supported component.
5983         </para>
5984
5985         <para>
5986         Note that some selections imply the lowlevel selections.
5987         For example, PCM includes TIMER, MPU401_UART includes RAWMIDI,
5988         AC97_CODEC includes PCM, and OPL3_LIB includes HWDEP.
5989         You don't need to give the lowlevel selections again.
5990         </para>
5991
5992         <para>
5993         For the details of Kconfig script, refer to the kbuild
5994         documentation.
5995         </para>
5996
5997         </listitem>
5998
5999         <listitem>
6000         <para>
6001         Run cvscompile script to re-generate the configure script and
6002         build the whole stuff again.
6003         </para>
6004         </listitem>
6005         </orderedlist>
6006         </para>
6007         </section>
6008
6009         <section>
6010         <title>Drivers with Several Source Files</title>
6011         <para>
6012         Suppose that the driver snd-xyz have several source files.
6013         They are located in the new subdirectory,
6014         pci/xyz.
6015
6016         <orderedlist>
6017         <listitem>
6018         <para>
6019         Add a new directory (<filename>xyz</filename>) in
6020         <filename>alsa-driver/pci/Makefile</filename> as below
6021
6022       <informalexample>
6023         <programlisting>
6024 <![CDATA[
6025   obj-$(CONFIG_SND) += xyz/
6026 ]]>
6027         </programlisting>
6028       </informalexample>
6029         </para>
6030         </listitem>
6031
6032         <listitem>
6033         <para>
6034         Under the directory <filename>xyz</filename>, create a Makefile
6035
6036       <example>
6037         <title>Sample Makefile for a driver xyz</title>
6038         <programlisting>
6039 <![CDATA[
6040   ifndef SND_TOPDIR
6041   SND_TOPDIR=../..
6042   endif
6043
6044   include $(SND_TOPDIR)/toplevel.config
6045   include $(SND_TOPDIR)/Makefile.conf
6046
6047   snd-xyz-objs := xyz.o abc.o def.o
6048
6049   obj-$(CONFIG_SND_XYZ) += snd-xyz.o
6050
6051   include $(SND_TOPDIR)/Rules.make
6052 ]]>
6053         </programlisting>
6054       </example>
6055         </para>
6056         </listitem>
6057
6058         <listitem>
6059         <para>
6060         Create the Kconfig entry
6061         </para>
6062
6063         <para>
6064         This procedure is as same as in the last section.
6065         </para>
6066         </listitem>
6067
6068         <listitem>
6069         <para>
6070         Run cvscompile script to re-generate the configure script and
6071         build the whole stuff again.
6072         </para>
6073         </listitem>
6074         </orderedlist>
6075         </para>
6076         </section>
6077
6078   </chapter>
6079
6080 <!-- ****************************************************** -->
6081 <!-- Useful Functions  -->
6082 <!-- ****************************************************** -->
6083   <chapter id="useful-functions">
6084     <title>Useful Functions</title>
6085
6086     <section id="useful-functions-snd-printk">
6087       <title><function>snd_printk()</function> and friends</title>
6088       <para>
6089         ALSA provides a verbose version of the
6090       <function>printk()</function> function. If a kernel config
6091       <constant>CONFIG_SND_VERBOSE_PRINTK</constant> is set, this
6092       function prints the given message together with the file name
6093       and the line of the caller. The <constant>KERN_XXX</constant>
6094       prefix is processed as 
6095       well as the original <function>printk()</function> does, so it's
6096       recommended to add this prefix, e.g. 
6097
6098         <informalexample>
6099           <programlisting>
6100 <![CDATA[
6101   snd_printk(KERN_ERR "Oh my, sorry, it's extremely bad!\n");
6102 ]]>
6103           </programlisting>
6104         </informalexample>
6105       </para>
6106
6107       <para>
6108         There are also <function>printk()</function>'s for
6109       debugging. <function>snd_printd()</function> can be used for
6110       general debugging purposes. If
6111       <constant>CONFIG_SND_DEBUG</constant> is set, this function is
6112       compiled, and works just like
6113       <function>snd_printk()</function>. If the ALSA is compiled
6114       without the debugging flag, it's ignored. 
6115       </para>
6116
6117       <para>
6118         <function>snd_printdd()</function> is compiled in only when
6119       <constant>CONFIG_SND_DEBUG_VERBOSE</constant> is set. Please note
6120       that <constant>CONFIG_SND_DEBUG_VERBOSE</constant> is not set as default
6121       even if you configure the alsa-driver with
6122       <option>--with-debug=full</option> option. You need to give
6123       explicitly <option>--with-debug=detect</option> option instead. 
6124       </para>
6125     </section>
6126
6127     <section id="useful-functions-snd-bug">
6128       <title><function>snd_BUG()</function></title>
6129       <para>
6130         It shows the <computeroutput>BUG?</computeroutput> message and
6131       stack trace as well as <function>snd_BUG_ON</function> at the point.
6132       It's useful to show that a fatal error happens there. 
6133       </para>
6134       <para>
6135          When no debug flag is set, this macro is ignored. 
6136       </para>
6137     </section>
6138
6139     <section id="useful-functions-snd-bug-on">
6140       <title><function>snd_BUG_ON()</function></title>
6141       <para>
6142         <function>snd_BUG_ON()</function> macro is similar with
6143         <function>WARN_ON()</function> macro. For example,  
6144
6145         <informalexample>
6146           <programlisting>
6147 <![CDATA[
6148   snd_BUG_ON(!pointer);
6149 ]]>
6150           </programlisting>
6151         </informalexample>
6152
6153         or it can be used as the condition,
6154         <informalexample>
6155           <programlisting>
6156 <![CDATA[
6157   if (snd_BUG_ON(non_zero_is_bug))
6158           return -EINVAL;
6159 ]]>
6160           </programlisting>
6161         </informalexample>
6162
6163       </para>
6164
6165       <para>
6166         The macro takes an conditional expression to evaluate.
6167         When <constant>CONFIG_SND_DEBUG</constant>, is set, if the
6168         expression is non-zero, it shows the warning message such as
6169         <computeroutput>BUG? (xxx)</computeroutput>
6170         normally followed by stack trace.
6171
6172         In both cases it returns the evaluated value.
6173       </para>
6174
6175     </section>
6176
6177   </chapter>
6178
6179
6180 <!-- ****************************************************** -->
6181 <!-- Acknowledgments  -->
6182 <!-- ****************************************************** -->
6183   <chapter id="acknowledgments">
6184     <title>Acknowledgments</title>
6185     <para>
6186       I would like to thank Phil Kerr for his help for improvement and
6187       corrections of this document. 
6188     </para>
6189     <para>
6190     Kevin Conder reformatted the original plain-text to the
6191     DocBook format.
6192     </para>
6193     <para>
6194     Giuliano Pochini corrected typos and contributed the example codes
6195     in the hardware constraints section.
6196     </para>
6197   </chapter>
6198 </book>