Merge remote-tracking branch 'regulator/topic/core' into regulator-next
[sfrench/cifs-2.6.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). This is important, because the
2746         <structfield>trigger</structfield> callback 
2747         is atomic (non-schedulable). That is, mutexes or any
2748         schedule-related functions are not available in
2749         <structfield>trigger</structfield> callback.
2750         Please see the subsection
2751         <link linkend="pcm-interface-atomicity"><citetitle>
2752         Atomicity</citetitle></link> for details.
2753         </para>
2754       </section>
2755
2756       <section id="pcm-interface-operators-hw-free-callback">
2757         <title>hw_free callback</title>
2758         <para>
2759           <informalexample>
2760             <programlisting>
2761 <![CDATA[
2762   static int snd_xxx_hw_free(struct snd_pcm_substream *substream);
2763 ]]>
2764             </programlisting>
2765           </informalexample>
2766         </para>
2767
2768         <para>
2769           This is called to release the resources allocated via
2770           <structfield>hw_params</structfield>. For example, releasing the
2771           buffer via 
2772           <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function> is done by
2773           calling the following: 
2774
2775           <informalexample>
2776             <programlisting>
2777 <![CDATA[
2778   snd_pcm_lib_free_pages(substream);
2779 ]]>
2780             </programlisting>
2781           </informalexample>
2782         </para>
2783
2784         <para>
2785           This function is always called before the close callback is called.
2786           Also, the callback may be called multiple times, too.
2787           Keep track whether the resource was already released. 
2788         </para>
2789       </section>
2790
2791       <section id="pcm-interface-operators-prepare-callback">
2792        <title>prepare callback</title>
2793         <para>
2794           <informalexample>
2795             <programlisting>
2796 <![CDATA[
2797   static int snd_xxx_prepare(struct snd_pcm_substream *substream);
2798 ]]>
2799             </programlisting>
2800           </informalexample>
2801         </para>
2802
2803         <para>
2804           This callback is called when the pcm is
2805         <quote>prepared</quote>. You can set the format type, sample
2806         rate, etc. here. The difference from
2807         <structfield>hw_params</structfield> is that the 
2808         <structfield>prepare</structfield> callback will be called each
2809         time 
2810         <function>snd_pcm_prepare()</function> is called, i.e. when
2811         recovering after underruns, etc. 
2812         </para>
2813
2814         <para>
2815         Note that this callback is now non-atomic.
2816         You can use schedule-related functions safely in this callback.
2817         </para>
2818
2819         <para>
2820           In this and the following callbacks, you can refer to the
2821         values via the runtime record,
2822         substream-&gt;runtime.
2823         For example, to get the current
2824         rate, format or channels, access to
2825         runtime-&gt;rate,
2826         runtime-&gt;format or
2827         runtime-&gt;channels, respectively. 
2828         The physical address of the allocated buffer is set to
2829         runtime-&gt;dma_area.  The buffer and period sizes are
2830         in runtime-&gt;buffer_size and runtime-&gt;period_size,
2831         respectively.
2832         </para>
2833
2834         <para>
2835           Be careful that this callback will be called many times at
2836         each setup, too. 
2837         </para>
2838       </section>
2839
2840       <section id="pcm-interface-operators-trigger-callback">
2841         <title>trigger callback</title>
2842         <para>
2843           <informalexample>
2844             <programlisting>
2845 <![CDATA[
2846   static int snd_xxx_trigger(struct snd_pcm_substream *substream, int cmd);
2847 ]]>
2848             </programlisting>
2849           </informalexample>
2850
2851           This is called when the pcm is started, stopped or paused.
2852         </para>
2853
2854         <para>
2855           Which action is specified in the second argument,
2856           <constant>SNDRV_PCM_TRIGGER_XXX</constant> in
2857           <filename>&lt;sound/pcm.h&gt;</filename>. At least,
2858           the <constant>START</constant> and <constant>STOP</constant>
2859           commands must be defined in this callback. 
2860
2861           <informalexample>
2862             <programlisting>
2863 <![CDATA[
2864   switch (cmd) {
2865   case SNDRV_PCM_TRIGGER_START:
2866           /* do something to start the PCM engine */
2867           break;
2868   case SNDRV_PCM_TRIGGER_STOP:
2869           /* do something to stop the PCM engine */
2870           break;
2871   default:
2872           return -EINVAL;
2873   }
2874 ]]>
2875             </programlisting>
2876           </informalexample>
2877         </para>
2878
2879         <para>
2880           When the pcm supports the pause operation (given in the info
2881         field of the hardware table), the <constant>PAUSE_PUSH</constant>
2882         and <constant>PAUSE_RELEASE</constant> commands must be
2883         handled here, too. The former is the command to pause the pcm,
2884         and the latter to restart the pcm again. 
2885         </para>
2886
2887         <para>
2888           When the pcm supports the suspend/resume operation,
2889         regardless of full or partial suspend/resume support,
2890         the <constant>SUSPEND</constant> and <constant>RESUME</constant>
2891         commands must be handled, too.
2892         These commands are issued when the power-management status is
2893         changed.  Obviously, the <constant>SUSPEND</constant> and
2894         <constant>RESUME</constant> commands
2895         suspend and resume the pcm substream, and usually, they
2896         are identical to the <constant>STOP</constant> and
2897         <constant>START</constant> commands, respectively.
2898           See the <link linkend="power-management"><citetitle>
2899         Power Management</citetitle></link> section for details.
2900         </para>
2901
2902         <para>
2903           As mentioned, this callback is atomic.  You cannot call
2904           functions which may sleep.
2905           The trigger callback should be as minimal as possible,
2906           just really triggering the DMA.  The other stuff should be
2907           initialized hw_params and prepare callbacks properly
2908           beforehand.
2909         </para>
2910       </section>
2911
2912       <section id="pcm-interface-operators-pointer-callback">
2913         <title>pointer callback</title>
2914         <para>
2915           <informalexample>
2916             <programlisting>
2917 <![CDATA[
2918   static snd_pcm_uframes_t snd_xxx_pointer(struct snd_pcm_substream *substream)
2919 ]]>
2920             </programlisting>
2921           </informalexample>
2922
2923           This callback is called when the PCM middle layer inquires
2924         the current hardware position on the buffer. The position must
2925         be returned in frames,
2926         ranging from 0 to buffer_size - 1.
2927         </para>
2928
2929         <para>
2930           This is called usually from the buffer-update routine in the
2931         pcm middle layer, which is invoked when
2932         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> is called in the
2933         interrupt routine. Then the pcm middle layer updates the
2934         position and calculates the available space, and wakes up the
2935         sleeping poll threads, etc. 
2936         </para>
2937
2938         <para>
2939           This callback is also atomic.
2940         </para>
2941       </section>
2942
2943       <section id="pcm-interface-operators-copy-silence">
2944         <title>copy and silence callbacks</title>
2945         <para>
2946           These callbacks are not mandatory, and can be omitted in
2947         most cases. These callbacks are used when the hardware buffer
2948         cannot be in the normal memory space. Some chips have their
2949         own buffer on the hardware which is not mappable. In such a
2950         case, you have to transfer the data manually from the memory
2951         buffer to the hardware buffer. Or, if the buffer is
2952         non-contiguous on both physical and virtual memory spaces,
2953         these callbacks must be defined, too. 
2954         </para>
2955
2956         <para>
2957           If these two callbacks are defined, copy and set-silence
2958         operations are done by them. The detailed will be described in
2959         the later section <link
2960         linkend="buffer-and-memory"><citetitle>Buffer and Memory
2961         Management</citetitle></link>. 
2962         </para>
2963       </section>
2964
2965       <section id="pcm-interface-operators-ack">
2966         <title>ack callback</title>
2967         <para>
2968           This callback is also not mandatory. This callback is called
2969         when the appl_ptr is updated in read or write operations.
2970         Some drivers like emu10k1-fx and cs46xx need to track the
2971         current appl_ptr for the internal buffer, and this callback
2972         is useful only for such a purpose.
2973         </para>
2974         <para>
2975           This callback is atomic.
2976         </para>
2977       </section>
2978
2979       <section id="pcm-interface-operators-page-callback">
2980         <title>page callback</title>
2981
2982         <para>
2983           This callback is optional too. This callback is used
2984         mainly for non-contiguous buffers. The mmap calls this
2985         callback to get the page address. Some examples will be
2986         explained in the later section <link
2987         linkend="buffer-and-memory"><citetitle>Buffer and Memory
2988         Management</citetitle></link>, too. 
2989         </para>
2990       </section>
2991     </section>
2992
2993     <section id="pcm-interface-interrupt-handler">
2994       <title>Interrupt Handler</title>
2995       <para>
2996         The rest of pcm stuff is the PCM interrupt handler. The
2997       role of PCM interrupt handler in the sound driver is to update
2998       the buffer position and to tell the PCM middle layer when the
2999       buffer position goes across the prescribed period size. To
3000       inform this, call the <function>snd_pcm_period_elapsed()</function>
3001       function. 
3002       </para>
3003
3004       <para>
3005         There are several types of sound chips to generate the interrupts.
3006       </para>
3007
3008       <section id="pcm-interface-interrupt-handler-boundary">
3009         <title>Interrupts at the period (fragment) boundary</title>
3010         <para>
3011           This is the most frequently found type:  the hardware
3012         generates an interrupt at each period boundary.
3013         In this case, you can call
3014         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> at each 
3015         interrupt. 
3016         </para>
3017
3018         <para>
3019           <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> takes the
3020         substream pointer as its argument. Thus, you need to keep the
3021         substream pointer accessible from the chip instance. For
3022         example, define substream field in the chip record to hold the
3023         current running substream pointer, and set the pointer value
3024         at open callback (and reset at close callback). 
3025         </para>
3026
3027         <para>
3028           If you acquire a spinlock in the interrupt handler, and the
3029         lock is used in other pcm callbacks, too, then you have to
3030         release the lock before calling
3031         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function>, because
3032         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> calls other pcm
3033         callbacks inside. 
3034         </para>
3035
3036         <para>
3037           Typical code would be like:
3038
3039           <example>
3040             <title>Interrupt Handler Case #1</title>
3041             <programlisting>
3042 <![CDATA[
3043   static irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id)
3044   {
3045           struct mychip *chip = dev_id;
3046           spin_lock(&chip->lock);
3047           ....
3048           if (pcm_irq_invoked(chip)) {
3049                   /* call updater, unlock before it */
3050                   spin_unlock(&chip->lock);
3051                   snd_pcm_period_elapsed(chip->substream);
3052                   spin_lock(&chip->lock);
3053                   /* acknowledge the interrupt if necessary */
3054           }
3055           ....
3056           spin_unlock(&chip->lock);
3057           return IRQ_HANDLED;
3058   }
3059 ]]>
3060             </programlisting>
3061           </example>
3062         </para>
3063       </section>
3064
3065       <section id="pcm-interface-interrupt-handler-timer">
3066         <title>High frequency timer interrupts</title>
3067         <para>
3068         This happens when the hardware doesn't generate interrupts
3069         at the period boundary but issues timer interrupts at a fixed
3070         timer rate (e.g. es1968 or ymfpci drivers). 
3071         In this case, you need to check the current hardware
3072         position and accumulate the processed sample length at each
3073         interrupt.  When the accumulated size exceeds the period
3074         size, call 
3075         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> and reset the
3076         accumulator. 
3077         </para>
3078
3079         <para>
3080           Typical code would be like the following.
3081
3082           <example>
3083             <title>Interrupt Handler Case #2</title>
3084             <programlisting>
3085 <![CDATA[
3086   static irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id)
3087   {
3088           struct mychip *chip = dev_id;
3089           spin_lock(&chip->lock);
3090           ....
3091           if (pcm_irq_invoked(chip)) {
3092                   unsigned int last_ptr, size;
3093                   /* get the current hardware pointer (in frames) */
3094                   last_ptr = get_hw_ptr(chip);
3095                   /* calculate the processed frames since the
3096                    * last update
3097                    */
3098                   if (last_ptr < chip->last_ptr)
3099                           size = runtime->buffer_size + last_ptr 
3100                                    - chip->last_ptr; 
3101                   else
3102                           size = last_ptr - chip->last_ptr;
3103                   /* remember the last updated point */
3104                   chip->last_ptr = last_ptr;
3105                   /* accumulate the size */
3106                   chip->size += size;
3107                   /* over the period boundary? */
3108                   if (chip->size >= runtime->period_size) {
3109                           /* reset the accumulator */
3110                           chip->size %= runtime->period_size;
3111                           /* call updater */
3112                           spin_unlock(&chip->lock);
3113                           snd_pcm_period_elapsed(substream);
3114                           spin_lock(&chip->lock);
3115                   }
3116                   /* acknowledge the interrupt if necessary */
3117           }
3118           ....
3119           spin_unlock(&chip->lock);
3120           return IRQ_HANDLED;
3121   }
3122 ]]>
3123             </programlisting>
3124           </example>
3125         </para>
3126       </section>
3127
3128       <section id="pcm-interface-interrupt-handler-both">
3129         <title>On calling <function>snd_pcm_period_elapsed()</function></title>
3130         <para>
3131           In both cases, even if more than one period are elapsed, you
3132         don't have to call
3133         <function>snd_pcm_period_elapsed()</function> many times. Call
3134         only once. And the pcm layer will check the current hardware
3135         pointer and update to the latest status. 
3136         </para>
3137       </section>
3138     </section>
3139
3140     <section id="pcm-interface-atomicity">
3141       <title>Atomicity</title>
3142       <para>
3143       One of the most important (and thus difficult to debug) problems
3144       in kernel programming are race conditions.
3145       In the Linux kernel, they are usually avoided via spin-locks, mutexes
3146       or semaphores.  In general, if a race condition can happen
3147       in an interrupt handler, it has to be managed atomically, and you
3148       have to use a spinlock to protect the critical session. If the
3149       critical section is not in interrupt handler code and
3150       if taking a relatively long time to execute is acceptable, you
3151       should use mutexes or semaphores instead.
3152       </para>
3153
3154       <para>
3155       As already seen, some pcm callbacks are atomic and some are
3156       not.  For example, the <parameter>hw_params</parameter> callback is
3157       non-atomic, while <parameter>trigger</parameter> callback is
3158       atomic.  This means, the latter is called already in a spinlock
3159       held by the PCM middle layer. Please take this atomicity into
3160       account when you choose a locking scheme in the callbacks.
3161       </para>
3162
3163       <para>
3164       In the atomic callbacks, you cannot use functions which may call
3165       <function>schedule</function> or go to
3166       <function>sleep</function>.  Semaphores and mutexes can sleep,
3167       and hence they cannot be used inside the atomic callbacks
3168       (e.g. <parameter>trigger</parameter> callback).
3169       To implement some delay in such a callback, please use
3170       <function>udelay()</function> or <function>mdelay()</function>.
3171       </para>
3172
3173       <para>
3174       All three atomic callbacks (trigger, pointer, and ack) are
3175       called with local interrupts disabled.
3176       </para>
3177
3178     </section>
3179     <section id="pcm-interface-constraints">
3180       <title>Constraints</title>
3181       <para>
3182         If your chip supports unconventional sample rates, or only the
3183       limited samples, you need to set a constraint for the
3184       condition. 
3185       </para>
3186
3187       <para>
3188         For example, in order to restrict the sample rates in the some
3189         supported values, use
3190         <function>snd_pcm_hw_constraint_list()</function>.
3191         You need to call this function in the open callback.
3192
3193         <example>
3194           <title>Example of Hardware Constraints</title>
3195           <programlisting>
3196 <![CDATA[
3197   static unsigned int rates[] =
3198           {4000, 10000, 22050, 44100};
3199   static struct snd_pcm_hw_constraint_list constraints_rates = {
3200           .count = ARRAY_SIZE(rates),
3201           .list = rates,
3202           .mask = 0,
3203   };
3204
3205   static int snd_mychip_pcm_open(struct snd_pcm_substream *substream)
3206   {
3207           int err;
3208           ....
3209           err = snd_pcm_hw_constraint_list(substream->runtime, 0,
3210                                            SNDRV_PCM_HW_PARAM_RATE,
3211                                            &constraints_rates);
3212           if (err < 0)
3213                   return err;
3214           ....
3215   }
3216 ]]>
3217           </programlisting>
3218         </example>
3219       </para>
3220
3221       <para>
3222         There are many different constraints.
3223         Look at <filename>sound/pcm.h</filename> for a complete list.
3224         You can even define your own constraint rules.
3225         For example, let's suppose my_chip can manage a substream of 1 channel
3226         if and only if the format is S16_LE, otherwise it supports any format
3227         specified in the <structname>snd_pcm_hardware</structname> structure (or in any
3228         other constraint_list). You can build a rule like this:
3229
3230         <example>
3231           <title>Example of Hardware Constraints for Channels</title>
3232           <programlisting>
3233 <![CDATA[
3234   static int hw_rule_channels_by_format(struct snd_pcm_hw_params *params,
3235                                         struct snd_pcm_hw_rule *rule)
3236   {
3237           struct snd_interval *c = hw_param_interval(params,
3238                         SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS);
3239           struct snd_mask *f = hw_param_mask(params, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT);
3240           struct snd_interval ch;
3241
3242           snd_interval_any(&ch);
3243           if (f->bits[0] == SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE) {
3244                   ch.min = ch.max = 1;
3245                   ch.integer = 1;
3246                   return snd_interval_refine(c, &ch);
3247           }
3248           return 0;
3249   }
3250 ]]>
3251           </programlisting>
3252         </example>
3253       </para>
3254  
3255       <para>
3256         Then you need to call this function to add your rule:
3257
3258        <informalexample>
3259          <programlisting>
3260 <![CDATA[
3261   snd_pcm_hw_rule_add(substream->runtime, 0, SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS,
3262                       hw_rule_channels_by_format, NULL,
3263                       SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT, -1);
3264 ]]>
3265           </programlisting>
3266         </informalexample>
3267       </para>
3268
3269       <para>
3270         The rule function is called when an application sets the PCM
3271         format, and it refines the number of channels accordingly.
3272         But an application may set the number of channels before
3273         setting the format. Thus you also need to define the inverse rule:
3274
3275        <example>
3276          <title>Example of Hardware Constraints for Formats</title>
3277          <programlisting>
3278 <![CDATA[
3279   static int hw_rule_format_by_channels(struct snd_pcm_hw_params *params,
3280                                         struct snd_pcm_hw_rule *rule)
3281   {
3282           struct snd_interval *c = hw_param_interval(params,
3283                 SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS);
3284           struct snd_mask *f = hw_param_mask(params, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT);
3285           struct snd_mask fmt;
3286
3287           snd_mask_any(&fmt);    /* Init the struct */
3288           if (c->min < 2) {
3289                   fmt.bits[0] &= SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE;
3290                   return snd_mask_refine(f, &fmt);
3291           }
3292           return 0;
3293   }
3294 ]]>
3295           </programlisting>
3296         </example>
3297       </para>
3298
3299       <para>
3300       ...and in the open callback:
3301        <informalexample>
3302          <programlisting>
3303 <![CDATA[
3304   snd_pcm_hw_rule_add(substream->runtime, 0, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT,
3305                       hw_rule_format_by_channels, NULL,
3306                       SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS, -1);
3307 ]]>
3308           </programlisting>
3309         </informalexample>
3310       </para>
3311
3312       <para>
3313         I won't give more details here, rather I
3314         would like to say, <quote>Luke, use the source.</quote>
3315       </para>
3316     </section>
3317
3318   </chapter>
3319
3320
3321 <!-- ****************************************************** -->
3322 <!-- Control Interface  -->
3323 <!-- ****************************************************** -->
3324   <chapter id="control-interface">
3325     <title>Control Interface</title>
3326
3327     <section id="control-interface-general">
3328       <title>General</title>
3329       <para>
3330         The control interface is used widely for many switches,
3331       sliders, etc. which are accessed from user-space. Its most
3332       important use is the mixer interface. In other words, since ALSA
3333       0.9.x, all the mixer stuff is implemented on the control kernel API.
3334       </para>
3335
3336       <para>
3337         ALSA has a well-defined AC97 control module. If your chip
3338       supports only the AC97 and nothing else, you can skip this
3339       section. 
3340       </para>
3341
3342       <para>
3343         The control API is defined in
3344       <filename>&lt;sound/control.h&gt;</filename>.
3345       Include this file if you want to add your own controls.
3346       </para>
3347     </section>
3348
3349     <section id="control-interface-definition">
3350       <title>Definition of Controls</title>
3351       <para>
3352         To create a new control, you need to define the
3353         following three
3354       callbacks: <structfield>info</structfield>,
3355       <structfield>get</structfield> and
3356       <structfield>put</structfield>. Then, define a
3357       struct <structname>snd_kcontrol_new</structname> record, such as: 
3358
3359         <example>
3360           <title>Definition of a Control</title>
3361           <programlisting>
3362 <![CDATA[
3363   static struct snd_kcontrol_new my_control = {
3364           .iface = SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER,
3365           .name = "PCM Playback Switch",
3366           .index = 0,
3367           .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE,
3368           .private_value = 0xffff,
3369           .info = my_control_info,
3370           .get = my_control_get,
3371           .put = my_control_put
3372   };
3373 ]]>
3374           </programlisting>
3375         </example>
3376       </para>
3377
3378       <para>
3379         The <structfield>iface</structfield> field specifies the control
3380       type, <constant>SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_XXX</constant>, which
3381       is usually <constant>MIXER</constant>.
3382       Use <constant>CARD</constant> for global controls that are not
3383       logically part of the mixer.
3384       If the control is closely associated with some specific device on
3385       the sound card, use <constant>HWDEP</constant>,
3386       <constant>PCM</constant>, <constant>RAWMIDI</constant>,
3387       <constant>TIMER</constant>, or <constant>SEQUENCER</constant>, and
3388       specify the device number with the
3389       <structfield>device</structfield> and
3390       <structfield>subdevice</structfield> fields.
3391       </para>
3392
3393       <para>
3394         The <structfield>name</structfield> is the name identifier
3395       string. Since ALSA 0.9.x, the control name is very important,
3396       because its role is classified from its name. There are
3397       pre-defined standard control names. The details are described in
3398       the <link linkend="control-interface-control-names"><citetitle>
3399       Control Names</citetitle></link> subsection.
3400       </para>
3401
3402       <para>
3403         The <structfield>index</structfield> field holds the index number
3404       of this control. If there are several different controls with
3405       the same name, they can be distinguished by the index
3406       number. This is the case when 
3407       several codecs exist on the card. If the index is zero, you can
3408       omit the definition above. 
3409       </para>
3410
3411       <para>
3412         The <structfield>access</structfield> field contains the access
3413       type of this control. Give the combination of bit masks,
3414       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_XXX</constant>, there.
3415       The details will be explained in
3416       the <link linkend="control-interface-access-flags"><citetitle>
3417       Access Flags</citetitle></link> subsection.
3418       </para>
3419
3420       <para>
3421         The <structfield>private_value</structfield> field contains
3422       an arbitrary long integer value for this record. When using
3423       the generic <structfield>info</structfield>,
3424       <structfield>get</structfield> and
3425       <structfield>put</structfield> callbacks, you can pass a value 
3426       through this field. If several small numbers are necessary, you can
3427       combine them in bitwise. Or, it's possible to give a pointer
3428       (casted to unsigned long) of some record to this field, too. 
3429       </para>
3430
3431       <para>
3432       The <structfield>tlv</structfield> field can be used to provide
3433       metadata about the control; see the
3434       <link linkend="control-interface-tlv">
3435       <citetitle>Metadata</citetitle></link> subsection.
3436       </para>
3437
3438       <para>
3439         The other three are
3440         <link linkend="control-interface-callbacks"><citetitle>
3441         callback functions</citetitle></link>.
3442       </para>
3443     </section>
3444
3445     <section id="control-interface-control-names">
3446       <title>Control Names</title>
3447       <para>
3448         There are some standards to define the control names. A
3449       control is usually defined from the three parts as
3450       <quote>SOURCE DIRECTION FUNCTION</quote>. 
3451       </para>
3452
3453       <para>
3454         The first, <constant>SOURCE</constant>, specifies the source
3455       of the control, and is a string such as <quote>Master</quote>,
3456       <quote>PCM</quote>, <quote>CD</quote> and
3457       <quote>Line</quote>. There are many pre-defined sources. 
3458       </para>
3459
3460       <para>
3461         The second, <constant>DIRECTION</constant>, is one of the
3462       following strings according to the direction of the control:
3463       <quote>Playback</quote>, <quote>Capture</quote>, <quote>Bypass
3464       Playback</quote> and <quote>Bypass Capture</quote>. Or, it can
3465       be omitted, meaning both playback and capture directions. 
3466       </para>
3467
3468       <para>
3469         The third, <constant>FUNCTION</constant>, is one of the
3470       following strings according to the function of the control:
3471       <quote>Switch</quote>, <quote>Volume</quote> and
3472       <quote>Route</quote>. 
3473       </para>
3474
3475       <para>
3476         The example of control names are, thus, <quote>Master Capture
3477       Switch</quote> or <quote>PCM Playback Volume</quote>. 
3478       </para>
3479
3480       <para>
3481         There are some exceptions:
3482       </para>
3483
3484       <section id="control-interface-control-names-global">
3485         <title>Global capture and playback</title>
3486         <para>
3487           <quote>Capture Source</quote>, <quote>Capture Switch</quote>
3488         and <quote>Capture Volume</quote> are used for the global
3489         capture (input) source, switch and volume. Similarly,
3490         <quote>Playback Switch</quote> and <quote>Playback
3491         Volume</quote> are used for the global output gain switch and
3492         volume. 
3493         </para>
3494       </section>
3495
3496       <section id="control-interface-control-names-tone">
3497         <title>Tone-controls</title>
3498         <para>
3499           tone-control switch and volumes are specified like
3500         <quote>Tone Control - XXX</quote>, e.g. <quote>Tone Control -
3501         Switch</quote>, <quote>Tone Control - Bass</quote>,
3502         <quote>Tone Control - Center</quote>.  
3503         </para>
3504       </section>
3505
3506       <section id="control-interface-control-names-3d">
3507         <title>3D controls</title>
3508         <para>
3509           3D-control switches and volumes are specified like <quote>3D
3510         Control - XXX</quote>, e.g. <quote>3D Control -
3511         Switch</quote>, <quote>3D Control - Center</quote>, <quote>3D
3512         Control - Space</quote>. 
3513         </para>
3514       </section>
3515
3516       <section id="control-interface-control-names-mic">
3517         <title>Mic boost</title>
3518         <para>
3519           Mic-boost switch is set as <quote>Mic Boost</quote> or
3520         <quote>Mic Boost (6dB)</quote>. 
3521         </para>
3522
3523         <para>
3524           More precise information can be found in
3525         <filename>Documentation/sound/alsa/ControlNames.txt</filename>.
3526         </para>
3527       </section>
3528     </section>
3529
3530     <section id="control-interface-access-flags">
3531       <title>Access Flags</title>
3532
3533       <para>
3534       The access flag is the bitmask which specifies the access type
3535       of the given control.  The default access type is
3536       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE</constant>, 
3537       which means both read and write are allowed to this control.
3538       When the access flag is omitted (i.e. = 0), it is
3539       considered as <constant>READWRITE</constant> access as default. 
3540       </para>
3541
3542       <para>
3543       When the control is read-only, pass
3544       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READ</constant> instead.
3545       In this case, you don't have to define
3546       the <structfield>put</structfield> callback.
3547       Similarly, when the control is write-only (although it's a rare
3548       case), you can use the <constant>WRITE</constant> flag instead, and
3549       you don't need the <structfield>get</structfield> callback.
3550       </para>
3551
3552       <para>
3553       If the control value changes frequently (e.g. the VU meter),
3554       <constant>VOLATILE</constant> flag should be given.  This means
3555       that the control may be changed without
3556       <link linkend="control-interface-change-notification"><citetitle>
3557       notification</citetitle></link>. Applications should poll such
3558       a control constantly.
3559       </para>
3560
3561       <para>
3562       When the control is inactive, set
3563       the <constant>INACTIVE</constant> flag, too.
3564       There are <constant>LOCK</constant> and
3565       <constant>OWNER</constant> flags to change the write
3566       permissions.
3567       </para>
3568
3569     </section>
3570
3571     <section id="control-interface-callbacks">
3572       <title>Callbacks</title>
3573
3574       <section id="control-interface-callbacks-info">
3575         <title>info callback</title>
3576         <para>
3577           The <structfield>info</structfield> callback is used to get
3578         detailed information on this control. This must store the
3579         values of the given struct <structname>snd_ctl_elem_info</structname>
3580         object. For example, for a boolean control with a single
3581         element: 
3582
3583           <example>
3584             <title>Example of info callback</title>
3585             <programlisting>
3586 <![CDATA[
3587   static int snd_myctl_mono_info(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3588                           struct snd_ctl_elem_info *uinfo)
3589   {
3590           uinfo->type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_BOOLEAN;
3591           uinfo->count = 1;
3592           uinfo->value.integer.min = 0;
3593           uinfo->value.integer.max = 1;
3594           return 0;
3595   }
3596 ]]>
3597             </programlisting>
3598           </example>
3599         </para>
3600
3601         <para>
3602           The <structfield>type</structfield> field specifies the type
3603         of the control. There are <constant>BOOLEAN</constant>,
3604         <constant>INTEGER</constant>, <constant>ENUMERATED</constant>,
3605         <constant>BYTES</constant>, <constant>IEC958</constant> and
3606         <constant>INTEGER64</constant>. The
3607         <structfield>count</structfield> field specifies the 
3608         number of elements in this control. For example, a stereo
3609         volume would have count = 2. The
3610         <structfield>value</structfield> field is a union, and 
3611         the values stored are depending on the type. The boolean and
3612         integer types are identical. 
3613         </para>
3614
3615         <para>
3616           The enumerated type is a bit different from others.  You'll
3617           need to set the string for the currently given item index. 
3618
3619           <informalexample>
3620             <programlisting>
3621 <![CDATA[
3622   static int snd_myctl_enum_info(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3623                           struct snd_ctl_elem_info *uinfo)
3624   {
3625           static char *texts[4] = {
3626                   "First", "Second", "Third", "Fourth"
3627           };
3628           uinfo->type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_ENUMERATED;
3629           uinfo->count = 1;
3630           uinfo->value.enumerated.items = 4;
3631           if (uinfo->value.enumerated.item > 3)
3632                   uinfo->value.enumerated.item = 3;
3633           strcpy(uinfo->value.enumerated.name,
3634                  texts[uinfo->value.enumerated.item]);
3635           return 0;
3636   }
3637 ]]>
3638             </programlisting>
3639           </informalexample>
3640         </para>
3641
3642         <para>
3643           Some common info callbacks are available for your convenience:
3644         <function>snd_ctl_boolean_mono_info()</function> and
3645         <function>snd_ctl_boolean_stereo_info()</function>.
3646         Obviously, the former is an info callback for a mono channel
3647         boolean item, just like <function>snd_myctl_mono_info</function>
3648         above, and the latter is for a stereo channel boolean item.
3649         </para>
3650
3651       </section>
3652
3653       <section id="control-interface-callbacks-get">
3654         <title>get callback</title>
3655
3656         <para>
3657           This callback is used to read the current value of the
3658         control and to return to user-space. 
3659         </para>
3660
3661         <para>
3662           For example,
3663
3664           <example>
3665             <title>Example of get callback</title>
3666             <programlisting>
3667 <![CDATA[
3668   static int snd_myctl_get(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3669                            struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
3670   {
3671           struct mychip *chip = snd_kcontrol_chip(kcontrol);
3672           ucontrol->value.integer.value[0] = get_some_value(chip);
3673           return 0;
3674   }
3675 ]]>
3676             </programlisting>
3677           </example>
3678         </para>
3679
3680         <para>
3681         The <structfield>value</structfield> field depends on 
3682         the type of control as well as on the info callback.  For example,
3683         the sb driver uses this field to store the register offset,
3684         the bit-shift and the bit-mask.  The
3685         <structfield>private_value</structfield> field is set as follows:
3686           <informalexample>
3687             <programlisting>
3688 <![CDATA[
3689   .private_value = reg | (shift << 16) | (mask << 24)
3690 ]]>
3691             </programlisting>
3692           </informalexample>
3693         and is retrieved in callbacks like
3694           <informalexample>
3695             <programlisting>
3696 <![CDATA[
3697   static int snd_sbmixer_get_single(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3698                                     struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
3699   {
3700           int reg = kcontrol->private_value & 0xff;
3701           int shift = (kcontrol->private_value >> 16) & 0xff;
3702           int mask = (kcontrol->private_value >> 24) & 0xff;
3703           ....
3704   }
3705 ]]>
3706             </programlisting>
3707           </informalexample>
3708         </para>
3709
3710         <para>
3711         In the <structfield>get</structfield> callback,
3712         you have to fill all the elements if the
3713         control has more than one elements,
3714         i.e. <structfield>count</structfield> &gt; 1.
3715         In the example above, we filled only one element
3716         (<structfield>value.integer.value[0]</structfield>) since it's
3717         assumed as <structfield>count</structfield> = 1.
3718         </para>
3719       </section>
3720
3721       <section id="control-interface-callbacks-put">
3722         <title>put callback</title>
3723
3724         <para>
3725           This callback is used to write a value from user-space.
3726         </para>
3727
3728         <para>
3729           For example,
3730
3731           <example>
3732             <title>Example of put callback</title>
3733             <programlisting>
3734 <![CDATA[
3735   static int snd_myctl_put(struct snd_kcontrol *kcontrol,
3736                            struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
3737   {
3738           struct mychip *chip = snd_kcontrol_chip(kcontrol);
3739           int changed = 0;
3740           if (chip->current_value !=
3741                ucontrol->value.integer.value[0]) {
3742                   change_current_value(chip,
3743                               ucontrol->value.integer.value[0]);
3744                   changed = 1;
3745           }
3746           return changed;
3747   }
3748 ]]>
3749             </programlisting>
3750           </example>
3751
3752           As seen above, you have to return 1 if the value is
3753         changed. If the value is not changed, return 0 instead. 
3754         If any fatal error happens, return a negative error code as
3755         usual.
3756         </para>
3757
3758         <para>
3759         As in the <structfield>get</structfield> callback,
3760         when the control has more than one elements,
3761         all elements must be evaluated in this callback, too.
3762         </para>
3763       </section>
3764
3765       <section id="control-interface-callbacks-all">
3766         <title>Callbacks are not atomic</title>
3767         <para>
3768           All these three callbacks are basically not atomic.
3769         </para>
3770       </section>
3771     </section>
3772
3773     <section id="control-interface-constructor">
3774       <title>Constructor</title>
3775       <para>
3776         When everything is ready, finally we can create a new
3777       control. To create a control, there are two functions to be
3778       called, <function>snd_ctl_new1()</function> and
3779       <function>snd_ctl_add()</function>. 
3780       </para>
3781
3782       <para>
3783         In the simplest way, you can do like this:
3784
3785         <informalexample>
3786           <programlisting>
3787 <![CDATA[
3788   err = snd_ctl_add(card, snd_ctl_new1(&my_control, chip));
3789   if (err < 0)
3790           return err;
3791 ]]>
3792           </programlisting>
3793         </informalexample>
3794
3795         where <parameter>my_control</parameter> is the
3796       struct <structname>snd_kcontrol_new</structname> object defined above, and chip
3797       is the object pointer to be passed to
3798       kcontrol-&gt;private_data 
3799       which can be referred to in callbacks. 
3800       </para>
3801
3802       <para>
3803         <function>snd_ctl_new1()</function> allocates a new
3804       <structname>snd_kcontrol</structname> instance,
3805       and <function>snd_ctl_add</function> assigns the given
3806       control component to the card. 
3807       </para>
3808     </section>
3809
3810     <section id="control-interface-change-notification">
3811       <title>Change Notification</title>
3812       <para>
3813         If you need to change and update a control in the interrupt
3814       routine, you can call <function>snd_ctl_notify()</function>. For
3815       example, 
3816
3817         <informalexample>
3818           <programlisting>
3819 <![CDATA[
3820   snd_ctl_notify(card, SNDRV_CTL_EVENT_MASK_VALUE, id_pointer);
3821 ]]>
3822           </programlisting>
3823         </informalexample>
3824
3825         This function takes the card pointer, the event-mask, and the
3826       control id pointer for the notification. The event-mask
3827       specifies the types of notification, for example, in the above
3828       example, the change of control values is notified.
3829       The id pointer is the pointer of struct <structname>snd_ctl_elem_id</structname>
3830       to be notified.
3831       You can find some examples in <filename>es1938.c</filename> or
3832       <filename>es1968.c</filename> for hardware volume interrupts. 
3833       </para>
3834     </section>
3835
3836     <section id="control-interface-tlv">
3837       <title>Metadata</title>
3838       <para>
3839       To provide information about the dB values of a mixer control, use
3840       on of the <constant>DECLARE_TLV_xxx</constant> macros from
3841       <filename>&lt;sound/tlv.h&gt;</filename> to define a variable
3842       containing this information, set the<structfield>tlv.p
3843       </structfield> field to point to this variable, and include the
3844       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TLV_READ</constant> flag in the
3845       <structfield>access</structfield> field; like this:
3846       <informalexample>
3847         <programlisting>
3848 <![CDATA[
3849   static DECLARE_TLV_DB_SCALE(db_scale_my_control, -4050, 150, 0);
3850
3851   static struct snd_kcontrol_new my_control = {
3852           ...
3853           .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE |
3854                     SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TLV_READ,
3855           ...
3856           .tlv.p = db_scale_my_control,
3857   };
3858 ]]>
3859         </programlisting>
3860       </informalexample>
3861       </para>
3862
3863       <para>
3864       The <function>DECLARE_TLV_DB_SCALE</function> macro defines
3865       information about a mixer control where each step in the control's
3866       value changes the dB value by a constant dB amount.
3867       The first parameter is the name of the variable to be defined.
3868       The second parameter is the minimum value, in units of 0.01 dB.
3869       The third parameter is the step size, in units of 0.01 dB.
3870       Set the fourth parameter to 1 if the minimum value actually mutes
3871       the control.
3872       </para>
3873
3874       <para>
3875       The <function>DECLARE_TLV_DB_LINEAR</function> macro defines
3876       information about a mixer control where the control's value affects
3877       the output linearly.
3878       The first parameter is the name of the variable to be defined.
3879       The second parameter is the minimum value, in units of 0.01 dB.
3880       The third parameter is the maximum value, in units of 0.01 dB.
3881       If the minimum value mutes the control, set the second parameter to
3882       <constant>TLV_DB_GAIN_MUTE</constant>.
3883       </para>
3884     </section>
3885
3886   </chapter>
3887
3888
3889 <!-- ****************************************************** -->
3890 <!-- API for AC97 Codec  -->
3891 <!-- ****************************************************** -->
3892   <chapter id="api-ac97">
3893     <title>API for AC97 Codec</title>
3894
3895     <section>
3896       <title>General</title>
3897       <para>
3898         The ALSA AC97 codec layer is a well-defined one, and you don't
3899       have to write much code to control it. Only low-level control
3900       routines are necessary. The AC97 codec API is defined in
3901       <filename>&lt;sound/ac97_codec.h&gt;</filename>. 
3902       </para>
3903     </section>
3904
3905     <section id="api-ac97-example">
3906       <title>Full Code Example</title>
3907       <para>
3908           <example>
3909             <title>Example of AC97 Interface</title>
3910             <programlisting>
3911 <![CDATA[
3912   struct mychip {
3913           ....
3914           struct snd_ac97 *ac97;
3915           ....
3916   };
3917
3918   static unsigned short snd_mychip_ac97_read(struct snd_ac97 *ac97,
3919                                              unsigned short reg)
3920   {
3921           struct mychip *chip = ac97->private_data;
3922           ....
3923           /* read a register value here from the codec */
3924           return the_register_value;
3925   }
3926
3927   static void snd_mychip_ac97_write(struct snd_ac97 *ac97,
3928                                    unsigned short reg, unsigned short val)
3929   {
3930           struct mychip *chip = ac97->private_data;
3931           ....
3932           /* write the given register value to the codec */
3933   }
3934
3935   static int snd_mychip_ac97(struct mychip *chip)
3936   {
3937           struct snd_ac97_bus *bus;
3938           struct snd_ac97_template ac97;
3939           int err;
3940           static struct snd_ac97_bus_ops ops = {
3941                   .write = snd_mychip_ac97_write,
3942                   .read = snd_mychip_ac97_read,
3943           };
3944
3945           err = snd_ac97_bus(chip->card, 0, &ops, NULL, &bus);
3946           if (err < 0)
3947                   return err;
3948           memset(&ac97, 0, sizeof(ac97));
3949           ac97.private_data = chip;
3950           return snd_ac97_mixer(bus, &ac97, &chip->ac97);
3951   }
3952
3953 ]]>
3954           </programlisting>
3955         </example>
3956       </para>
3957     </section>
3958
3959     <section id="api-ac97-constructor">
3960       <title>Constructor</title>
3961       <para>
3962         To create an ac97 instance, first call <function>snd_ac97_bus</function>
3963       with an <type>ac97_bus_ops_t</type> record with callback functions.
3964
3965         <informalexample>
3966           <programlisting>
3967 <![CDATA[
3968   struct snd_ac97_bus *bus;
3969   static struct snd_ac97_bus_ops ops = {
3970         .write = snd_mychip_ac97_write,
3971         .read = snd_mychip_ac97_read,
3972   };
3973
3974   snd_ac97_bus(card, 0, &ops, NULL, &pbus);
3975 ]]>
3976           </programlisting>
3977         </informalexample>
3978
3979       The bus record is shared among all belonging ac97 instances.
3980       </para>
3981
3982       <para>
3983       And then call <function>snd_ac97_mixer()</function> with an
3984       struct <structname>snd_ac97_template</structname>
3985       record together with the bus pointer created above.
3986
3987         <informalexample>
3988           <programlisting>
3989 <![CDATA[
3990   struct snd_ac97_template ac97;
3991   int err;
3992
3993   memset(&ac97, 0, sizeof(ac97));
3994   ac97.private_data = chip;
3995   snd_ac97_mixer(bus, &ac97, &chip->ac97);
3996 ]]>
3997           </programlisting>
3998         </informalexample>
3999
4000         where chip-&gt;ac97 is a pointer to a newly created
4001         <type>ac97_t</type> instance.
4002         In this case, the chip pointer is set as the private data, so that
4003         the read/write callback functions can refer to this chip instance.
4004         This instance is not necessarily stored in the chip
4005         record.  If you need to change the register values from the
4006         driver, or need the suspend/resume of ac97 codecs, keep this
4007         pointer to pass to the corresponding functions.
4008       </para>
4009     </section>
4010
4011     <section id="api-ac97-callbacks">
4012       <title>Callbacks</title>
4013       <para>
4014         The standard callbacks are <structfield>read</structfield> and
4015       <structfield>write</structfield>. Obviously they 
4016       correspond to the functions for read and write accesses to the
4017       hardware low-level codes. 
4018       </para>
4019
4020       <para>
4021         The <structfield>read</structfield> callback returns the
4022         register value specified in the argument. 
4023
4024         <informalexample>
4025           <programlisting>
4026 <![CDATA[
4027   static unsigned short snd_mychip_ac97_read(struct snd_ac97 *ac97,
4028                                              unsigned short reg)
4029   {
4030           struct mychip *chip = ac97->private_data;
4031           ....
4032           return the_register_value;
4033   }
4034 ]]>
4035           </programlisting>
4036         </informalexample>
4037
4038         Here, the chip can be cast from ac97-&gt;private_data.
4039       </para>
4040
4041       <para>
4042         Meanwhile, the <structfield>write</structfield> callback is
4043         used to set the register value. 
4044
4045         <informalexample>
4046           <programlisting>
4047 <![CDATA[
4048   static void snd_mychip_ac97_write(struct snd_ac97 *ac97,
4049                        unsigned short reg, unsigned short val)
4050 ]]>
4051           </programlisting>
4052         </informalexample>
4053       </para>
4054
4055       <para>
4056       These callbacks are non-atomic like the control API callbacks.
4057       </para>
4058
4059       <para>
4060         There are also other callbacks:
4061       <structfield>reset</structfield>,
4062       <structfield>wait</structfield> and
4063       <structfield>init</structfield>. 
4064       </para>
4065
4066       <para>
4067         The <structfield>reset</structfield> callback is used to reset
4068       the codec. If the chip requires a special kind of reset, you can
4069       define this callback. 
4070       </para>
4071
4072       <para>
4073         The <structfield>wait</structfield> callback is used to
4074       add some waiting time in the standard initialization of the codec. If the
4075       chip requires the extra waiting time, define this callback. 
4076       </para>
4077
4078       <para>
4079         The <structfield>init</structfield> callback is used for
4080       additional initialization of the codec.
4081       </para>
4082     </section>
4083
4084     <section id="api-ac97-updating-registers">
4085       <title>Updating Registers in The Driver</title>
4086       <para>
4087         If you need to access to the codec from the driver, you can
4088       call the following functions:
4089       <function>snd_ac97_write()</function>,
4090       <function>snd_ac97_read()</function>,
4091       <function>snd_ac97_update()</function> and
4092       <function>snd_ac97_update_bits()</function>. 
4093       </para>
4094
4095       <para>
4096         Both <function>snd_ac97_write()</function> and
4097         <function>snd_ac97_update()</function> functions are used to
4098         set a value to the given register
4099         (<constant>AC97_XXX</constant>). The difference between them is
4100         that <function>snd_ac97_update()</function> doesn't write a
4101         value if the given value has been already set, while
4102         <function>snd_ac97_write()</function> always rewrites the
4103         value. 
4104
4105         <informalexample>
4106           <programlisting>
4107 <![CDATA[
4108   snd_ac97_write(ac97, AC97_MASTER, 0x8080);
4109   snd_ac97_update(ac97, AC97_MASTER, 0x8080);
4110 ]]>
4111           </programlisting>
4112         </informalexample>
4113       </para>
4114
4115       <para>
4116         <function>snd_ac97_read()</function> is used to read the value
4117         of the given register. For example, 
4118
4119         <informalexample>
4120           <programlisting>
4121 <![CDATA[
4122   value = snd_ac97_read(ac97, AC97_MASTER);
4123 ]]>
4124           </programlisting>
4125         </informalexample>
4126       </para>
4127
4128       <para>
4129         <function>snd_ac97_update_bits()</function> is used to update
4130         some bits in the given register.  
4131
4132         <informalexample>
4133           <programlisting>
4134 <![CDATA[
4135   snd_ac97_update_bits(ac97, reg, mask, value);
4136 ]]>
4137           </programlisting>
4138         </informalexample>
4139       </para>
4140
4141       <para>
4142         Also, there is a function to change the sample rate (of a
4143         given register such as
4144         <constant>AC97_PCM_FRONT_DAC_RATE</constant>) when VRA or
4145         DRA is supported by the codec:
4146         <function>snd_ac97_set_rate()</function>. 
4147
4148         <informalexample>
4149           <programlisting>
4150 <![CDATA[
4151   snd_ac97_set_rate(ac97, AC97_PCM_FRONT_DAC_RATE, 44100);
4152 ]]>
4153           </programlisting>
4154         </informalexample>
4155       </para>
4156
4157       <para>
4158         The following registers are available to set the rate:
4159       <constant>AC97_PCM_MIC_ADC_RATE</constant>,
4160       <constant>AC97_PCM_FRONT_DAC_RATE</constant>,
4161       <constant>AC97_PCM_LR_ADC_RATE</constant>,
4162       <constant>AC97_SPDIF</constant>. When
4163       <constant>AC97_SPDIF</constant> is specified, the register is
4164       not really changed but the corresponding IEC958 status bits will
4165       be updated. 
4166       </para>
4167     </section>
4168
4169     <section id="api-ac97-clock-adjustment">
4170       <title>Clock Adjustment</title>
4171       <para>
4172         In some chips, the clock of the codec isn't 48000 but using a
4173       PCI clock (to save a quartz!). In this case, change the field
4174       bus-&gt;clock to the corresponding
4175       value. For example, intel8x0 
4176       and es1968 drivers have their own function to read from the clock.
4177       </para>
4178     </section>
4179
4180     <section id="api-ac97-proc-files">
4181       <title>Proc Files</title>
4182       <para>
4183         The ALSA AC97 interface will create a proc file such as
4184       <filename>/proc/asound/card0/codec97#0/ac97#0-0</filename> and
4185       <filename>ac97#0-0+regs</filename>. You can refer to these files to
4186       see the current status and registers of the codec. 
4187       </para>
4188     </section>
4189
4190     <section id="api-ac97-multiple-codecs">
4191       <title>Multiple Codecs</title>
4192       <para>
4193         When there are several codecs on the same card, you need to
4194       call <function>snd_ac97_mixer()</function> multiple times with
4195       ac97.num=1 or greater. The <structfield>num</structfield> field
4196       specifies the codec number. 
4197       </para>
4198
4199       <para>
4200         If you set up multiple codecs, you either need to write
4201       different callbacks for each codec or check
4202       ac97-&gt;num in the callback routines. 
4203       </para>
4204     </section>
4205
4206   </chapter>
4207
4208
4209 <!-- ****************************************************** -->
4210 <!-- MIDI (MPU401-UART) Interface  -->
4211 <!-- ****************************************************** -->
4212   <chapter id="midi-interface">
4213     <title>MIDI (MPU401-UART) Interface</title>
4214
4215     <section id="midi-interface-general">
4216       <title>General</title>
4217       <para>
4218         Many soundcards have built-in MIDI (MPU401-UART)
4219       interfaces. When the soundcard supports the standard MPU401-UART
4220       interface, most likely you can use the ALSA MPU401-UART API. The
4221       MPU401-UART API is defined in
4222       <filename>&lt;sound/mpu401.h&gt;</filename>. 
4223       </para>
4224
4225       <para>
4226         Some soundchips have a similar but slightly different
4227       implementation of mpu401 stuff. For example, emu10k1 has its own
4228       mpu401 routines. 
4229       </para>
4230     </section>
4231
4232     <section id="midi-interface-constructor">
4233       <title>Constructor</title>
4234       <para>
4235         To create a rawmidi object, call
4236       <function>snd_mpu401_uart_new()</function>. 
4237
4238         <informalexample>
4239           <programlisting>
4240 <![CDATA[
4241   struct snd_rawmidi *rmidi;
4242   snd_mpu401_uart_new(card, 0, MPU401_HW_MPU401, port, info_flags,
4243                       irq, &rmidi);
4244 ]]>
4245           </programlisting>
4246         </informalexample>
4247       </para>
4248
4249       <para>
4250         The first argument is the card pointer, and the second is the
4251       index of this component. You can create up to 8 rawmidi
4252       devices. 
4253       </para>
4254
4255       <para>
4256         The third argument is the type of the hardware,
4257       <constant>MPU401_HW_XXX</constant>. If it's not a special one,
4258       you can use <constant>MPU401_HW_MPU401</constant>. 
4259       </para>
4260
4261       <para>
4262         The 4th argument is the I/O port address. Many
4263       backward-compatible MPU401 have an I/O port such as 0x330. Or, it
4264       might be a part of its own PCI I/O region. It depends on the
4265       chip design. 
4266       </para>
4267
4268       <para>
4269         The 5th argument is a bitflag for additional information.
4270         When the I/O port address above is part of the PCI I/O
4271       region, the MPU401 I/O port might have been already allocated
4272       (reserved) by the driver itself. In such a case, pass a bit flag
4273       <constant>MPU401_INFO_INTEGRATED</constant>,
4274       and the mpu401-uart layer will allocate the I/O ports by itself. 
4275       </para>
4276
4277         <para>
4278         When the controller supports only the input or output MIDI stream,
4279         pass the <constant>MPU401_INFO_INPUT</constant> or
4280         <constant>MPU401_INFO_OUTPUT</constant> bitflag, respectively.
4281         Then the rawmidi instance is created as a single stream.
4282         </para>
4283
4284         <para>
4285         <constant>MPU401_INFO_MMIO</constant> bitflag is used to change
4286         the access method to MMIO (via readb and writeb) instead of
4287         iob and outb. In this case, you have to pass the iomapped address
4288         to <function>snd_mpu401_uart_new()</function>.
4289         </para>
4290
4291         <para>
4292         When <constant>MPU401_INFO_TX_IRQ</constant> is set, the output
4293         stream isn't checked in the default interrupt handler.  The driver
4294         needs to call <function>snd_mpu401_uart_interrupt_tx()</function>
4295         by itself to start processing the output stream in the irq handler.
4296         </para>
4297
4298         <para>
4299         If the MPU-401 interface shares its interrupt with the other logical
4300         devices on the card, set <constant>MPU401_INFO_IRQ_HOOK</constant>
4301         (see <link linkend="midi-interface-interrupt-handler"><citetitle>
4302         below</citetitle></link>).
4303         </para>
4304
4305       <para>
4306         Usually, the port address corresponds to the command port and
4307         port + 1 corresponds to the data port. If not, you may change
4308         the <structfield>cport</structfield> field of
4309         struct <structname>snd_mpu401</structname> manually 
4310         afterward. However, <structname>snd_mpu401</structname> pointer is not
4311         returned explicitly by
4312         <function>snd_mpu401_uart_new()</function>. You need to cast
4313         rmidi-&gt;private_data to
4314         <structname>snd_mpu401</structname> explicitly, 
4315
4316         <informalexample>
4317           <programlisting>
4318 <![CDATA[
4319   struct snd_mpu401 *mpu;
4320   mpu = rmidi->private_data;
4321 ]]>
4322           </programlisting>
4323         </informalexample>
4324
4325         and reset the cport as you like:
4326
4327         <informalexample>
4328           <programlisting>
4329 <![CDATA[
4330   mpu->cport = my_own_control_port;
4331 ]]>
4332           </programlisting>
4333         </informalexample>
4334       </para>
4335
4336       <para>
4337         The 6th argument specifies the ISA irq number that will be
4338         allocated.  If no interrupt is to be allocated (because your
4339         code is already allocating a shared interrupt, or because the
4340         device does not use interrupts), pass -1 instead.
4341         For a MPU-401 device without an interrupt, a polling timer
4342         will be used instead.
4343       </para>
4344     </section>
4345
4346     <section id="midi-interface-interrupt-handler">
4347       <title>Interrupt Handler</title>
4348       <para>
4349         When the interrupt is allocated in
4350       <function>snd_mpu401_uart_new()</function>, an exclusive ISA
4351       interrupt handler is automatically used, hence you don't have
4352       anything else to do than creating the mpu401 stuff.  Otherwise, you
4353       have to set <constant>MPU401_INFO_IRQ_HOOK</constant>, and call
4354       <function>snd_mpu401_uart_interrupt()</function> explicitly from your
4355       own interrupt handler when it has determined that a UART interrupt
4356       has occurred.
4357       </para>
4358
4359       <para>
4360         In this case, you need to pass the private_data of the
4361         returned rawmidi object from
4362         <function>snd_mpu401_uart_new()</function> as the second
4363         argument of <function>snd_mpu401_uart_interrupt()</function>. 
4364
4365         <informalexample>
4366           <programlisting>
4367 <![CDATA[
4368   snd_mpu401_uart_interrupt(irq, rmidi->private_data, regs);
4369 ]]>
4370           </programlisting>
4371         </informalexample>
4372       </para>
4373     </section>
4374
4375   </chapter>
4376
4377
4378 <!-- ****************************************************** -->
4379 <!-- RawMIDI Interface  -->
4380 <!-- ****************************************************** -->
4381   <chapter id="rawmidi-interface">
4382     <title>RawMIDI Interface</title>
4383
4384     <section id="rawmidi-interface-overview">
4385       <title>Overview</title>
4386
4387       <para>
4388       The raw MIDI interface is used for hardware MIDI ports that can
4389       be accessed as a byte stream.  It is not used for synthesizer
4390       chips that do not directly understand MIDI.
4391       </para>
4392
4393       <para>
4394       ALSA handles file and buffer management.  All you have to do is
4395       to write some code to move data between the buffer and the
4396       hardware.
4397       </para>
4398
4399       <para>
4400       The rawmidi API is defined in
4401       <filename>&lt;sound/rawmidi.h&gt;</filename>.
4402       </para>
4403     </section>
4404
4405     <section id="rawmidi-interface-constructor">
4406       <title>Constructor</title>
4407
4408       <para>
4409       To create a rawmidi device, call the
4410       <function>snd_rawmidi_new</function> function:
4411         <informalexample>
4412           <programlisting>
4413 <![CDATA[
4414   struct snd_rawmidi *rmidi;
4415   err = snd_rawmidi_new(chip->card, "MyMIDI", 0, outs, ins, &rmidi);
4416   if (err < 0)
4417           return err;
4418   rmidi->private_data = chip;
4419   strcpy(rmidi->name, "My MIDI");
4420   rmidi->info_flags = SNDRV_RAWMIDI_INFO_OUTPUT |
4421                       SNDRV_RAWMIDI_INFO_INPUT |
4422                       SNDRV_RAWMIDI_INFO_DUPLEX;
4423 ]]>
4424           </programlisting>
4425         </informalexample>
4426       </para>
4427
4428       <para>
4429       The first argument is the card pointer, the second argument is
4430       the ID string.
4431       </para>
4432
4433       <para>
4434       The third argument is the index of this component.  You can
4435       create up to 8 rawmidi devices.
4436       </para>
4437
4438       <para>
4439       The fourth and fifth arguments are the number of output and
4440       input substreams, respectively, of this device (a substream is
4441       the equivalent of a MIDI port).
4442       </para>
4443
4444       <para>
4445       Set the <structfield>info_flags</structfield> field to specify
4446       the capabilities of the device.
4447       Set <constant>SNDRV_RAWMIDI_INFO_OUTPUT</constant> if there is
4448       at least one output port,
4449       <constant>SNDRV_RAWMIDI_INFO_INPUT</constant> if there is at
4450       least one input port,
4451       and <constant>SNDRV_RAWMIDI_INFO_DUPLEX</constant> if the device
4452       can handle output and input at the same time.
4453       </para>
4454
4455       <para>
4456       After the rawmidi device is created, you need to set the
4457       operators (callbacks) for each substream.  There are helper
4458       functions to set the operators for all the substreams of a device:
4459         <informalexample>
4460           <programlisting>
4461 <![CDATA[
4462   snd_rawmidi_set_ops(rmidi, SNDRV_RAWMIDI_STREAM_OUTPUT, &snd_mymidi_output_ops);
4463   snd_rawmidi_set_ops(rmidi, SNDRV_RAWMIDI_STREAM_INPUT, &snd_mymidi_input_ops);
4464 ]]>
4465           </programlisting>
4466         </informalexample>
4467       </para>
4468
4469       <para>
4470       The operators are usually defined like this:
4471         <informalexample>
4472           <programlisting>
4473 <![CDATA[
4474   static struct snd_rawmidi_ops snd_mymidi_output_ops = {
4475           .open =    snd_mymidi_output_open,
4476           .close =   snd_mymidi_output_close,
4477           .trigger = snd_mymidi_output_trigger,
4478   };
4479 ]]>
4480           </programlisting>
4481         </informalexample>
4482       These callbacks are explained in the <link
4483       linkend="rawmidi-interface-callbacks"><citetitle>Callbacks</citetitle></link>
4484       section.
4485       </para>
4486
4487       <para>
4488       If there are more than one substream, you should give a
4489       unique name to each of them:
4490         <informalexample>
4491           <programlisting>
4492 <![CDATA[
4493   struct snd_rawmidi_substream *substream;
4494   list_for_each_entry(substream,
4495                       &rmidi->streams[SNDRV_RAWMIDI_STREAM_OUTPUT].substreams,
4496                       list {
4497           sprintf(substream->name, "My MIDI Port %d", substream->number + 1);
4498   }
4499   /* same for SNDRV_RAWMIDI_STREAM_INPUT */
4500 ]]>
4501           </programlisting>
4502         </informalexample>
4503       </para>
4504     </section>
4505
4506     <section id="rawmidi-interface-callbacks">
4507       <title>Callbacks</title>
4508
4509       <para>
4510       In all the callbacks, the private data that you've set for the
4511       rawmidi device can be accessed as
4512       substream-&gt;rmidi-&gt;private_data.
4513       <!-- <code> isn't available before DocBook 4.3 -->
4514       </para>
4515
4516       <para>
4517       If there is more than one port, your callbacks can determine the
4518       port index from the struct snd_rawmidi_substream data passed to each
4519       callback:
4520         <informalexample>
4521           <programlisting>
4522 <![CDATA[
4523   struct snd_rawmidi_substream *substream;
4524   int index = substream->number;
4525 ]]>
4526           </programlisting>
4527         </informalexample>
4528       </para>
4529
4530       <section id="rawmidi-interface-op-open">
4531       <title><function>open</function> callback</title>
4532
4533         <informalexample>
4534           <programlisting>
4535 <![CDATA[
4536   static int snd_xxx_open(struct snd_rawmidi_substream *substream);
4537 ]]>
4538           </programlisting>
4539         </informalexample>
4540
4541         <para>
4542         This is called when a substream is opened.
4543         You can initialize the hardware here, but you shouldn't
4544         start transmitting/receiving data yet.
4545         </para>
4546       </section>
4547
4548       <section id="rawmidi-interface-op-close">
4549       <title><function>close</function> callback</title>
4550
4551         <informalexample>
4552           <programlisting>
4553 <![CDATA[
4554   static int snd_xxx_close(struct snd_rawmidi_substream *substream);
4555 ]]>
4556           </programlisting>
4557         </informalexample>
4558
4559         <para>
4560         Guess what.
4561         </para>
4562
4563         <para>
4564         The <function>open</function> and <function>close</function>
4565         callbacks of a rawmidi device are serialized with a mutex,
4566         and can sleep.
4567         </para>
4568       </section>
4569
4570       <section id="rawmidi-interface-op-trigger-out">
4571       <title><function>trigger</function> callback for output
4572       substreams</title>
4573
4574         <informalexample>
4575           <programlisting>
4576 <![CDATA[
4577   static void snd_xxx_output_trigger(struct snd_rawmidi_substream *substream, int up);
4578 ]]>
4579           </programlisting>
4580         </informalexample>
4581
4582         <para>
4583         This is called with a nonzero <parameter>up</parameter>
4584         parameter when there is some data in the substream buffer that
4585         must be transmitted.
4586         </para>
4587
4588         <para>
4589         To read data from the buffer, call
4590         <function>snd_rawmidi_transmit_peek</function>.  It will
4591         return the number of bytes that have been read; this will be
4592         less than the number of bytes requested when there are no more
4593         data in the buffer.
4594         After the data have been transmitted successfully, call
4595         <function>snd_rawmidi_transmit_ack</function> to remove the
4596         data from the substream buffer:
4597           <informalexample>
4598             <programlisting>
4599 <![CDATA[
4600   unsigned char data;
4601   while (snd_rawmidi_transmit_peek(substream, &data, 1) == 1) {
4602           if (snd_mychip_try_to_transmit(data))
4603                   snd_rawmidi_transmit_ack(substream, 1);
4604           else
4605                   break; /* hardware FIFO full */
4606   }
4607 ]]>
4608             </programlisting>
4609           </informalexample>
4610         </para>
4611
4612         <para>
4613         If you know beforehand that the hardware will accept data, you
4614         can use the <function>snd_rawmidi_transmit</function> function
4615         which reads some data and removes them from the buffer at once:
4616           <informalexample>
4617             <programlisting>
4618 <![CDATA[
4619   while (snd_mychip_transmit_possible()) {
4620           unsigned char data;
4621           if (snd_rawmidi_transmit(substream, &data, 1) != 1)
4622                   break; /* no more data */
4623           snd_mychip_transmit(data);
4624   }
4625 ]]>
4626             </programlisting>
4627           </informalexample>
4628         </para>
4629
4630         <para>
4631         If you know beforehand how many bytes you can accept, you can
4632         use a buffer size greater than one with the
4633         <function>snd_rawmidi_transmit*</function> functions.
4634         </para>
4635
4636         <para>
4637         The <function>trigger</function> callback must not sleep.  If
4638         the hardware FIFO is full before the substream buffer has been
4639         emptied, you have to continue transmitting data later, either
4640         in an interrupt handler, or with a timer if the hardware
4641         doesn't have a MIDI transmit interrupt.
4642         </para>
4643
4644         <para>
4645         The <function>trigger</function> callback is called with a
4646         zero <parameter>up</parameter> parameter when the transmission
4647         of data should be aborted.
4648         </para>
4649       </section>
4650
4651       <section id="rawmidi-interface-op-trigger-in">
4652       <title><function>trigger</function> callback for input
4653       substreams</title>
4654
4655         <informalexample>
4656           <programlisting>
4657 <![CDATA[
4658   static void snd_xxx_input_trigger(struct snd_rawmidi_substream *substream, int up);
4659 ]]>
4660           </programlisting>
4661         </informalexample>
4662
4663         <para>
4664         This is called with a nonzero <parameter>up</parameter>
4665         parameter to enable receiving data, or with a zero
4666         <parameter>up</parameter> parameter do disable receiving data.
4667         </para>
4668
4669         <para>
4670         The <function>trigger</function> callback must not sleep; the
4671         actual reading of data from the device is usually done in an
4672         interrupt handler.
4673         </para>
4674
4675         <para>
4676         When data reception is enabled, your interrupt handler should
4677         call <function>snd_rawmidi_receive</function> for all received
4678         data:
4679           <informalexample>
4680             <programlisting>
4681 <![CDATA[
4682   void snd_mychip_midi_interrupt(...)
4683   {
4684           while (mychip_midi_available()) {
4685                   unsigned char data;
4686                   data = mychip_midi_read();
4687                   snd_rawmidi_receive(substream, &data, 1);
4688           }
4689   }
4690 ]]>
4691             </programlisting>
4692           </informalexample>
4693         </para>
4694       </section>
4695
4696       <section id="rawmidi-interface-op-drain">
4697       <title><function>drain</function> callback</title>
4698
4699         <informalexample>
4700           <programlisting>
4701 <![CDATA[
4702   static void snd_xxx_drain(struct snd_rawmidi_substream *substream);
4703 ]]>
4704           </programlisting>
4705         </informalexample>
4706
4707         <para>
4708         This is only used with output substreams.  This function should wait
4709         until all data read from the substream buffer have been transmitted.
4710         This ensures that the device can be closed and the driver unloaded
4711         without losing data.
4712         </para>
4713
4714         <para>
4715         This callback is optional. If you do not set
4716         <structfield>drain</structfield> in the struct snd_rawmidi_ops
4717         structure, ALSA will simply wait for 50&nbsp;milliseconds
4718         instead.
4719         </para>
4720       </section>
4721     </section>
4722
4723   </chapter>
4724
4725
4726 <!-- ****************************************************** -->
4727 <!-- Miscellaneous Devices  -->
4728 <!-- ****************************************************** -->
4729   <chapter id="misc-devices">
4730     <title>Miscellaneous Devices</title>
4731
4732     <section id="misc-devices-opl3">
4733       <title>FM OPL3</title>
4734       <para>
4735         The FM OPL3 is still used in many chips (mainly for backward
4736       compatibility). ALSA has a nice OPL3 FM control layer, too. The
4737       OPL3 API is defined in
4738       <filename>&lt;sound/opl3.h&gt;</filename>. 
4739       </para>
4740
4741       <para>
4742         FM registers can be directly accessed through the direct-FM API,
4743       defined in <filename>&lt;sound/asound_fm.h&gt;</filename>. In
4744       ALSA native mode, FM registers are accessed through
4745       the Hardware-Dependent Device direct-FM extension API, whereas in
4746       OSS compatible mode, FM registers can be accessed with the OSS
4747       direct-FM compatible API in <filename>/dev/dmfmX</filename> device. 
4748       </para>
4749
4750       <para>
4751         To create the OPL3 component, you have two functions to
4752         call. The first one is a constructor for the <type>opl3_t</type>
4753         instance. 
4754
4755         <informalexample>
4756           <programlisting>
4757 <![CDATA[
4758   struct snd_opl3 *opl3;
4759   snd_opl3_create(card, lport, rport, OPL3_HW_OPL3_XXX,
4760                   integrated, &opl3);
4761 ]]>
4762           </programlisting>
4763         </informalexample>
4764       </para>
4765
4766       <para>
4767         The first argument is the card pointer, the second one is the
4768       left port address, and the third is the right port address. In
4769       most cases, the right port is placed at the left port + 2. 
4770       </para>
4771
4772       <para>
4773         The fourth argument is the hardware type.
4774       </para>
4775
4776       <para>
4777         When the left and right ports have been already allocated by
4778       the card driver, pass non-zero to the fifth argument
4779       (<parameter>integrated</parameter>). Otherwise, the opl3 module will
4780       allocate the specified ports by itself. 
4781       </para>
4782
4783       <para>
4784         When the accessing the hardware requires special method
4785         instead of the standard I/O access, you can create opl3 instance
4786         separately with <function>snd_opl3_new()</function>.
4787
4788         <informalexample>
4789           <programlisting>
4790 <![CDATA[
4791   struct snd_opl3 *opl3;
4792   snd_opl3_new(card, OPL3_HW_OPL3_XXX, &opl3);
4793 ]]>
4794           </programlisting>
4795         </informalexample>
4796       </para>
4797
4798       <para>
4799         Then set <structfield>command</structfield>,
4800         <structfield>private_data</structfield> and
4801         <structfield>private_free</structfield> for the private
4802         access function, the private data and the destructor.
4803         The l_port and r_port are not necessarily set.  Only the
4804         command must be set properly.  You can retrieve the data
4805         from the opl3-&gt;private_data field.
4806       </para>
4807
4808       <para>
4809         After creating the opl3 instance via <function>snd_opl3_new()</function>,
4810         call <function>snd_opl3_init()</function> to initialize the chip to the
4811         proper state. Note that <function>snd_opl3_create()</function> always
4812         calls it internally.
4813       </para>
4814
4815       <para>
4816         If the opl3 instance is created successfully, then create a
4817         hwdep device for this opl3. 
4818
4819         <informalexample>
4820           <programlisting>
4821 <![CDATA[
4822   struct snd_hwdep *opl3hwdep;
4823   snd_opl3_hwdep_new(opl3, 0, 1, &opl3hwdep);
4824 ]]>
4825           </programlisting>
4826         </informalexample>
4827       </para>
4828
4829       <para>
4830         The first argument is the <type>opl3_t</type> instance you
4831       created, and the second is the index number, usually 0. 
4832       </para>
4833
4834       <para>
4835         The third argument is the index-offset for the sequencer
4836       client assigned to the OPL3 port. When there is an MPU401-UART,
4837       give 1 for here (UART always takes 0). 
4838       </para>
4839     </section>
4840
4841     <section id="misc-devices-hardware-dependent">
4842       <title>Hardware-Dependent Devices</title>
4843       <para>
4844         Some chips need user-space access for special
4845       controls or for loading the micro code. In such a case, you can
4846       create a hwdep (hardware-dependent) device. The hwdep API is
4847       defined in <filename>&lt;sound/hwdep.h&gt;</filename>. You can
4848       find examples in opl3 driver or
4849       <filename>isa/sb/sb16_csp.c</filename>. 
4850       </para>
4851
4852       <para>
4853         The creation of the <type>hwdep</type> instance is done via
4854         <function>snd_hwdep_new()</function>. 
4855
4856         <informalexample>
4857           <programlisting>
4858 <![CDATA[
4859   struct snd_hwdep *hw;
4860   snd_hwdep_new(card, "My HWDEP", 0, &hw);
4861 ]]>
4862           </programlisting>
4863         </informalexample>
4864
4865         where the third argument is the index number.
4866       </para>
4867
4868       <para>
4869         You can then pass any pointer value to the
4870         <parameter>private_data</parameter>.
4871         If you assign a private data, you should define the
4872         destructor, too. The destructor function is set in
4873         the <structfield>private_free</structfield> field.  
4874
4875         <informalexample>
4876           <programlisting>
4877 <![CDATA[
4878   struct mydata *p = kmalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL);
4879   hw->private_data = p;
4880   hw->private_free = mydata_free;
4881 ]]>
4882           </programlisting>
4883         </informalexample>
4884
4885         and the implementation of the destructor would be:
4886
4887         <informalexample>
4888           <programlisting>
4889 <![CDATA[
4890   static void mydata_free(struct snd_hwdep *hw)
4891   {
4892           struct mydata *p = hw->private_data;
4893           kfree(p);
4894   }
4895 ]]>
4896           </programlisting>
4897         </informalexample>
4898       </para>
4899
4900       <para>
4901         The arbitrary file operations can be defined for this
4902         instance. The file operators are defined in
4903         the <parameter>ops</parameter> table. For example, assume that
4904         this chip needs an ioctl. 
4905
4906         <informalexample>
4907           <programlisting>
4908 <![CDATA[
4909   hw->ops.open = mydata_open;
4910   hw->ops.ioctl = mydata_ioctl;
4911   hw->ops.release = mydata_release;
4912 ]]>
4913           </programlisting>
4914         </informalexample>
4915
4916         And implement the callback functions as you like.
4917       </para>
4918     </section>
4919
4920     <section id="misc-devices-IEC958">
4921       <title>IEC958 (S/PDIF)</title>
4922       <para>
4923         Usually the controls for IEC958 devices are implemented via
4924       the control interface. There is a macro to compose a name string for
4925       IEC958 controls, <function>SNDRV_CTL_NAME_IEC958()</function>
4926       defined in <filename>&lt;include/asound.h&gt;</filename>.  
4927       </para>
4928
4929       <para>
4930         There are some standard controls for IEC958 status bits. These
4931       controls use the type <type>SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_IEC958</type>,
4932       and the size of element is fixed as 4 bytes array
4933       (value.iec958.status[x]). For the <structfield>info</structfield>
4934       callback, you don't specify 
4935       the value field for this type (the count field must be set,
4936       though). 
4937       </para>
4938
4939       <para>
4940         <quote>IEC958 Playback Con Mask</quote> is used to return the
4941       bit-mask for the IEC958 status bits of consumer mode. Similarly,
4942       <quote>IEC958 Playback Pro Mask</quote> returns the bitmask for
4943       professional mode. They are read-only controls, and are defined
4944       as MIXER controls (iface =
4945       <constant>SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER</constant>).  
4946       </para>
4947
4948       <para>
4949         Meanwhile, <quote>IEC958 Playback Default</quote> control is
4950       defined for getting and setting the current default IEC958
4951       bits. Note that this one is usually defined as a PCM control
4952       (iface = <constant>SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_PCM</constant>),
4953       although in some places it's defined as a MIXER control. 
4954       </para>
4955
4956       <para>
4957         In addition, you can define the control switches to
4958       enable/disable or to set the raw bit mode. The implementation
4959       will depend on the chip, but the control should be named as
4960       <quote>IEC958 xxx</quote>, preferably using
4961       the <function>SNDRV_CTL_NAME_IEC958()</function> macro. 
4962       </para>
4963
4964       <para>
4965         You can find several cases, for example,
4966       <filename>pci/emu10k1</filename>,
4967       <filename>pci/ice1712</filename>, or
4968       <filename>pci/cmipci.c</filename>.  
4969       </para>
4970     </section>
4971
4972   </chapter>
4973
4974
4975 <!-- ****************************************************** -->
4976 <!-- Buffer and Memory Management  -->
4977 <!-- ****************************************************** -->
4978   <chapter id="buffer-and-memory">
4979     <title>Buffer and Memory Management</title>
4980
4981     <section id="buffer-and-memory-buffer-types">
4982       <title>Buffer Types</title>
4983       <para>
4984         ALSA provides several different buffer allocation functions
4985       depending on the bus and the architecture. All these have a
4986       consistent API. The allocation of physically-contiguous pages is
4987       done via 
4988       <function>snd_malloc_xxx_pages()</function> function, where xxx
4989       is the bus type. 
4990       </para>
4991
4992       <para>
4993         The allocation of pages with fallback is
4994       <function>snd_malloc_xxx_pages_fallback()</function>. This
4995       function tries to allocate the specified pages but if the pages
4996       are not available, it tries to reduce the page sizes until
4997       enough space is found.
4998       </para>
4999
5000       <para>
5001       The release the pages, call
5002       <function>snd_free_xxx_pages()</function> function. 
5003       </para>
5004
5005       <para>
5006       Usually, ALSA drivers try to allocate and reserve
5007        a large contiguous physical space
5008        at the time the module is loaded for the later use.
5009        This is called <quote>pre-allocation</quote>.
5010        As already written, you can call the following function at 
5011        pcm instance construction time (in the case of PCI bus). 
5012
5013         <informalexample>
5014           <programlisting>
5015 <![CDATA[
5016   snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
5017                                         snd_dma_pci_data(pci), size, max);
5018 ]]>
5019           </programlisting>
5020         </informalexample>
5021
5022         where <parameter>size</parameter> is the byte size to be
5023       pre-allocated and the <parameter>max</parameter> is the maximum
5024       size to be changed via the <filename>prealloc</filename> proc file.
5025       The allocator will try to get an area as large as possible
5026       within the given size. 
5027       </para>
5028
5029       <para>
5030       The second argument (type) and the third argument (device pointer)
5031       are dependent on the bus.
5032       In the case of the ISA bus, pass <function>snd_dma_isa_data()</function>
5033       as the third argument with <constant>SNDRV_DMA_TYPE_DEV</constant> type.
5034       For the continuous buffer unrelated to the bus can be pre-allocated
5035       with <constant>SNDRV_DMA_TYPE_CONTINUOUS</constant> type and the
5036       <function>snd_dma_continuous_data(GFP_KERNEL)</function> device pointer,
5037       where <constant>GFP_KERNEL</constant> is the kernel allocation flag to
5038       use.
5039       For the PCI scatter-gather buffers, use
5040       <constant>SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG</constant> with
5041       <function>snd_dma_pci_data(pci)</function>
5042       (see the 
5043           <link linkend="buffer-and-memory-non-contiguous"><citetitle>Non-Contiguous Buffers
5044           </citetitle></link> section).
5045       </para>
5046
5047       <para>
5048         Once the buffer is pre-allocated, you can use the
5049         allocator in the <structfield>hw_params</structfield> callback: 
5050
5051         <informalexample>
5052           <programlisting>
5053 <![CDATA[
5054   snd_pcm_lib_malloc_pages(substream, size);
5055 ]]>
5056           </programlisting>
5057         </informalexample>
5058
5059         Note that you have to pre-allocate to use this function.
5060       </para>
5061     </section>
5062
5063     <section id="buffer-and-memory-external-hardware">
5064       <title>External Hardware Buffers</title>
5065       <para>
5066         Some chips have their own hardware buffers and the DMA
5067       transfer from the host memory is not available. In such a case,
5068       you need to either 1) copy/set the audio data directly to the
5069       external hardware buffer, or 2) make an intermediate buffer and
5070       copy/set the data from it to the external hardware buffer in
5071       interrupts (or in tasklets, preferably).
5072       </para>
5073
5074       <para>
5075         The first case works fine if the external hardware buffer is large
5076       enough.  This method doesn't need any extra buffers and thus is
5077       more effective. You need to define the
5078       <structfield>copy</structfield> and
5079       <structfield>silence</structfield> callbacks for 
5080       the data transfer. However, there is a drawback: it cannot
5081       be mmapped. The examples are GUS's GF1 PCM or emu8000's
5082       wavetable PCM. 
5083       </para>
5084
5085       <para>
5086         The second case allows for mmap on the buffer, although you have
5087       to handle an interrupt or a tasklet to transfer the data
5088       from the intermediate buffer to the hardware buffer. You can find an
5089       example in the vxpocket driver. 
5090       </para>
5091
5092       <para>
5093         Another case is when the chip uses a PCI memory-map
5094       region for the buffer instead of the host memory. In this case,
5095       mmap is available only on certain architectures like the Intel one.
5096       In non-mmap mode, the data cannot be transferred as in the normal
5097       way. Thus you need to define the <structfield>copy</structfield> and
5098       <structfield>silence</structfield> callbacks as well, 
5099       as in the cases above. The examples are found in
5100       <filename>rme32.c</filename> and <filename>rme96.c</filename>. 
5101       </para>
5102
5103       <para>
5104         The implementation of the <structfield>copy</structfield> and
5105         <structfield>silence</structfield> callbacks depends upon 
5106         whether the hardware supports interleaved or non-interleaved
5107         samples. The <structfield>copy</structfield> callback is
5108         defined like below, a bit 
5109         differently depending whether the direction is playback or
5110         capture: 
5111
5112         <informalexample>
5113           <programlisting>
5114 <![CDATA[
5115   static int playback_copy(struct snd_pcm_substream *substream, int channel,
5116                snd_pcm_uframes_t pos, void *src, snd_pcm_uframes_t count);
5117   static int capture_copy(struct snd_pcm_substream *substream, int channel,
5118                snd_pcm_uframes_t pos, void *dst, snd_pcm_uframes_t count);
5119 ]]>
5120           </programlisting>
5121         </informalexample>
5122       </para>
5123
5124       <para>
5125         In the case of interleaved samples, the second argument
5126       (<parameter>channel</parameter>) is not used. The third argument
5127       (<parameter>pos</parameter>) points the 
5128       current position offset in frames. 
5129       </para>
5130
5131       <para>
5132         The meaning of the fourth argument is different between
5133       playback and capture. For playback, it holds the source data
5134       pointer, and for capture, it's the destination data pointer. 
5135       </para>
5136
5137       <para>
5138         The last argument is the number of frames to be copied.
5139       </para>
5140
5141       <para>
5142         What you have to do in this callback is again different
5143         between playback and capture directions. In the
5144         playback case, you copy the given amount of data
5145         (<parameter>count</parameter>) at the specified pointer
5146         (<parameter>src</parameter>) to the specified offset
5147         (<parameter>pos</parameter>) on the hardware buffer. When
5148         coded like memcpy-like way, the copy would be like: 
5149
5150         <informalexample>
5151           <programlisting>
5152 <![CDATA[
5153   my_memcpy(my_buffer + frames_to_bytes(runtime, pos), src,
5154             frames_to_bytes(runtime, count));
5155 ]]>
5156           </programlisting>
5157         </informalexample>
5158       </para>
5159
5160       <para>
5161         For the capture direction, you copy the given amount of
5162         data (<parameter>count</parameter>) at the specified offset
5163         (<parameter>pos</parameter>) on the hardware buffer to the
5164         specified pointer (<parameter>dst</parameter>). 
5165
5166         <informalexample>
5167           <programlisting>
5168 <![CDATA[
5169   my_memcpy(dst, my_buffer + frames_to_bytes(runtime, pos),
5170             frames_to_bytes(runtime, count));
5171 ]]>
5172           </programlisting>
5173         </informalexample>
5174
5175         Note that both the position and the amount of data are given
5176       in frames. 
5177       </para>
5178
5179       <para>
5180         In the case of non-interleaved samples, the implementation
5181       will be a bit more complicated. 
5182       </para>
5183
5184       <para>
5185         You need to check the channel argument, and if it's -1, copy
5186       the whole channels. Otherwise, you have to copy only the
5187       specified channel. Please check
5188       <filename>isa/gus/gus_pcm.c</filename> as an example. 
5189       </para>
5190
5191       <para>
5192         The <structfield>silence</structfield> callback is also
5193         implemented in a similar way. 
5194
5195         <informalexample>
5196           <programlisting>
5197 <![CDATA[
5198   static int silence(struct snd_pcm_substream *substream, int channel,
5199                      snd_pcm_uframes_t pos, snd_pcm_uframes_t count);
5200 ]]>
5201           </programlisting>
5202         </informalexample>
5203       </para>
5204
5205       <para>
5206         The meanings of arguments are the same as in the
5207       <structfield>copy</structfield> 
5208       callback, although there is no <parameter>src/dst</parameter>
5209       argument. In the case of interleaved samples, the channel
5210       argument has no meaning, as well as on
5211       <structfield>copy</structfield> callback.  
5212       </para>
5213
5214       <para>
5215         The role of <structfield>silence</structfield> callback is to
5216         set the given amount 
5217         (<parameter>count</parameter>) of silence data at the
5218         specified offset (<parameter>pos</parameter>) on the hardware
5219         buffer. Suppose that the data format is signed (that is, the
5220         silent-data is 0), and the implementation using a memset-like
5221         function would be like: 
5222
5223         <informalexample>
5224           <programlisting>
5225 <![CDATA[
5226   my_memcpy(my_buffer + frames_to_bytes(runtime, pos), 0,
5227             frames_to_bytes(runtime, count));
5228 ]]>
5229           </programlisting>
5230         </informalexample>
5231       </para>
5232
5233       <para>
5234         In the case of non-interleaved samples, again, the
5235       implementation becomes a bit more complicated. See, for example,
5236       <filename>isa/gus/gus_pcm.c</filename>. 
5237       </para>
5238     </section>
5239
5240     <section id="buffer-and-memory-non-contiguous">
5241       <title>Non-Contiguous Buffers</title>
5242       <para>
5243         If your hardware supports the page table as in emu10k1 or the
5244       buffer descriptors as in via82xx, you can use the scatter-gather
5245       (SG) DMA. ALSA provides an interface for handling SG-buffers.
5246       The API is provided in <filename>&lt;sound/pcm.h&gt;</filename>. 
5247       </para>
5248
5249       <para>
5250         For creating the SG-buffer handler, call
5251         <function>snd_pcm_lib_preallocate_pages()</function> or
5252         <function>snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all()</function>
5253         with <constant>SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG</constant>
5254         in the PCM constructor like other PCI pre-allocator.
5255         You need to pass <function>snd_dma_pci_data(pci)</function>,
5256         where pci is the struct <structname>pci_dev</structname> pointer
5257         of the chip as well.
5258         The <type>struct snd_sg_buf</type> instance is created as
5259         substream-&gt;dma_private. You can cast
5260         the pointer like: 
5261
5262         <informalexample>
5263           <programlisting>
5264 <![CDATA[
5265   struct snd_sg_buf *sgbuf = (struct snd_sg_buf *)substream->dma_private;
5266 ]]>
5267           </programlisting>
5268         </informalexample>
5269       </para>
5270
5271       <para>
5272         Then call <function>snd_pcm_lib_malloc_pages()</function>
5273       in the <structfield>hw_params</structfield> callback
5274       as well as in the case of normal PCI buffer.
5275       The SG-buffer handler will allocate the non-contiguous kernel
5276       pages of the given size and map them onto the virtually contiguous
5277       memory.  The virtual pointer is addressed in runtime-&gt;dma_area.
5278       The physical address (runtime-&gt;dma_addr) is set to zero,
5279       because the buffer is physically non-contiguous.
5280       The physical address table is set up in sgbuf-&gt;table.
5281       You can get the physical address at a certain offset via
5282       <function>snd_pcm_sgbuf_get_addr()</function>. 
5283       </para>
5284
5285       <para>
5286         When a SG-handler is used, you need to set
5287       <function>snd_pcm_sgbuf_ops_page</function> as
5288       the <structfield>page</structfield> callback.
5289       (See <link linkend="pcm-interface-operators-page-callback">
5290       <citetitle>page callback section</citetitle></link>.)
5291       </para>
5292
5293       <para>
5294         To release the data, call
5295       <function>snd_pcm_lib_free_pages()</function> in the
5296       <structfield>hw_free</structfield> callback as usual.
5297       </para>
5298     </section>
5299
5300     <section id="buffer-and-memory-vmalloced">
5301       <title>Vmalloc'ed Buffers</title>
5302       <para>
5303         It's possible to use a buffer allocated via
5304       <function>vmalloc</function>, for example, for an intermediate
5305       buffer. Since the allocated pages are not contiguous, you need
5306       to set the <structfield>page</structfield> callback to obtain
5307       the physical address at every offset. 
5308       </para>
5309
5310       <para>
5311         The implementation of <structfield>page</structfield> callback
5312         would be like this: 
5313
5314         <informalexample>
5315           <programlisting>
5316 <![CDATA[
5317   #include <linux/vmalloc.h>
5318
5319   /* get the physical page pointer on the given offset */
5320   static struct page *mychip_page(struct snd_pcm_substream *substream,
5321                                   unsigned long offset)
5322   {
5323           void *pageptr = substream->runtime->dma_area + offset;
5324           return vmalloc_to_page(pageptr);
5325   }
5326 ]]>
5327           </programlisting>
5328         </informalexample>
5329       </para>
5330     </section>
5331
5332   </chapter>
5333
5334
5335 <!-- ****************************************************** -->
5336 <!-- Proc Interface  -->
5337 <!-- ****************************************************** -->
5338   <chapter id="proc-interface">
5339     <title>Proc Interface</title>
5340     <para>
5341       ALSA provides an easy interface for procfs. The proc files are
5342       very useful for debugging. I recommend you set up proc files if
5343       you write a driver and want to get a running status or register
5344       dumps. The API is found in
5345       <filename>&lt;sound/info.h&gt;</filename>. 
5346     </para>
5347
5348     <para>
5349       To create a proc file, call
5350       <function>snd_card_proc_new()</function>. 
5351
5352       <informalexample>
5353         <programlisting>
5354 <![CDATA[
5355   struct snd_info_entry *entry;
5356   int err = snd_card_proc_new(card, "my-file", &entry);
5357 ]]>
5358         </programlisting>
5359       </informalexample>
5360
5361       where the second argument specifies the name of the proc file to be
5362     created. The above example will create a file
5363     <filename>my-file</filename> under the card directory,
5364     e.g. <filename>/proc/asound/card0/my-file</filename>. 
5365     </para>
5366
5367     <para>
5368     Like other components, the proc entry created via
5369     <function>snd_card_proc_new()</function> will be registered and
5370     released automatically in the card registration and release
5371     functions.
5372     </para>
5373
5374     <para>
5375       When the creation is successful, the function stores a new
5376     instance in the pointer given in the third argument.
5377     It is initialized as a text proc file for read only.  To use
5378     this proc file as a read-only text file as it is, set the read
5379     callback with a private data via 
5380      <function>snd_info_set_text_ops()</function>.
5381
5382       <informalexample>
5383         <programlisting>
5384 <![CDATA[
5385   snd_info_set_text_ops(entry, chip, my_proc_read);
5386 ]]>
5387         </programlisting>
5388       </informalexample>
5389     
5390     where the second argument (<parameter>chip</parameter>) is the
5391     private data to be used in the callbacks. The third parameter
5392     specifies the read buffer size and the fourth
5393     (<parameter>my_proc_read</parameter>) is the callback function, which
5394     is defined like
5395
5396       <informalexample>
5397         <programlisting>
5398 <![CDATA[
5399   static void my_proc_read(struct snd_info_entry *entry,
5400                            struct snd_info_buffer *buffer);
5401 ]]>
5402         </programlisting>
5403       </informalexample>
5404     
5405     </para>
5406
5407     <para>
5408     In the read callback, use <function>snd_iprintf()</function> for
5409     output strings, which works just like normal
5410     <function>printf()</function>.  For example,
5411
5412       <informalexample>
5413         <programlisting>
5414 <![CDATA[
5415   static void my_proc_read(struct snd_info_entry *entry,
5416                            struct snd_info_buffer *buffer)
5417   {
5418           struct my_chip *chip = entry->private_data;
5419
5420           snd_iprintf(buffer, "This is my chip!\n");
5421           snd_iprintf(buffer, "Port = %ld\n", chip->port);
5422   }
5423 ]]>
5424         </programlisting>
5425       </informalexample>
5426     </para>
5427
5428     <para>
5429     The file permissions can be changed afterwards.  As default, it's
5430     set as read only for all users.  If you want to add write
5431     permission for the user (root as default), do as follows:
5432
5433       <informalexample>
5434         <programlisting>
5435 <![CDATA[
5436  entry->mode = S_IFREG | S_IRUGO | S_IWUSR;
5437 ]]>
5438         </programlisting>
5439       </informalexample>
5440
5441     and set the write buffer size and the callback
5442
5443       <informalexample>
5444         <programlisting>
5445 <![CDATA[
5446   entry->c.text.write = my_proc_write;
5447 ]]>
5448         </programlisting>
5449       </informalexample>
5450     </para>
5451
5452     <para>
5453       For the write callback, you can use
5454     <function>snd_info_get_line()</function> to get a text line, and
5455     <function>snd_info_get_str()</function> to retrieve a string from
5456     the line. Some examples are found in
5457     <filename>core/oss/mixer_oss.c</filename>, core/oss/and
5458     <filename>pcm_oss.c</filename>. 
5459     </para>
5460
5461     <para>
5462       For a raw-data proc-file, set the attributes as follows:
5463
5464       <informalexample>
5465         <programlisting>
5466 <![CDATA[
5467   static struct snd_info_entry_ops my_file_io_ops = {
5468           .read = my_file_io_read,
5469   };
5470
5471   entry->content = SNDRV_INFO_CONTENT_DATA;
5472   entry->private_data = chip;
5473   entry->c.ops = &my_file_io_ops;
5474   entry->size = 4096;
5475   entry->mode = S_IFREG | S_IRUGO;
5476 ]]>
5477         </programlisting>
5478       </informalexample>
5479
5480       For the raw data, <structfield>size</structfield> field must be
5481       set properly.  This specifies the maximum size of the proc file access.
5482     </para>
5483
5484     <para>
5485       The read/write callbacks of raw mode are more direct than the text mode.
5486       You need to use a low-level I/O functions such as
5487       <function>copy_from/to_user()</function> to transfer the
5488       data.
5489
5490       <informalexample>
5491         <programlisting>
5492 <![CDATA[
5493   static ssize_t my_file_io_read(struct snd_info_entry *entry,
5494                               void *file_private_data,
5495                               struct file *file,
5496                               char *buf,
5497                               size_t count,
5498                               loff_t pos)
5499   {
5500           if (copy_to_user(buf, local_data + pos, count))
5501                   return -EFAULT;
5502           return count;
5503   }
5504 ]]>
5505         </programlisting>
5506       </informalexample>
5507
5508       If the size of the info entry has been set up properly,
5509       <structfield>count</structfield> and <structfield>pos</structfield> are
5510       guaranteed to fit within 0 and the given size.
5511       You don't have to check the range in the callbacks unless any
5512       other condition is required.
5513
5514     </para>
5515
5516   </chapter>
5517
5518
5519 <!-- ****************************************************** -->
5520 <!-- Power Management  -->
5521 <!-- ****************************************************** -->
5522   <chapter id="power-management">
5523     <title>Power Management</title>
5524     <para>
5525       If the chip is supposed to work with suspend/resume
5526       functions, you need to add power-management code to the
5527       driver. The additional code for power-management should be
5528       <function>ifdef</function>'ed with
5529       <constant>CONFIG_PM</constant>. 
5530     </para>
5531
5532         <para>
5533         If the driver <emphasis>fully</emphasis> supports suspend/resume
5534         that is, the device can be
5535         properly resumed to its state when suspend was called,
5536         you can set the <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant> flag
5537         in the pcm info field.  Usually, this is possible when the
5538         registers of the chip can be safely saved and restored to
5539         RAM. If this is set, the trigger callback is called with
5540         <constant>SNDRV_PCM_TRIGGER_RESUME</constant> after the resume
5541         callback completes. 
5542         </para>
5543
5544         <para>
5545         Even if the driver doesn't support PM fully but 
5546         partial suspend/resume is still possible, it's still worthy to
5547         implement suspend/resume callbacks. In such a case, applications
5548         would reset the status by calling
5549         <function>snd_pcm_prepare()</function> and restart the stream
5550         appropriately.  Hence, you can define suspend/resume callbacks
5551         below but don't set <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant>
5552         info flag to the PCM.
5553         </para>
5554         
5555         <para>
5556         Note that the trigger with SUSPEND can always be called when
5557         <function>snd_pcm_suspend_all</function> is called,
5558         regardless of the <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant> flag.
5559         The <constant>RESUME</constant> flag affects only the behavior
5560         of <function>snd_pcm_resume()</function>.
5561         (Thus, in theory,
5562         <constant>SNDRV_PCM_TRIGGER_RESUME</constant> isn't needed
5563         to be handled in the trigger callback when no
5564         <constant>SNDRV_PCM_INFO_RESUME</constant> flag is set.  But,
5565         it's better to keep it for compatibility reasons.)
5566         </para>
5567     <para>
5568       In the earlier version of ALSA drivers, a common
5569       power-management layer was provided, but it has been removed.
5570       The driver needs to define the suspend/resume hooks according to
5571       the bus the device is connected to.  In the case of PCI drivers, the
5572       callbacks look like below:
5573
5574       <informalexample>
5575         <programlisting>
5576 <![CDATA[
5577   #ifdef CONFIG_PM
5578   static int snd_my_suspend(struct pci_dev *pci, pm_message_t state)
5579   {
5580           .... /* do things for suspend */
5581           return 0;
5582   }
5583   static int snd_my_resume(struct pci_dev *pci)
5584   {
5585           .... /* do things for suspend */
5586           return 0;
5587   }
5588   #endif
5589 ]]>
5590         </programlisting>
5591       </informalexample>
5592     </para>
5593
5594     <para>
5595       The scheme of the real suspend job is as follows.
5596
5597       <orderedlist>
5598         <listitem><para>Retrieve the card and the chip data.</para></listitem>
5599         <listitem><para>Call <function>snd_power_change_state()</function> with
5600           <constant>SNDRV_CTL_POWER_D3hot</constant> to change the
5601           power status.</para></listitem>
5602         <listitem><para>Call <function>snd_pcm_suspend_all()</function> to suspend the running PCM streams.</para></listitem>
5603         <listitem><para>If AC97 codecs are used, call
5604         <function>snd_ac97_suspend()</function> for each codec.</para></listitem>
5605         <listitem><para>Save the register values if necessary.</para></listitem>
5606         <listitem><para>Stop the hardware if necessary.</para></listitem>
5607         <listitem><para>Disable the PCI device by calling
5608           <function>pci_disable_device()</function>.  Then, call
5609           <function>pci_save_state()</function> at last.</para></listitem>
5610       </orderedlist>
5611     </para>
5612
5613     <para>
5614       A typical code would be like:
5615
5616       <informalexample>
5617         <programlisting>
5618 <![CDATA[
5619   static int mychip_suspend(struct pci_dev *pci, pm_message_t state)
5620   {
5621           /* (1) */
5622           struct snd_card *card = pci_get_drvdata(pci);
5623           struct mychip *chip = card->private_data;
5624           /* (2) */
5625           snd_power_change_state(card, SNDRV_CTL_POWER_D3hot);
5626           /* (3) */
5627           snd_pcm_suspend_all(chip->pcm);
5628           /* (4) */
5629           snd_ac97_suspend(chip->ac97);
5630           /* (5) */
5631           snd_mychip_save_registers(chip);
5632           /* (6) */
5633           snd_mychip_stop_hardware(chip);
5634           /* (7) */
5635           pci_disable_device(pci);
5636           pci_save_state(pci);
5637           return 0;
5638   }
5639 ]]>
5640         </programlisting>
5641       </informalexample>
5642     </para>
5643
5644     <para>
5645     The scheme of the real resume job is as follows.
5646
5647     <orderedlist>
5648     <listitem><para>Retrieve the card and the chip data.</para></listitem>
5649     <listitem><para>Set up PCI. First, call <function>pci_restore_state()</function>.
5650         Then enable the pci device again by calling <function>pci_enable_device()</function>.
5651         Call <function>pci_set_master()</function> if necessary, too.</para></listitem>
5652     <listitem><para>Re-initialize the chip.</para></listitem>
5653     <listitem><para>Restore the saved registers if necessary.</para></listitem>
5654     <listitem><para>Resume the mixer, e.g. calling
5655     <function>snd_ac97_resume()</function>.</para></listitem>
5656     <listitem><para>Restart the hardware (if any).</para></listitem>
5657     <listitem><para>Call <function>snd_power_change_state()</function> with
5658         <constant>SNDRV_CTL_POWER_D0</constant> to notify the processes.</para></listitem>
5659     </orderedlist>
5660     </para>
5661
5662     <para>
5663     A typical code would be like:
5664
5665       <informalexample>
5666         <programlisting>
5667 <![CDATA[
5668   static int mychip_resume(struct pci_dev *pci)
5669   {
5670           /* (1) */
5671           struct snd_card *card = pci_get_drvdata(pci);
5672           struct mychip *chip = card->private_data;
5673           /* (2) */
5674           pci_restore_state(pci);
5675           pci_enable_device(pci);
5676           pci_set_master(pci);
5677           /* (3) */
5678           snd_mychip_reinit_chip(chip);
5679           /* (4) */
5680           snd_mychip_restore_registers(chip);
5681           /* (5) */
5682           snd_ac97_resume(chip->ac97);
5683           /* (6) */
5684           snd_mychip_restart_chip(chip);
5685           /* (7) */
5686           snd_power_change_state(card, SNDRV_CTL_POWER_D0);
5687           return 0;
5688   }
5689 ]]>
5690         </programlisting>
5691       </informalexample>
5692     </para>
5693
5694     <para>
5695         As shown in the above, it's better to save registers after
5696         suspending the PCM operations via
5697         <function>snd_pcm_suspend_all()</function> or
5698         <function>snd_pcm_suspend()</function>.  It means that the PCM
5699         streams are already stopped when the register snapshot is
5700         taken.  But, remember that you don't have to restart the PCM
5701         stream in the resume callback. It'll be restarted via 
5702         trigger call with <constant>SNDRV_PCM_TRIGGER_RESUME</constant>
5703         when necessary.
5704     </para>
5705
5706     <para>
5707       OK, we have all callbacks now. Let's set them up. In the
5708       initialization of the card, make sure that you can get the chip
5709       data from the card instance, typically via
5710       <structfield>private_data</structfield> field, in case you
5711       created the chip data individually.
5712
5713       <informalexample>
5714         <programlisting>
5715 <![CDATA[
5716   static int snd_mychip_probe(struct pci_dev *pci,
5717                               const struct pci_device_id *pci_id)
5718   {
5719           ....
5720           struct snd_card *card;
5721           struct mychip *chip;
5722           int err;
5723           ....
5724           err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
5725                              0, &card);
5726           ....
5727           chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
5728           ....
5729           card->private_data = chip;
5730           ....
5731   }
5732 ]]>
5733         </programlisting>
5734       </informalexample>
5735
5736         When you created the chip data with
5737         <function>snd_card_new()</function>, it's anyway accessible
5738         via <structfield>private_data</structfield> field.
5739
5740       <informalexample>
5741         <programlisting>
5742 <![CDATA[
5743   static int snd_mychip_probe(struct pci_dev *pci,
5744                               const struct pci_device_id *pci_id)
5745   {
5746           ....
5747           struct snd_card *card;
5748           struct mychip *chip;
5749           int err;
5750           ....
5751           err = snd_card_new(&pci->dev, index[dev], id[dev], THIS_MODULE,
5752                              sizeof(struct mychip), &card);
5753           ....
5754           chip = card->private_data;
5755           ....
5756   }
5757 ]]>
5758         </programlisting>
5759       </informalexample>
5760
5761     </para>
5762
5763     <para>
5764       If you need a space to save the registers, allocate the
5765         buffer for it here, too, since it would be fatal
5766     if you cannot allocate a memory in the suspend phase.
5767     The allocated buffer should be released in the corresponding
5768     destructor.
5769     </para>
5770
5771     <para>
5772       And next, set suspend/resume callbacks to the pci_driver.
5773
5774       <informalexample>
5775         <programlisting>
5776 <![CDATA[
5777   static struct pci_driver driver = {
5778           .name = KBUILD_MODNAME,
5779           .id_table = snd_my_ids,
5780           .probe = snd_my_probe,
5781           .remove = snd_my_remove,
5782   #ifdef CONFIG_PM
5783           .suspend = snd_my_suspend,
5784           .resume = snd_my_resume,
5785   #endif
5786   };
5787 ]]>
5788         </programlisting>
5789       </informalexample>
5790     </para>
5791
5792   </chapter>
5793
5794
5795 <!-- ****************************************************** -->
5796 <!-- Module Parameters  -->
5797 <!-- ****************************************************** -->
5798   <chapter id="module-parameters">
5799     <title>Module Parameters</title>
5800     <para>
5801       There are standard module options for ALSA. At least, each
5802       module should have the <parameter>index</parameter>,
5803       <parameter>id</parameter> and <parameter>enable</parameter>
5804       options. 
5805     </para>
5806
5807     <para>
5808       If the module supports multiple cards (usually up to
5809       8 = <constant>SNDRV_CARDS</constant> cards), they should be
5810       arrays. The default initial values are defined already as
5811       constants for easier programming:
5812
5813       <informalexample>
5814         <programlisting>
5815 <![CDATA[
5816   static int index[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_IDX;
5817   static char *id[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_STR;
5818   static int enable[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_ENABLE_PNP;
5819 ]]>
5820         </programlisting>
5821       </informalexample>
5822     </para>
5823
5824     <para>
5825       If the module supports only a single card, they could be single
5826     variables, instead.  <parameter>enable</parameter> option is not
5827     always necessary in this case, but it would be better to have a
5828     dummy option for compatibility.
5829     </para>
5830
5831     <para>
5832       The module parameters must be declared with the standard
5833     <function>module_param()()</function>,
5834     <function>module_param_array()()</function> and
5835     <function>MODULE_PARM_DESC()</function> macros.
5836     </para>
5837
5838     <para>
5839       The typical coding would be like below:
5840
5841       <informalexample>
5842         <programlisting>
5843 <![CDATA[
5844   #define CARD_NAME "My Chip"
5845
5846   module_param_array(index, int, NULL, 0444);
5847   MODULE_PARM_DESC(index, "Index value for " CARD_NAME " soundcard.");
5848   module_param_array(id, charp, NULL, 0444);
5849   MODULE_PARM_DESC(id, "ID string for " CARD_NAME " soundcard.");
5850   module_param_array(enable, bool, NULL, 0444);
5851   MODULE_PARM_DESC(enable, "Enable " CARD_NAME " soundcard.");
5852 ]]>
5853         </programlisting>
5854       </informalexample>
5855     </para>
5856
5857     <para>
5858       Also, don't forget to define the module description, classes,
5859       license and devices. Especially, the recent modprobe requires to
5860       define the module license as GPL, etc., otherwise the system is
5861       shown as <quote>tainted</quote>. 
5862
5863       <informalexample>
5864         <programlisting>
5865 <![CDATA[
5866   MODULE_DESCRIPTION("My Chip");
5867   MODULE_LICENSE("GPL");
5868   MODULE_SUPPORTED_DEVICE("{{Vendor,My Chip Name}}");
5869 ]]>
5870         </programlisting>
5871       </informalexample>
5872     </para>
5873
5874   </chapter>
5875
5876
5877 <!-- ****************************************************** -->
5878 <!-- How To Put Your Driver  -->
5879 <!-- ****************************************************** -->
5880   <chapter id="how-to-put-your-driver">
5881     <title>How To Put Your Driver Into ALSA Tree</title>
5882         <section>
5883         <title>General</title>
5884         <para>
5885         So far, you've learned how to write the driver codes.
5886         And you might have a question now: how to put my own
5887         driver into the ALSA driver tree?
5888         Here (finally :) the standard procedure is described briefly.
5889         </para>
5890
5891         <para>
5892         Suppose that you create a new PCI driver for the card
5893         <quote>xyz</quote>.  The card module name would be
5894         snd-xyz.  The new driver is usually put into the alsa-driver
5895         tree, <filename>alsa-driver/pci</filename> directory in
5896         the case of PCI cards.
5897         Then the driver is evaluated, audited and tested
5898         by developers and users.  After a certain time, the driver
5899         will go to the alsa-kernel tree (to the corresponding directory,
5900         such as <filename>alsa-kernel/pci</filename>) and eventually
5901         will be integrated into the Linux 2.6 tree (the directory would be
5902         <filename>linux/sound/pci</filename>).
5903         </para>
5904
5905         <para>
5906         In the following sections, the driver code is supposed
5907         to be put into alsa-driver tree. The two cases are covered:
5908         a driver consisting of a single source file and one consisting
5909         of several source files.
5910         </para>
5911         </section>
5912
5913         <section>
5914         <title>Driver with A Single Source File</title>
5915         <para>
5916         <orderedlist>
5917         <listitem>
5918         <para>
5919         Modify alsa-driver/pci/Makefile
5920         </para>
5921
5922         <para>
5923         Suppose you have a file xyz.c.  Add the following
5924         two lines
5925       <informalexample>
5926         <programlisting>
5927 <![CDATA[
5928   snd-xyz-objs := xyz.o
5929   obj-$(CONFIG_SND_XYZ) += snd-xyz.o
5930 ]]>
5931         </programlisting>
5932       </informalexample>
5933         </para>
5934         </listitem>
5935
5936         <listitem>
5937         <para>
5938         Create the Kconfig entry
5939         </para>
5940
5941         <para>
5942         Add the new entry of Kconfig for your xyz driver.
5943       <informalexample>
5944         <programlisting>
5945 <![CDATA[
5946   config SND_XYZ
5947           tristate "Foobar XYZ"
5948           depends on SND
5949           select SND_PCM
5950           help
5951             Say Y here to include support for Foobar XYZ soundcard.
5952
5953             To compile this driver as a module, choose M here: the module
5954             will be called snd-xyz.
5955 ]]>
5956         </programlisting>
5957       </informalexample>
5958
5959         the line, select SND_PCM, specifies that the driver xyz supports
5960         PCM.  In addition to SND_PCM, the following components are
5961         supported for select command:
5962         SND_RAWMIDI, SND_TIMER, SND_HWDEP, SND_MPU401_UART,
5963         SND_OPL3_LIB, SND_OPL4_LIB, SND_VX_LIB, SND_AC97_CODEC.
5964         Add the select command for each supported component.
5965         </para>
5966
5967         <para>
5968         Note that some selections imply the lowlevel selections.
5969         For example, PCM includes TIMER, MPU401_UART includes RAWMIDI,
5970         AC97_CODEC includes PCM, and OPL3_LIB includes HWDEP.
5971         You don't need to give the lowlevel selections again.
5972         </para>
5973
5974         <para>
5975         For the details of Kconfig script, refer to the kbuild
5976         documentation.
5977         </para>
5978
5979         </listitem>
5980
5981         <listitem>
5982         <para>
5983         Run cvscompile script to re-generate the configure script and
5984         build the whole stuff again.
5985         </para>
5986         </listitem>
5987         </orderedlist>
5988         </para>
5989         </section>
5990
5991         <section>
5992         <title>Drivers with Several Source Files</title>
5993         <para>
5994         Suppose that the driver snd-xyz have several source files.
5995         They are located in the new subdirectory,
5996         pci/xyz.
5997
5998         <orderedlist>
5999         <listitem>
6000         <para>
6001         Add a new directory (<filename>xyz</filename>) in
6002         <filename>alsa-driver/pci/Makefile</filename> as below
6003
6004       <informalexample>
6005         <programlisting>
6006 <![CDATA[
6007   obj-$(CONFIG_SND) += xyz/
6008 ]]>
6009         </programlisting>
6010       </informalexample>
6011         </para>
6012         </listitem>
6013
6014         <listitem>
6015         <para>
6016         Under the directory <filename>xyz</filename>, create a Makefile
6017
6018       <example>
6019         <title>Sample Makefile for a driver xyz</title>
6020         <programlisting>
6021 <![CDATA[
6022   ifndef SND_TOPDIR
6023   SND_TOPDIR=../..
6024   endif
6025
6026   include $(SND_TOPDIR)/toplevel.config
6027   include $(SND_TOPDIR)/Makefile.conf
6028
6029   snd-xyz-objs := xyz.o abc.o def.o
6030
6031   obj-$(CONFIG_SND_XYZ) += snd-xyz.o
6032
6033   include $(SND_TOPDIR)/Rules.make
6034 ]]>
6035         </programlisting>
6036       </example>
6037         </para>
6038         </listitem>
6039
6040         <listitem>
6041         <para>
6042         Create the Kconfig entry
6043         </para>
6044
6045         <para>
6046         This procedure is as same as in the last section.
6047         </para>
6048         </listitem>
6049
6050         <listitem>
6051         <para>
6052         Run cvscompile script to re-generate the configure script and
6053         build the whole stuff again.
6054         </para>
6055         </listitem>
6056         </orderedlist>
6057         </para>
6058         </section>
6059
6060   </chapter>
6061
6062 <!-- ****************************************************** -->
6063 <!-- Useful Functions  -->
6064 <!-- ****************************************************** -->
6065   <chapter id="useful-functions">
6066     <title>Useful Functions</title>
6067
6068     <section id="useful-functions-snd-printk">
6069       <title><function>snd_printk()</function> and friends</title>
6070       <para>
6071         ALSA provides a verbose version of the
6072       <function>printk()</function> function. If a kernel config
6073       <constant>CONFIG_SND_VERBOSE_PRINTK</constant> is set, this
6074       function prints the given message together with the file name
6075       and the line of the caller. The <constant>KERN_XXX</constant>
6076       prefix is processed as 
6077       well as the original <function>printk()</function> does, so it's
6078       recommended to add this prefix, e.g. 
6079
6080         <informalexample>
6081           <programlisting>
6082 <![CDATA[
6083   snd_printk(KERN_ERR "Oh my, sorry, it's extremely bad!\n");
6084 ]]>
6085           </programlisting>
6086         </informalexample>
6087       </para>
6088
6089       <para>
6090         There are also <function>printk()</function>'s for
6091       debugging. <function>snd_printd()</function> can be used for
6092       general debugging purposes. If
6093       <constant>CONFIG_SND_DEBUG</constant> is set, this function is
6094       compiled, and works just like
6095       <function>snd_printk()</function>. If the ALSA is compiled
6096       without the debugging flag, it's ignored. 
6097       </para>
6098
6099       <para>
6100         <function>snd_printdd()</function> is compiled in only when
6101       <constant>CONFIG_SND_DEBUG_VERBOSE</constant> is set. Please note
6102       that <constant>CONFIG_SND_DEBUG_VERBOSE</constant> is not set as default
6103       even if you configure the alsa-driver with
6104       <option>--with-debug=full</option> option. You need to give
6105       explicitly <option>--with-debug=detect</option> option instead. 
6106       </para>
6107     </section>
6108
6109     <section id="useful-functions-snd-bug">
6110       <title><function>snd_BUG()</function></title>
6111       <para>
6112         It shows the <computeroutput>BUG?</computeroutput> message and
6113       stack trace as well as <function>snd_BUG_ON</function> at the point.
6114       It's useful to show that a fatal error happens there. 
6115       </para>
6116       <para>
6117          When no debug flag is set, this macro is ignored. 
6118       </para>
6119     </section>
6120
6121     <section id="useful-functions-snd-bug-on">
6122       <title><function>snd_BUG_ON()</function></title>
6123       <para>
6124         <function>snd_BUG_ON()</function> macro is similar with
6125         <function>WARN_ON()</function> macro. For example,  
6126
6127         <informalexample>
6128           <programlisting>
6129 <![CDATA[
6130   snd_BUG_ON(!pointer);
6131 ]]>
6132           </programlisting>
6133         </informalexample>
6134
6135         or it can be used as the condition,
6136         <informalexample>
6137           <programlisting>
6138 <![CDATA[
6139   if (snd_BUG_ON(non_zero_is_bug))
6140           return -EINVAL;
6141 ]]>
6142           </programlisting>
6143         </informalexample>
6144
6145       </para>
6146
6147       <para>
6148         The macro takes an conditional expression to evaluate.
6149         When <constant>CONFIG_SND_DEBUG</constant>, is set, if the
6150         expression is non-zero, it shows the warning message such as
6151         <computeroutput>BUG? (xxx)</computeroutput>
6152         normally followed by stack trace.
6153
6154         In both cases it returns the evaluated value.
6155       </para>
6156
6157     </section>
6158
6159   </chapter>
6160
6161
6162 <!-- ****************************************************** -->
6163 <!-- Acknowledgments  -->
6164 <!-- ****************************************************** -->
6165   <chapter id="acknowledgments">
6166     <title>Acknowledgments</title>
6167     <para>
6168       I would like to thank Phil Kerr for his help for improvement and
6169       corrections of this document. 
6170     </para>
6171     <para>
6172     Kevin Conder reformatted the original plain-text to the
6173     DocBook format.
6174     </para>
6175     <para>
6176     Giuliano Pochini corrected typos and contributed the example codes
6177     in the hardware constraints section.
6178     </para>
6179   </chapter>
6180 </book>