[media] DocBook media: update version number and document changes
[cascardo/linux.git] / Documentation / DocBook / writing-an-alsa-driver.tmpl
1 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
2 <!DOCTYPE book PUBLIC "-//OASIS//DTD DocBook XML V4.1.2//EN"
3         "http://www.oasis-open.org/docbook/xml/4.1.2/docbookx.dtd" []>
4
5 <!-- ****************************************************** -->
6 <!-- Header  -->
7 <!-- ****************************************************** -->
8 <book id="Writing-an-ALSA-Driver">
9   <bookinfo>
10     <title>Writing an ALSA Driver</title>
11     <author>
12       <firstname>Takashi</firstname>
13       <surname>Iwai</surname>
14       <affiliation>
15         <address>
16           <email>tiwai@suse.de</email>
17         </address>
18       </affiliation>
19      </author>
20
21      <date>Oct 15, 2007</date>
22      <edition>0.3.7</edition>
23
24     <abstract>
25       <para>
26         This document describes how to write an ALSA (Advanced Linux
27         Sound Architecture) driver.
28       </para>
29     </abstract>
30
31     <legalnotice>
32     <para>
33     Copyright (c) 2002-2005  Takashi Iwai <email>tiwai@suse.de</email>
34     </para>
35
36     <para>
37     This document is free; you can redistribute it and/or modify it
38     under the terms of the GNU General Public License as published by
39     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
40     (at your option) any later version. 
41     </para>
42
43     <para>
44     This document is distributed in the hope that it will be useful,
45     but <emphasis>WITHOUT ANY WARRANTY</emphasis>; without even the
46     implied warranty of <emphasis>MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A
47     PARTICULAR PURPOSE</emphasis>. See the GNU General Public License
48     for more details.
49     </para>
50
51     <para>
52     You should have received a copy of the GNU General Public
53     License along with this program; if not, write to the Free
54     Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston,
55     MA 02111-1307 USA
56     </para>
57     </legalnotice>
58
59   </bookinfo>
60
61 <!-- ****************************************************** -->
62 <!-- Preface  -->
63 <!-- ****************************************************** -->
64   <preface id="preface">
65     <title>Preface</title>
66     <para>
67       This document describes how to write an
68       <ulink url="http://www.alsa-project.org/"><citetitle>
69       ALSA (Advanced Linux Sound Architecture)</citetitle></ulink>
70       driver. The document focuses mainly on PCI soundcards.
71       In the case of other device types, the API might
72       be different, too. However, at least the ALSA kernel API is
73       consistent, and therefore it would be still a bit help for
74       writing them.
75     </para>
76
77     <para>
78     This document targets people who already have enough
79     C language skills and have basic linux kernel programming
80     knowledge.  This document doesn't explain the general
81     topic of linux kernel coding and doesn't cover low-level
82     driver implementation details. It only describes
83     the standard way to write a PCI sound driver on ALSA.
84     </para>
85
86     <para>
87       If you are already familiar with the older ALSA ver.0.5.x API, you
88     can check the drivers such as <filename>sound/pci/es1938.c</filename> or
89     <filename>sound/pci/maestro3.c</filename> which have also almost the same
90     code-base in the ALSA 0.5.x tree, so you can compare the differences.
91     </para>
92
93     <para>
94       This document is still a draft version. Any feedback and
95     corrections, please!!
96     </para>
97   </preface>
98
99
100 <!-- ****************************************************** -->
101 <!-- File Tree Structure  -->
102 <!-- ****************************************************** -->
103   <chapter id="file-tree">
104     <title>File Tree Structure</title>
105
106     <section id="file-tree-general">
107       <title>General</title>
108       <para>
109         The ALSA drivers are provided in two ways.
110       </para>
111
112       <para>
113         One is the trees provided as a tarball or via cvs from the
114       ALSA's ftp site, and another is the 2.6 (or later) Linux kernel
115       tree. To synchronize both, the ALSA driver tree is split into
116       two different trees: alsa-kernel and alsa-driver. The former
117       contains purely the source code for the Linux 2.6 (or later)
118       tree. This tree is designed only for compilation on 2.6 or
119       later environment. The latter, alsa-driver, contains many subtle
120       files for compiling ALSA drivers outside of the Linux kernel tree,
121       wrapper functions for older 2.2 and 2.4 kernels, to adapt the latest kernel API,
122       and additional drivers which are still in development or in
123       tests.  The drivers in alsa-driver tree will be moved to
124       alsa-kernel (and eventually to the 2.6 kernel tree) when they are
125       finished and confirmed to work fine.
126       </para>
127
128       <para>
129         The file tree structure of ALSA driver is depicted below. Both
130         alsa-kernel and alsa-driver have almost the same file
131         structure, except for <quote>core</quote> directory. It's
132         named as <quote>acore</quote> in alsa-driver tree. 
133
134         <example>
135           <title>ALSA File Tree Structure</title>
136           <literallayout>
137         sound
138                 /core
139                         /oss
140                         /seq
141                                 /oss
142                                 /instr
143                 /ioctl32
144                 /include
145                 /drivers
146                         /mpu401
147                         /opl3
148                 /i2c
149                         /l3
150                 /synth
151                         /emux
152                 /pci
153                         /(cards)
154                 /isa
155                         /(cards)
156                 /arm
157                 /ppc
158                 /sparc
159                 /usb
160                 /pcmcia /(cards)
161                 /oss
162           </literallayout>
163         </example>
164       </para>
165     </section>
166
167     <section id="file-tree-core-directory">
168       <title>core directory</title>
169       <para>
170         This directory contains the middle layer which is the heart
171       of ALSA drivers. In this directory, the native ALSA modules are
172       stored. The sub-directories contain different modules and are
173       dependent upon the kernel config. 
174       </para>
175
176       <section id="file-tree-core-directory-oss">
177         <title>core/oss</title>
178
179         <para>
180           The codes for PCM and mixer OSS emulation modules are stored
181         in this directory. The rawmidi OSS emulation is included in
182         the ALSA rawmidi code since it's quite small. The sequencer
183         code is stored in <filename>core/seq/oss</filename> directory (see
184         <link linkend="file-tree-core-directory-seq-oss"><citetitle>
185         below</citetitle></link>).
186         </para>
187       </section>
188
189       <section id="file-tree-core-directory-ioctl32">
190         <title>core/ioctl32</title>
191
192         <para>
193           This directory contains the 32bit-ioctl wrappers for 64bit
194         architectures such like x86-64, ppc64 and sparc64. For 32bit
195         and alpha architectures, these are not compiled. 
196         </para>
197       </section>
198
199       <section id="file-tree-core-directory-seq">
200         <title>core/seq</title>
201         <para>
202           This directory and its sub-directories are for the ALSA
203         sequencer. This directory contains the sequencer core and
204         primary sequencer modules such like snd-seq-midi,
205         snd-seq-virmidi, etc. They are compiled only when
206         <constant>CONFIG_SND_SEQUENCER</constant> is set in the kernel
207         config. 
208         </para>
209       </section>
210
211       <section id="file-tree-core-directory-seq-oss">
212         <title>core/seq/oss</title>
213         <para>
214           This contains the OSS sequencer emulation codes.
215         </para>
216       </section>
217
218       <section id="file-tree-core-directory-deq-instr">
219         <title>core/seq/instr</title>
220         <para>
221           This directory contains the modules for the sequencer
222         instrument layer. 
223         </para>
224       </section>
225     </section>
226
227     <section id="file-tree-include-directory">
228       <title>include directory</title>
229       <para>
230         This is the place for the public header files of ALSA drivers,
231       which are to be exported to user-space, or included by
232       several files at different directories. Basically, the private
233       header files should not be placed in this directory, but you may
234       still find files there, due to historical reasons :) 
235       </para>
236     </section>
237
238     <section id="file-tree-drivers-directory">
239       <title>drivers directory</title>
240       <para>
241         This directory contains code shared among different drivers
242       on different architectures.  They are hence supposed not to be
243       architecture-specific.
244       For example, the dummy pcm driver and the serial MIDI
245       driver are found in this directory. In the sub-directories,
246       there is code for components which are independent from
247       bus and cpu architectures. 
248       </para>
249
250       <section id="file-tree-drivers-directory-mpu401">
251         <title>drivers/mpu401</title>
252         <para>
253           The MPU401 and MPU401-UART modules are stored here.
254         </para>
255       </section>
256
257       <section id="file-tree-drivers-directory-opl3">
258         <title>drivers/opl3 and opl4</title>
259         <para>
260           The OPL3 and OPL4 FM-synth stuff is found here.
261         </para>
262       </section>
263     </section>
264
265     <section id="file-tree-i2c-directory">
266       <title>i2c directory</title>
267       <para>
268         This contains the ALSA i2c components.
269       </para>
270
271       <para>
272         Although there is a standard i2c layer on Linux, ALSA has its
273       own i2c code for some cards, because the soundcard needs only a
274       simple operation and the standard i2c API is too complicated for
275       such a purpose. 
276       </para>
277
278       <section id="file-tree-i2c-directory-l3">
279         <title>i2c/l3</title>
280         <para>
281           This is a sub-directory for ARM L3 i2c.
282         </para>
283       </section>
284     </section>
285
286     <section id="file-tree-synth-directory">
287         <title>synth directory</title>
288         <para>
289           This contains the synth middle-level modules.
290         </para>
291
292         <para>
293           So far, there is only Emu8000/Emu10k1 synth driver under
294         the <filename>synth/emux</filename> sub-directory. 
295         </para>
296     </section>
297
298     <section id="file-tree-pci-directory">
299       <title>pci directory</title>
300       <para>
301         This directory and its sub-directories hold the top-level card modules
302       for PCI soundcards and the code specific to the PCI BUS.
303       </para>
304
305       <para>
306         The drivers compiled from a single file are stored directly
307       in the pci directory, while the drivers with several source files are
308       stored on their own sub-directory (e.g. emu10k1, ice1712). 
309       </para>
310     </section>
311
312     <section id="file-tree-isa-directory">
313       <title>isa directory</title>
314       <para>
315         This directory and its sub-directories hold the top-level card modules
316       for ISA soundcards. 
317       </para>
318     </section>
319
320     <section id="file-tree-arm-ppc-sparc-directories">
321       <title>arm, ppc, and sparc directories</title>
322       <para>
323         They are used for top-level card modules which are
324       specific to one of these architectures. 
325       </para>
326     </section>
327
328     <section id="file-tree-usb-directory">
329       <title>usb directory</title>
330       <para>
331         This directory contains the USB-audio driver. In the latest version, the
332       USB MIDI driver is integrated in the usb-audio driver. 
333       </para>
334     </section>
335
336     <section id="file-tree-pcmcia-directory">
337       <title>pcmcia directory</title>
338       <para>
339         The PCMCIA, especially PCCard drivers will go here. CardBus
340       drivers will be in the pci directory, because their API is identical
341       to that of standard PCI cards. 
342       </para>
343     </section>
344
345     <section id="file-tree-oss-directory">
346       <title>oss directory</title>
347       <para>
348         The OSS/Lite source files are stored here in Linux 2.6 (or
349       later) tree. In the ALSA driver tarball, this directory is empty,
350       of course :) 
351       </para>
352     </section>
353   </chapter>
354
355
356 <!-- ****************************************************** -->
357 <!-- Basic Flow for PCI Drivers  -->
358 <!-- ****************************************************** -->
359   <chapter id="basic-flow">
360     <title>Basic Flow for PCI Drivers</title>
361
362     <section id="basic-flow-outline">
363       <title>Outline</title>
364       <para>
365         The minimum flow for PCI soundcards is as follows:
366
367         <itemizedlist>
368           <listitem><para>define the PCI ID table (see the section
369           <link linkend="pci-resource-entries"><citetitle>PCI Entries
370           </citetitle></link>).</para></listitem> 
371           <listitem><para>create <function>probe()</function> callback.</para></listitem>
372           <listitem><para>create <function>remove()</function> callback.</para></listitem>
373           <listitem><para>create a <structname>pci_driver</structname> structure
374           containing the three pointers above.</para></listitem>
375           <listitem><para>create an <function>init()</function> function just calling
376           the <function>pci_register_driver()</function> to register the pci_driver table
377           defined above.</para></listitem>
378           <listitem><para>create an <function>exit()</function> function to call
379           the <function>pci_unregister_driver()</function> function.</para></listitem>
380         </itemizedlist>
381       </para>
382     </section>
383
384     <section id="basic-flow-example">
385       <title>Full Code Example</title>
386       <para>
387         The code example is shown below. Some parts are kept
388       unimplemented at this moment but will be filled in the
389       next sections. The numbers in the comment lines of the
390       <function>snd_mychip_probe()</function> function
391       refer to details explained in the following section. 
392
393         <example>
394           <title>Basic Flow for PCI Drivers - Example</title>
395           <programlisting>
396 <![CDATA[
397   #include <linux/init.h>
398   #include <linux/pci.h>
399   #include <linux/slab.h>
400   #include <sound/core.h>
401   #include <sound/initval.h>
402
403   /* module parameters (see "Module Parameters") */
404   /* SNDRV_CARDS: maximum number of cards supported by this module */
405   static int index[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_IDX;
406   static char *id[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_STR;
407   static bool enable[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_ENABLE_PNP;
408
409   /* definition of the chip-specific record */
410   struct mychip {
411           struct snd_card *card;
412           /* the rest of the implementation will be in section
413            * "PCI Resource Management"
414            */
415   };
416
417   /* chip-specific destructor
418    * (see "PCI Resource Management")
419    */
420   static int snd_mychip_free(struct mychip *chip)
421   {
422           .... /* will be implemented later... */
423   }
424
425   /* component-destructor
426    * (see "Management of Cards and Components")
427    */
428   static int snd_mychip_dev_free(struct snd_device *device)
429   {
430           return snd_mychip_free(device->device_data);
431   }
432
433   /* chip-specific constructor
434    * (see "Management of Cards and Components")
435    */
436   static int snd_mychip_create(struct snd_card *card,
437                                struct pci_dev *pci,
438                                struct mychip **rchip)
439   {
440           struct mychip *chip;
441           int err;
442           static struct snd_device_ops ops = {
443                  .dev_free = snd_mychip_dev_free,
444           };
445
446           *rchip = NULL;
447
448           /* check PCI availability here
449            * (see "PCI Resource Management")
450            */
451           ....
452
453           /* allocate a chip-specific data with zero filled */
454           chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
455           if (chip == NULL)
456                   return -ENOMEM;
457
458           chip->card = card;
459
460           /* rest of initialization here; will be implemented
461            * later, see "PCI Resource Management"
462            */
463           ....
464
465           err = snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL, chip, &ops);
466           if (err < 0) {
467                   snd_mychip_free(chip);
468                   return err;
469           }
470
471           *rchip = chip;
472           return 0;
473   }
474
475   /* constructor -- see "Constructor" sub-section */
476   static int snd_mychip_probe(struct pci_dev *pci,
477                               const struct pci_device_id *pci_id)
478   {
479           static int dev;
480           struct snd_card *card;
481           struct mychip *chip;
482           int err;
483
484           /* (1) */
485           if (dev >= SNDRV_CARDS)
486                   return -ENODEV;
487           if (!enable[dev]) {
488                   dev++;
489                   return -ENOENT;
490           }
491
492           /* (2) */
493           err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
494                              0, &card);
495           if (err < 0)
496                   return err;
497
498           /* (3) */
499           err = snd_mychip_create(card, pci, &chip);
500           if (err < 0) {
501                   snd_card_free(card);
502                   return err;
503           }
504
505           /* (4) */
506           strcpy(card->driver, "My Chip");
507           strcpy(card->shortname, "My Own Chip 123");
508           sprintf(card->longname, "%s at 0x%lx irq %i",
509                   card->shortname, chip->ioport, chip->irq);
510
511           /* (5) */
512           .... /* implemented later */
513
514           /* (6) */
515           err = snd_card_register(card);
516           if (err < 0) {
517                   snd_card_free(card);
518                   return err;
519           }
520
521           /* (7) */
522           pci_set_drvdata(pci, card);
523           dev++;
524           return 0;
525   }
526
527   /* destructor -- see the "Destructor" sub-section */
528   static void snd_mychip_remove(struct pci_dev *pci)
529   {
530           snd_card_free(pci_get_drvdata(pci));
531           pci_set_drvdata(pci, NULL);
532   }
533 ]]>
534           </programlisting>
535         </example>
536       </para>
537     </section>
538
539     <section id="basic-flow-constructor">
540       <title>Constructor</title>
541       <para>
542         The real constructor of PCI drivers is the <function>probe</function> callback.
543       The <function>probe</function> callback and other component-constructors which are called
544       from the <function>probe</function> callback cannot be used with
545       the <parameter>__init</parameter> prefix
546       because any PCI device could be a hotplug device. 
547       </para>
548
549       <para>
550         In the <function>probe</function> callback, the following scheme is often used.
551       </para>
552
553       <section id="basic-flow-constructor-device-index">
554         <title>1) Check and increment the device index.</title>
555         <para>
556           <informalexample>
557             <programlisting>
558 <![CDATA[
559   static int dev;
560   ....
561   if (dev >= SNDRV_CARDS)
562           return -ENODEV;
563   if (!enable[dev]) {
564           dev++;
565           return -ENOENT;
566   }
567 ]]>
568             </programlisting>
569           </informalexample>
570
571         where enable[dev] is the module option.
572         </para>
573
574         <para>
575           Each time the <function>probe</function> callback is called, check the
576         availability of the device. If not available, simply increment
577         the device index and returns. dev will be incremented also
578         later (<link
579         linkend="basic-flow-constructor-set-pci"><citetitle>step
580         7</citetitle></link>). 
581         </para>
582       </section>
583
584       <section id="basic-flow-constructor-create-card">
585         <title>2) Create a card instance</title>
586         <para>
587           <informalexample>
588             <programlisting>
589 <![CDATA[
590   struct snd_card *card;
591   int err;
592   ....
593   err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
594                      0, &card);
595 ]]>
596             </programlisting>
597           </informalexample>
598         </para>
599
600         <para>
601           The details will be explained in the section
602           <link linkend="card-management-card-instance"><citetitle>
603           Management of Cards and Components</citetitle></link>.
604         </para>
605       </section>
606
607       <section id="basic-flow-constructor-create-main">
608         <title>3) Create a main component</title>
609         <para>
610           In this part, the PCI resources are allocated.
611
612           <informalexample>
613             <programlisting>
614 <![CDATA[
615   struct mychip *chip;
616   ....
617   err = snd_mychip_create(card, pci, &chip);
618   if (err < 0) {
619           snd_card_free(card);
620           return err;
621   }
622 ]]>
623             </programlisting>
624           </informalexample>
625
626           The details will be explained in the section <link
627         linkend="pci-resource"><citetitle>PCI Resource
628         Management</citetitle></link>.
629         </para>
630       </section>
631
632       <section id="basic-flow-constructor-main-component">
633         <title>4) Set the driver ID and name strings.</title>
634         <para>
635           <informalexample>
636             <programlisting>
637 <![CDATA[
638   strcpy(card->driver, "My Chip");
639   strcpy(card->shortname, "My Own Chip 123");
640   sprintf(card->longname, "%s at 0x%lx irq %i",
641           card->shortname, chip->ioport, chip->irq);
642 ]]>
643             </programlisting>
644           </informalexample>
645
646           The driver field holds the minimal ID string of the
647         chip. This is used by alsa-lib's configurator, so keep it
648         simple but unique. 
649           Even the same driver can have different driver IDs to
650         distinguish the functionality of each chip type. 
651         </para>
652
653         <para>
654           The shortname field is a string shown as more verbose
655         name. The longname field contains the information
656         shown in <filename>/proc/asound/cards</filename>. 
657         </para>
658       </section>
659
660       <section id="basic-flow-constructor-create-other">
661         <title>5) Create other components, such as mixer, MIDI, etc.</title>
662         <para>
663           Here you define the basic components such as
664           <link linkend="pcm-interface"><citetitle>PCM</citetitle></link>,
665           mixer (e.g. <link linkend="api-ac97"><citetitle>AC97</citetitle></link>),
666           MIDI (e.g. <link linkend="midi-interface"><citetitle>MPU-401</citetitle></link>),
667           and other interfaces.
668           Also, if you want a <link linkend="proc-interface"><citetitle>proc
669         file</citetitle></link>, define it here, too.
670         </para>
671       </section>
672
673       <section id="basic-flow-constructor-register-card">
674         <title>6) Register the card instance.</title>
675         <para>
676           <informalexample>
677             <programlisting>
678 <![CDATA[
679   err = snd_card_register(card);
680   if (err < 0) {
681           snd_card_free(card);
682           return err;
683   }
684 ]]>
685             </programlisting>
686           </informalexample>
687         </para>
688
689         <para>
690           Will be explained in the section <link
691         linkend="card-management-registration"><citetitle>Management
692         of Cards and Components</citetitle></link>, too. 
693         </para>
694       </section>
695
696       <section id="basic-flow-constructor-set-pci">
697         <title>7) Set the PCI driver data and return zero.</title>
698         <para>
699           <informalexample>
700             <programlisting>
701 <![CDATA[
702         pci_set_drvdata(pci, card);
703         dev++;
704         return 0;
705 ]]>
706             </programlisting>
707           </informalexample>
708
709           In the above, the card record is stored. This pointer is
710         used in the remove callback and power-management
711         callbacks, too. 
712         </para>
713       </section>
714     </section>
715
716     <section id="basic-flow-destructor">
717       <title>Destructor</title>
718       <para>
719         The destructor, remove callback, simply releases the card
720       instance. Then the ALSA middle layer will release all the
721       attached components automatically. 
722       </para>
723
724       <para>
725         It would be typically like the following:
726
727         <informalexample>
728           <programlisting>
729 <![CDATA[
730   static void snd_mychip_remove(struct pci_dev *pci)
731   {
732           snd_card_free(pci_get_drvdata(pci));
733           pci_set_drvdata(pci, NULL);
734   }
735 ]]>
736           </programlisting>
737         </informalexample>
738
739         The above code assumes that the card pointer is set to the PCI
740         driver data.
741       </para>
742     </section>
743
744     <section id="basic-flow-header-files">
745       <title>Header Files</title>
746       <para>
747         For the above example, at least the following include files
748       are necessary. 
749
750         <informalexample>
751           <programlisting>
752 <![CDATA[
753   #include <linux/init.h>
754   #include <linux/pci.h>
755   #include <linux/slab.h>
756   #include <sound/core.h>
757   #include <sound/initval.h>
758 ]]>
759           </programlisting>
760         </informalexample>
761
762         where the last one is necessary only when module options are
763       defined in the source file.  If the code is split into several
764       files, the files without module options don't need them.
765       </para>
766
767       <para>
768         In addition to these headers, you'll need
769       <filename>&lt;linux/interrupt.h&gt;</filename> for interrupt
770       handling, and <filename>&lt;asm/io.h&gt;</filename> for I/O
771       access. If you use the <function>mdelay()</function> or
772       <function>udelay()</function> functions, you'll need to include
773       <filename>&lt;linux/delay.h&gt;</filename> too. 
774       </para>
775
776       <para>
777       The ALSA interfaces like the PCM and control APIs are defined in other
778       <filename>&lt;sound/xxx.h&gt;</filename> header files.
779       They have to be included after
780       <filename>&lt;sound/core.h&gt;</filename>.
781       </para>
782
783     </section>
784   </chapter>
785
786
787 <!-- ****************************************************** -->
788 <!-- Management of Cards and Components  -->
789 <!-- ****************************************************** -->
790   <chapter id="card-management">
791     <title>Management of Cards and Components</title>
792
793     <section id="card-management-card-instance">
794       <title>Card Instance</title>
795       <para>
796       For each soundcard, a <quote>card</quote> record must be allocated.
797       </para>
798
799       <para>
800       A card record is the headquarters of the soundcard.  It manages
801       the whole list of devices (components) on the soundcard, such as
802       PCM, mixers, MIDI, synthesizer, and so on.  Also, the card
803       record holds the ID and the name strings of the card, manages
804       the root of proc files, and controls the power-management states
805       and hotplug disconnections.  The component list on the card
806       record is used to manage the correct release of resources at
807       destruction. 
808       </para>
809
810       <para>
811         As mentioned above, to create a card instance, call
812       <function>snd_card_new()</function>.
813
814         <informalexample>
815           <programlisting>
816 <![CDATA[
817   struct snd_card *card;
818   int err;
819   err = snd_card_new(&pci->dev, index, id, module, extra_size, &card);
820 ]]>
821           </programlisting>
822         </informalexample>
823       </para>
824
825       <para>
826         The function takes six arguments: the parent device pointer,
827         the card-index number, the id string, the module pointer (usually
828         <constant>THIS_MODULE</constant>),
829         the size of extra-data space, and the pointer to return the
830         card instance.  The extra_size argument is used to
831         allocate card-&gt;private_data for the
832         chip-specific data.  Note that these data
833         are allocated by <function>snd_card_new()</function>.
834       </para>
835
836       <para>
837         The first argument, the pointer of struct
838         <structname>device</structname>, specifies the parent device.
839         For PCI devices, typically &amp;pci-&gt; is passed there.
840       </para>
841     </section>
842
843     <section id="card-management-component">
844       <title>Components</title>
845       <para>
846         After the card is created, you can attach the components
847       (devices) to the card instance. In an ALSA driver, a component is
848       represented as a struct <structname>snd_device</structname> object.
849       A component can be a PCM instance, a control interface, a raw
850       MIDI interface, etc.  Each such instance has one component
851       entry.
852       </para>
853
854       <para>
855         A component can be created via
856         <function>snd_device_new()</function> function. 
857
858         <informalexample>
859           <programlisting>
860 <![CDATA[
861   snd_device_new(card, SNDRV_DEV_XXX, chip, &ops);
862 ]]>
863           </programlisting>
864         </informalexample>
865       </para>
866
867       <para>
868         This takes the card pointer, the device-level
869       (<constant>SNDRV_DEV_XXX</constant>), the data pointer, and the
870       callback pointers (<parameter>&amp;ops</parameter>). The
871       device-level defines the type of components and the order of
872       registration and de-registration.  For most components, the
873       device-level is already defined.  For a user-defined component,
874       you can use <constant>SNDRV_DEV_LOWLEVEL</constant>.
875       </para>
876
877       <para>
878       This function itself doesn't allocate the data space. The data
879       must be allocated manually beforehand, and its pointer is passed
880       as the argument. This pointer (<parameter>chip</parameter> in the
881       above example) is used as the identifier for the instance.
882       </para>
883
884       <para>
885         Each pre-defined ALSA component such as ac97 and pcm calls
886       <function>snd_device_new()</function> inside its
887       constructor. The destructor for each component is defined in the
888       callback pointers.  Hence, you don't need to take care of
889       calling a destructor for such a component.
890       </para>
891
892       <para>
893         If you wish to create your own component, you need to
894       set the destructor function to the dev_free callback in
895       the <parameter>ops</parameter>, so that it can be released
896       automatically via <function>snd_card_free()</function>.
897       The next example will show an implementation of chip-specific
898       data.
899       </para>
900     </section>
901
902     <section id="card-management-chip-specific">
903       <title>Chip-Specific Data</title>
904       <para>
905       Chip-specific information, e.g. the I/O port address, its
906       resource pointer, or the irq number, is stored in the
907       chip-specific record.
908
909         <informalexample>
910           <programlisting>
911 <![CDATA[
912   struct mychip {
913           ....
914   };
915 ]]>
916           </programlisting>
917         </informalexample>
918       </para>
919
920       <para>
921         In general, there are two ways of allocating the chip record.
922       </para>
923
924       <section id="card-management-chip-specific-snd-card-new">
925         <title>1. Allocating via <function>snd_card_new()</function>.</title>
926         <para>
927           As mentioned above, you can pass the extra-data-length
928           to the 5th argument of <function>snd_card_new()</function>, i.e.
929
930           <informalexample>
931             <programlisting>
932 <![CDATA[
933   err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
934                      sizeof(struct mychip), &card);
935 ]]>
936             </programlisting>
937           </informalexample>
938
939           struct <structname>mychip</structname> is the type of the chip record.
940         </para>
941
942         <para>
943           In return, the allocated record can be accessed as
944
945           <informalexample>
946             <programlisting>
947 <![CDATA[
948   struct mychip *chip = card->private_data;
949 ]]>
950             </programlisting>
951           </informalexample>
952
953           With this method, you don't have to allocate twice.
954           The record is released together with the card instance.
955         </para>
956       </section>
957
958       <section id="card-management-chip-specific-allocate-extra">
959         <title>2. Allocating an extra device.</title>
960
961         <para>
962           After allocating a card instance via
963           <function>snd_card_new()</function> (with
964           <constant>0</constant> on the 4th arg), call
965           <function>kzalloc()</function>. 
966
967           <informalexample>
968             <programlisting>
969 <![CDATA[
970   struct snd_card *card;
971   struct mychip *chip;
972   err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
973                      0, &card);
974   .....
975   chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
976 ]]>
977             </programlisting>
978           </informalexample>
979         </para>
980
981         <para>
982           The chip record should have the field to hold the card
983           pointer at least, 
984
985           <informalexample>
986             <programlisting>
987 <![CDATA[
988   struct mychip {
989           struct snd_card *card;
990           ....
991   };
992 ]]>
993             </programlisting>
994           </informalexample>
995         </para>
996
997         <para>
998           Then, set the card pointer in the returned chip instance.
999
1000           <informalexample>
1001             <programlisting>
1002 <![CDATA[
1003   chip->card = card;
1004 ]]>
1005             </programlisting>
1006           </informalexample>
1007         </para>
1008
1009         <para>
1010           Next, initialize the fields, and register this chip
1011           record as a low-level device with a specified
1012           <parameter>ops</parameter>, 
1013
1014           <informalexample>
1015             <programlisting>
1016 <![CDATA[
1017   static struct snd_device_ops ops = {
1018           .dev_free =        snd_mychip_dev_free,
1019   };
1020   ....
1021   snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL, chip, &ops);
1022 ]]>
1023             </programlisting>
1024           </informalexample>
1025
1026           <function>snd_mychip_dev_free()</function> is the
1027         device-destructor function, which will call the real
1028         destructor. 
1029         </para>
1030
1031         <para>
1032           <informalexample>
1033             <programlisting>
1034 <![CDATA[
1035   static int snd_mychip_dev_free(struct snd_device *device)
1036   {
1037           return snd_mychip_free(device->device_data);
1038   }
1039 ]]>
1040             </programlisting>
1041           </informalexample>
1042
1043           where <function>snd_mychip_free()</function> is the real destructor.
1044         </para>
1045       </section>
1046     </section>
1047
1048     <section id="card-management-registration">
1049       <title>Registration and Release</title>
1050       <para>
1051         After all components are assigned, register the card instance
1052       by calling <function>snd_card_register()</function>. Access
1053       to the device files is enabled at this point. That is, before
1054       <function>snd_card_register()</function> is called, the
1055       components are safely inaccessible from external side. If this
1056       call fails, exit the probe function after releasing the card via
1057       <function>snd_card_free()</function>. 
1058       </para>
1059
1060       <para>
1061         For releasing the card instance, you can call simply
1062       <function>snd_card_free()</function>. As mentioned earlier, all
1063       components are released automatically by this call. 
1064       </para>
1065
1066       <para>
1067       For a device which allows hotplugging, you can use
1068       <function>snd_card_free_when_closed</function>.  This one will
1069       postpone the destruction until all devices are closed.
1070       </para>
1071
1072     </section>
1073
1074   </chapter>
1075
1076
1077 <!-- ****************************************************** -->
1078 <!-- PCI Resource Management  -->
1079 <!-- ****************************************************** -->
1080   <chapter id="pci-resource">
1081     <title>PCI Resource Management</title>
1082
1083     <section id="pci-resource-example">
1084       <title>Full Code Example</title>
1085       <para>
1086         In this section, we'll complete the chip-specific constructor,
1087       destructor and PCI entries. Example code is shown first,
1088       below. 
1089
1090         <example>
1091           <title>PCI Resource Management Example</title>
1092           <programlisting>
1093 <![CDATA[
1094   struct mychip {
1095           struct snd_card *card;
1096           struct pci_dev *pci;
1097
1098           unsigned long port;
1099           int irq;
1100   };
1101
1102   static int snd_mychip_free(struct mychip *chip)
1103   {
1104           /* disable hardware here if any */
1105           .... /* (not implemented in this document) */
1106
1107           /* release the irq */
1108           if (chip->irq >= 0)
1109                   free_irq(chip->irq, chip);
1110           /* release the I/O ports & memory */
1111           pci_release_regions(chip->pci);
1112           /* disable the PCI entry */
1113           pci_disable_device(chip->pci);
1114           /* release the data */
1115           kfree(chip);
1116           return 0;
1117   }
1118
1119   /* chip-specific constructor */
1120   static int snd_mychip_create(struct snd_card *card,
1121                                struct pci_dev *pci,
1122                                struct mychip **rchip)
1123   {
1124           struct mychip *chip;
1125           int err;
1126           static struct snd_device_ops ops = {
1127                  .dev_free = snd_mychip_dev_free,
1128           };
1129
1130           *rchip = NULL;
1131
1132           /* initialize the PCI entry */
1133           err = pci_enable_device(pci);
1134           if (err < 0)
1135                   return err;
1136           /* check PCI availability (28bit DMA) */
1137           if (pci_set_dma_mask(pci, DMA_BIT_MASK(28)) < 0 ||
1138               pci_set_consistent_dma_mask(pci, DMA_BIT_MASK(28)) < 0) {
1139                   printk(KERN_ERR "error to set 28bit mask DMA\n");
1140                   pci_disable_device(pci);
1141                   return -ENXIO;
1142           }
1143
1144           chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
1145           if (chip == NULL) {
1146                   pci_disable_device(pci);
1147                   return -ENOMEM;
1148           }
1149
1150           /* initialize the stuff */
1151           chip->card = card;
1152           chip->pci = pci;
1153           chip->irq = -1;
1154
1155           /* (1) PCI resource allocation */
1156           err = pci_request_regions(pci, "My Chip");
1157           if (err < 0) {
1158                   kfree(chip);
1159                   pci_disable_device(pci);
1160                   return err;
1161           }
1162           chip->port = pci_resource_start(pci, 0);
1163           if (request_irq(pci->irq, snd_mychip_interrupt,
1164                           IRQF_SHARED, KBUILD_MODNAME, chip)) {
1165                   printk(KERN_ERR "cannot grab irq %d\n", pci->irq);
1166                   snd_mychip_free(chip);
1167                   return -EBUSY;
1168           }
1169           chip->irq = pci->irq;
1170
1171           /* (2) initialization of the chip hardware */
1172           .... /*   (not implemented in this document) */
1173
1174           err = snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL, chip, &ops);
1175           if (err < 0) {
1176                   snd_mychip_free(chip);
1177                   return err;
1178           }
1179
1180           *rchip = chip;
1181           return 0;
1182   }        
1183
1184   /* PCI IDs */
1185   static struct pci_device_id snd_mychip_ids[] = {
1186           { PCI_VENDOR_ID_FOO, PCI_DEVICE_ID_BAR,
1187             PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, 0, },
1188           ....
1189           { 0, }
1190   };
1191   MODULE_DEVICE_TABLE(pci, snd_mychip_ids);
1192
1193   /* pci_driver definition */
1194   static struct pci_driver driver = {
1195           .name = KBUILD_MODNAME,
1196           .id_table = snd_mychip_ids,
1197           .probe = snd_mychip_probe,
1198           .remove = snd_mychip_remove,
1199   };
1200
1201   /* module initialization */
1202   static int __init alsa_card_mychip_init(void)
1203   {
1204           return pci_register_driver(&driver);
1205   }
1206
1207   /* module clean up */
1208   static void __exit alsa_card_mychip_exit(void)
1209   {
1210           pci_unregister_driver(&driver);
1211   }
1212
1213   module_init(alsa_card_mychip_init)
1214   module_exit(alsa_card_mychip_exit)
1215
1216   EXPORT_NO_SYMBOLS; /* for old kernels only */
1217 ]]>
1218           </programlisting>
1219         </example>
1220       </para>
1221     </section>
1222
1223     <section id="pci-resource-some-haftas">
1224       <title>Some Hafta's</title>
1225       <para>
1226         The allocation of PCI resources is done in the
1227       <function>probe()</function> function, and usually an extra
1228       <function>xxx_create()</function> function is written for this
1229       purpose.
1230       </para>
1231
1232       <para>
1233         In the case of PCI devices, you first have to call
1234       the <function>pci_enable_device()</function> function before
1235       allocating resources. Also, you need to set the proper PCI DMA
1236       mask to limit the accessed I/O range. In some cases, you might
1237       need to call <function>pci_set_master()</function> function,
1238       too.
1239       </para>
1240
1241       <para>
1242         Suppose the 28bit mask, and the code to be added would be like:
1243
1244         <informalexample>
1245           <programlisting>
1246 <![CDATA[
1247   err = pci_enable_device(pci);
1248   if (err < 0)
1249           return err;
1250   if (pci_set_dma_mask(pci, DMA_BIT_MASK(28)) < 0 ||
1251       pci_set_consistent_dma_mask(pci, DMA_BIT_MASK(28)) < 0) {
1252           printk(KERN_ERR "error to set 28bit mask DMA\n");
1253           pci_disable_device(pci);
1254           return -ENXIO;
1255   }
1256   
1257 ]]>
1258           </programlisting>
1259         </informalexample>
1260       </para>
1261     </section>
1262
1263     <section id="pci-resource-resource-allocation">
1264       <title>Resource Allocation</title>
1265       <para>
1266         The allocation of I/O ports and irqs is done via standard kernel
1267       functions. Unlike ALSA ver.0.5.x., there are no helpers for
1268       that. And these resources must be released in the destructor
1269       function (see below). Also, on ALSA 0.9.x, you don't need to
1270       allocate (pseudo-)DMA for PCI like in ALSA 0.5.x.
1271       </para>
1272
1273       <para>
1274         Now assume that the PCI device has an I/O port with 8 bytes
1275         and an interrupt. Then struct <structname>mychip</structname> will have the
1276         following fields:
1277
1278         <informalexample>
1279           <programlisting>
1280 <![CDATA[
1281   struct mychip {
1282           struct snd_card *card;
1283
1284           unsigned long port;
1285           int irq;
1286   };
1287 ]]>
1288           </programlisting>
1289         </informalexample>
1290       </para>
1291
1292       <para>
1293         For an I/O port (and also a memory region), you need to have
1294       the resource pointer for the standard resource management. For
1295       an irq, you have to keep only the irq number (integer). But you
1296       need to initialize this number as -1 before actual allocation,
1297       since irq 0 is valid. The port address and its resource pointer
1298       can be initialized as null by
1299       <function>kzalloc()</function> automatically, so you
1300       don't have to take care of resetting them. 
1301       </para>
1302
1303       <para>
1304         The allocation of an I/O port is done like this:
1305
1306         <informalexample>
1307           <programlisting>
1308 <![CDATA[
1309   err = pci_request_regions(pci, "My Chip");
1310   if (err < 0) { 
1311           kfree(chip);
1312           pci_disable_device(pci);
1313           return err;
1314   }
1315   chip->port = pci_resource_start(pci, 0);
1316 ]]>
1317           </programlisting>
1318         </informalexample>
1319       </para>
1320
1321       <para>
1322         <!-- obsolete -->
1323         It will reserve the I/O port region of 8 bytes of the given
1324       PCI device. The returned value, chip-&gt;res_port, is allocated
1325       via <function>kmalloc()</function> by
1326       <function>request_region()</function>. The pointer must be
1327       released via <function>kfree()</function>, but there is a
1328       problem with this. This issue will be explained later.
1329       </para>
1330
1331       <para>
1332         The allocation of an interrupt source is done like this:
1333
1334         <informalexample>
1335           <programlisting>
1336 <![CDATA[
1337   if (request_irq(pci->irq, snd_mychip_interrupt,
1338                   IRQF_SHARED, KBUILD_MODNAME, chip)) {
1339           printk(KERN_ERR "cannot grab irq %d\n", pci->irq);
1340           snd_mychip_free(chip);
1341           return -EBUSY;
1342   }
1343   chip->irq = pci->irq;
1344 ]]>
1345           </programlisting>
1346         </informalexample>
1347
1348         where <function>snd_mychip_interrupt()</function> is the
1349       interrupt handler defined <link
1350       linkend="pcm-interface-interrupt-handler"><citetitle>later</citetitle></link>.
1351       Note that chip-&gt;irq should be defined
1352       only when <function>request_irq()</function> succeeded.
1353       </para>
1354
1355       <para>
1356       On the PCI bus, interrupts can be shared. Thus,
1357       <constant>IRQF_SHARED</constant> is used as the interrupt flag of
1358       <function>request_irq()</function>. 
1359       </para>
1360
1361       <para>
1362         The last argument of <function>request_irq()</function> is the
1363       data pointer passed to the interrupt handler. Usually, the
1364       chip-specific record is used for that, but you can use what you
1365       like, too. 
1366       </para>
1367
1368       <para>
1369         I won't give details about the interrupt handler at this
1370         point, but at least its appearance can be explained now. The
1371         interrupt handler looks usually like the following: 
1372
1373         <informalexample>
1374           <programlisting>
1375 <![CDATA[
1376   static irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id)
1377   {
1378           struct mychip *chip = dev_id;
1379           ....
1380           return IRQ_HANDLED;
1381   }
1382 ]]>
1383           </programlisting>
1384         </informalexample>
1385       </para>
1386
1387       <para>
1388         Now let's write the corresponding destructor for the resources
1389       above. The role of destructor is simple: disable the hardware
1390       (if already activated) and release the resources. So far, we
1391       have no hardware part, so the disabling code is not written here. 
1392       </para>
1393
1394       <para>
1395         To release the resources, the <quote>check-and-release</quote>
1396         method is a safer way. For the interrupt, do like this: 
1397
1398         <informalexample>
1399           <programlisting>
1400 <![CDATA[
1401   if (chip->irq >= 0)
1402           free_irq(chip->irq, chip);
1403 ]]>
1404           </programlisting>
1405         </informalexample>
1406
1407         Since the irq number can start from 0, you should initialize
1408         chip-&gt;irq with a negative value (e.g. -1), so that you can
1409         check the validity of the irq number as above.
1410       </para>
1411
1412       <para>
1413         When you requested I/O ports or memory regions via
1414         <function>pci_request_region()</function> or
1415         <function>pci_request_regions()</function> like in this example,
1416         release the resource(s) using the corresponding function,
1417         <function>pci_release_region()</function> or
1418         <function>pci_release_regions()</function>.
1419
1420         <informalexample>
1421           <programlisting>
1422 <![CDATA[
1423   pci_release_regions(chip->pci);
1424 ]]>
1425           </programlisting>
1426         </informalexample>
1427       </para>
1428
1429       <para>
1430         When you requested manually via <function>request_region()</function>
1431         or <function>request_mem_region</function>, you can release it via
1432         <function>release_resource()</function>.  Suppose that you keep
1433         the resource pointer returned from <function>request_region()</function>
1434         in chip-&gt;res_port, the release procedure looks like:
1435
1436         <informalexample>
1437           <programlisting>
1438 <![CDATA[
1439   release_and_free_resource(chip->res_port);
1440 ]]>
1441           </programlisting>
1442         </informalexample>
1443       </para>
1444
1445       <para>
1446       Don't forget to call <function>pci_disable_device()</function>
1447       before the end.
1448       </para>
1449
1450       <para>
1451         And finally, release the chip-specific record.
1452
1453         <informalexample>
1454           <programlisting>
1455 <![CDATA[
1456   kfree(chip);
1457 ]]>
1458           </programlisting>
1459         </informalexample>
1460       </para>
1461
1462       <para>
1463       We didn't implement the hardware disabling part in the above.
1464       If you need to do this, please note that the destructor may be
1465       called even before the initialization of the chip is completed.
1466       It would be better to have a flag to skip hardware disabling
1467       if the hardware was not initialized yet.
1468       </para>
1469
1470       <para>
1471       When the chip-data is assigned to the card using
1472       <function>snd_device_new()</function> with
1473       <constant>SNDRV_DEV_LOWLELVEL</constant> , its destructor is 
1474       called at the last.  That is, it is assured that all other
1475       components like PCMs and controls have already been released.
1476       You don't have to stop PCMs, etc. explicitly, but just
1477       call low-level hardware stopping.
1478       </para>
1479
1480       <para>
1481         The management of a memory-mapped region is almost as same as
1482         the management of an I/O port. You'll need three fields like
1483         the following: 
1484
1485         <informalexample>
1486           <programlisting>
1487 <![CDATA[
1488   struct mychip {
1489           ....
1490           unsigned long iobase_phys;
1491           void __iomem *iobase_virt;
1492   };
1493 ]]>
1494           </programlisting>
1495         </informalexample>
1496
1497         and the allocation would be like below:
1498
1499         <informalexample>
1500           <programlisting>
1501 <![CDATA[
1502   if ((err = pci_request_regions(pci, "My Chip")) < 0) {
1503           kfree(chip);
1504           return err;
1505   }
1506   chip->iobase_phys = pci_resource_start(pci, 0);
1507   chip->iobase_virt = ioremap_nocache(chip->iobase_phys,
1508                                       pci_resource_len(pci, 0));
1509 ]]>
1510           </programlisting>
1511         </informalexample>
1512         
1513         and the corresponding destructor would be:
1514
1515         <informalexample>
1516           <programlisting>
1517 <![CDATA[
1518   static int snd_mychip_free(struct mychip *chip)
1519   {
1520           ....
1521           if (chip->iobase_virt)
1522                   iounmap(chip->iobase_virt);
1523           ....
1524           pci_release_regions(chip->pci);
1525           ....
1526   }
1527 ]]>
1528           </programlisting>
1529         </informalexample>
1530       </para>
1531
1532     </section>
1533
1534     <section id="pci-resource-entries">
1535       <title>PCI Entries</title>
1536       <para>
1537         So far, so good. Let's finish the missing PCI
1538       stuff. At first, we need a
1539       <structname>pci_device_id</structname> table for this
1540       chipset. It's a table of PCI vendor/device ID number, and some
1541       masks. 
1542       </para>
1543
1544       <para>
1545         For example,
1546
1547         <informalexample>
1548           <programlisting>
1549 <![CDATA[
1550   static struct pci_device_id snd_mychip_ids[] = {
1551           { PCI_VENDOR_ID_FOO, PCI_DEVICE_ID_BAR,
1552             PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, 0, },
1553           ....
1554           { 0, }
1555   };
1556   MODULE_DEVICE_TABLE(pci, snd_mychip_ids);
1557 ]]>
1558           </programlisting>
1559         </informalexample>
1560       </para>
1561
1562       <para>
1563         The first and second fields of
1564       the <structname>pci_device_id</structname> structure are the vendor and
1565       device IDs. If you have no reason to filter the matching
1566       devices, you can leave the remaining fields as above. The last
1567       field of the <structname>pci_device_id</structname> struct contains
1568       private data for this entry. You can specify any value here, for
1569       example, to define specific operations for supported device IDs.
1570       Such an example is found in the intel8x0 driver. 
1571       </para>
1572
1573       <para>
1574         The last entry of this list is the terminator. You must
1575       specify this all-zero entry. 
1576       </para>
1577
1578       <para>
1579         Then, prepare the <structname>pci_driver</structname> record:
1580
1581         <informalexample>
1582           <programlisting>
1583 <![CDATA[
1584   static struct pci_driver driver = {
1585           .name = KBUILD_MODNAME,
1586           .id_table = snd_mychip_ids,
1587           .probe = snd_mychip_probe,
1588           .remove = snd_mychip_remove,
1589   };
1590 ]]>
1591           </programlisting>
1592         </informalexample>
1593       </para>
1594
1595       <para>
1596         The <structfield>probe</structfield> and
1597       <structfield>remove</structfield> functions have already
1598       been defined in the previous sections.
1599       The <structfield>name</structfield>
1600       field is the name string of this device. Note that you must not
1601       use a slash <quote>/</quote> in this string. 
1602       </para>
1603
1604       <para>
1605         And at last, the module entries:
1606
1607         <informalexample>
1608           <programlisting>
1609 <![CDATA[
1610   static int __init alsa_card_mychip_init(void)
1611   {
1612           return pci_register_driver(&driver);
1613   }
1614
1615   static void __exit alsa_card_mychip_exit(void)
1616   {
1617           pci_unregister_driver(&driver);
1618   }
1619
1620   module_init(alsa_card_mychip_init)
1621   module_exit(alsa_card_mychip_exit)
1622 ]]>
1623           </programlisting>
1624         </informalexample>
1625       </para>
1626
1627       <para>
1628         Note that these module entries are tagged with
1629       <parameter>__init</parameter> and 
1630       <parameter>__exit</parameter> prefixes.
1631       </para>
1632
1633       <para>
1634         Oh, one thing was forgotten. If you have no exported symbols,
1635         you need to declare it in 2.2 or 2.4 kernels (it's not necessary in 2.6 kernels).
1636
1637         <informalexample>
1638           <programlisting>
1639 <![CDATA[
1640   EXPORT_NO_SYMBOLS;
1641 ]]>
1642           </programlisting>
1643         </informalexample>
1644
1645         That's all!
1646       </para>
1647     </section>
1648   </chapter>
1649
1650
1651 <!-- ****************************************************** -->
1652 <!-- PCM Interface  -->
1653 <!-- ****************************************************** -->
1654   <chapter id="pcm-interface">
1655     <title>PCM Interface</title>
1656
1657     <section id="pcm-interface-general">
1658       <title>General</title>
1659       <para>
1660         The PCM middle layer of ALSA is quite powerful and it is only
1661       necessary for each driver to implement the low-level functions
1662       to access its hardware.
1663       </para>
1664
1665       <para>
1666         For accessing to the PCM layer, you need to include
1667       <filename>&lt;sound/pcm.h&gt;</filename> first. In addition,
1668       <filename>&lt;sound/pcm_params.h&gt;</filename> might be needed
1669       if you access to some functions related with hw_param. 
1670       </para>
1671
1672       <para>
1673         Each card device can have up to four pcm instances. A pcm
1674       instance corresponds to a pcm device file. The limitation of
1675       number of instances comes only from the available bit size of
1676       the Linux's device numbers. Once when 64bit device number is
1677       used, we'll have more pcm instances available. 
1678       </para>
1679
1680       <para>
1681         A pcm instance consists of pcm playback and capture streams,
1682       and each pcm stream consists of one or more pcm substreams. Some
1683       soundcards support multiple playback functions. For example,
1684       emu10k1 has a PCM playback of 32 stereo substreams. In this case, at
1685       each open, a free substream is (usually) automatically chosen
1686       and opened. Meanwhile, when only one substream exists and it was
1687       already opened, the successful open will either block
1688       or error with <constant>EAGAIN</constant> according to the
1689       file open mode. But you don't have to care about such details in your
1690       driver. The PCM middle layer will take care of such work.
1691       </para>
1692     </section>
1693
1694     <section id="pcm-interface-example">
1695       <title>Full Code Example</title>
1696       <para>
1697       The example code below does not include any hardware access
1698       routines but shows only the skeleton, how to build up the PCM
1699       interfaces.
1700
1701         <example>
1702           <title>PCM Example Code</title>
1703           <programlisting>
1704 <![CDATA[
1705   #include <sound/pcm.h>
1706   ....
1707
1708   /* hardware definition */
1709   static struct snd_pcm_hardware snd_mychip_playback_hw = {
1710           .info = (SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
1711                    SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
1712                    SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
1713                    SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID),
1714           .formats =          SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,
1715           .rates =            SNDRV_PCM_RATE_8000_48000,
1716           .rate_min =         8000,
1717           .rate_max =         48000,
1718           .channels_min =     2,
1719           .channels_max =     2,
1720           .buffer_bytes_max = 32768,
1721           .period_bytes_min = 4096,
1722           .period_bytes_max = 32768,
1723           .periods_min =      1,
1724           .periods_max =      1024,
1725   };
1726
1727   /* hardware definition */
1728   static struct snd_pcm_hardware snd_mychip_capture_hw = {
1729           .info = (SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
1730                    SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
1731                    SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
1732                    SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID),
1733           .formats =          SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,
1734           .rates =            SNDRV_PCM_RATE_8000_48000,
1735           .rate_min =         8000,
1736           .rate_max =         48000,
1737           .channels_min =     2,
1738           .channels_max =     2,
1739           .buffer_bytes_max = 32768,
1740           .period_bytes_min = 4096,
1741           .period_bytes_max = 32768,
1742           .periods_min =      1,
1743           .periods_max =      1024,
1744   };
1745
1746   /* open callback */
1747   static int snd_mychip_playback_open(struct snd_pcm_substream *substream)
1748   {
1749           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1750           struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
1751
1752           runtime->hw = snd_mychip_playback_hw;
1753           /* more hardware-initialization will be done here */
1754           ....
1755           return 0;
1756   }
1757
1758   /* close callback */
1759   static int snd_mychip_playback_close(struct snd_pcm_substream *substream)
1760   {
1761           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1762           /* the hardware-specific codes will be here */
1763           ....
1764           return 0;
1765
1766   }
1767
1768   /* open callback */
1769   static int snd_mychip_capture_open(struct snd_pcm_substream *substream)
1770   {
1771           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1772           struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
1773
1774           runtime->hw = snd_mychip_capture_hw;
1775           /* more hardware-initialization will be done here */
1776           ....
1777           return 0;
1778   }
1779
1780   /* close callback */
1781   static int snd_mychip_capture_close(struct snd_pcm_substream *substream)
1782   {
1783           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1784           /* the hardware-specific codes will be here */
1785           ....
1786           return 0;
1787
1788   }
1789
1790   /* hw_params callback */
1791   static int snd_mychip_pcm_hw_params(struct snd_pcm_substream *substream,
1792                                struct snd_pcm_hw_params *hw_params)
1793   {
1794           return snd_pcm_lib_malloc_pages(substream,
1795                                      params_buffer_bytes(hw_params));
1796   }
1797
1798   /* hw_free callback */
1799   static int snd_mychip_pcm_hw_free(struct snd_pcm_substream *substream)
1800   {
1801           return snd_pcm_lib_free_pages(substream);
1802   }
1803
1804   /* prepare callback */
1805   static int snd_mychip_pcm_prepare(struct snd_pcm_substream *substream)
1806   {
1807           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1808           struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
1809
1810           /* set up the hardware with the current configuration
1811            * for example...
1812            */
1813           mychip_set_sample_format(chip, runtime->format);
1814           mychip_set_sample_rate(chip, runtime->rate);
1815           mychip_set_channels(chip, runtime->channels);
1816           mychip_set_dma_setup(chip, runtime->dma_addr,
1817                                chip->buffer_size,
1818                                chip->period_size);
1819           return 0;
1820   }
1821
1822   /* trigger callback */
1823   static int snd_mychip_pcm_trigger(struct snd_pcm_substream *substream,
1824                                     int cmd)
1825   {
1826           switch (cmd) {
1827           case SNDRV_PCM_TRIGGER_START:
1828                   /* do something to start the PCM engine */
1829                   ....
1830                   break;
1831           case SNDRV_PCM_TRIGGER_STOP:
1832                   /* do something to stop the PCM engine */
1833                   ....
1834                   break;
1835           default:
1836                   return -EINVAL;
1837           }
1838   }
1839
1840   /* pointer callback */
1841   static snd_pcm_uframes_t
1842   snd_mychip_pcm_pointer(struct snd_pcm_substream *substream)
1843   {
1844           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
1845           unsigned int current_ptr;
1846
1847           /* get the current hardware pointer */
1848           current_ptr = mychip_get_hw_pointer(chip);
1849           return current_ptr;
1850   }
1851
1852   /* operators */
1853   static struct snd_pcm_ops snd_mychip_playback_ops = {
1854           .open =        snd_mychip_playback_open,
1855           .close =       snd_mychip_playback_close,
1856           .ioctl =       snd_pcm_lib_ioctl,
1857           .hw_params =   snd_mychip_pcm_hw_params,
1858           .hw_free =     snd_mychip_pcm_hw_free,
1859           .prepare =     snd_mychip_pcm_prepare,
1860           .trigger =     snd_mychip_pcm_trigger,
1861           .pointer =     snd_mychip_pcm_pointer,
1862   };
1863
1864   /* operators */
1865   static struct snd_pcm_ops snd_mychip_capture_ops = {
1866           .open =        snd_mychip_capture_open,
1867           .close =       snd_mychip_capture_close,
1868           .ioctl =       snd_pcm_lib_ioctl,
1869           .hw_params =   snd_mychip_pcm_hw_params,
1870           .hw_free =     snd_mychip_pcm_hw_free,
1871           .prepare =     snd_mychip_pcm_prepare,
1872           .trigger =     snd_mychip_pcm_trigger,
1873           .pointer =     snd_mychip_pcm_pointer,
1874   };
1875
1876   /*
1877    *  definitions of capture are omitted here...
1878    */
1879
1880   /* create a pcm device */
1881   static int snd_mychip_new_pcm(struct mychip *chip)
1882   {
1883           struct snd_pcm *pcm;
1884           int err;
1885
1886           err = snd_pcm_new(chip->card, "My Chip", 0, 1, 1, &pcm);
1887           if (err < 0) 
1888                   return err;
1889           pcm->private_data = chip;
1890           strcpy(pcm->name, "My Chip");
1891           chip->pcm = pcm;
1892           /* set operators */
1893           snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK,
1894                           &snd_mychip_playback_ops);
1895           snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE,
1896                           &snd_mychip_capture_ops);
1897           /* pre-allocation of buffers */
1898           /* NOTE: this may fail */
1899           snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
1900                                                 snd_dma_pci_data(chip->pci),
1901                                                 64*1024, 64*1024);
1902           return 0;
1903   }
1904 ]]>
1905           </programlisting>
1906         </example>
1907       </para>
1908     </section>
1909
1910     <section id="pcm-interface-constructor">
1911       <title>Constructor</title>
1912       <para>
1913         A pcm instance is allocated by the <function>snd_pcm_new()</function>
1914       function. It would be better to create a constructor for pcm,
1915       namely, 
1916
1917         <informalexample>
1918           <programlisting>
1919 <![CDATA[
1920   static int snd_mychip_new_pcm(struct mychip *chip)
1921   {
1922           struct snd_pcm *pcm;
1923           int err;
1924
1925           err = snd_pcm_new(chip->card, "My Chip", 0, 1, 1, &pcm);
1926           if (err < 0) 
1927                   return err;
1928           pcm->private_data = chip;
1929           strcpy(pcm->name, "My Chip");
1930           chip->pcm = pcm;
1931           ....
1932           return 0;
1933   }
1934 ]]>
1935           </programlisting>
1936         </informalexample>
1937       </para>
1938
1939       <para>
1940         The <function>snd_pcm_new()</function> function takes four
1941       arguments. The first argument is the card pointer to which this
1942       pcm is assigned, and the second is the ID string. 
1943       </para>
1944
1945       <para>
1946         The third argument (<parameter>index</parameter>, 0 in the
1947       above) is the index of this new pcm. It begins from zero. If
1948       you create more than one pcm instances, specify the
1949       different numbers in this argument. For example,
1950       <parameter>index</parameter> = 1 for the second PCM device.  
1951       </para>
1952
1953       <para>
1954         The fourth and fifth arguments are the number of substreams
1955       for playback and capture, respectively. Here 1 is used for
1956       both arguments. When no playback or capture substreams are available,
1957       pass 0 to the corresponding argument.
1958       </para>
1959
1960       <para>
1961         If a chip supports multiple playbacks or captures, you can
1962       specify more numbers, but they must be handled properly in
1963       open/close, etc. callbacks.  When you need to know which
1964       substream you are referring to, then it can be obtained from
1965       struct <structname>snd_pcm_substream</structname> data passed to each callback
1966       as follows: 
1967
1968         <informalexample>
1969           <programlisting>
1970 <![CDATA[
1971   struct snd_pcm_substream *substream;
1972   int index = substream->number;
1973 ]]>
1974           </programlisting>
1975         </informalexample>
1976       </para>
1977
1978       <para>
1979         After the pcm is created, you need to set operators for each
1980         pcm stream. 
1981
1982         <informalexample>
1983           <programlisting>
1984 <![CDATA[
1985   snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK,
1986                   &snd_mychip_playback_ops);
1987   snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE,
1988                   &snd_mychip_capture_ops);
1989 ]]>
1990           </programlisting>
1991         </informalexample>
1992       </para>
1993
1994       <para>
1995         The operators are defined typically like this:
1996
1997         <informalexample>
1998           <programlisting>
1999 <![CDATA[
2000   static struct snd_pcm_ops snd_mychip_playback_ops = {
2001           .open =        snd_mychip_pcm_open,
2002           .close =       snd_mychip_pcm_close,
2003           .ioctl =       snd_pcm_lib_ioctl,
2004           .hw_params =   snd_mychip_pcm_hw_params,
2005           .hw_free =     snd_mychip_pcm_hw_free,
2006           .prepare =     snd_mychip_pcm_prepare,
2007           .trigger =     snd_mychip_pcm_trigger,
2008           .pointer =     snd_mychip_pcm_pointer,
2009   };
2010 ]]>
2011           </programlisting>
2012         </informalexample>
2013
2014         All the callbacks are described in the
2015         <link linkend="pcm-interface-operators"><citetitle>
2016         Operators</citetitle></link> subsection.
2017       </para>
2018
2019       <para>
2020         After setting the operators, you probably will want to
2021         pre-allocate the buffer. For the pre-allocation, simply call
2022         the following: 
2023
2024         <informalexample>
2025           <programlisting>
2026 <![CDATA[
2027   snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
2028                                         snd_dma_pci_data(chip->pci),
2029                                         64*1024, 64*1024);
2030 ]]>
2031           </programlisting>
2032         </informalexample>
2033
2034         It will allocate a buffer up to 64kB as default.
2035       Buffer management details will be described in the later section <link
2036       linkend="buffer-and-memory"><citetitle>Buffer and Memory
2037       Management</citetitle></link>. 
2038       </para>
2039
2040       <para>
2041         Additionally, you can set some extra information for this pcm
2042         in pcm-&gt;info_flags.
2043         The available values are defined as
2044         <constant>SNDRV_PCM_INFO_XXX</constant> in
2045         <filename>&lt;sound/asound.h&gt;</filename>, which is used for
2046         the hardware definition (described later). When your soundchip
2047         supports only half-duplex, specify like this: 
2048
2049         <informalexample>
2050           <programlisting>
2051 <![CDATA[
2052   pcm->info_flags = SNDRV_PCM_INFO_HALF_DUPLEX;
2053 ]]>
2054           </programlisting>
2055         </informalexample>
2056       </para>
2057     </section>
2058
2059     <section id="pcm-interface-destructor">
2060       <title>... And the Destructor?</title>
2061       <para>
2062         The destructor for a pcm instance is not always
2063       necessary. Since the pcm device will be released by the middle
2064       layer code automatically, you don't have to call the destructor
2065       explicitly.
2066       </para>
2067
2068       <para>
2069         The destructor would be necessary if you created
2070         special records internally and needed to release them. In such a
2071         case, set the destructor function to
2072         pcm-&gt;private_free: 
2073
2074         <example>
2075           <title>PCM Instance with a Destructor</title>
2076           <programlisting>
2077 <![CDATA[
2078   static void mychip_pcm_free(struct snd_pcm *pcm)
2079   {
2080           struct mychip *chip = snd_pcm_chip(pcm);
2081           /* free your own data */
2082           kfree(chip->my_private_pcm_data);
2083           /* do what you like else */
2084           ....
2085   }
2086
2087   static int snd_mychip_new_pcm(struct mychip *chip)
2088   {
2089           struct snd_pcm *pcm;
2090           ....
2091           /* allocate your own data */
2092           chip->my_private_pcm_data = kmalloc(...);
2093           /* set the destructor */
2094           pcm->private_data = chip;
2095           pcm->private_free = mychip_pcm_free;
2096           ....
2097   }
2098 ]]>
2099           </programlisting>
2100         </example>
2101       </para>
2102     </section>
2103
2104     <section id="pcm-interface-runtime">
2105       <title>Runtime Pointer - The Chest of PCM Information</title>
2106         <para>
2107           When the PCM substream is opened, a PCM runtime instance is
2108         allocated and assigned to the substream. This pointer is
2109         accessible via <constant>substream-&gt;runtime</constant>.
2110         This runtime pointer holds most information you need
2111         to control the PCM: the copy of hw_params and sw_params configurations, the buffer
2112         pointers, mmap records, spinlocks, etc.
2113         </para>
2114
2115         <para>
2116         The definition of runtime instance is found in
2117         <filename>&lt;sound/pcm.h&gt;</filename>.  Here are
2118        the contents of this file:
2119           <informalexample>
2120             <programlisting>
2121 <![CDATA[
2122 struct _snd_pcm_runtime {
2123         /* -- Status -- */
2124         struct snd_pcm_substream *trigger_master;
2125         snd_timestamp_t trigger_tstamp; /* trigger timestamp */
2126         int overrange;
2127         snd_pcm_uframes_t avail_max;
2128         snd_pcm_uframes_t hw_ptr_base;  /* Position at buffer restart */
2129         snd_pcm_uframes_t hw_ptr_interrupt; /* Position at interrupt time*/
2130
2131         /* -- HW params -- */
2132         snd_pcm_access_t access;        /* access mode */
2133         snd_pcm_format_t format;        /* SNDRV_PCM_FORMAT_* */
2134         snd_pcm_subformat_t subformat;  /* subformat */
2135         unsigned int rate;              /* rate in Hz */
2136         unsigned int channels;          /* channels */
2137         snd_pcm_uframes_t period_size;  /* period size */
2138         unsigned int periods;           /* periods */
2139         snd_pcm_uframes_t buffer_size;  /* buffer size */
2140         unsigned int tick_time;         /* tick time */
2141         snd_pcm_uframes_t min_align;    /* Min alignment for the format */
2142         size_t byte_align;
2143         unsigned int frame_bits;
2144         unsigned int sample_bits;
2145         unsigned int info;
2146         unsigned int rate_num;
2147         unsigned int rate_den;
2148
2149         /* -- SW params -- */
2150         struct timespec tstamp_mode;    /* mmap timestamp is updated */
2151         unsigned int period_step;
2152         unsigned int sleep_min;         /* min ticks to sleep */
2153         snd_pcm_uframes_t start_threshold;
2154         snd_pcm_uframes_t stop_threshold;
2155         snd_pcm_uframes_t silence_threshold; /* Silence filling happens when
2156                                                 noise is nearest than this */
2157         snd_pcm_uframes_t silence_size; /* Silence filling size */
2158         snd_pcm_uframes_t boundary;     /* pointers wrap point */
2159
2160         snd_pcm_uframes_t silenced_start;
2161         snd_pcm_uframes_t silenced_size;
2162
2163         snd_pcm_sync_id_t sync;         /* hardware synchronization ID */
2164
2165         /* -- mmap -- */
2166         volatile struct snd_pcm_mmap_status *status;
2167         volatile struct snd_pcm_mmap_control *control;
2168         atomic_t mmap_count;
2169
2170         /* -- locking / scheduling -- */
2171         spinlock_t lock;
2172         wait_queue_head_t sleep;
2173         struct timer_list tick_timer;
2174         struct fasync_struct *fasync;
2175
2176         /* -- private section -- */
2177         void *private_data;
2178         void (*private_free)(struct snd_pcm_runtime *runtime);
2179
2180         /* -- hardware description -- */
2181         struct snd_pcm_hardware hw;
2182         struct snd_pcm_hw_constraints hw_constraints;
2183
2184         /* -- interrupt callbacks -- */
2185         void (*transfer_ack_begin)(struct snd_pcm_substream *substream);
2186         void (*transfer_ack_end)(struct snd_pcm_substream *substream);
2187
2188         /* -- timer -- */
2189         unsigned int timer_resolution;  /* timer resolution */
2190
2191         /* -- DMA -- */           
2192         unsigned char *dma_area;        /* DMA area */
2193         dma_addr_t dma_addr;            /* physical bus address (not accessible from main CPU) */
2194         size_t dma_bytes;               /* size of DMA area */
2195
2196         struct snd_dma_buffer *dma_buffer_p;    /* allocated buffer */
2197
2198 #if defined(CONFIG_SND_PCM_OSS) || defined(CONFIG_SND_PCM_OSS_MODULE)
2199         /* -- OSS things -- */
2200         struct snd_pcm_oss_runtime oss;
2201 #endif
2202 };
2203 ]]>
2204             </programlisting>
2205           </informalexample>
2206         </para>
2207
2208         <para>
2209           For the operators (callbacks) of each sound driver, most of
2210         these records are supposed to be read-only.  Only the PCM
2211         middle-layer changes / updates them.  The exceptions are
2212         the hardware description (hw), interrupt callbacks
2213         (transfer_ack_xxx), DMA buffer information, and the private
2214         data.  Besides, if you use the standard buffer allocation
2215         method via <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function>,
2216         you don't need to set the DMA buffer information by yourself.
2217         </para>
2218
2219         <para>
2220         In the sections below, important records are explained.
2221         </para>
2222
2223         <section id="pcm-interface-runtime-hw">
2224         <title>Hardware Description</title>
2225         <para>
2226           The hardware descriptor (struct <structname>snd_pcm_hardware</structname>)
2227         contains the definitions of the fundamental hardware
2228         configuration.  Above all, you'll need to define this in
2229         <link linkend="pcm-interface-operators-open-callback"><citetitle>
2230         the open callback</citetitle></link>.
2231         Note that the runtime instance holds the copy of the
2232         descriptor, not the pointer to the existing descriptor.  That
2233         is, in the open callback, you can modify the copied descriptor
2234         (<constant>runtime-&gt;hw</constant>) as you need.  For example, if the maximum
2235         number of channels is 1 only on some chip models, you can
2236         still use the same hardware descriptor and change the
2237         channels_max later:
2238           <informalexample>
2239             <programlisting>
2240 <![CDATA[
2241           struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
2242           ...
2243           runtime->hw = snd_mychip_playback_hw; /* common definition */
2244           if (chip->model == VERY_OLD_ONE)
2245                   runtime->hw.channels_max = 1;
2246 ]]>
2247             </programlisting>
2248           </informalexample>
2249         </para>
2250
2251         <para>
2252           Typically, you'll have a hardware descriptor as below:
2253           <informalexample>
2254             <programlisting>
2255 <![CDATA[
2256   static struct snd_pcm_hardware snd_mychip_playback_hw = {
2257           .info = (SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
2258                    SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
2259                    SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
2260                    SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID),
2261           .formats =          SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,
2262           .rates =            SNDRV_PCM_RATE_8000_48000,
2263           .rate_min =         8000,
2264           .rate_max =         48000,
2265           .channels_min =     2,
2266           .channels_max =     2,
2267           .buffer_bytes_max = 32768,
2268           .period_bytes_min = 4096,
2269           .period_bytes_max = 32768,
2270           .periods_min =      1,
2271           .periods_max =      1024,
2272   };
2273 ]]>
2274             </programlisting>
2275           </informalexample>
2276         </para>
2277
2278         <para>
2279         <itemizedlist>
2280         <listitem><para>
2281           The <structfield>info</structfield> field contains the type and
2282         capabilities of this pcm. The bit flags are defined in
2283         <filename>&lt;sound/asound.h&gt;</filename> as
2284         <constant>SNDRV_PCM_INFO_XXX</constant>. Here, at least, you
2285         have to specify whether the mmap is supported and which
2286         interleaved format is supported.
2287         When the hardware supports mmap, add the
2288         <constant>SNDRV_PCM_INFO_MMAP</constant> flag here. When the
2289         hardware supports the interleaved or the non-interleaved
2290         formats, <constant>SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED</constant> or
2291         <constant>SNDRV_PCM_INFO_NONINTERLEAVED</constant> flag must
2292         be set, respectively. If both are supported, you can set both,
2293         too. 
2294         </para>
2295
2296         <para>
2297           In the above example, <constant>MMAP_VALID</constant> and
2298         <constant>BLOCK_TRANSFER</constant> are specified for the OSS mmap
2299         mode. Usually both are set. Of course,
2300         <constant>MMAP_VALID</constant> is set only if the mmap is
2301         really supported. 
2302         </para>
2303
2304         <para>
2305           The other possible flags are
2306         <constant>SNDRV_PCM_INFO_PAUSE</constant> and
2307         <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant>. The
2308         <constant>PAUSE</constant> bit means that the pcm supports the
2309         <quote>pause</quote> operation, while the
2310         <constant>RESUME</constant> bit means that the pcm supports
2311         the full <quote>suspend/resume</quote> operation.
2312         If the <constant>PAUSE</constant> flag is set,
2313         the <structfield>trigger</structfield> callback below
2314         must handle the corresponding (pause push/release) commands.
2315         The suspend/resume trigger commands can be defined even without
2316         the <constant>RESUME</constant> flag.  See <link
2317         linkend="power-management"><citetitle>
2318         Power Management</citetitle></link> section for details.
2319         </para>
2320
2321         <para>
2322           When the PCM substreams can be synchronized (typically,
2323         synchronized start/stop of a playback and a capture streams),
2324         you can give <constant>SNDRV_PCM_INFO_SYNC_START</constant>,
2325         too.  In this case, you'll need to check the linked-list of
2326         PCM substreams in the trigger callback.  This will be
2327         described in the later section.
2328         </para>
2329         </listitem>
2330
2331         <listitem>
2332         <para>
2333           <structfield>formats</structfield> field contains the bit-flags
2334         of supported formats (<constant>SNDRV_PCM_FMTBIT_XXX</constant>).
2335         If the hardware supports more than one format, give all or'ed
2336         bits.  In the example above, the signed 16bit little-endian
2337         format is specified.
2338         </para>
2339         </listitem>
2340
2341         <listitem>
2342         <para>
2343         <structfield>rates</structfield> field contains the bit-flags of
2344         supported rates (<constant>SNDRV_PCM_RATE_XXX</constant>).
2345         When the chip supports continuous rates, pass
2346         <constant>CONTINUOUS</constant> bit additionally.
2347         The pre-defined rate bits are provided only for typical
2348         rates. If your chip supports unconventional rates, you need to add
2349         the <constant>KNOT</constant> bit and set up the hardware
2350         constraint manually (explained later).
2351         </para>
2352         </listitem>
2353
2354         <listitem>
2355         <para>
2356         <structfield>rate_min</structfield> and
2357         <structfield>rate_max</structfield> define the minimum and
2358         maximum sample rate.  This should correspond somehow to
2359         <structfield>rates</structfield> bits.
2360         </para>
2361         </listitem>
2362
2363         <listitem>
2364         <para>
2365         <structfield>channel_min</structfield> and
2366         <structfield>channel_max</structfield> 
2367         define, as you might already expected, the minimum and maximum
2368         number of channels.
2369         </para>
2370         </listitem>
2371
2372         <listitem>
2373         <para>
2374         <structfield>buffer_bytes_max</structfield> defines the
2375         maximum buffer size in bytes.  There is no
2376         <structfield>buffer_bytes_min</structfield> field, since
2377         it can be calculated from the minimum period size and the
2378         minimum number of periods.
2379         Meanwhile, <structfield>period_bytes_min</structfield> and
2380         define the minimum and maximum size of the period in bytes.
2381         <structfield>periods_max</structfield> and
2382         <structfield>periods_min</structfield> define the maximum and
2383         minimum number of periods in the buffer.
2384         </para>
2385
2386         <para>
2387         The <quote>period</quote> is a term that corresponds to
2388         a fragment in the OSS world. The period defines the size at
2389         which a PCM interrupt is generated. This size strongly
2390         depends on the hardware. 
2391         Generally, the smaller period size will give you more
2392         interrupts, that is, more controls. 
2393         In the case of capture, this size defines the input latency.
2394         On the other hand, the whole buffer size defines the
2395         output latency for the playback direction.
2396         </para>
2397         </listitem>
2398
2399         <listitem>
2400         <para>
2401         There is also a field <structfield>fifo_size</structfield>.
2402         This specifies the size of the hardware FIFO, but currently it
2403         is neither used in the driver nor in the alsa-lib.  So, you
2404         can ignore this field.
2405         </para>
2406         </listitem>
2407         </itemizedlist>
2408         </para>
2409         </section>
2410
2411         <section id="pcm-interface-runtime-config">
2412         <title>PCM Configurations</title>
2413         <para>
2414         Ok, let's go back again to the PCM runtime records.
2415         The most frequently referred records in the runtime instance are
2416         the PCM configurations.
2417         The PCM configurations are stored in the runtime instance
2418         after the application sends <type>hw_params</type> data via
2419         alsa-lib.  There are many fields copied from hw_params and
2420         sw_params structs.  For example,
2421         <structfield>format</structfield> holds the format type
2422         chosen by the application.  This field contains the enum value
2423         <constant>SNDRV_PCM_FORMAT_XXX</constant>.
2424         </para>
2425
2426         <para>
2427         One thing to be noted is that the configured buffer and period
2428         sizes are stored in <quote>frames</quote> in the runtime.
2429         In the ALSA world, 1 frame = channels * samples-size.
2430         For conversion between frames and bytes, you can use the
2431         <function>frames_to_bytes()</function> and
2432           <function>bytes_to_frames()</function> helper functions. 
2433           <informalexample>
2434             <programlisting>
2435 <![CDATA[
2436   period_bytes = frames_to_bytes(runtime, runtime->period_size);
2437 ]]>
2438             </programlisting>
2439           </informalexample>
2440         </para>
2441
2442         <para>
2443         Also, many software parameters (sw_params) are
2444         stored in frames, too.  Please check the type of the field.
2445         <type>snd_pcm_uframes_t</type> is for the frames as unsigned
2446         integer while <type>snd_pcm_sframes_t</type> is for the frames
2447         as signed integer.
2448         </para>
2449         </section>
2450
2451         <section id="pcm-interface-runtime-dma">
2452         <title>DMA Buffer Information</title>
2453         <para>
2454         The DMA buffer is defined by the following four fields,
2455         <structfield>dma_area</structfield>,
2456         <structfield>dma_addr</structfield>,
2457         <structfield>dma_bytes</structfield> and
2458         <structfield>dma_private</structfield>.
2459         The <structfield>dma_area</structfield> holds the buffer
2460         pointer (the logical address).  You can call
2461         <function>memcpy</function> from/to 
2462         this pointer.  Meanwhile, <structfield>dma_addr</structfield>
2463         holds the physical address of the buffer.  This field is
2464         specified only when the buffer is a linear buffer.
2465         <structfield>dma_bytes</structfield> holds the size of buffer
2466         in bytes.  <structfield>dma_private</structfield> is used for
2467         the ALSA DMA allocator.
2468         </para>
2469
2470         <para>
2471         If you use a standard ALSA function,
2472         <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function>, for
2473         allocating the buffer, these fields are set by the ALSA middle
2474         layer, and you should <emphasis>not</emphasis> change them by
2475         yourself.  You can read them but not write them.
2476         On the other hand, if you want to allocate the buffer by
2477         yourself, you'll need to manage it in hw_params callback.
2478         At least, <structfield>dma_bytes</structfield> is mandatory.
2479         <structfield>dma_area</structfield> is necessary when the
2480         buffer is mmapped.  If your driver doesn't support mmap, this
2481         field is not necessary.  <structfield>dma_addr</structfield>
2482         is also optional.  You can use
2483         <structfield>dma_private</structfield> as you like, too.
2484         </para>
2485         </section>
2486
2487         <section id="pcm-interface-runtime-status">
2488         <title>Running Status</title>
2489         <para>
2490         The running status can be referred via <constant>runtime-&gt;status</constant>.
2491         This is the pointer to the struct <structname>snd_pcm_mmap_status</structname>
2492         record.  For example, you can get the current DMA hardware
2493         pointer via <constant>runtime-&gt;status-&gt;hw_ptr</constant>.
2494         </para>
2495
2496         <para>
2497         The DMA application pointer can be referred via
2498         <constant>runtime-&gt;control</constant>, which points to the
2499         struct <structname>snd_pcm_mmap_control</structname> record.
2500         However, accessing directly to this value is not recommended.
2501         </para>
2502         </section>
2503
2504         <section id="pcm-interface-runtime-private">
2505         <title>Private Data</title> 
2506         <para>
2507         You can allocate a record for the substream and store it in
2508         <constant>runtime-&gt;private_data</constant>.  Usually, this
2509         is done in
2510         <link linkend="pcm-interface-operators-open-callback"><citetitle>
2511         the open callback</citetitle></link>.
2512         Don't mix this with <constant>pcm-&gt;private_data</constant>.
2513         The <constant>pcm-&gt;private_data</constant> usually points to the
2514         chip instance assigned statically at the creation of PCM, while the 
2515         <constant>runtime-&gt;private_data</constant> points to a dynamic
2516         data structure created at the PCM open callback.
2517
2518           <informalexample>
2519             <programlisting>
2520 <![CDATA[
2521   static int snd_xxx_open(struct snd_pcm_substream *substream)
2522   {
2523           struct my_pcm_data *data;
2524           ....
2525           data = kmalloc(sizeof(*data), GFP_KERNEL);
2526           substream->runtime->private_data = data;
2527           ....
2528   }
2529 ]]>
2530             </programlisting>
2531           </informalexample>
2532         </para>
2533
2534         <para>
2535           The allocated object must be released in
2536         <link linkend="pcm-interface-operators-open-callback"><citetitle>
2537         the close callback</citetitle></link>.
2538         </para>
2539         </section>
2540
2541         <section id="pcm-interface-runtime-intr">
2542         <title>Interrupt Callbacks</title>
2543         <para>
2544         The field <structfield>transfer_ack_begin</structfield> and
2545         <structfield>transfer_ack_end</structfield> are called at
2546         the beginning and at the end of
2547         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function>, respectively. 
2548         </para>
2549         </section>
2550
2551     </section>
2552
2553     <section id="pcm-interface-operators">
2554       <title>Operators</title>
2555       <para>
2556         OK, now let me give details about each pcm callback
2557       (<parameter>ops</parameter>). In general, every callback must
2558       return 0 if successful, or a negative error number
2559       such as <constant>-EINVAL</constant>. To choose an appropriate
2560       error number, it is advised to check what value other parts of
2561       the kernel return when the same kind of request fails.
2562       </para>
2563
2564       <para>
2565         The callback function takes at least the argument with
2566         <structname>snd_pcm_substream</structname> pointer. To retrieve
2567         the chip record from the given substream instance, you can use the
2568         following macro. 
2569
2570         <informalexample>
2571           <programlisting>
2572 <![CDATA[
2573   int xxx() {
2574           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
2575           ....
2576   }
2577 ]]>
2578           </programlisting>
2579         </informalexample>
2580
2581         The macro reads <constant>substream-&gt;private_data</constant>,
2582         which is a copy of <constant>pcm-&gt;private_data</constant>.
2583         You can override the former if you need to assign different data
2584         records per PCM substream.  For example, the cmi8330 driver assigns
2585         different private_data for playback and capture directions,
2586         because it uses two different codecs (SB- and AD-compatible) for
2587         different directions.
2588       </para>
2589
2590       <section id="pcm-interface-operators-open-callback">
2591         <title>open callback</title>
2592         <para>
2593           <informalexample>
2594             <programlisting>
2595 <![CDATA[
2596   static int snd_xxx_open(struct snd_pcm_substream *substream);
2597 ]]>
2598             </programlisting>
2599           </informalexample>
2600
2601           This is called when a pcm substream is opened.
2602         </para>
2603
2604         <para>
2605           At least, here you have to initialize the runtime-&gt;hw
2606           record. Typically, this is done by like this: 
2607
2608           <informalexample>
2609             <programlisting>
2610 <![CDATA[
2611   static int snd_xxx_open(struct snd_pcm_substream *substream)
2612   {
2613           struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
2614           struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
2615
2616           runtime->hw = snd_mychip_playback_hw;
2617           return 0;
2618   }
2619 ]]>
2620             </programlisting>
2621           </informalexample>
2622
2623           where <parameter>snd_mychip_playback_hw</parameter> is the
2624           pre-defined hardware description.
2625         </para>
2626
2627         <para>
2628         You can allocate a private data in this callback, as described
2629         in <link linkend="pcm-interface-runtime-private"><citetitle>
2630         Private Data</citetitle></link> section.
2631         </para>
2632
2633         <para>
2634         If the hardware configuration needs more constraints, set the
2635         hardware constraints here, too.
2636         See <link linkend="pcm-interface-constraints"><citetitle>
2637         Constraints</citetitle></link> for more details.
2638         </para>
2639       </section>
2640
2641       <section id="pcm-interface-operators-close-callback">
2642         <title>close callback</title>
2643         <para>
2644           <informalexample>
2645             <programlisting>
2646 <![CDATA[
2647   static int snd_xxx_close(struct snd_pcm_substream *substream);
2648 ]]>
2649             </programlisting>
2650           </informalexample>
2651
2652           Obviously, this is called when a pcm substream is closed.
2653         </para>
2654
2655         <para>
2656           Any private instance for a pcm substream allocated in the
2657           open callback will be released here. 
2658
2659           <informalexample>
2660             <programlisting>
2661 <![CDATA[
2662   static int snd_xxx_close(struct snd_pcm_substream *substream)
2663   {
2664           ....
2665           kfree(substream->runtime->private_data);
2666           ....
2667   }
2668 ]]>
2669             </programlisting>
2670           </informalexample>
2671         </para>
2672       </section>
2673
2674       <section id="pcm-interface-operators-ioctl-callback">
2675         <title>ioctl callback</title>
2676         <para>
2677           This is used for any special call to pcm ioctls. But
2678         usually you can pass a generic ioctl callback, 
2679         <function>snd_pcm_lib_ioctl</function>.
2680         </para>
2681       </section>
2682
2683       <section id="pcm-interface-operators-hw-params-callback">
2684         <title>hw_params callback</title>
2685         <para>
2686           <informalexample>
2687             <programlisting>
2688 <![CDATA[
2689   static int snd_xxx_hw_params(struct snd_pcm_substream *substream,
2690                                struct snd_pcm_hw_params *hw_params);
2691 ]]>
2692             </programlisting>
2693           </informalexample>
2694         </para>
2695
2696         <para>
2697           This is called when the hardware parameter
2698         (<structfield>hw_params</structfield>) is set
2699         up by the application, 
2700         that is, once when the buffer size, the period size, the
2701         format, etc. are defined for the pcm substream. 
2702         </para>
2703
2704         <para>
2705           Many hardware setups should be done in this callback,
2706         including the allocation of buffers. 
2707         </para>
2708
2709         <para>
2710           Parameters to be initialized are retrieved by
2711           <function>params_xxx()</function> macros. To allocate
2712           buffer, you can call a helper function, 
2713
2714           <informalexample>
2715             <programlisting>
2716 <![CDATA[
2717   snd_pcm_lib_malloc_pages(substream, params_buffer_bytes(hw_params));
2718 ]]>
2719             </programlisting>
2720           </informalexample>
2721
2722           <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function> is available
2723           only when the DMA buffers have been pre-allocated.
2724           See the section <link
2725           linkend="buffer-and-memory-buffer-types"><citetitle>
2726           Buffer Types</citetitle></link> for more details.
2727         </para>
2728
2729         <para>
2730           Note that this and <structfield>prepare</structfield> callbacks
2731         may be called multiple times per initialization.
2732         For example, the OSS emulation may
2733         call these callbacks at each change via its ioctl. 
2734         </para>
2735
2736         <para>
2737           Thus, you need to be careful not to allocate the same buffers
2738         many times, which will lead to memory leaks!  Calling the
2739         helper function above many times is OK. It will release the
2740         previous buffer automatically when it was already allocated. 
2741         </para>
2742
2743         <para>
2744           Another note is that this callback is non-atomic
2745         (schedulable) as default, i.e. when no
2746         <structfield>nonatomic</structfield> flag set.
2747         This is important, because the
2748         <structfield>trigger</structfield> callback 
2749         is atomic (non-schedulable). That is, mutexes or any
2750         schedule-related functions are not available in
2751         <structfield>trigger</structfield> callback.
2752         Please see the subsection
2753         <link linkend="pcm-interface-atomicity"><citetitle>
2754         Atomicity</citetitle></link> for details.
2755         </para>
2756       </section>
2757
2758       <section id="pcm-interface-operators-hw-free-callback">
2759         <title>hw_free callback</title>
2760         <para>
2761           <informalexample>
2762             <programlisting>
2763 <![CDATA[
2764   static int snd_xxx_hw_free(struct snd_pcm_substream *substream);
2765 ]]>
2766             </programlisting>
2767           </informalexample>
2768         </para>
2769
2770         <para>
2771           This is called to release the resources allocated via
2772           <structfield>hw_params</structfield>. For example, releasing the
2773           buffer via 
2774           <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function> is done by
2775           calling the following: 
2776
2777           <informalexample>
2778             <programlisting>
2779 <![CDATA[
2780   snd_pcm_lib_free_pages(substream);
2781 ]]>
2782             </programlisting>
2783           </informalexample>
2784         </para>
2785
2786         <para>
2787           This function is always called before the close callback is called.
2788           Also, the callback may be called multiple times, too.
2789           Keep track whether the resource was already released. 
2790         </para>
2791       </section>
2792
2793       <section id="pcm-interface-operators-prepare-callback">
2794        <title>prepare callback</title>
2795         <para>
2796           <informalexample>
2797             <programlisting>
2798 <![CDATA[
2799   static int snd_xxx_prepare(struct snd_pcm_substream *substream);
2800 ]]>
2801             </programlisting>
2802           </informalexample>
2803         </para>
2804
2805         <para>
2806           This callback is called when the pcm is
2807         <quote>prepared</quote>. You can set the format type, sample
2808         rate, etc. here. The difference from
2809         <structfield>hw_params</structfield> is that the 
2810         <structfield>prepare</structfield> callback will be called each
2811         time 
2812         <function>snd_pcm_prepare()</function> is called, i.e. when
2813         recovering after underruns, etc. 
2814         </para>
2815
2816         <para>
2817         Note that this callback is now non-atomic.
2818         You can use schedule-related functions safely in this callback.
2819         </para>
2820
2821         <para>
2822           In this and the following callbacks, you can refer to the
2823         values via the runtime record,
2824         substream-&gt;runtime.
2825         For example, to get the current
2826         rate, format or channels, access to
2827         runtime-&gt;rate,
2828         runtime-&gt;format or
2829         runtime-&gt;channels, respectively. 
2830         The physical address of the allocated buffer is set to
2831         runtime-&gt;dma_area.  The buffer and period sizes are
2832         in runtime-&gt;buffer_size and runtime-&gt;period_size,
2833         respectively.
2834         </para>
2835
2836         <para>
2837           Be careful that this callback will be called many times at
2838         each setup, too. 
2839         </para>
2840       </section>
2841
2842       <section id="pcm-interface-operators-trigger-callback">
2843         <title>trigger callback</title>
2844         <para>
2845           <informalexample>
2846             <programlisting>
2847 <![CDATA[
2848   static int snd_xxx_trigger(struct snd_pcm_substream *substream, int cmd);
2849 ]]>
2850             </programlisting>
2851           </informalexample>
2852
2853           This is called when the pcm is started, stopped or paused.
2854         </para>
2855
2856         <para>
2857           Which action is specified in the second argument,
2858           <constant>SNDRV_PCM_TRIGGER_XXX</constant> in
2859           <filename>&lt;sound/pcm.h&gt;</filename>. At least,
2860           the <constant>START</constant> and <constant>STOP</constant>
2861           commands must be defined in this callback. 
2862
2863           <informalexample>
2864             <programlisting>
2865 <![CDATA[
2866   switch (cmd) {
2867   case SNDRV_PCM_TRIGGER_START:
2868           /* do something to start the PCM engine */
2869           break;
2870   case SNDRV_PCM_TRIGGER_STOP:
2871           /* do something to stop the PCM engine */
2872           break;
2873   default:
2874           return -EINVAL;
2875   }
2876 ]]>
2877             </programlisting>
2878           </informalexample>
2879         </para>
2880
2881         <para>
2882           When the pcm supports the pause operation (given in the info
2883         field of the hardware table), the <constant>PAUSE_PUSH</constant>
2884         and <constant>PAUSE_RELEASE</constant> commands must be
2885         handled here, too. The former is the command to pause the pcm,
2886         and the latter to restart the pcm again. 
2887         </para>
2888
2889         <para>
2890           When the pcm supports the suspend/resume operation,
2891         regardless of full or partial suspend/resume support,
2892         the <constant>SUSPEND</constant> and <constant>RESUME</constant>
2893         commands must be handled, too.
2894         These commands are issued when the power-management status is
2895         changed.  Obviously, the <constant>SUSPEND</constant> and
2896         <constant>RESUME</constant> commands
2897         suspend and resume the pcm substream, and usually, they
2898         are identical to the <constant>STOP</constant> and
2899         <constant>START</constant> commands, respectively.
2900           See the <link linkend="power-management"><citetitle>
2901         Power Management</citetitle></link> section for details.
2902         </para>
2903
2904         <para>
2905           As mentioned, this callback is atomic as default unless
2906           <structfield>nonatomic</structfield> flag set, and
2907           you cannot call functions which may sleep.
2908           The trigger callback should be as minimal as possible,
2909           just really triggering the DMA.  The other stuff should be
2910           initialized hw_params and prepare callbacks properly
2911           beforehand.
2912         </para>
2913       </section>
2914
2915       <section id="pcm-interface-operators-pointer-callback">
2916         <title>pointer callback</title>
2917         <para>
2918           <informalexample>
2919             <programlisting>
2920 <![CDATA[
2921   static snd_pcm_uframes_t snd_xxx_pointer(struct snd_pcm_substream *substream)
2922 ]]>
2923             </programlisting>
2924           </informalexample>
2925
2926           This callback is called when the PCM middle layer inquires
2927         the current hardware position on the buffer. The position must
2928         be returned in frames,
2929         ranging from 0 to buffer_size - 1.
2930         </para>
2931
2932         <para>
2933           This is called usually from the buffer-update routine in the
2934         pcm middle layer, which is invoked when
2935         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> is called in the
2936         interrupt routine. Then the pcm middle layer updates the
2937         position and calculates the available space, and wakes up the
2938         sleeping poll threads, etc. 
2939         </para>
2940
2941         <para>
2942           This callback is also atomic as default.
2943         </para>
2944       </section>
2945
2946       <section id="pcm-interface-operators-copy-silence">
2947         <title>copy and silence callbacks</title>
2948         <para>
2949           These callbacks are not mandatory, and can be omitted in
2950         most cases. These callbacks are used when the hardware buffer
2951         cannot be in the normal memory space. Some chips have their
2952         own buffer on the hardware which is not mappable. In such a
2953         case, you have to transfer the data manually from the memory
2954         buffer to the hardware buffer. Or, if the buffer is
2955         non-contiguous on both physical and virtual memory spaces,
2956         these callbacks must be defined, too. 
2957         </para>
2958
2959         <para>
2960           If these two callbacks are defined, copy and set-silence
2961         operations are done by them. The detailed will be described in
2962         the later section <link
2963         linkend="buffer-and-memory"><citetitle>Buffer and Memory
2964         Management</citetitle></link>. 
2965         </para>
2966       </section>
2967
2968       <section id="pcm-interface-operators-ack">
2969         <title>ack callback</title>
2970         <para>
2971           This callback is also not mandatory. This callback is called
2972         when the appl_ptr is updated in read or write operations.
2973         Some drivers like emu10k1-fx and cs46xx need to track the
2974         current appl_ptr for the internal buffer, and this callback
2975         is useful only for such a purpose.
2976         </para>
2977         <para>
2978           This callback is atomic as default.
2979         </para>
2980       </section>
2981
2982       <section id="pcm-interface-operators-page-callback">
2983         <title>page callback</title>
2984
2985         <para>
2986           This callback is optional too. This callback is used
2987         mainly for non-contiguous buffers. The mmap calls this
2988         callback to get the page address. Some examples will be
2989         explained in the later section <link
2990         linkend="buffer-and-memory"><citetitle>Buffer and Memory
2991         Management</citetitle></link>, too. 
2992         </para>
2993       </section>
2994     </section>
2995
2996     <section id="pcm-interface-interrupt-handler">
2997       <title>Interrupt Handler</title>
2998       <para>
2999         The rest of pcm stuff is the PCM interrupt handler. The
3000       role of PCM interrupt handler in the sound driver is to update
3001       the buffer position and to tell the PCM middle layer when the
3002       buffer position goes across the prescribed period size. To
3003       inform this, call the <function>snd_pcm_period_elapsed()</function>
3004       function. 
3005       </para>
3006
3007       <para>
3008         There are several types of sound chips to generate the interrupts.
3009       </para>
3010
3011       <section id="pcm-interface-interrupt-handler-boundary">
3012         <title>Interrupts at the period (fragment) boundary</title>
3013         <para>
3014           This is the most frequently found type:  the hardware
3015         generates an interrupt at each period boundary.
3016         In this case, you can call
3017         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> at each 
3018         interrupt. 
3019         </para>
3020
3021         <para>
3022           <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> takes the
3023         substream pointer as its argument. Thus, you need to keep the
3024         substream pointer accessible from the chip instance. For
3025         example, define substream field in the chip record to hold the
3026         current running substream pointer, and set the pointer value
3027         at open callback (and reset at close callback). 
3028         </para>
3029
3030         <para>
3031           If you acquire a spinlock in the interrupt handler, and the
3032         lock is used in other pcm callbacks, too, then you have to
3033         release the lock before calling
3034         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function>, because
3035         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> calls other pcm
3036         callbacks inside. 
3037         </para>
3038
3039         <para>
3040           Typical code would be like:
3041
3042           <example>
3043             <title>Interrupt Handler Case #1</title>
3044             <programlisting>
3045 <![CDATA[
3046   static irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id)
3047   {
3048           struct mychip *chip = dev_id;
3049           spin_lock(&chip->lock);
3050           ....
3051           if (pcm_irq_invoked(chip)) {
3052                   /* call updater, unlock before it */
3053                   spin_unlock(&chip->lock);
3054                   snd_pcm_period_elapsed(chip->substream);
3055                   spin_lock(&chip->lock);
3056                   /* acknowledge the interrupt if necessary */
3057           }
3058           ....
3059           spin_unlock(&chip->lock);
3060           return IRQ_HANDLED;
3061   }
3062 ]]>
3063             </programlisting>
3064           </example>
3065         </para>
3066       </section>
3067
3068       <section id="pcm-interface-interrupt-handler-timer">
3069         <title>High frequency timer interrupts</title>
3070         <para>
3071         This happens when the hardware doesn't generate interrupts
3072         at the period boundary but issues timer interrupts at a fixed
3073         timer rate (e.g. es1968 or ymfpci drivers). 
3074         In this case, you need to check the current hardware
3075         position and accumulate the processed sample length at each
3076         interrupt.  When the accumulated size exceeds the period
3077         size, call 
3078         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> and reset the
3079         accumulator. 
3080         </para>
3081
3082         <para>
3083           Typical code would be like the following.
3084
3085           <example>
3086             <title>Interrupt Handler Case #2</title>
3087             <programlisting>
3088 <![CDATA[
3089   static irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id)
3090   {
3091           struct mychip *chip = dev_id;
3092           spin_lock(&chip->lock);
3093           ....
3094           if (pcm_irq_invoked(chip)) {
3095                   unsigned int last_ptr, size;
3096                   /* get the current hardware pointer (in frames) */
3097                   last_ptr = get_hw_ptr(chip);
3098                   /* calculate the processed frames since the
3099                    * last update
3100                    */
3101                   if (last_ptr < chip->last_ptr)
3102                           size = runtime->buffer_size + last_ptr 
3103                                    - chip->last_ptr; 
3104                   else
3105                           size = last_ptr - chip->last_ptr;
3106                   /* remember the last updated point */
3107                   chip->last_ptr = last_ptr;
3108                   /* accumulate the size */
3109                   chip->size += size;
3110                   /* over the period boundary? */
3111                   if (chip->size >= runtime->period_size) {
3112                           /* reset the accumulator */
3113                           chip->size %= runtime->period_size;
3114                           /* call updater */
3115                           spin_unlock(&chip->lock);
3116                           snd_pcm_period_elapsed(substream);
3117                           spin_lock(&chip->lock);
3118                   }
3119                   /* acknowledge the interrupt if necessary */
3120           }
3121           ....
3122           spin_unlock(&chip->lock);
3123           return IRQ_HANDLED;
3124   }
3125 ]]>
3126             </programlisting>
3127           </example>
3128         </para>
3129       </section>
3130
3131       <section id="pcm-interface-interrupt-handler-both">
3132         <title>On calling <function>snd_pcm_period_elapsed()</function></title>
3133         <para>
3134           In both cases, even if more than one period are elapsed, you
3135         don't have to call
3136         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> many times. Call
3137         only once. And the pcm layer will check the current hardware
3138         pointer and update to the latest status. 
3139         </para>
3140       </section>
3141     </section>
3142
3143     <section id="pcm-interface-atomicity">
3144       <title>Atomicity</title>
3145       <para>
3146       One of the most important (and thus difficult to debug) problems
3147       in kernel programming are race conditions.
3148       In the Linux kernel, they are usually avoided via spin-locks, mutexes
3149       or semaphores.  In general, if a race condition can happen
3150       in an interrupt handler, it has to be managed atomically, and you
3151       have to use a spinlock to protect the critical session. If the
3152       critical section is not in interrupt handler code and
3153       if taking a relatively long time to execute is acceptable, you
3154       should use mutexes or semaphores instead.
3155       </para>
3156
3157       <para>
3158       As already seen, some pcm callbacks are atomic and some are
3159       not.  For example, the <parameter>hw_params</parameter> callback is
3160       non-atomic, while <parameter>trigger</parameter> callback is
3161       atomic.  This means, the latter is called already in a spinlock
3162       held by the PCM middle layer. Please take this atomicity into
3163       account when you choose a locking scheme in the callbacks.
3164       </para>
3165
3166       <para>
3167       In the atomic callbacks, you cannot use functions which may call
3168       <function>schedule</function> or go to
3169       <function>sleep</function>.  Semaphores and mutexes can sleep,
3170       and hence they cannot be used inside the atomic callbacks
3171       (e.g. <parameter>trigger</parameter> callback).
3172       To implement some delay in such a callback, please use
3173       <function>udelay()</function> or <function>mdelay()</function>.
3174       </para>
3175
3176       <para>
3177       All three atomic callbacks (trigger, pointer, and ack) are
3178       called with local interrupts disabled.
3179       </para>
3180
3181       <para>
3182       The recent changes in PCM core code, however, allow all PCM
3183       operations to be non-atomic.  This assumes that the all caller
3184       sides are in non-atomic contexts.  For example, the function
3185       <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> is called
3186       typically from the interrupt handler.  But, if you set up the
3187       driver to use a threaded interrupt handler, this call can be in
3188       non-atomic context, too.  In such a case, you can set
3189       <structfield>nonatomic</structfield> filed of
3190       <structname>snd_pcm</structname> object after creating it.
3191       When this flag is set, mutex and rwsem are used internally in
3192       the PCM core instead of spin and rwlocks, so that you can call
3193       all PCM functions safely in a non-atomic context.
3194       </para>
3195
3196     </section>
3197     <section id="pcm-interface-constraints">
3198       <title>Constraints</title>
3199       <para>
3200         If your chip supports unconventional sample rates, or only the
3201       limited samples, you need to set a constraint for the
3202       condition. 
3203       </para>
3204
3205       <para>
3206         For example, in order to restrict the sample rates in the some
3207         supported values, use
3208         <function>snd_pcm_hw_constraint_list()</function>.
3209         You need to call this function in the open callback.
3210
3211         <example>
3212           <title>Example of Hardware Constraints</title>
3213           <programlisting>
3214 <![CDATA[
3215   static unsigned int rates[] =
3216           {4000, 10000, 22050, 44100};
3217   static struct snd_pcm_hw_constraint_list constraints_rates = {
3218           .count = ARRAY_SIZE(rates),
3219           .list = rates,
3220           .mask = 0,
3221   };
3222
3223   static int snd_mychip_pcm_open(struct snd_pcm_substream *substream)
3224   {
3225           int err;
3226           ....
3227           err = snd_pcm_hw_constraint_list(substream->runtime, 0,
3228                                            SNDRV_PCM_HW_PARAM_RATE,
3229                                            &constraints_rates);
3230           if (err < 0)
3231                   return err;
3232           ....
3233   }
3234 ]]>
3235           </programlisting>
3236         </example>
3237       </para>
3238
3239       <para>
3240         There are many different constraints.
3241         Look at <filename>sound/pcm.h</filename> for a complete list.
3242         You can even define your own constraint rules.
3243         For example, let's suppose my_chip can manage a substream of 1 channel
3244         if and only if the format is S16_LE, otherwise it supports any format
3245         specified in the <structname>snd_pcm_hardware</structname> structure (or in any
3246         other constraint_list). You can build a rule like this:
3247
3248         <example>
3249           <title>Example of Hardware Constraints for Channels</title>
3250           <programlisting>
3251 <![CDATA[
3252   static int hw_rule_channels_by_format(struct snd_pcm_hw_params *params,
3253                                         struct snd_pcm_hw_rule *rule)
3254   {
3255           struct snd_interval *c = hw_param_interval(params,
3256                         SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS);
3257           struct snd_mask *f = hw_param_mask(params, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT);
3258           struct snd_interval ch;
3259
3260           snd_interval_any(&ch);
3261           if (f->bits[0] == SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE) {
3262                   ch.min = ch.max = 1;
3263                   ch.integer = 1;
3264                   return snd_interval_refine(c, &ch);
3265           }
3266           return 0;
3267   }
3268 ]]>
3269           </programlisting>
3270         </example>
3271       </para>
3272  
3273       <para>
3274         Then you need to call this function to add your rule:
3275
3276        <informalexample>
3277          <programlisting>
3278 <![CDATA[
3279   snd_pcm_hw_rule_add(substream->runtime, 0, SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS,
3280                       hw_rule_channels_by_format, NULL,
3281                       SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT, -1);
3282 ]]>
3283           </programlisting>
3284         </informalexample>
3285       </para>
3286
3287       <para>
3288         The rule function is called when an application sets the PCM
3289         format, and it refines the number of channels accordingly.
3290         But an application may set the number of channels before
3291         setting the format. Thus you also need to define the inverse rule:
3292
3293        <example>
3294          <title>Example of Hardware Constraints for Formats</title>
3295          <programlisting>
3296 <![CDATA[
3297   static int hw_rule_format_by_channels(struct snd_pcm_hw_params *params,
3298                                         struct snd_pcm_hw_rule *rule)
3299   {
3300           struct snd_interval *c = hw_param_interval(params,
3301                 SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS);
3302           struct snd_mask *f = hw_param_mask(params, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT);
3303           struct snd_mask fmt;
3304
3305           snd_mask_any(&fmt);    /* Init the struct */
3306           if (c->min < 2) {
3307                   fmt.bits[0] &= SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE;
3308                   return snd_mask_refine(f, &fmt);
3309           }
3310           return 0;
3311   }
3312 ]]>
3313           </programlisting>
3314         </example>
3315       </para>
3316
3317       <para>
3318       ...and in the open callback:
3319        <informalexample>
3320          <programlisting>
3321 <![CDATA[
3322   snd_pcm_hw_rule_add(substream->runtime, 0, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT,
3323                       hw_rule_format_by_channels, NULL,
3324                       SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS, -1);
3325 ]]>
3326           </programlisting>
3327         </informalexample>
3328       </para>
3329
3330       <para>
3331         I won't give more details here, rather I
3332         would like to say, <quote>Luke, use the source.</quote>
3333       </para>
3334     </section>
3335
3336   </chapter>
3337
3338
3339 <!-- ****************************************************** -->
3340 <!-- Control Interface  -->
3341 <!-- ****************************************************** -->
3342   <chapter id="control-interface">
3343     <title>Control Interface</title>
3344
3345     <section id="control-interface-general">
3346       <title>General</title>
3347       <para>
3348         The control interface is used widely for many switches,
3349       sliders, etc. which are accessed from user-space. Its most
3350       important use is the mixer interface. In other words, since ALSA
3351       0.9.x, all the mixer stuff is implemented on the control kernel API.
3352       </para>
3353
3354       <para>
3355         ALSA has a well-defined AC97 control module. If your chip
3356       supports only the AC97 and nothing else, you can skip this
3357       section. 
3358       </para>
3359
3360       <para>
3361         The control API is defined in
3362       <filename>&lt;sound/control.h&gt;</filename>.
3363       Include this file if you want to add your own controls.
3364       </para>
3365     </section>
3366
3367     <section id="control-interface-definition">
3368       <title>Definition of Controls</title>
3369       <para>
3370         To create a new control, you need to define the
3371         following three
3372       callbacks: <structfield>info</structfield>,
3373       <structfield>get</structfield> and
3374       <structfield>put</structfield>. Then, define a
3375       struct <structname>snd_kcontrol_new</structname> record, such as: 
3376
3377         <example>
3378           <title>Definition of a Control</title>
3379           <programlisting>
3380 <![CDATA[
3381   static struct snd_kcontrol_new my_control = {
3382           .iface = SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER,
3383           .name = "PCM Playback Switch",
3384           .index = 0,
3385           .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE,
3386           .private_value = 0xffff,
3387           .info = my_control_info,
3388           .get = my_control_get,
3389           .put = my_control_put
3390   };
3391 ]]>
3392           </programlisting>
3393         </example>
3394       </para>
3395
3396       <para>
3397         The <structfield>iface</structfield> field specifies the control
3398       type, <constant>SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_XXX</constant>, which
3399       is usually <constant>MIXER</constant>.
3400       Use <constant>CARD</constant> for global controls that are not
3401       logically part of the mixer.
3402       If the control is closely associated with some specific device on
3403       the sound card, use <constant>HWDEP</constant>,
3404       <constant>PCM</constant>, <constant>RAWMIDI</constant>,
3405       <constant>TIMER</constant>, or <constant>SEQUENCER</constant>, and
3406       specify the device number with the
3407       <structfield>device</structfield> and
3408       <structfield>subdevice</structfield> fields.
3409       </para>
3410
3411       <para>
3412         The <structfield>name</structfield> is the name identifier
3413       string. Since ALSA 0.9.x, the control name is very important,
3414       because its role is classified from its name. There are
3415       pre-defined standard control names. The details are described in
3416       the <link linkend="control-interface-control-names"><citetitle>
3417       Control Names</citetitle></link> subsection.
3418       </para>
3419
3420       <para>
3421         The <structfield>index</structfield> field holds the index number
3422       of this control. If there are several different controls with
3423       the same name, they can be distinguished by the index
3424       number. This is the case when 
3425       several codecs exist on the card. If the index is zero, you can
3426       omit the definition above. 
3427       </para>
3428
3429       <para>
3430         The <structfield>access</structfield> field contains the access
3431       type of this control. Give the combination of bit masks,
3432       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_XXX</constant>, there.
3433       The details will be explained in
3434       the <link linkend="control-interface-access-flags"><citetitle>
3435       Access Flags</citetitle></link> subsection.
3436       </para>
3437
3438       <para>
3439         The <structfield>private_value</structfield> field contains
3440       an arbitrary long integer value for this record. When using
3441       the generic <structfield>info</structfield>,
3442       <structfield>get</structfield> and
3443       <structfield>put</structfield> callbacks, you can pass a value 
3444       through this field. If several small numbers are necessary, you can
3445       combine them in bitwise. Or, it's possible to give a pointer
3446       (casted to unsigned long) of some record to this field, too. 
3447       </para>
3448
3449       <para>
3450       The <structfield>tlv</structfield> field can be used to provide
3451       metadata about the control; see the
3452       <link linkend="control-interface-tlv">
3453       <citetitle>Metadata</citetitle></link> subsection.
3454       </para>
3455
3456       <para>
3457         The other three are
3458         <link linkend="control-interface-callbacks"><citetitle>
3459         callback functions</citetitle></link>.
3460       </para>
3461     </section>
3462
3463     <section id="control-interface-control-names">
3464       <title>Control Names</title>
3465       <para>
3466         There are some standards to define the control names. A
3467       control is usually defined from the three parts as
3468       <quote>SOURCE DIRECTION FUNCTION</quote>. 
3469       </para>
3470
3471       <para>
3472         The first, <constant>SOURCE</constant>, specifies the source
3473       of the control, and is a string such as <quote>Master</quote>,
3474       <quote>PCM</quote>, <quote>CD</quote> and
3475       <quote>Line</quote>. There are many pre-defined sources. 
3476       </para>
3477
3478       <para>
3479         The second, <constant>DIRECTION</constant>, is one of the
3480       following strings according to the direction of the control:
3481       <quote>Playback</quote>, <quote>Capture</quote>, <quote>Bypass
3482       Playback</quote> and <quote>Bypass Capture</quote>. Or, it can
3483       be omitted, meaning both playback and capture directions. 
3484       </para>
3485
3486       <para>
3487         The third, <constant>FUNCTION</constant>, is one of the
3488       following strings according to the function of the control:
3489       <quote>Switch</quote>, <quote>Volume</quote> and
3490       <quote>Route</quote>. 
3491       </para>
3492
3493       <para>
3494         The example of control names are, thus, <quote>Master Capture
3495       Switch</quote> or <quote>PCM Playback Volume</quote>. 
3496       </para>
3497
3498       <para>
3499         There are some exceptions:
3500       </para>
3501
3502       <section id="control-interface-control-names-global">
3503         <title>Global capture and playback</title>
3504         <para>
3505           <quote>Capture Source</quote>, <quote>Capture Switch</quote>
3506         and <quote>Capture Volume</quote> are used for the global
3507         capture (input) source, switch and volume. Similarly,
3508         <quote>Playback Switch</quote> and <quote>Playback
3509         Volume</quote> are used for the global output gain switch and
3510         volume. 
3511         </para>
3512       </section>
3513
3514       <section id="control-interface-control-names-tone">
3515         <title>Tone-controls</title>
3516         <para>
3517           tone-control switch and volumes are specified like
3518         <quote>Tone Control - XXX</quote>, e.g. <quote>Tone Control -
3519         Switch</quote>, <quote>Tone Control - Bass</quote>,
3520         <quote>Tone Control - Center</quote>.  
3521         </para>
3522       </section>
3523
3524       <section id="control-interface-control-names-3d">
3525         <title>3D controls</title>
3526         <para>
3527           3D-control switches and volumes are specified like <quote>3D
3528         Control - XXX</quote>, e.g. <quote>3D Control -
3529         Switch</quote>, <quote>3D Control - Center</quote>, <quote>3D
3530         Control - Space</quote>. 
3531         </para>
3532       </section>
3533
3534       <section id="control-interface-control-names-mic">
3535         <title>Mic boost</title>
3536         <para>
3537           Mic-boost switch is set as <quote>Mic Boost</quote> or
3538         <quote>Mic Boost (6dB)</quote>. 
3539         </para>
3540
3541         <para>
3542           More precise information can be found in
3543         <filename>Documentation/sound/alsa/ControlNames.txt</filename>.
3544         </para>
3545       </section>
3546     </section>
3547
3548     <section id="control-interface-access-flags">
3549       <title>Access Flags</title>
3550
3551       <para>
3552       The access flag is the bitmask which specifies the access type
3553       of the given control.  The default access type is
3554       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE</constant>, 
3555       which means both read and write are allowed to this control.
3556       When the access flag is omitted (i.e. = 0), it is
3557       considered as <constant>READWRITE</constant> access as default. 
3558       </para>
3559
3560       <para>
3561       When the control is read-only, pass
3562       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READ</constant> instead.
3563       In this case, you don't have to define
3564       the <structfield>put</structfield> callback.
3565       Similarly, when the control is write-only (although it's a rare
3566       case), you can use the <constant>WRITE</constant> flag instead, and
3567       you don't need the <structfield>get</structfield> callback.
3568       </para>
3569
3570       <para>
3571       If the control value changes frequently (e.g. the VU meter),
3572       <constant>VOLATILE</constant> flag should be given.  This means
3573       that the control may be changed without
3574       <link linkend="control-interface-change-notification"><citetitle>
3575       notification</citetitle></link>. Applications should poll such
3576       a control constantly.
3577       </para>
3578
3579       <para>
3580       When the control is inactive, set
3581       the <constant>INACTIVE</constant> flag, too.
3582       There are <constant>LOCK</constant> and
3583       <constant>OWNER</constant> flags to change the write
3584       permissions.
3585       </para>
3586
3587     </section>
3588
3589     <section id="control-interface-callbacks">
3590       <title>Callbacks</title>
3591
3592       <section id="control-interface-callbacks-info">
3593         <title>info callback</title>
3594         <para>
3595           The <structfield>info</structfield> callback is used to get
3596         detailed information on this control. This must store the
3597         values of the given struct <structname>snd_ctl_elem_info</structname>
3598         object. For example, for a boolean control with a single
3599         element: 
3600
3601           <example>
3602             <title>Example of info callback</title>
3603             <programlisting>
3604 <![CDATA[
3605   static int snd_myctl_mono_info(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3606                           struct snd_ctl_elem_info *uinfo)
3607   {
3608           uinfo->type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_BOOLEAN;
3609           uinfo->count = 1;
3610           uinfo->value.integer.min = 0;
3611           uinfo->value.integer.max = 1;
3612           return 0;
3613   }
3614 ]]>
3615             </programlisting>
3616           </example>
3617         </para>
3618
3619         <para>
3620           The <structfield>type</structfield> field specifies the type
3621         of the control. There are <constant>BOOLEAN</constant>,
3622         <constant>INTEGER</constant>, <constant>ENUMERATED</constant>,
3623         <constant>BYTES</constant>, <constant>IEC958</constant> and
3624         <constant>INTEGER64</constant>. The
3625         <structfield>count</structfield> field specifies the 
3626         number of elements in this control. For example, a stereo
3627         volume would have count = 2. The
3628         <structfield>value</structfield> field is a union, and 
3629         the values stored are depending on the type. The boolean and
3630         integer types are identical. 
3631         </para>
3632
3633         <para>
3634           The enumerated type is a bit different from others.  You'll
3635           need to set the string for the currently given item index. 
3636
3637           <informalexample>
3638             <programlisting>
3639 <![CDATA[
3640   static int snd_myctl_enum_info(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3641                           struct snd_ctl_elem_info *uinfo)
3642   {
3643           static char *texts[4] = {
3644                   "First", "Second", "Third", "Fourth"
3645           };
3646           uinfo->type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_ENUMERATED;
3647           uinfo->count = 1;
3648           uinfo->value.enumerated.items = 4;
3649           if (uinfo->value.enumerated.item > 3)
3650                   uinfo->value.enumerated.item = 3;
3651           strcpy(uinfo->value.enumerated.name,
3652                  texts[uinfo->value.enumerated.item]);
3653           return 0;
3654   }
3655 ]]>
3656             </programlisting>
3657           </informalexample>
3658         </para>
3659
3660         <para>
3661           Some common info callbacks are available for your convenience:
3662         <function>snd_ctl_boolean_mono_info()</function> and
3663         <function>snd_ctl_boolean_stereo_info()</function>.
3664         Obviously, the former is an info callback for a mono channel
3665         boolean item, just like <function>snd_myctl_mono_info</function>
3666         above, and the latter is for a stereo channel boolean item.
3667         </para>
3668
3669       </section>
3670
3671       <section id="control-interface-callbacks-get">
3672         <title>get callback</title>
3673
3674         <para>
3675           This callback is used to read the current value of the
3676         control and to return to user-space. 
3677         </para>
3678
3679         <para>
3680           For example,
3681
3682           <example>
3683             <title>Example of get callback</title>
3684             <programlisting>
3685 <![CDATA[
3686   static int snd_myctl_get(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3687                            struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
3688   {
3689           struct mychip *chip = snd_kcontrol_chip(kcontrol);
3690           ucontrol->value.integer.value[0] = get_some_value(chip);
3691           return 0;
3692   }
3693 ]]>
3694             </programlisting>
3695           </example>
3696         </para>
3697
3698         <para>
3699         The <structfield>value</structfield> field depends on 
3700         the type of control as well as on the info callback.  For example,
3701         the sb driver uses this field to store the register offset,
3702         the bit-shift and the bit-mask.  The
3703         <structfield>private_value</structfield> field is set as follows:
3704           <informalexample>
3705             <programlisting>
3706 <![CDATA[
3707   .private_value = reg | (shift << 16) | (mask << 24)
3708 ]]>
3709             </programlisting>
3710           </informalexample>
3711         and is retrieved in callbacks like
3712           <informalexample>
3713             <programlisting>
3714 <![CDATA[
3715   static int snd_sbmixer_get_single(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3716                                     struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
3717   {
3718           int reg = kcontrol->private_value & 0xff;
3719           int shift = (kcontrol->private_value >> 16) & 0xff;
3720           int mask = (kcontrol->private_value >> 24) & 0xff;
3721           ....
3722   }
3723 ]]>
3724             </programlisting>
3725           </informalexample>
3726         </para>
3727
3728         <para>
3729         In the <structfield>get</structfield> callback,
3730         you have to fill all the elements if the
3731         control has more than one elements,
3732         i.e. <structfield>count</structfield> &gt; 1.
3733         In the example above, we filled only one element
3734         (<structfield>value.integer.value[0]</structfield>) since it's
3735         assumed as <structfield>count</structfield> = 1.
3736         </para>
3737       </section>
3738
3739       <section id="control-interface-callbacks-put">
3740         <title>put callback</title>
3741
3742         <para>
3743           This callback is used to write a value from user-space.
3744         </para>
3745
3746         <para>
3747           For example,
3748
3749           <example>
3750             <title>Example of put callback</title>
3751             <programlisting>
3752 <![CDATA[
3753   static int snd_myctl_put(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3754                            struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
3755   {
3756           struct mychip *chip = snd_kcontrol_chip(kcontrol);
3757           int changed = 0;
3758           if (chip->current_value !=
3759                ucontrol->value.integer.value[0]) {
3760                   change_current_value(chip,
3761                               ucontrol->value.integer.value[0]);
3762                   changed = 1;
3763           }
3764           return changed;
3765   }
3766 ]]>
3767             </programlisting>
3768           </example>
3769
3770           As seen above, you have to return 1 if the value is
3771         changed. If the value is not changed, return 0 instead. 
3772         If any fatal error happens, return a negative error code as
3773         usual.
3774         </para>
3775
3776         <para>
3777         As in the <structfield>get</structfield> callback,
3778         when the control has more than one elements,
3779         all elements must be evaluated in this callback, too.
3780         </para>
3781       </section>
3782
3783       <section id="control-interface-callbacks-all">
3784         <title>Callbacks are not atomic</title>
3785         <para>
3786           All these three callbacks are basically not atomic.
3787         </para>
3788       </section>
3789     </section>
3790
3791     <section id="control-interface-constructor">
3792       <title>Constructor</title>
3793       <para>
3794         When everything is ready, finally we can create a new
3795       control. To create a control, there are two functions to be
3796       called, <function>snd_ctl_new1()</function> and
3797       <function>snd_ctl_add()</function>. 
3798       </para>
3799
3800       <para>
3801         In the simplest way, you can do like this:
3802
3803         <informalexample>
3804           <programlisting>
3805 <![CDATA[
3806   err = snd_ctl_add(card, snd_ctl_new1(&my_control, chip));
3807   if (err < 0)
3808           return err;
3809 ]]>
3810           </programlisting>
3811         </informalexample>
3812
3813         where <parameter>my_control</parameter> is the
3814       struct <structname>snd_kcontrol_new</structname> object defined above, and chip
3815       is the object pointer to be passed to
3816       kcontrol-&gt;private_data 
3817       which can be referred to in callbacks. 
3818       </para>
3819
3820       <para>
3821         <function>snd_ctl_new1()</function> allocates a new
3822       <structname>snd_kcontrol</structname> instance,
3823       and <function>snd_ctl_add</function> assigns the given
3824       control component to the card. 
3825       </para>
3826     </section>
3827
3828     <section id="control-interface-change-notification">
3829       <title>Change Notification</title>
3830       <para>
3831         If you need to change and update a control in the interrupt
3832       routine, you can call <function>snd_ctl_notify()</function>. For
3833       example, 
3834
3835         <informalexample>
3836           <programlisting>
3837 <![CDATA[
3838   snd_ctl_notify(card, SNDRV_CTL_EVENT_MASK_VALUE, id_pointer);
3839 ]]>
3840           </programlisting>
3841         </informalexample>
3842
3843         This function takes the card pointer, the event-mask, and the
3844       control id pointer for the notification. The event-mask
3845       specifies the types of notification, for example, in the above
3846       example, the change of control values is notified.
3847       The id pointer is the pointer of struct <structname>snd_ctl_elem_id</structname>
3848       to be notified.
3849       You can find some examples in <filename>es1938.c</filename> or
3850       <filename>es1968.c</filename> for hardware volume interrupts. 
3851       </para>
3852     </section>
3853
3854     <section id="control-interface-tlv">
3855       <title>Metadata</title>
3856       <para>
3857       To provide information about the dB values of a mixer control, use
3858       on of the <constant>DECLARE_TLV_xxx</constant> macros from
3859       <filename>&lt;sound/tlv.h&gt;</filename> to define a variable
3860       containing this information, set the<structfield>tlv.p
3861       </structfield> field to point to this variable, and include the
3862       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TLV_READ</constant> flag in the
3863       <structfield>access</structfield> field; like this:
3864       <informalexample>
3865         <programlisting>
3866 <![CDATA[
3867   static DECLARE_TLV_DB_SCALE(db_scale_my_control, -4050, 150, 0);
3868
3869   static struct snd_kcontrol_new my_control = {
3870           ...
3871           .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE |
3872                     SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TLV_READ,
3873           ...
3874           .tlv.p = db_scale_my_control,
3875   };
3876 ]]>
3877         </programlisting>
3878       </informalexample>
3879       </para>
3880
3881       <para>
3882       The <function>DECLARE_TLV_DB_SCALE</function> macro defines
3883       information about a mixer control where each step in the control's
3884       value changes the dB value by a constant dB amount.
3885       The first parameter is the name of the variable to be defined.
3886       The second parameter is the minimum value, in units of 0.01 dB.
3887       The third parameter is the step size, in units of 0.01 dB.
3888       Set the fourth parameter to 1 if the minimum value actually mutes
3889       the control.
3890       </para>
3891
3892       <para>
3893       The <function>DECLARE_TLV_DB_LINEAR</function> macro defines
3894       information about a mixer control where the control's value affects
3895       the output linearly.
3896       The first parameter is the name of the variable to be defined.
3897       The second parameter is the minimum value, in units of 0.01 dB.
3898       The third parameter is the maximum value, in units of 0.01 dB.
3899       If the minimum value mutes the control, set the second parameter to
3900       <constant>TLV_DB_GAIN_MUTE</constant>.
3901       </para>
3902     </section>
3903
3904   </chapter>
3905
3906
3907 <!-- ****************************************************** -->
3908 <!-- API for AC97 Codec  -->
3909 <!-- ****************************************************** -->
3910   <chapter id="api-ac97">
3911     <title>API for AC97 Codec</title>
3912
3913     <section>
3914       <title>General</title>
3915       <para>
3916         The ALSA AC97 codec layer is a well-defined one, and you don't
3917       have to write much code to control it. Only low-level control
3918       routines are necessary. The AC97 codec API is defined in
3919       <filename>&lt;sound/ac97_codec.h&gt;</filename>. 
3920       </para>
3921     </section>
3922
3923     <section id="api-ac97-example">
3924       <title>Full Code Example</title>
3925       <para>
3926           <example>
3927             <title>Example of AC97 Interface</title>
3928             <programlisting>
3929 <![CDATA[
3930   struct mychip {
3931           ....
3932           struct snd_ac97 *ac97;
3933           ....
3934   };
3935
3936   static unsigned short snd_mychip_ac97_read(struct snd_ac97 *ac97,
3937                                              unsigned short reg)
3938   {
3939           struct mychip *chip = ac97->private_data;
3940           ....
3941           /* read a register value here from the codec */
3942           return the_register_value;
3943   }
3944
3945   static void snd_mychip_ac97_write(struct snd_ac97 *ac97,
3946                                    unsigned short reg, unsigned short val)
3947   {
3948           struct mychip *chip = ac97->private_data;
3949           ....
3950           /* write the given register value to the codec */
3951   }
3952
3953   static int snd_mychip_ac97(struct mychip *chip)
3954   {
3955           struct snd_ac97_bus *bus;
3956           struct snd_ac97_template ac97;
3957           int err;
3958           static struct snd_ac97_bus_ops ops = {
3959                   .write = snd_mychip_ac97_write,
3960                   .read = snd_mychip_ac97_read,
3961           };
3962
3963           err = snd_ac97_bus(chip->card, 0, &ops, NULL, &bus);
3964           if (err < 0)
3965                   return err;
3966           memset(&ac97, 0, sizeof(ac97));
3967           ac97.private_data = chip;
3968           return snd_ac97_mixer(bus, &ac97, &chip->ac97);
3969   }
3970
3971 ]]>
3972           </programlisting>
3973         </example>
3974       </para>
3975     </section>
3976
3977     <section id="api-ac97-constructor">
3978       <title>Constructor</title>
3979       <para>
3980         To create an ac97 instance, first call <function>snd_ac97_bus</function>
3981       with an <type>ac97_bus_ops_t</type> record with callback functions.
3982
3983         <informalexample>
3984           <programlisting>
3985 <![CDATA[
3986   struct snd_ac97_bus *bus;
3987   static struct snd_ac97_bus_ops ops = {
3988         .write = snd_mychip_ac97_write,
3989         .read = snd_mychip_ac97_read,
3990   };
3991
3992   snd_ac97_bus(card, 0, &ops, NULL, &pbus);
3993 ]]>
3994           </programlisting>
3995         </informalexample>
3996
3997       The bus record is shared among all belonging ac97 instances.
3998       </para>
3999
4000       <para>
4001       And then call <function>snd_ac97_mixer()</function> with an
4002       struct <structname>snd_ac97_template</structname>
4003       record together with the bus pointer created above.
4004
4005         <informalexample>
4006           <programlisting>
4007 <![CDATA[
4008   struct snd_ac97_template ac97;
4009   int err;
4010
4011   memset(&ac97, 0, sizeof(ac97));
4012   ac97.private_data = chip;
4013   snd_ac97_mixer(bus, &ac97, &chip->ac97);
4014 ]]>
4015           </programlisting>
4016         </informalexample>
4017
4018         where chip-&gt;ac97 is a pointer to a newly created
4019         <type>ac97_t</type> instance.
4020         In this case, the chip pointer is set as the private data, so that
4021         the read/write callback functions can refer to this chip instance.
4022         This instance is not necessarily stored in the chip
4023         record.  If you need to change the register values from the
4024         driver, or need the suspend/resume of ac97 codecs, keep this
4025         pointer to pass to the corresponding functions.
4026       </para>
4027     </section>
4028
4029     <section id="api-ac97-callbacks">
4030       <title>Callbacks</title>
4031       <para>
4032         The standard callbacks are <structfield>read</structfield> and
4033       <structfield>write</structfield>. Obviously they 
4034       correspond to the functions for read and write accesses to the
4035       hardware low-level codes. 
4036       </para>
4037
4038       <para>
4039         The <structfield>read</structfield> callback returns the
4040         register value specified in the argument. 
4041
4042         <informalexample>
4043           <programlisting>
4044 <![CDATA[
4045   static unsigned short snd_mychip_ac97_read(struct snd_ac97 *ac97,
4046                                              unsigned short reg)
4047   {
4048           struct mychip *chip = ac97->private_data;
4049           ....
4050           return the_register_value;
4051   }
4052 ]]>
4053           </programlisting>
4054         </informalexample>
4055
4056         Here, the chip can be cast from ac97-&gt;private_data.
4057       </para>
4058
4059       <para>
4060         Meanwhile, the <structfield>write</structfield> callback is
4061         used to set the register value. 
4062
4063         <informalexample>
4064           <programlisting>
4065 <![CDATA[
4066   static void snd_mychip_ac97_write(struct snd_ac97 *ac97,
4067                        unsigned short reg, unsigned short val)
4068 ]]>
4069           </programlisting>
4070         </informalexample>
4071       </para>
4072
4073       <para>
4074       These callbacks are non-atomic like the control API callbacks.
4075       </para>
4076
4077       <para>
4078         There are also other callbacks:
4079       <structfield>reset</structfield>,
4080       <structfield>wait</structfield> and
4081       <structfield>init</structfield>. 
4082       </para>
4083
4084       <para>
4085         The <structfield>reset</structfield> callback is used to reset
4086       the codec. If the chip requires a special kind of reset, you can
4087       define this callback. 
4088       </para>
4089
4090       <para>
4091         The <structfield>wait</structfield> callback is used to
4092       add some waiting time in the standard initialization of the codec. If the
4093       chip requires the extra waiting time, define this callback. 
4094       </para>
4095
4096       <para>
4097         The <structfield>init</structfield> callback is used for
4098       additional initialization of the codec.
4099       </para>
4100     </section>
4101
4102     <section id="api-ac97-updating-registers">
4103       <title>Updating Registers in The Driver</title>
4104       <para>
4105         If you need to access to the codec from the driver, you can
4106       call the following functions:
4107       <function>snd_ac97_write()</function>,
4108       <function>snd_ac97_read()</function>,
4109       <function>snd_ac97_update()</function> and
4110       <function>snd_ac97_update_bits()</function>. 
4111       </para>
4112
4113       <para>
4114         Both <function>snd_ac97_write()</function> and
4115         <function>snd_ac97_update()</function> functions are used to
4116         set a value to the given register
4117         (<constant>AC97_XXX</constant>). The difference between them is
4118         that <function>snd_ac97_update()</function> doesn't write a
4119         value if the given value has been already set, while
4120         <function>snd_ac97_write()</function> always rewrites the
4121         value. 
4122
4123         <informalexample>
4124           <programlisting>
4125 <![CDATA[
4126   snd_ac97_write(ac97, AC97_MASTER, 0x8080);
4127   snd_ac97_update(ac97, AC97_MASTER, 0x8080);
4128 ]]>
4129           </programlisting>
4130         </informalexample>
4131       </para>
4132
4133       <para>
4134         <function>snd_ac97_read()</function> is used to read the value
4135         of the given register. For example, 
4136
4137         <informalexample>
4138           <programlisting>
4139 <![CDATA[
4140   value = snd_ac97_read(ac97, AC97_MASTER);
4141 ]]>
4142           </programlisting>
4143         </informalexample>
4144       </para>
4145
4146       <para>
4147         <function>snd_ac97_update_bits()</function> is used to update
4148         some bits in the given register.  
4149
4150         <informalexample>
4151           <programlisting>
4152 <![CDATA[
4153   snd_ac97_update_bits(ac97, reg, mask, value);
4154 ]]>
4155           </programlisting>
4156         </informalexample>
4157       </para>
4158
4159       <para>
4160         Also, there is a function to change the sample rate (of a
4161         given register such as
4162         <constant>AC97_PCM_FRONT_DAC_RATE</constant>) when VRA or
4163         DRA is supported by the codec:
4164         <function>snd_ac97_set_rate()</function>. 
4165
4166         <informalexample>
4167           <programlisting>
4168 <![CDATA[
4169   snd_ac97_set_rate(ac97, AC97_PCM_FRONT_DAC_RATE, 44100);
4170 ]]>
4171           </programlisting>
4172         </informalexample>
4173       </para>
4174
4175       <para>
4176         The following registers are available to set the rate:
4177       <constant>AC97_PCM_MIC_ADC_RATE</constant>,
4178       <constant>AC97_PCM_FRONT_DAC_RATE</constant>,
4179       <constant>AC97_PCM_LR_ADC_RATE</constant>,
4180       <constant>AC97_SPDIF</constant>. When
4181       <constant>AC97_SPDIF</constant> is specified, the register is
4182       not really changed but the corresponding IEC958 status bits will
4183       be updated. 
4184       </para>
4185     </section>
4186
4187     <section id="api-ac97-clock-adjustment">
4188       <title>Clock Adjustment</title>
4189       <para>
4190         In some chips, the clock of the codec isn't 48000 but using a
4191       PCI clock (to save a quartz!). In this case, change the field
4192       bus-&gt;clock to the corresponding
4193       value. For example, intel8x0 
4194       and es1968 drivers have their own function to read from the clock.
4195       </para>
4196     </section>
4197
4198     <section id="api-ac97-proc-files">
4199       <title>Proc Files</title>
4200       <para>
4201         The ALSA AC97 interface will create a proc file such as
4202       <filename>/proc/asound/card0/codec97#0/ac97#0-0</filename> and
4203       <filename>ac97#0-0+regs</filename>. You can refer to these files to
4204       see the current status and registers of the codec. 
4205       </para>
4206     </section>
4207
4208     <section id="api-ac97-multiple-codecs">
4209       <title>Multiple Codecs</title>
4210       <para>
4211         When there are several codecs on the same card, you need to
4212       call <function>snd_ac97_mixer()</function> multiple times with
4213       ac97.num=1 or greater. The <structfield>num</structfield> field
4214       specifies the codec number. 
4215       </para>
4216
4217       <para>
4218         If you set up multiple codecs, you either need to write
4219       different callbacks for each codec or check
4220       ac97-&gt;num in the callback routines. 
4221       </para>
4222     </section>
4223
4224   </chapter>
4225
4226
4227 <!-- ****************************************************** -->
4228 <!-- MIDI (MPU401-UART) Interface  -->
4229 <!-- ****************************************************** -->
4230   <chapter id="midi-interface">
4231     <title>MIDI (MPU401-UART) Interface</title>
4232
4233     <section id="midi-interface-general">
4234       <title>General</title>
4235       <para>
4236         Many soundcards have built-in MIDI (MPU401-UART)
4237       interfaces. When the soundcard supports the standard MPU401-UART
4238       interface, most likely you can use the ALSA MPU401-UART API. The
4239       MPU401-UART API is defined in
4240       <filename>&lt;sound/mpu401.h&gt;</filename>. 
4241       </para>
4242
4243       <para>
4244         Some soundchips have a similar but slightly different
4245       implementation of mpu401 stuff. For example, emu10k1 has its own
4246       mpu401 routines. 
4247       </para>
4248     </section>
4249
4250     <section id="midi-interface-constructor">
4251       <title>Constructor</title>
4252       <para>
4253         To create a rawmidi object, call
4254       <function>snd_mpu401_uart_new()</function>. 
4255
4256         <informalexample>
4257           <programlisting>
4258 <![CDATA[
4259   struct snd_rawmidi *rmidi;
4260   snd_mpu401_uart_new(card, 0, MPU401_HW_MPU401, port, info_flags,
4261                       irq, &rmidi);
4262 ]]>
4263           </programlisting>
4264         </informalexample>
4265       </para>
4266
4267       <para>
4268         The first argument is the card pointer, and the second is the
4269       index of this component. You can create up to 8 rawmidi
4270       devices. 
4271       </para>
4272
4273       <para>
4274         The third argument is the type of the hardware,
4275       <constant>MPU401_HW_XXX</constant>. If it's not a special one,
4276       you can use <constant>MPU401_HW_MPU401</constant>. 
4277       </para>
4278
4279       <para>
4280         The 4th argument is the I/O port address. Many
4281       backward-compatible MPU401 have an I/O port such as 0x330. Or, it
4282       might be a part of its own PCI I/O region. It depends on the
4283       chip design. 
4284       </para>
4285
4286       <para>
4287         The 5th argument is a bitflag for additional information.
4288         When the I/O port address above is part of the PCI I/O
4289       region, the MPU401 I/O port might have been already allocated
4290       (reserved) by the driver itself. In such a case, pass a bit flag
4291       <constant>MPU401_INFO_INTEGRATED</constant>,
4292       and the mpu401-uart layer will allocate the I/O ports by itself. 
4293       </para>
4294
4295         <para>
4296         When the controller supports only the input or output MIDI stream,
4297         pass the <constant>MPU401_INFO_INPUT</constant> or
4298         <constant>MPU401_INFO_OUTPUT</constant> bitflag, respectively.
4299         Then the rawmidi instance is created as a single stream.
4300         </para>
4301
4302         <para>
4303         <constant>MPU401_INFO_MMIO</constant> bitflag is used to change
4304         the access method to MMIO (via readb and writeb) instead of
4305         iob and outb. In this case, you have to pass the iomapped address
4306         to <function>snd_mpu401_uart_new()</function>.
4307         </para>
4308
4309         <para>
4310         When <constant>MPU401_INFO_TX_IRQ</constant> is set, the output
4311         stream isn't checked in the default interrupt handler.  The driver
4312         needs to call <function>snd_mpu401_uart_interrupt_tx()</function>
4313         by itself to start processing the output stream in the irq handler.
4314         </para>
4315
4316         <para>
4317         If the MPU-401 interface shares its interrupt with the other logical
4318         devices on the card, set <constant>MPU401_INFO_IRQ_HOOK</constant>
4319         (see <link linkend="midi-interface-interrupt-handler"><citetitle>
4320         below</citetitle></link>).
4321         </para>
4322
4323       <para>
4324         Usually, the port address corresponds to the command port and
4325         port + 1 corresponds to the data port. If not, you may change
4326         the <structfield>cport</structfield> field of
4327         struct <structname>snd_mpu401</structname> manually 
4328         afterward. However, <structname>snd_mpu401</structname> pointer is not
4329         returned explicitly by
4330         <function>snd_mpu401_uart_new()</function>. You need to cast
4331         rmidi-&gt;private_data to
4332         <structname>snd_mpu401</structname> explicitly, 
4333
4334         <informalexample>
4335           <programlisting>
4336 <![CDATA[
4337   struct snd_mpu401 *mpu;
4338   mpu = rmidi->private_data;
4339 ]]>
4340           </programlisting>
4341         </informalexample>
4342
4343         and reset the cport as you like:
4344
4345         <informalexample>
4346           <programlisting>
4347 <![CDATA[
4348   mpu->cport = my_own_control_port;
4349 ]]>
4350           </programlisting>
4351         </informalexample>
4352       </para>
4353
4354       <para>
4355         The 6th argument specifies the ISA irq number that will be
4356         allocated.  If no interrupt is to be allocated (because your
4357         code is already allocating a shared interrupt, or because the
4358         device does not use interrupts), pass -1 instead.
4359         For a MPU-401 device without an interrupt, a polling timer
4360         will be used instead.
4361       </para>
4362     </section>
4363
4364     <section id="midi-interface-interrupt-handler">
4365       <title>Interrupt Handler</title>
4366       <para>
4367         When the interrupt is allocated in
4368       <function>snd_mpu401_uart_new()</function>, an exclusive ISA
4369       interrupt handler is automatically used, hence you don't have
4370       anything else to do than creating the mpu401 stuff.  Otherwise, you
4371       have to set <constant>MPU401_INFO_IRQ_HOOK</constant>, and call
4372       <function>snd_mpu401_uart_interrupt()</function> explicitly from your
4373       own interrupt handler when it has determined that a UART interrupt
4374       has occurred.
4375       </para>
4376
4377       <para>
4378         In this case, you need to pass the private_data of the
4379         returned rawmidi object from
4380         <function>snd_mpu401_uart_new()</function> as the second
4381         argument of <function>snd_mpu401_uart_interrupt()</function>. 
4382
4383         <informalexample>
4384           <programlisting>
4385 <![CDATA[
4386   snd_mpu401_uart_interrupt(irq, rmidi->private_data, regs);
4387 ]]>
4388           </programlisting>
4389         </informalexample>
4390       </para>
4391     </section>
4392
4393   </chapter>
4394
4395
4396 <!-- ****************************************************** -->
4397 <!-- RawMIDI Interface  -->
4398 <!-- ****************************************************** -->
4399   <chapter id="rawmidi-interface">
4400     <title>RawMIDI Interface</title>
4401
4402     <section id="rawmidi-interface-overview">
4403       <title>Overview</title>
4404
4405       <para>
4406       The raw MIDI interface is used for hardware MIDI ports that can
4407       be accessed as a byte stream.  It is not used for synthesizer
4408       chips that do not directly understand MIDI.
4409       </para>
4410
4411       <para>
4412       ALSA handles file and buffer management.  All you have to do is
4413       to write some code to move data between the buffer and the
4414       hardware.
4415       </para>
4416
4417       <para>
4418       The rawmidi API is defined in
4419       <filename>&lt;sound/rawmidi.h&gt;</filename>.
4420       </para>
4421     </section>
4422
4423     <section id="rawmidi-interface-constructor">
4424       <title>Constructor</title>
4425
4426       <para>
4427       To create a rawmidi device, call the
4428       <function>snd_rawmidi_new</function> function:
4429         <informalexample>
4430           <programlisting>
4431 <![CDATA[
4432   struct snd_rawmidi *rmidi;
4433   err = snd_rawmidi_new(chip->card, "MyMIDI", 0, outs, ins, &rmidi);
4434   if (err < 0)
4435           return err;
4436   rmidi->private_data = chip;
4437   strcpy(rmidi->name, "My MIDI");
4438   rmidi->info_flags = SNDRV_RAWMIDI_INFO_OUTPUT |
4439                       SNDRV_RAWMIDI_INFO_INPUT |
4440                       SNDRV_RAWMIDI_INFO_DUPLEX;
4441 ]]>
4442           </programlisting>
4443         </informalexample>
4444       </para>
4445
4446       <para>
4447       The first argument is the card pointer, the second argument is
4448       the ID string.
4449       </para>
4450
4451       <para>
4452       The third argument is the index of this component.  You can
4453       create up to 8 rawmidi devices.
4454       </para>
4455
4456       <para>
4457       The fourth and fifth arguments are the number of output and
4458       input substreams, respectively, of this device (a substream is
4459       the equivalent of a MIDI port).
4460       </para>
4461
4462       <para>
4463       Set the <structfield>info_flags</structfield> field to specify
4464       the capabilities of the device.
4465       Set <constant>SNDRV_RAWMIDI_INFO_OUTPUT</constant> if there is
4466       at least one output port,
4467       <constant>SNDRV_RAWMIDI_INFO_INPUT</constant> if there is at
4468       least one input port,
4469       and <constant>SNDRV_RAWMIDI_INFO_DUPLEX</constant> if the device
4470       can handle output and input at the same time.
4471       </para>
4472
4473       <para>
4474       After the rawmidi device is created, you need to set the
4475       operators (callbacks) for each substream.  There are helper
4476       functions to set the operators for all the substreams of a device:
4477         <informalexample>
4478           <programlisting>
4479 <![CDATA[
4480   snd_rawmidi_set_ops(rmidi, SNDRV_RAWMIDI_STREAM_OUTPUT, &snd_mymidi_output_ops);
4481   snd_rawmidi_set_ops(rmidi, SNDRV_RAWMIDI_STREAM_INPUT, &snd_mymidi_input_ops);
4482 ]]>
4483           </programlisting>
4484         </informalexample>
4485       </para>
4486
4487       <para>
4488       The operators are usually defined like this:
4489         <informalexample>
4490           <programlisting>
4491 <![CDATA[
4492   static struct snd_rawmidi_ops snd_mymidi_output_ops = {
4493           .open =    snd_mymidi_output_open,
4494           .close =   snd_mymidi_output_close,
4495           .trigger = snd_mymidi_output_trigger,
4496   };
4497 ]]>
4498           </programlisting>
4499         </informalexample>
4500       These callbacks are explained in the <link
4501       linkend="rawmidi-interface-callbacks"><citetitle>Callbacks</citetitle></link>
4502       section.
4503       </para>
4504
4505       <para>
4506       If there are more than one substream, you should give a
4507       unique name to each of them:
4508         <informalexample>
4509           <programlisting>
4510 <![CDATA[
4511   struct snd_rawmidi_substream *substream;
4512   list_for_each_entry(substream,
4513                       &rmidi->streams[SNDRV_RAWMIDI_STREAM_OUTPUT].substreams,
4514                       list {
4515           sprintf(substream->name, "My MIDI Port %d", substream->number + 1);
4516   }
4517   /* same for SNDRV_RAWMIDI_STREAM_INPUT */
4518 ]]>
4519           </programlisting>
4520         </informalexample>
4521       </para>
4522     </section>
4523
4524     <section id="rawmidi-interface-callbacks">
4525       <title>Callbacks</title>
4526
4527       <para>
4528       In all the callbacks, the private data that you've set for the
4529       rawmidi device can be accessed as
4530       substream-&gt;rmidi-&gt;private_data.
4531       <!-- <code> isn't available before DocBook 4.3 -->
4532       </para>
4533
4534       <para>
4535       If there is more than one port, your callbacks can determine the
4536       port index from the struct snd_rawmidi_substream data passed to each
4537       callback:
4538         <informalexample>
4539           <programlisting>
4540 <![CDATA[
4541   struct snd_rawmidi_substream *substream;
4542   int index = substream->number;
4543 ]]>
4544           </programlisting>
4545         </informalexample>
4546       </para>
4547
4548       <section id="rawmidi-interface-op-open">
4549       <title><function>open</function> callback</title>
4550
4551         <informalexample>
4552           <programlisting>
4553 <![CDATA[
4554   static int snd_xxx_open(struct snd_rawmidi_substream *substream);
4555 ]]>
4556           </programlisting>
4557         </informalexample>
4558
4559         <para>
4560         This is called when a substream is opened.
4561         You can initialize the hardware here, but you shouldn't
4562         start transmitting/receiving data yet.
4563         </para>
4564       </section>
4565
4566       <section id="rawmidi-interface-op-close">
4567       <title><function>close</function> callback</title>
4568
4569         <informalexample>
4570           <programlisting>
4571 <![CDATA[
4572   static int snd_xxx_close(struct snd_rawmidi_substream *substream);
4573 ]]>
4574           </programlisting>
4575         </informalexample>
4576
4577         <para>
4578         Guess what.
4579         </para>
4580
4581         <para>
4582         The <function>open</function> and <function>close</function>
4583         callbacks of a rawmidi device are serialized with a mutex,
4584         and can sleep.
4585         </para>
4586       </section>
4587
4588       <section id="rawmidi-interface-op-trigger-out">
4589       <title><function>trigger</function> callback for output
4590       substreams</title>
4591
4592         <informalexample>
4593           <programlisting>
4594 <![CDATA[
4595   static void snd_xxx_output_trigger(struct snd_rawmidi_substream *substream, int up);
4596 ]]>
4597           </programlisting>
4598         </informalexample>
4599
4600         <para>
4601         This is called with a nonzero <parameter>up</parameter>
4602         parameter when there is some data in the substream buffer that
4603         must be transmitted.
4604         </para>
4605
4606         <para>
4607         To read data from the buffer, call
4608         <function>snd_rawmidi_transmit_peek</function>.  It will
4609         return the number of bytes that have been read; this will be
4610         less than the number of bytes requested when there are no more
4611         data in the buffer.
4612         After the data have been transmitted successfully, call
4613         <function>snd_rawmidi_transmit_ack</function> to remove the
4614         data from the substream buffer:
4615           <informalexample>
4616             <programlisting>
4617 <![CDATA[
4618   unsigned char data;
4619   while (snd_rawmidi_transmit_peek(substream, &data, 1) == 1) {
4620           if (snd_mychip_try_to_transmit(data))
4621                   snd_rawmidi_transmit_ack(substream, 1);
4622           else
4623                   break; /* hardware FIFO full */
4624   }
4625 ]]>
4626             </programlisting>
4627           </informalexample>
4628         </para>
4629
4630         <para>
4631         If you know beforehand that the hardware will accept data, you
4632         can use the <function>snd_rawmidi_transmit</function> function
4633         which reads some data and removes them from the buffer at once:
4634           <informalexample>
4635             <programlisting>
4636 <![CDATA[
4637   while (snd_mychip_transmit_possible()) {
4638           unsigned char data;
4639           if (snd_rawmidi_transmit(substream, &data, 1) != 1)
4640                   break; /* no more data */
4641           snd_mychip_transmit(data);
4642   }
4643 ]]>
4644             </programlisting>
4645           </informalexample>
4646         </para>
4647
4648         <para>
4649         If you know beforehand how many bytes you can accept, you can
4650         use a buffer size greater than one with the
4651         <function>snd_rawmidi_transmit*</function> functions.
4652         </para>
4653
4654         <para>
4655         The <function>trigger</function> callback must not sleep.  If
4656         the hardware FIFO is full before the substream buffer has been
4657         emptied, you have to continue transmitting data later, either
4658         in an interrupt handler, or with a timer if the hardware
4659         doesn't have a MIDI transmit interrupt.
4660         </para>
4661
4662         <para>
4663         The <function>trigger</function> callback is called with a
4664         zero <parameter>up</parameter> parameter when the transmission
4665         of data should be aborted.
4666         </para>
4667       </section>
4668
4669       <section id="rawmidi-interface-op-trigger-in">
4670       <title><function>trigger</function> callback for input
4671       substreams</title>
4672
4673         <informalexample>
4674           <programlisting>
4675 <![CDATA[
4676   static void snd_xxx_input_trigger(struct snd_rawmidi_substream *substream, int up);
4677 ]]>
4678           </programlisting>
4679         </informalexample>
4680
4681         <para>
4682         This is called with a nonzero <parameter>up</parameter>
4683         parameter to enable receiving data, or with a zero
4684         <parameter>up</parameter> parameter do disable receiving data.
4685         </para>
4686
4687         <para>
4688         The <function>trigger</function> callback must not sleep; the
4689         actual reading of data from the device is usually done in an
4690         interrupt handler.
4691         </para>
4692
4693         <para>
4694         When data reception is enabled, your interrupt handler should
4695         call <function>snd_rawmidi_receive</function> for all received
4696         data:
4697           <informalexample>
4698             <programlisting>
4699 <![CDATA[
4700   void snd_mychip_midi_interrupt(...)
4701   {
4702           while (mychip_midi_available()) {
4703                   unsigned char data;
4704                   data = mychip_midi_read();
4705                   snd_rawmidi_receive(substream, &data, 1);
4706           }
4707   }
4708 ]]>
4709             </programlisting>
4710           </informalexample>
4711         </para>
4712       </section>
4713
4714       <section id="rawmidi-interface-op-drain">
4715       <title><function>drain</function> callback</title>
4716
4717         <informalexample>
4718           <programlisting>
4719 <![CDATA[
4720   static void snd_xxx_drain(struct snd_rawmidi_substream *substream);
4721 ]]>
4722           </programlisting>
4723         </informalexample>
4724
4725         <para>
4726         This is only used with output substreams.  This function should wait
4727         until all data read from the substream buffer have been transmitted.
4728         This ensures that the device can be closed and the driver unloaded
4729         without losing data.
4730         </para>
4731
4732         <para>
4733         This callback is optional. If you do not set
4734         <structfield>drain</structfield> in the struct snd_rawmidi_ops
4735         structure, ALSA will simply wait for 50&nbsp;milliseconds
4736         instead.
4737         </para>
4738       </section>
4739     </section>
4740
4741   </chapter>
4742
4743
4744 <!-- ****************************************************** -->
4745 <!-- Miscellaneous Devices  -->
4746 <!-- ****************************************************** -->
4747   <chapter id="misc-devices">
4748     <title>Miscellaneous Devices</title>
4749
4750     <section id="misc-devices-opl3">
4751       <title>FM OPL3</title>
4752       <para>
4753         The FM OPL3 is still used in many chips (mainly for backward
4754       compatibility). ALSA has a nice OPL3 FM control layer, too. The
4755       OPL3 API is defined in
4756       <filename>&lt;sound/opl3.h&gt;</filename>. 
4757       </para>
4758
4759       <para>
4760         FM registers can be directly accessed through the direct-FM API,
4761       defined in <filename>&lt;sound/asound_fm.h&gt;</filename>. In
4762       ALSA native mode, FM registers are accessed through
4763       the Hardware-Dependent Device direct-FM extension API, whereas in
4764       OSS compatible mode, FM registers can be accessed with the OSS
4765       direct-FM compatible API in <filename>/dev/dmfmX</filename> device. 
4766       </para>
4767
4768       <para>
4769         To create the OPL3 component, you have two functions to
4770         call. The first one is a constructor for the <type>opl3_t</type>
4771         instance. 
4772
4773         <informalexample>
4774           <programlisting>
4775 <![CDATA[
4776   struct snd_opl3 *opl3;
4777   snd_opl3_create(card, lport, rport, OPL3_HW_OPL3_XXX,
4778                   integrated, &opl3);
4779 ]]>
4780           </programlisting>
4781         </informalexample>
4782       </para>
4783
4784       <para>
4785         The first argument is the card pointer, the second one is the
4786       left port address, and the third is the right port address. In
4787       most cases, the right port is placed at the left port + 2. 
4788       </para>
4789
4790       <para>
4791         The fourth argument is the hardware type.
4792       </para>
4793
4794       <para>
4795         When the left and right ports have been already allocated by
4796       the card driver, pass non-zero to the fifth argument
4797       (<parameter>integrated</parameter>). Otherwise, the opl3 module will
4798       allocate the specified ports by itself. 
4799       </para>
4800
4801       <para>
4802         When the accessing the hardware requires special method
4803         instead of the standard I/O access, you can create opl3 instance
4804         separately with <function>snd_opl3_new()</function>.
4805
4806         <informalexample>
4807           <programlisting>
4808 <![CDATA[
4809   struct snd_opl3 *opl3;
4810   snd_opl3_new(card, OPL3_HW_OPL3_XXX, &opl3);
4811 ]]>
4812           </programlisting>
4813         </informalexample>
4814       </para>
4815
4816       <para>
4817         Then set <structfield>command</structfield>,
4818         <structfield>private_data</structfield> and
4819         <structfield>private_free</structfield> for the private
4820         access function, the private data and the destructor.
4821         The l_port and r_port are not necessarily set.  Only the
4822         command must be set properly.  You can retrieve the data
4823         from the opl3-&gt;private_data field.
4824       </para>
4825
4826       <para>
4827         After creating the opl3 instance via <function>snd_opl3_new()</function>,
4828         call <function>snd_opl3_init()</function> to initialize the chip to the
4829         proper state. Note that <function>snd_opl3_create()</function> always
4830         calls it internally.
4831       </para>
4832
4833       <para>
4834         If the opl3 instance is created successfully, then create a
4835         hwdep device for this opl3. 
4836
4837         <informalexample>
4838           <programlisting>
4839 <![CDATA[
4840   struct snd_hwdep *opl3hwdep;
4841   snd_opl3_hwdep_new(opl3, 0, 1, &opl3hwdep);
4842 ]]>
4843           </programlisting>
4844         </informalexample>
4845       </para>
4846
4847       <para>
4848         The first argument is the <type>opl3_t</type> instance you
4849       created, and the second is the index number, usually 0. 
4850       </para>
4851
4852       <para>
4853         The third argument is the index-offset for the sequencer
4854       client assigned to the OPL3 port. When there is an MPU401-UART,
4855       give 1 for here (UART always takes 0). 
4856       </para>
4857     </section>
4858
4859     <section id="misc-devices-hardware-dependent">
4860       <title>Hardware-Dependent Devices</title>
4861       <para>
4862         Some chips need user-space access for special
4863       controls or for loading the micro code. In such a case, you can
4864       create a hwdep (hardware-dependent) device. The hwdep API is
4865       defined in <filename>&lt;sound/hwdep.h&gt;</filename>. You can
4866       find examples in opl3 driver or
4867       <filename>isa/sb/sb16_csp.c</filename>. 
4868       </para>
4869
4870       <para>
4871         The creation of the <type>hwdep</type> instance is done via
4872         <function>snd_hwdep_new()</function>. 
4873
4874         <informalexample>
4875           <programlisting>
4876 <![CDATA[
4877   struct snd_hwdep *hw;
4878   snd_hwdep_new(card, "My HWDEP", 0, &hw);
4879 ]]>
4880           </programlisting>
4881         </informalexample>
4882
4883         where the third argument is the index number.
4884       </para>
4885
4886       <para>
4887         You can then pass any pointer value to the
4888         <parameter>private_data</parameter>.
4889         If you assign a private data, you should define the
4890         destructor, too. The destructor function is set in
4891         the <structfield>private_free</structfield> field.  
4892
4893         <informalexample>
4894           <programlisting>
4895 <![CDATA[
4896   struct mydata *p = kmalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL);
4897   hw->private_data = p;
4898   hw->private_free = mydata_free;
4899 ]]>
4900           </programlisting>
4901         </informalexample>
4902
4903         and the implementation of the destructor would be:
4904
4905         <informalexample>
4906           <programlisting>
4907 <![CDATA[
4908   static void mydata_free(struct snd_hwdep *hw)
4909   {
4910           struct mydata *p = hw->private_data;
4911           kfree(p);
4912   }
4913 ]]>
4914           </programlisting>
4915         </informalexample>
4916       </para>
4917
4918       <para>
4919         The arbitrary file operations can be defined for this
4920         instance. The file operators are defined in
4921         the <parameter>ops</parameter> table. For example, assume that
4922         this chip needs an ioctl. 
4923
4924         <informalexample>
4925           <programlisting>
4926 <![CDATA[
4927   hw->ops.open = mydata_open;
4928   hw->ops.ioctl = mydata_ioctl;
4929   hw->ops.release = mydata_release;
4930 ]]>
4931           </programlisting>
4932         </informalexample>
4933
4934         And implement the callback functions as you like.
4935       </para>
4936     </section>
4937
4938     <section id="misc-devices-IEC958">
4939       <title>IEC958 (S/PDIF)</title>
4940       <para>
4941         Usually the controls for IEC958 devices are implemented via
4942       the control interface. There is a macro to compose a name string for
4943       IEC958 controls, <function>SNDRV_CTL_NAME_IEC958()</function>
4944       defined in <filename>&lt;include/asound.h&gt;</filename>.  
4945       </para>
4946
4947       <para>
4948         There are some standard controls for IEC958 status bits. These
4949       controls use the type <type>SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_IEC958</type>,
4950       and the size of element is fixed as 4 bytes array
4951       (value.iec958.status[x]). For the <structfield>info</structfield>
4952       callback, you don't specify 
4953       the value field for this type (the count field must be set,
4954       though). 
4955       </para>
4956
4957       <para>
4958         <quote>IEC958 Playback Con Mask</quote> is used to return the
4959       bit-mask for the IEC958 status bits of consumer mode. Similarly,
4960       <quote>IEC958 Playback Pro Mask</quote> returns the bitmask for
4961       professional mode. They are read-only controls, and are defined
4962       as MIXER controls (iface =
4963       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER</constant>).  
4964       </para>
4965
4966       <para>
4967         Meanwhile, <quote>IEC958 Playback Default</quote> control is
4968       defined for getting and setting the current default IEC958
4969       bits. Note that this one is usually defined as a PCM control
4970       (iface = <constant>SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_PCM</constant>),
4971       although in some places it's defined as a MIXER control. 
4972       </para>
4973
4974       <para>
4975         In addition, you can define the control switches to
4976       enable/disable or to set the raw bit mode. The implementation
4977       will depend on the chip, but the control should be named as
4978       <quote>IEC958 xxx</quote>, preferably using
4979       the <function>SNDRV_CTL_NAME_IEC958()</function> macro. 
4980       </para>
4981
4982       <para>
4983         You can find several cases, for example,
4984       <filename>pci/emu10k1</filename>,
4985       <filename>pci/ice1712</filename>, or
4986       <filename>pci/cmipci.c</filename>.  
4987       </para>
4988     </section>
4989
4990   </chapter>
4991
4992
4993 <!-- ****************************************************** -->
4994 <!-- Buffer and Memory Management  -->
4995 <!-- ****************************************************** -->
4996   <chapter id="buffer-and-memory">
4997     <title>Buffer and Memory Management</title>
4998
4999     <section id="buffer-and-memory-buffer-types">
5000       <title>Buffer Types</title>
5001       <para>
5002         ALSA provides several different buffer allocation functions
5003       depending on the bus and the architecture. All these have a
5004       consistent API. The allocation of physically-contiguous pages is
5005       done via 
5006       <function>snd_malloc_xxx_pages()</function> function, where xxx
5007       is the bus type. 
5008       </para>
5009
5010       <para>
5011         The allocation of pages with fallback is
5012       <function>snd_malloc_xxx_pages_fallback()</function>. This
5013       function tries to allocate the specified pages but if the pages
5014       are not available, it tries to reduce the page sizes until
5015       enough space is found.
5016       </para>
5017
5018       <para>
5019       The release the pages, call
5020       <function>snd_free_xxx_pages()</function> function. 
5021       </para>
5022
5023       <para>
5024       Usually, ALSA drivers try to allocate and reserve
5025        a large contiguous physical space
5026        at the time the module is loaded for the later use.
5027        This is called <quote>pre-allocation</quote>.
5028        As already written, you can call the following function at 
5029        pcm instance construction time (in the case of PCI bus). 
5030
5031         <informalexample>
5032           <programlisting>
5033 <![CDATA[
5034   snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
5035                                         snd_dma_pci_data(pci), size, max);
5036 ]]>
5037           </programlisting>
5038         </informalexample>
5039
5040         where <parameter>size</parameter> is the byte size to be
5041       pre-allocated and the <parameter>max</parameter> is the maximum
5042       size to be changed via the <filename>prealloc</filename> proc file.
5043       The allocator will try to get an area as large as possible
5044       within the given size. 
5045       </para>
5046
5047       <para>
5048       The second argument (type) and the third argument (device pointer)
5049       are dependent on the bus.
5050       In the case of the ISA bus, pass <function>snd_dma_isa_data()</function>
5051       as the third argument with <constant>SNDRV_DMA_TYPE_DEV</constant> type.
5052       For the continuous buffer unrelated to the bus can be pre-allocated
5053       with <constant>SNDRV_DMA_TYPE_CONTINUOUS</constant> type and the
5054       <function>snd_dma_continuous_data(GFP_KERNEL)</function> device pointer,
5055       where <constant>GFP_KERNEL</constant> is the kernel allocation flag to
5056       use.
5057       For the PCI scatter-gather buffers, use
5058       <constant>SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG</constant> with
5059       <function>snd_dma_pci_data(pci)</function>
5060       (see the 
5061           <link linkend="buffer-and-memory-non-contiguous"><citetitle>Non-Contiguous Buffers
5062           </citetitle></link> section).
5063       </para>
5064
5065       <para>
5066         Once the buffer is pre-allocated, you can use the
5067         allocator in the <structfield>hw_params</structfield> callback: 
5068
5069         <informalexample>
5070           <programlisting>
5071 <![CDATA[
5072   snd_pcm_lib_malloc_pages(substream, size);
5073 ]]>
5074           </programlisting>
5075         </informalexample>
5076
5077         Note that you have to pre-allocate to use this function.
5078       </para>
5079     </section>
5080
5081     <section id="buffer-and-memory-external-hardware">
5082       <title>External Hardware Buffers</title>
5083       <para>
5084         Some chips have their own hardware buffers and the DMA
5085       transfer from the host memory is not available. In such a case,
5086       you need to either 1) copy/set the audio data directly to the
5087       external hardware buffer, or 2) make an intermediate buffer and
5088       copy/set the data from it to the external hardware buffer in
5089       interrupts (or in tasklets, preferably).
5090       </para>
5091
5092       <para>
5093         The first case works fine if the external hardware buffer is large
5094       enough.  This method doesn't need any extra buffers and thus is
5095       more effective. You need to define the
5096       <structfield>copy</structfield> and
5097       <structfield>silence</structfield> callbacks for 
5098       the data transfer. However, there is a drawback: it cannot
5099       be mmapped. The examples are GUS's GF1 PCM or emu8000's
5100       wavetable PCM. 
5101       </para>
5102
5103       <para>
5104         The second case allows for mmap on the buffer, although you have
5105       to handle an interrupt or a tasklet to transfer the data
5106       from the intermediate buffer to the hardware buffer. You can find an
5107       example in the vxpocket driver. 
5108       </para>
5109
5110       <para>
5111         Another case is when the chip uses a PCI memory-map
5112       region for the buffer instead of the host memory. In this case,
5113       mmap is available only on certain architectures like the Intel one.
5114       In non-mmap mode, the data cannot be transferred as in the normal
5115       way. Thus you need to define the <structfield>copy</structfield> and
5116       <structfield>silence</structfield> callbacks as well, 
5117       as in the cases above. The examples are found in
5118       <filename>rme32.c</filename> and <filename>rme96.c</filename>. 
5119       </para>
5120
5121       <para>
5122         The implementation of the <structfield>copy</structfield> and
5123         <structfield>silence</structfield> callbacks depends upon 
5124         whether the hardware supports interleaved or non-interleaved
5125         samples. The <structfield>copy</structfield> callback is
5126         defined like below, a bit 
5127         differently depending whether the direction is playback or
5128         capture: 
5129
5130         <informalexample>
5131           <programlisting>
5132 <![CDATA[
5133   static int playback_copy(struct snd_pcm_substream *substream, int channel,
5134                snd_pcm_uframes_t pos, void *src, snd_pcm_uframes_t count);
5135   static int capture_copy(struct snd_pcm_substream *substream, int channel,
5136                snd_pcm_uframes_t pos, void *dst, snd_pcm_uframes_t count);
5137 ]]>
5138           </programlisting>
5139         </informalexample>
5140       </para>
5141
5142       <para>
5143         In the case of interleaved samples, the second argument
5144       (<parameter>channel</parameter>) is not used. The third argument
5145       (<parameter>pos</parameter>) points the 
5146       current position offset in frames. 
5147       </para>
5148
5149       <para>
5150         The meaning of the fourth argument is different between
5151       playback and capture. For playback, it holds the source data
5152       pointer, and for capture, it's the destination data pointer. 
5153       </para>
5154
5155       <para>
5156         The last argument is the number of frames to be copied.
5157       </para>
5158
5159       <para>
5160         What you have to do in this callback is again different
5161         between playback and capture directions. In the
5162         playback case, you copy the given amount of data
5163         (<parameter>count</parameter>) at the specified pointer
5164         (<parameter>src</parameter>) to the specified offset
5165         (<parameter>pos</parameter>) on the hardware buffer. When
5166         coded like memcpy-like way, the copy would be like: 
5167
5168         <informalexample>
5169           <programlisting>
5170 <![CDATA[
5171   my_memcpy(my_buffer + frames_to_bytes(runtime, pos), src,
5172             frames_to_bytes(runtime, count));
5173 ]]>
5174           </programlisting>
5175         </informalexample>
5176       </para>
5177
5178       <para>
5179         For the capture direction, you copy the given amount of
5180         data (<parameter>count</parameter>) at the specified offset
5181         (<parameter>pos</parameter>) on the hardware buffer to the
5182         specified pointer (<parameter>dst</parameter>). 
5183
5184         <informalexample>
5185           <programlisting>
5186 <![CDATA[
5187   my_memcpy(dst, my_buffer + frames_to_bytes(runtime, pos),
5188             frames_to_bytes(runtime, count));
5189 ]]>
5190           </programlisting>
5191         </informalexample>
5192
5193         Note that both the position and the amount of data are given
5194       in frames. 
5195       </para>
5196
5197       <para>
5198         In the case of non-interleaved samples, the implementation
5199       will be a bit more complicated. 
5200       </para>
5201
5202       <para>
5203         You need to check the channel argument, and if it's -1, copy
5204       the whole channels. Otherwise, you have to copy only the
5205       specified channel. Please check
5206       <filename>isa/gus/gus_pcm.c</filename> as an example. 
5207       </para>
5208
5209       <para>
5210         The <structfield>silence</structfield> callback is also
5211         implemented in a similar way. 
5212
5213         <informalexample>
5214           <programlisting>
5215 <![CDATA[
5216   static int silence(struct snd_pcm_substream *substream, int channel,
5217                      snd_pcm_uframes_t pos, snd_pcm_uframes_t count);
5218 ]]>
5219           </programlisting>
5220         </informalexample>
5221       </para>
5222
5223       <para>
5224         The meanings of arguments are the same as in the
5225       <structfield>copy</structfield> 
5226       callback, although there is no <parameter>src/dst</parameter>
5227       argument. In the case of interleaved samples, the channel
5228       argument has no meaning, as well as on
5229       <structfield>copy</structfield> callback.  
5230       </para>
5231
5232       <para>
5233         The role of <structfield>silence</structfield> callback is to
5234         set the given amount 
5235         (<parameter>count</parameter>) of silence data at the
5236         specified offset (<parameter>pos</parameter>) on the hardware
5237         buffer. Suppose that the data format is signed (that is, the
5238         silent-data is 0), and the implementation using a memset-like
5239         function would be like: 
5240
5241         <informalexample>
5242           <programlisting>
5243 <![CDATA[
5244   my_memcpy(my_buffer + frames_to_bytes(runtime, pos), 0,
5245             frames_to_bytes(runtime, count));
5246 ]]>
5247           </programlisting>
5248         </informalexample>
5249       </para>
5250
5251       <para>
5252         In the case of non-interleaved samples, again, the
5253       implementation becomes a bit more complicated. See, for example,
5254       <filename>isa/gus/gus_pcm.c</filename>. 
5255       </para>
5256     </section>
5257
5258     <section id="buffer-and-memory-non-contiguous">
5259       <title>Non-Contiguous Buffers</title>
5260       <para>
5261         If your hardware supports the page table as in emu10k1 or the
5262       buffer descriptors as in via82xx, you can use the scatter-gather
5263       (SG) DMA. ALSA provides an interface for handling SG-buffers.
5264       The API is provided in <filename>&lt;sound/pcm.h&gt;</filename>. 
5265       </para>
5266
5267       <para>
5268         For creating the SG-buffer handler, call
5269         <function>snd_pcm_lib_preallocate_pages()</function> or
5270         <function>snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all()</function>
5271         with <constant>SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG</constant>
5272         in the PCM constructor like other PCI pre-allocator.
5273         You need to pass <function>snd_dma_pci_data(pci)</function>,
5274         where pci is the struct <structname>pci_dev</structname> pointer
5275         of the chip as well.
5276         The <type>struct snd_sg_buf</type> instance is created as
5277         substream-&gt;dma_private. You can cast
5278         the pointer like: 
5279
5280         <informalexample>
5281           <programlisting>
5282 <![CDATA[
5283   struct snd_sg_buf *sgbuf = (struct snd_sg_buf *)substream->dma_private;
5284 ]]>
5285           </programlisting>
5286         </informalexample>
5287       </para>
5288
5289       <para>
5290         Then call <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function>
5291       in the <structfield>hw_params</structfield> callback
5292       as well as in the case of normal PCI buffer.
5293       The SG-buffer handler will allocate the non-contiguous kernel
5294       pages of the given size and map them onto the virtually contiguous
5295       memory.  The virtual pointer is addressed in runtime-&gt;dma_area.
5296       The physical address (runtime-&gt;dma_addr) is set to zero,
5297       because the buffer is physically non-contiguous.
5298       The physical address table is set up in sgbuf-&gt;table.
5299       You can get the physical address at a certain offset via
5300       <function>snd_pcm_sgbuf_get_addr()</function>. 
5301       </para>
5302
5303       <para>
5304         When a SG-handler is used, you need to set
5305       <function>snd_pcm_sgbuf_ops_page</function> as
5306       the <structfield>page</structfield> callback.
5307       (See <link linkend="pcm-interface-operators-page-callback">
5308       <citetitle>page callback section</citetitle></link>.)
5309       </para>
5310
5311       <para>
5312         To release the data, call
5313       <function>snd_pcm_lib_free_pages()</function> in the
5314       <structfield>hw_free</structfield> callback as usual.
5315       </para>
5316     </section>
5317
5318     <section id="buffer-and-memory-vmalloced">
5319       <title>Vmalloc'ed Buffers</title>
5320       <para>
5321         It's possible to use a buffer allocated via
5322       <function>vmalloc</function>, for example, for an intermediate
5323       buffer. Since the allocated pages are not contiguous, you need
5324       to set the <structfield>page</structfield> callback to obtain
5325       the physical address at every offset. 
5326       </para>
5327
5328       <para>
5329         The implementation of <structfield>page</structfield> callback
5330         would be like this: 
5331
5332         <informalexample>
5333           <programlisting>
5334 <![CDATA[
5335   #include <linux/vmalloc.h>
5336
5337   /* get the physical page pointer on the given offset */
5338   static struct page *mychip_page(struct snd_pcm_substream *substream,
5339                                   unsigned long offset)
5340   {
5341           void *pageptr = substream->runtime->dma_area + offset;
5342           return vmalloc_to_page(pageptr);
5343   }
5344 ]]>
5345           </programlisting>
5346         </informalexample>
5347       </para>
5348     </section>
5349
5350   </chapter>
5351
5352
5353 <!-- ****************************************************** -->
5354 <!-- Proc Interface  -->
5355 <!-- ****************************************************** -->
5356   <chapter id="proc-interface">
5357     <title>Proc Interface</title>
5358     <para>
5359       ALSA provides an easy interface for procfs. The proc files are
5360       very useful for debugging. I recommend you set up proc files if
5361       you write a driver and want to get a running status or register
5362       dumps. The API is found in
5363       <filename>&lt;sound/info.h&gt;</filename>. 
5364     </para>
5365
5366     <para>
5367       To create a proc file, call
5368       <function>snd_card_proc_new()</function>. 
5369
5370       <informalexample>
5371         <programlisting>
5372 <![CDATA[
5373   struct snd_info_entry *entry;
5374   int err = snd_card_proc_new(card, "my-file", &entry);
5375 ]]>
5376         </programlisting>
5377       </informalexample>
5378
5379       where the second argument specifies the name of the proc file to be
5380     created. The above example will create a file
5381     <filename>my-file</filename> under the card directory,
5382     e.g. <filename>/proc/asound/card0/my-file</filename>. 
5383     </para>
5384
5385     <para>
5386     Like other components, the proc entry created via
5387     <function>snd_card_proc_new()</function> will be registered and
5388     released automatically in the card registration and release
5389     functions.
5390     </para>
5391
5392     <para>
5393       When the creation is successful, the function stores a new
5394     instance in the pointer given in the third argument.
5395     It is initialized as a text proc file for read only.  To use
5396     this proc file as a read-only text file as it is, set the read
5397     callback with a private data via 
5398      <function>snd_info_set_text_ops()</function>.
5399
5400       <informalexample>
5401         <programlisting>
5402 <![CDATA[
5403   snd_info_set_text_ops(entry, chip, my_proc_read);
5404 ]]>
5405         </programlisting>
5406       </informalexample>
5407     
5408     where the second argument (<parameter>chip</parameter>) is the
5409     private data to be used in the callbacks. The third parameter
5410     specifies the read buffer size and the fourth
5411     (<parameter>my_proc_read</parameter>) is the callback function, which
5412     is defined like
5413
5414       <informalexample>
5415         <programlisting>
5416 <![CDATA[
5417   static void my_proc_read(struct snd_info_entry *entry,
5418                            struct snd_info_buffer *buffer);
5419 ]]>
5420         </programlisting>
5421       </informalexample>
5422     
5423     </para>
5424
5425     <para>
5426     In the read callback, use <function>snd_iprintf()</function> for
5427     output strings, which works just like normal
5428     <function>printf()</function>.  For example,
5429
5430       <informalexample>
5431         <programlisting>
5432 <![CDATA[
5433   static void my_proc_read(struct snd_info_entry *entry,
5434                            struct snd_info_buffer *buffer)
5435   {
5436           struct my_chip *chip = entry->private_data;
5437
5438           snd_iprintf(buffer, "This is my chip!\n");
5439           snd_iprintf(buffer, "Port = %ld\n", chip->port);
5440   }
5441 ]]>
5442         </programlisting>
5443       </informalexample>
5444     </para>
5445
5446     <para>
5447     The file permissions can be changed afterwards.  As default, it's
5448     set as read only for all users.  If you want to add write
5449     permission for the user (root as default), do as follows:
5450
5451       <informalexample>
5452         <programlisting>
5453 <![CDATA[
5454  entry->mode = S_IFREG | S_IRUGO | S_IWUSR;
5455 ]]>
5456         </programlisting>
5457       </informalexample>
5458
5459     and set the write buffer size and the callback
5460
5461       <informalexample>
5462         <programlisting>
5463 <![CDATA[
5464   entry->c.text.write = my_proc_write;
5465 ]]>
5466         </programlisting>
5467       </informalexample>
5468     </para>
5469
5470     <para>
5471       For the write callback, you can use
5472     <function>snd_info_get_line()</function> to get a text line, and
5473     <function>snd_info_get_str()</function> to retrieve a string from
5474     the line. Some examples are found in
5475     <filename>core/oss/mixer_oss.c</filename>, core/oss/and
5476     <filename>pcm_oss.c</filename>. 
5477     </para>
5478
5479     <para>
5480       For a raw-data proc-file, set the attributes as follows:
5481
5482       <informalexample>
5483         <programlisting>
5484 <![CDATA[
5485   static struct snd_info_entry_ops my_file_io_ops = {
5486           .read = my_file_io_read,
5487   };
5488
5489   entry->content = SNDRV_INFO_CONTENT_DATA;
5490   entry->private_data = chip;
5491   entry->c.ops = &my_file_io_ops;
5492   entry->size = 4096;
5493   entry->mode = S_IFREG | S_IRUGO;
5494 ]]>
5495         </programlisting>
5496       </informalexample>
5497
5498       For the raw data, <structfield>size</structfield> field must be
5499       set properly.  This specifies the maximum size of the proc file access.
5500     </para>
5501
5502     <para>
5503       The read/write callbacks of raw mode are more direct than the text mode.
5504       You need to use a low-level I/O functions such as
5505       <function>copy_from/to_user()</function> to transfer the
5506       data.
5507
5508       <informalexample>
5509         <programlisting>
5510 <![CDATA[
5511   static ssize_t my_file_io_read(struct snd_info_entry *entry,
5512                               void *file_private_data,
5513                               struct file *file,
5514                               char *buf,
5515                               size_t count,
5516                               loff_t pos)
5517   {
5518           if (copy_to_user(buf, local_data + pos, count))
5519                   return -EFAULT;
5520           return count;
5521   }
5522 ]]>
5523         </programlisting>
5524       </informalexample>
5525
5526       If the size of the info entry has been set up properly,
5527       <structfield>count</structfield> and <structfield>pos</structfield> are
5528       guaranteed to fit within 0 and the given size.
5529       You don't have to check the range in the callbacks unless any
5530       other condition is required.
5531
5532     </para>
5533
5534   </chapter>
5535
5536
5537 <!-- ****************************************************** -->
5538 <!-- Power Management  -->
5539 <!-- ****************************************************** -->
5540   <chapter id="power-management">
5541     <title>Power Management</title>
5542     <para>
5543       If the chip is supposed to work with suspend/resume
5544       functions, you need to add power-management code to the
5545       driver. The additional code for power-management should be
5546       <function>ifdef</function>'ed with
5547       <constant>CONFIG_PM</constant>. 
5548     </para>
5549
5550         <para>
5551         If the driver <emphasis>fully</emphasis> supports suspend/resume
5552         that is, the device can be
5553         properly resumed to its state when suspend was called,
5554         you can set the <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant> flag
5555         in the pcm info field.  Usually, this is possible when the
5556         registers of the chip can be safely saved and restored to
5557         RAM. If this is set, the trigger callback is called with
5558         <constant>SNDRV_PCM_TRIGGER_RESUME</constant> after the resume
5559         callback completes. 
5560         </para>
5561
5562         <para>
5563         Even if the driver doesn't support PM fully but 
5564         partial suspend/resume is still possible, it's still worthy to
5565         implement suspend/resume callbacks. In such a case, applications
5566         would reset the status by calling
5567         <function>snd_pcm_prepare()</function> and restart the stream
5568         appropriately.  Hence, you can define suspend/resume callbacks
5569         below but don't set <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant>
5570         info flag to the PCM.
5571         </para>
5572         
5573         <para>
5574         Note that the trigger with SUSPEND can always be called when
5575         <function>snd_pcm_suspend_all</function> is called,
5576         regardless of the <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant> flag.
5577         The <constant>RESUME</constant> flag affects only the behavior
5578         of <function>snd_pcm_resume()</function>.
5579         (Thus, in theory,
5580         <constant>SNDRV_PCM_TRIGGER_RESUME</constant> isn't needed
5581         to be handled in the trigger callback when no
5582         <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant> flag is set.  But,
5583         it's better to keep it for compatibility reasons.)
5584         </para>
5585     <para>
5586       In the earlier version of ALSA drivers, a common
5587       power-management layer was provided, but it has been removed.
5588       The driver needs to define the suspend/resume hooks according to
5589       the bus the device is connected to.  In the case of PCI drivers, the
5590       callbacks look like below:
5591
5592       <informalexample>
5593         <programlisting>
5594 <![CDATA[
5595   #ifdef CONFIG_PM
5596   static int snd_my_suspend(struct pci_dev *pci, pm_message_t state)
5597   {
5598           .... /* do things for suspend */
5599           return 0;
5600   }
5601   static int snd_my_resume(struct pci_dev *pci)
5602   {
5603           .... /* do things for suspend */
5604           return 0;
5605   }
5606   #endif
5607 ]]>
5608         </programlisting>
5609       </informalexample>
5610     </para>
5611
5612     <para>
5613       The scheme of the real suspend job is as follows.
5614
5615       <orderedlist>
5616         <listitem><para>Retrieve the card and the chip data.</para></listitem>
5617         <listitem><para>Call <function>snd_power_change_state()</function> with
5618           <constant>SNDRV_CTL_POWER_D3hot</constant> to change the
5619           power status.</para></listitem>
5620         <listitem><para>Call <function>snd_pcm_suspend_all()</function> to suspend the running PCM streams.</para></listitem>
5621         <listitem><para>If AC97 codecs are used, call
5622         <function>snd_ac97_suspend()</function> for each codec.</para></listitem>
5623         <listitem><para>Save the register values if necessary.</para></listitem>
5624         <listitem><para>Stop the hardware if necessary.</para></listitem>
5625         <listitem><para>Disable the PCI device by calling
5626           <function>pci_disable_device()</function>.  Then, call
5627           <function>pci_save_state()</function> at last.</para></listitem>
5628       </orderedlist>
5629     </para>
5630
5631     <para>
5632       A typical code would be like:
5633
5634       <informalexample>
5635         <programlisting>
5636 <![CDATA[
5637   static int mychip_suspend(struct pci_dev *pci, pm_message_t state)
5638   {
5639           /* (1) */
5640           struct snd_card *card = pci_get_drvdata(pci);
5641           struct mychip *chip = card->private_data;
5642           /* (2) */
5643           snd_power_change_state(card, SNDRV_CTL_POWER_D3hot);
5644           /* (3) */
5645           snd_pcm_suspend_all(chip->pcm);
5646           /* (4) */
5647           snd_ac97_suspend(chip->ac97);
5648           /* (5) */
5649           snd_mychip_save_registers(chip);
5650           /* (6) */
5651           snd_mychip_stop_hardware(chip);
5652           /* (7) */
5653           pci_disable_device(pci);
5654           pci_save_state(pci);
5655           return 0;
5656   }
5657 ]]>
5658         </programlisting>
5659       </informalexample>
5660     </para>
5661
5662     <para>
5663     The scheme of the real resume job is as follows.
5664
5665     <orderedlist>
5666     <listitem><para>Retrieve the card and the chip data.</para></listitem>
5667     <listitem><para>Set up PCI. First, call <function>pci_restore_state()</function>.
5668         Then enable the pci device again by calling <function>pci_enable_device()</function>.
5669         Call <function>pci_set_master()</function> if necessary, too.</para></listitem>
5670     <listitem><para>Re-initialize the chip.</para></listitem>
5671     <listitem><para>Restore the saved registers if necessary.</para></listitem>
5672     <listitem><para>Resume the mixer, e.g. calling
5673     <function>snd_ac97_resume()</function>.</para></listitem>
5674     <listitem><para>Restart the hardware (if any).</para></listitem>
5675     <listitem><para>Call <function>snd_power_change_state()</function> with
5676         <constant>SNDRV_CTL_POWER_D0</constant> to notify the processes.</para></listitem>
5677     </orderedlist>
5678     </para>
5679
5680     <para>
5681     A typical code would be like:
5682
5683       <informalexample>
5684         <programlisting>
5685 <![CDATA[
5686   static int mychip_resume(struct pci_dev *pci)
5687   {
5688           /* (1) */
5689           struct snd_card *card = pci_get_drvdata(pci);
5690           struct mychip *chip = card->private_data;
5691           /* (2) */
5692           pci_restore_state(pci);
5693           pci_enable_device(pci);
5694           pci_set_master(pci);
5695           /* (3) */
5696           snd_mychip_reinit_chip(chip);
5697           /* (4) */
5698           snd_mychip_restore_registers(chip);
5699           /* (5) */
5700           snd_ac97_resume(chip->ac97);
5701           /* (6) */
5702           snd_mychip_restart_chip(chip);
5703           /* (7) */
5704           snd_power_change_state(card, SNDRV_CTL_POWER_D0);
5705           return 0;
5706   }
5707 ]]>
5708         </programlisting>
5709       </informalexample>
5710     </para>
5711
5712     <para>
5713         As shown in the above, it's better to save registers after
5714         suspending the PCM operations via
5715         <function>snd_pcm_suspend_all()</function> or
5716         <function>snd_pcm_suspend()</function>.  It means that the PCM
5717         streams are already stopped when the register snapshot is
5718         taken.  But, remember that you don't have to restart the PCM
5719         stream in the resume callback. It'll be restarted via 
5720         trigger call with <constant>SNDRV_PCM_TRIGGER_RESUME</constant>
5721         when necessary.
5722     </para>
5723
5724     <para>
5725       OK, we have all callbacks now. Let's set them up. In the
5726       initialization of the card, make sure that you can get the chip
5727       data from the card instance, typically via
5728       <structfield>private_data</structfield> field, in case you
5729       created the chip data individually.
5730
5731       <informalexample>
5732         <programlisting>
5733 <![CDATA[
5734   static int snd_mychip_probe(struct pci_dev *pci,
5735                               const struct pci_device_id *pci_id)
5736   {
5737           ....
5738           struct snd_card *card;
5739           struct mychip *chip;
5740           int err;
5741           ....
5742           err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
5743                              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_new()</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_new(&pci->dev, 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>