关键流程设计

操作函数集实现

在 S 的驱动设计中，snd_soc_dai_ops 是一个非常重要的结构体，它是 dai 的操作函数集，所有对 S 接口的设置都是通过此结构体完成。所以，I2S 驱动中一项非常重要的部分就是实现此结构体中的函数接口。snd_soc_dai_ops 函数集可以分为如下几个部分：

cpu_dai 时钟配置函数，通常由 machine 驱动调用
- set_sysclk：设置 dai 的主时钟 MCLK
- set_clkdiv：设置分频系数，用于实现 BCLK 和 LRCK 的分频系数
- set_bclk_ratio：设置 BCLK 和 LRCK 的比率
cpu_dai 格式设置，通常由 machine 驱动调用
- set_fmt：设置主从模式(LRCK 和 BCLK 时钟由 SOC 提供还是由 codec 提供)，BCLK 和 LRCK 的极性，以及传输模式
- set_tdm_slot：cpu_dai 支持时分复用时，用于设置时分复用的 slot
- set_channel_map：声道时分复用时的映射关系设置
ALSA PCM 音频操作，由 ALSA 的 soc-core 在执行音频操作时调用
- hw_params：硬件参数设置，一般用于采样精度，通道位宽的设置
- trigger：命令触发函数，用于执行音频数据传输的开始、结束、暂停、恢复等

在 S 的驱动中，需要实现的接口有：

static const struct snd_soc_dai_ops aic_i2s_dai_ops = {
        .set_sysclk = aic_i2s_set_sysclk,
        .set_bclk_ratio = aic_i2s_set_bclk_ratio,
        .set_fmt = aic_i2s_set_fmt,
        .set_tdm_slot = aic_i2s_set_tdm_slot,
        .hw_params = aic_i2s_hw_params,
        .trigger = aic_i2s_trigger,
};

在实现的几个接口函数中，除 params 和 trigger 外，其它函数是需要在 machine 驱动中根据 I2S 和 codec 双方所支持的格式、时钟等进行调用设置的，使 S 和 codec 两边的格式设置相同。

I2S 时钟设置

MCLK 主时钟设置。
MCLK 是 S 的主时钟，主要作用是向外部的 codec 芯片提供工作时钟，由 S 模块的工作时钟分频得到。在驱动中由 sysclk 设置 MCLK 的频率，MCLK 一般采用 128fs，256fs，512fs 的表示方式，具体的设置需要参考实际使用的 codec 芯片规格书。Fs 是采样频率，常见的采样频率有 44.1khz，48khz，32khz 等，可以据此算出 MCLK 的频率值。一般会在 machine 驱动中调用设置 MCLK 的函数。
LRCK 和 BCLK 左右声道时钟设置。
LRCK 是左右声道时钟。LRCK 的时钟频率等于 fs，在 D211 中，通过 PERIOD 位域设置 LRCK 的频率，LRCK_PERIOD 表示一个 LRCK 时钟周期内，有多少个 BCLK 周期。在 S 模式下，若为立体声（2 通道），32bit 采样深度，则 BCLK=64fs，则 PERIOD 应设置为(64/2-1)。若为 4 通道，24bit 采样深度，则 BCLK=96fs，则 PERIOD 应设置为（96/2-1）。由采样频率可以算出 BCLK 时钟的频率。并由 BCLK 的频率算出 LRCK，即采样率。

period bytes 对齐

在使用 DMA 传输音频数据时，DMA 要求每次传输的数据长度必须 128bytes/8bytes 对齐。在 ALSA 框架下，音频数据以 period 为周期调用 DMA 传输，每次传输的数据长度为 bytes。所以，必须满足 bytes 按照 128bytes/8bytes 对齐。ALSA 中提供了相应的 API 接口(snd_pcm_hw_constraint_step)来满足这一需求。

static int aic_i2s_startup(struct snd_pcm_substream *substream,
            struct snd_soc_dai *dai)
{
    int ret;

    /* Make sure that the period bytes are 8/128 bytes aligned according to
    * the DMA transfer requested.
    */
    if (of_device_is_compatible(dai->dev->of_node,
        "artinchip,aic-i2s-v1.0")) {
        ret = snd_pcm_hw_constraint_step(substream->runtime, 0,
                    SNDRV_PCM_HW_PARAM_PERIOD_BYTES, 8);
        if (ret < 0) {
            dev_err(dai->dev,
                "Could not apply period step: %d\n", ret);
            return ret;
        }

        ret = snd_pcm_hw_constraint_step(substream->runtime, 0,
                    SNDRV_PCM_HW_PARAM_BUFFER_BYTES, 8);
        if (ret < 0) {
            dev_err(dai->dev,
                "Could not apply buffer step: %d\n", ret);
            return ret;
        }
    } else {
        ret = snd_pcm_hw_constraint_step(substream->runtime, 0,
                    SNDRV_PCM_HW_PARAM_PERIOD_BYTES, 128);
        if (ret < 0) {
            dev_err(dai->dev,
                "Could not apply period step: %d\n", ret);
            return ret;
        }

        ret = snd_pcm_hw_constraint_step(substream->runtime, 0,
                    SNDRV_PCM_HW_PARAM_BUFFER_BYTES, 128);
        if (ret < 0) {
            dev_err(dai->dev,
                "Could not apply buffer step: %d\n", ret);
            return ret;
        }
    }

    return ret;
}

Record 流程

init 流程
1. 初始化 DMA 传输的起始地址、buf_len 以及 period_len。
  
  I2S 模块使用 DMA 传输音频数据，DMA 采用环形链表形式，依次将音频数据传送到硬件。所以需要配置 DMA 传输时的起始地址（即 RX buffer 地址）以及 buf_len，period_len。
2. 注册 HAL 层的回调函数。
  
  在 Driver 层驱动，将 buf_len 配置为 period_len 的 2 倍，DMA 每传输 period_len 长度的数据，触发一次 DMA 中断，通知 CPU 向 pipe 设备写入数据。
start 流程
按照 RT-Thread audio 的框架，在执行 rt_device_open 时，就会调用 start 流程，开始音频的录制，然后再通过 rt_device_control 设置音频的格式（采样率，通道数等）。按照这个流程，最开始可能会录制一段不符合设置的音频格式的数据，这显然是不合理的。所以，在 Driver 层的驱动实现中，start 流程并未做任何处理，而是在设置完音频格式后才开始音频的录制。
DMA 中断流程
DMA 每传输完 period_len 长度的数据后，触发一次 DMA 中断，然后通过 DMA 回调函数的逐级调用，最终调用 rt_audio_rx_done，将 RX buffer 的数据写入到 pipe 设备，每次写入 period_len 长度的音频数据。