ASoC 四层架构与 i.MX6ULL 驱动对照

平台：100ask i.MX6ULL Pro（wm8960-audio，SAI2 + WM8960）
内核：NXP BSP Linux 4.9.88（imx-wm8960 / fsl_sai / imx-pcm-dma-v2 / wm8960）；与站点多数 6.8 文路径不同，差异处另行注明
本文：ASoC 经典四层各自做什么，以及在本板上对应哪些驱动与设备树节点

1. 本文要回答什么
2. ASoC 在 ALSA 中的位置
3. 经典四层与职责
4. 分层关系图
5. i.MX6ULL Pro 四层驱动对照
6. 设备树如何粘合四层
- 6.5 内核如何管理这三层
- 6.6 绑卡：soc_bind_dai_link 与 rtd
7. Probe 顺序
8. 运行时数据走哪几层
9. 术语澄清
10. 小结
附录 A 源码索引
附录 B 要点速记

1. 本文要回答什么

ASoC 一般分哪几层？每层做什么？100ask i.MX6ULL Pro 上分别对应哪个驱动文件？

2. ASoC 在 ALSA 中的位置

ALSA 面向用户态提供 /dev/snd/*（PCM、控制等）。嵌入式 SoC 上，声卡往往由「控制器 + 编解码器 + DMA」拼成，ASoC（ALSA System on Chip）把这块拆成可复用的驱动层，再由 Machine 按板级接线组卡。

用户态仍只认 card / device；四层是内核里的组织方式，不是用户态再开四套 API。

3. 经典四层与职责

层	英文	职责（做什么）	一般不做什么
Machine	Machine / Card	板级粘合：解析 DTS、`dai_link`、`audio-routing`、主从与时钟策略、耳机插入等；注册 `snd_soc_card`	不搬 PCM 字节流，不直接操作 SAI FIFO
Platform	Platform / PCM	PCM 设备与 DMA：环形缓冲、period、SDMA / DMA 把内存与 DAI FIFO 对接	不解析编解码器寄存器；不是「某某开发板平台」的意思
CPU DAI	CPU DAI	SoC 侧数字音频接口：SSI / SAI / I2S 等，配置格式、时钟、触发收发	不负责模拟增益、耳机功放
Codec	Codec	编解码器：I2C / SPI 控制、DAC / ADC、DAPM 模拟路由、音量	一般不负责 SoC 侧 DMA

一条 dai_link 通常绑定：CPU DAI + Codec DAI + Platform；Machine 持有整张 card 与一条或多条 link。

较新主线内核里不少驱动合成 Component，但读板级代码、对照 DTS 时，仍按上述四层拆最清楚。

4. 分层关系图

5. i.MX6ULL Pro 四层驱动对照

本板声卡名 wm8960-audio，数字接口为 SAI2，编解码器为 WM8960（I2C2 @0x1a）。

层	本板驱动	源文件	设备树 / 绑定要点
Machine	`imx-wm8960`	`sound/soc/fsl/imx-wm8960.c`	`sound` 节点；`compatible` 匹配 `"fsl,imx-audio-wm8960"`
Platform	`imx-pcm-dma-v2`	`sound/soc/fsl/imx-pcm-dma-v2.c`	无独立节点；`fsl_sai` probe 末尾 `imx_pcm_platform_register()`
CPU DAI	`fsl_sai`	`sound/soc/fsl/fsl_sai.c`	`&sai2`；SoC 定义在 `imx6ull.dtsi`（`fsl,imx6ul-sai`）
Codec	`wm8960`	`sound/soc/codecs/wm8960.c`	`wm8960@1a`；`compatible = "wlf,wm8960"`

可选（本板 DTS 挂了 asrc-controller，会多出 ASRC 相关 PCM，仍挂在同一 Machine 下）：

角色	源文件	说明
ASRC	`sound/soc/fsl/fsl_asrc.c`	DPCM 前端重采样；用户可见 `HiFi` 与 `HiFi-ASRC-FE` 两套 PCM

本板 不使用 SSI：i.MX6ULL 硅片侧为 SAI；树中虽有 fsl_ssi / imx-ssi，本 DTS 无对应消费节点。

辅助头文件：sound/soc/fsl/fsl_sai.h、sound/soc/fsl/imx-pcm.h。

树中另有 sound/soc/fsl/imx-pcm-dma.c（另一套 DMA PCM 注册路径）；SAI 本板走的是 imx-pcm-dma-v2.c。

6. 设备树如何粘合四层

主板文件：arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts（#include "imx6ull.dtsi"）。

6.1 Machine：`sound`

txt

sound {
    compatible = "fsl,imx6ul-evk-wm8960",
                 "fsl,imx-audio-wm8960";
    model = "wm8960-audio";
    cpu-dai = <&sai2>;
    audio-codec = <&codec>;
    asrc-controller = <&asrc>;
    codec-master;
    /* audio-routing、gpr、hp-det 等 */
};

属性	作用
`cpu-dai`	指向 CPU DAI（及 Platform 宿主）`&sai2`
`audio-codec`	指向 Codec `&codec`
`asrc-controller`	存在则 Machine 建 ASRC 相关 `dai_link`
`codec-master`	WM8960 出 BCLK / LRCLK，SAI 为 clock slave
`model`	用户可见卡名

compatible 首项 "fsl,imx6ul-evk-wm8960" 不在本驱动 of_device_id 表内；实际匹配靠 "fsl,imx-audio-wm8960"。

6.2 CPU DAI：`&sai2`

板级使能时钟与引脚；控制器寄存器与 DMA 通道在 imx6ull.dtsi。sound 的 cpu-dai = <&sai2> 只把节点指到 Machine；真正成为 ASoC CPU DAI，靠 fsl_sai_probe 末尾注册：

ret = devm_snd_soc_register_component(&pdev->dev, &fsl_component,
                &fsl_sai_dai, 1);

传入的 fsl_sai_dai 是静态 snd_soc_dai_driver；core 据此创建运行时 snd_soc_dai（挂链见 6.5）：

static struct snd_soc_dai_driver fsl_sai_dai = {
	.probe = fsl_sai_dai_probe,   /* 绑卡后：复位 SAI、装 DMA 参数 */
	.playback = {                 /* 播放方向能力：通道 / 速率 / 格式 */
		.stream_name = "CPU-Playback",
		.channels_min = 1,
		.channels_max = 32,
		.rate_min = 8000,
		.rate_max = 2822400,
		.rates = SNDRV_PCM_RATE_KNOT,
		.formats = FSL_SAI_FORMATS,
	},
	.capture = {                  /* 录音方向能力，字段含义同 playback */
		.stream_name = "CPU-Capture",
		.channels_min = 1,
		.channels_max = 32,
		.rate_min = 8000,
		.rate_max = 2822400,
		.rates = SNDRV_PCM_RATE_KNOT,
		.formats = FSL_SAI_FORMATS,
	},
	.resume  = fsl_sai_dai_resume, /* 恢复时切回正确 pinctrl 状态 */
	.ops = &fsl_sai_pcm_dai_ops,  /* 见下表：时钟 / 格式 / PCM 回调 */
};

.ops 指向的 fsl_sai_pcm_dai_ops：

static const struct snd_soc_dai_ops fsl_sai_pcm_dai_ops = {
	.set_sysclk   = fsl_sai_set_dai_sysclk,   /* 选 SAI 内部时钟源 / 分频相关 */
	.set_fmt      = fsl_sai_set_dai_fmt,      /* I2S / 主从、极性等总线格式 */
	.set_tdm_slot = fsl_sai_set_dai_tdm_slot, /* TDM 槽数与槽宽 */
	.hw_params    = fsl_sai_hw_params,        /* 按 rate/channels/format 写寄存器 */
	.hw_free      = fsl_sai_hw_free,          /* 释放本流占用的 SAI 配置 */
	.trigger      = fsl_sai_trigger,          /* start/stop：开停 TX/RX */
	.startup      = fsl_sai_startup,          /* open 时约束与准备 */
	.shutdown     = fsl_sai_shutdown,         /* close 时清理流状态 */
};

同一 probe 里随后 imx_pcm_platform_register() 挂上 Platform（见 6.4）。

6.3 Codec：`wm8960@1a`（`&i2c2` 下）

txt

codec: wm8960@1a {
    compatible = "wlf,wm8960";
    reg = <0x1a>;
    clocks = <&clks IMX6UL_CLK_SAI2>;
    clock-names = "mclk";
    wlf,shared-lrclk;
};

wlf,shared-lrclk：录放共用 LRCLK，便于 codec-master 下录音。

sound 的 audio-codec = <&codec> 只做绑定；真正注册靠 wm8960_i2c_probe：

ret = snd_soc_register_codec(&i2c->dev,
                &soc_codec_dev_wm8960, &wm8960_dai, 1);

与 SAI 的 snd_soc_register_component 对应：本 BSP 仍用经典 snd_soc_register_codec。soc_codec_dev_wm8960 是 snd_soc_codec_driver（codec probe / bias 等）；wm8960_dai 是 Codec 侧静态 snd_soc_dai_driver，core 据此建运行时 Codec DAI（挂链见 6.5）：

static struct snd_soc_dai_driver wm8960_dai = {
	.name = "wm8960-hifi",        /* dai_link 匹配用的 Codec DAI 名 */
	.playback = {                 /* 播放方向能力 */
		.stream_name = "Playback",
		.channels_min = 1,
		.channels_max = 2,
		.rates = WM8960_RATES,
		.formats = WM8960_FORMATS,
	},
	.capture = {                  /* 录音方向能力 */
		.stream_name = "Capture",
		.channels_min = 1,
		.channels_max = 2,
		.rates = WM8960_RATES,
		.formats = WM8960_FORMATS,
	},
	.ops = &wm8960_dai_ops,       /* 见下：格式 / 时钟 / mute */
	.symmetric_rates = 1,         /* 录放共用同一采样率 */
};

.ops 指向的 wm8960_dai_ops：

static const struct snd_soc_dai_ops wm8960_dai_ops = {
	.hw_params    = wm8960_hw_params,      /* 按 rate/format 配接口与分频 */
	.hw_free      = wm8960_hw_free,        /* 释放本流相关配置 */
	.digital_mute = wm8960_mute,           /* DAC 数字静音，减切换爆音 */
	.set_fmt      = wm8960_set_dai_fmt,    /* I2S / 主从等（与 SAI 对齐） */
	.set_clkdiv   = wm8960_set_dai_clkdiv, /* 各类分频寄存器 */
	.set_pll      = wm8960_set_dai_pll,    /* 片内 PLL */
	.set_sysclk   = wm8960_set_dai_sysclk, /* 系统时钟源选择 */
};

模拟路由、音量等不在这份 dai_ops 里，而在 codec 驱动 / DAPM（wm8960_probe 等）；audio-routing 由 Machine 挂到这些 widget 名上。

6.4 Platform

DTS 没有单独的 imx-pcm 节点；sound 也不写 dmas。DMA 写在 CPU DAI 设备上（imx6ull.dtsi 的 &sai2）：

txt

dma-names = "rx", "tx";
dmas = <&sdma 37 24 0>, <&sdma 38 24 0>;

Platform 在 fsl_sai_probe 末尾、与 CPU DAI 同一次 probe、同一个 pdev->dev 上注册——容易看成「合在一层」，其实是另一次注册：

if (sai->soc->imx)
        return imx_pcm_platform_register(&pdev->dev);

int imx_pcm_platform_register(struct device *dev)
{
        return devm_snd_soc_register_platform(dev, &imx_soc_platform);
}

imx_soc_platform（imx-pcm-dma-v2.c）提供 PCM ops：open 时按 CPU DAI 填好的 chan_name（"rx" / "tx"）对 该 SAI 设备 dma_request_slave_channel()，再配置 SDMA、管环形缓冲与 period。FIFO 地址等仍由 fsl_sai 的 dma_params 提供。内核如何挂进全局表见 6.5。

分工一句话：通道描述挂在 SAI（外设）上；搬数与 PCM 生命周期由 Platform 做。 dai_link 里仍是 CPU DAI 与 Platform 两项并列。

6.5 内核如何管理这三层

这里的「三层」指 dai_link 上的 CPU DAI、Codec、Platform（Machine 是 snd_soc_card，另论）。注册入口不同，ASoC core（sound/soc/soc-core.c）用几张链表把运行时对象管起来，绑卡时再按设备和名字匹配。

层	注册入口（本板）	运行时对象	core 如何挂链
CPU DAI	`snd_soc_register_component`（`fsl_sai`）	`snd_soc_dai`	`soc_add_dai`：`list_add` 到所属 `component->dai_list`；component 本身在全局 `component_list`
Codec	`snd_soc_register_codec`（`wm8960`）	`snd_soc_codec` + Codec DAI	codec 进全局 `codec_list`；其 DAI 同样经 `soc_add_dai` 挂到 `codec->component.dai_list`
Platform	`snd_soc_register_platform`（`imx_pcm_platform_register`）	`snd_soc_platform`	`snd_soc_add_platform`：内嵌 component 进 `component_list`，再 `list_add` 到全局 `platform_list`

三层注册调用栈（本板路径）：

text

CPU DAI
  fsl_sai_probe
    → devm_snd_soc_register_component          /* soc-devres.c */
        → snd_soc_register_component           /* soc-core.c */
            → snd_soc_component_initialize
            → snd_soc_register_dais
            │     → soc_add_dai
            │           → list_add(&dai->list, &component->dai_list)
            │           → component->num_dai++
            → snd_soc_component_add
                  → list_add(&component->list, &component_list)

Codec
  wm8960_i2c_probe
    → snd_soc_register_codec                   /* soc-core.c */
        → snd_soc_component_initialize（codec->component）
        → snd_soc_register_dais
        │     → soc_add_dai
        │           → list_add(..., &codec->component.dai_list)
        → snd_soc_component_add_unlocked
        → list_add(&codec->list, &codec_list)

Platform
  fsl_sai_probe
    → imx_pcm_platform_register                /* imx-pcm-dma-v2.c */
        → devm_snd_soc_register_platform       /* soc-devres.c */
            → snd_soc_register_platform        /* soc-core.c */
                → snd_soc_add_platform
                      → snd_soc_component_initialize（platform->component）
                      → snd_soc_component_add_unlocked → component_list
                      → list_add(&platform->list, &platform_list)

要点：

DAI 不单独一张全局「裸 DAI 表」：挂在所属 component 的 dai_list 上；CPU 侧宿主是 SAI component，Codec 侧宿主是 codec component。
Platform / Codec 另有专用全局表（platform_list / codec_list），方便按设备查找。
Machine 的 snd_soc_register_card → snd_soc_instantiate_card 再按 dai_link 匹配三层，填入 rtd（详见 6.6）。

text

注册阶段
  fsl_sai     → component_list + component.dai_list（CPU DAI）
              → platform_list（同 pdev 上的 Platform）
  wm8960      → codec_list + component.dai_list（Codec DAI）
绑卡阶段
  imx-wm8960  → snd_soc_register_card → instantiate → soc_bind_dai_link（见 6.6）

6.6 绑卡：`soc_bind_dai_link` 与 `rtd`

三层注册进链表之后，Machine 调用 devm_snd_soc_register_card → snd_soc_register_card → snd_soc_instantiate_card。真正「把四层接到一条路上」的第一步，就是按 num_links 循环绑定：

/* snd_soc_instantiate_card */
for (i = 0; i < card->num_links; i++) {
        ret = soc_bind_dai_link(card, &card->dai_link[i]);
        if (ret != 0)
                goto base_error;
}

一条 dai_link 对应一个 rtd（struct snd_soc_pcm_runtime）。rtd 是该 link 的运行时上下文：挂上已匹配的 cpu_dai / codec_dai / platform，以及稍后创建的 snd_pcm；PCM 回调经 rtd 找到各层，而不是临时满世界搜驱动。

本板 imx_wm8960_probe 填好的 HiFi 直连 link（imx_wm8960_dai[0]）要点：

`dai_link` 字段	本板取值	绑定时用途
`cpu_dai_name`	SAI 的 `dev_name`	找 CPU DAI
`platform_of_node`	`cpu_np`（即 `&sai2`）	在 `platform_list` 里匹配 Platform（与 SAI 同设备）
`codec_of_node`	`codec_np`	找 Codec 侧 DAI
`codec_dai_name`	`"wm8960-hifi"`	与 `wm8960_dai.name` 对齐

有 asrc-controller 时 num_links = 3（HiFi + ASRC-FE + ASRC-BE），循环跑三次，同一张卡上挂多个 rtd；否则 num_links = 1。

soc_bind_dai_link 对单条 link 做的事：

text

soc_bind_dai_link(card, dai_link)
  │
  ├─ 已绑定则返回
  ├─ soc_new_pcm_runtime → 分配 rtd
  ├─ snd_soc_find_dai（CPU）     → rtd->cpu_dai
  ├─ snd_soc_find_dai（各 Codec） → rtd->codec_dais[] / codec_dai / codec
  ├─ 遍历 platform_list
  │     按 platform_of_node（或名字）匹配 → rtd->platform
  └─ soc_add_pcm_runtime
        → list_add_tail(&rtd->list, &card->rtd_list)

任一层尚未注册，返回 -EPROBE_DEFER：释放本次 rtd，Machine probe 延后重试——这与 §7 里「Codec / SAI 未就绪则 deferred」是同一机制。绑成功后，instantiate_card 还会继续 probe 各 component、建 PCM 等；那是后续步骤，本节只盯「匹配进 rtd」这一环。

7. Probe 顺序

text

开机 OF 枚举
  │
  ├─ i2c2 + wm8960@1a
  │     wm8960_i2c_probe
  │       → snd_soc_register_codec（DAI 名 wm8960-hifi）
  │
  ├─ sai@…（SAI2）
  │     fsl_sai_probe
  │       → snd_soc_register_component（CPU DAI）
  │       → imx_pcm_platform_register（Platform）
  │
  ├─ asrc@…（若启用）
  │     fsl_asrc_probe
  │
  └─ platform「sound」（imx-wm8960）
        imx_wm8960_probe
          → 解析 cpu-dai / audio-codec / asrc / routing
          → snd_soc_register_card（wm8960-audio）
               → instantiate_card → soc_bind_dai_link（见 6.6）

Machine 若早于 Codec / SAI 就绪，soc_bind_dai_link 返回 -EPROBE_DEFER，属正常现象。

8. 运行时数据走哪几层

以 HiFi 播放（pcmC0D0p，直连）为例：

text

用户态 write
  → ALSA PCM 核心（环形缓冲）
  → Platform：SDMA 内存 → SAI2 TX FIFO
  → CPU DAI：SAI 按 I2S 打出发送
  → 数字线 I2S
  → Codec：WM8960 DAC + DAPM → 耳机 / 喇叭

Machine 在 hw_params 等路径上配置格式、主从与 PLL，不参与 period 级字节搬运。录音方向对称：Codec ADC → I2S → SAI RX → SDMA → 用户态 read。

9. 术语澄清

说法	含义
Platform	ASoC 的 PCM / DMA 层，不是「开发板平台」
CPU DAI	SoC 侧数字接口驱动，不是 ARM 应用 CPU
dai_link	Machine 里「CPU DAI ↔ Codec（+ Platform）」的一条连接
Component	较新框架里对 DAI / Codec / Platform 的统一抽象；本 BSP 代码仍多见经典四分法

10. 小结

ASoC 经典四层：Machine（组卡）、Platform（PCM/DMA）、CPU DAI（数字接口）、Codec（编解码与模拟路由）。
本板对应：imx-wm8960.c / imx-pcm-dma-v2.c / fsl_sai.c / wm8960.c。
DTS 用 sound 的 phandle 把 SAI 与 WM8960 绑在一起；Platform 挂在 SAI 上注册，无单独节点。
播录热路径经 Platform + CPU DAI + Codec；Machine 负责板级策略与路由。

附录 A 源码索引

文件	层 / 角色
`sound/soc/fsl/imx-wm8960.c`	Machine
`sound/soc/fsl/imx-pcm-dma-v2.c`	Platform（本板 SAI）
`sound/soc/fsl/imx-pcm-dma.c`	另一套 Platform 路径（本板 SAI 不用）
`sound/soc/fsl/fsl_sai.c`	CPU DAI
`sound/soc/codecs/wm8960.c`	Codec
`sound/soc/fsl/fsl_asrc.c`	可选 ASRC
`arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts`	板级 `sound` / `wm8960` / `&sai2`
`arch/arm/boot/dts/imx6ull.dtsi`	SAI / ASRC 控制器定义
`Documentation/devicetree/bindings/sound/imx-audio-wm8960.txt`	Machine 绑定说明
`Documentation/devicetree/bindings/sound/fsl-sai.txt`	SAI 绑定说明

附录 B 要点速记

四层职责一句话：组卡 / 搬数 / 数字口 / 编解码。
Pro 板：Machine=imx-wm8960，Platform=imx-pcm-dma-v2，CPU DAI=fsl_sai（SAI2），Codec=wm8960。
Platform 无 DTS 节点；随 SAI probe 注册。
codec-master + SAI2 MCLK（约 12.288 MHz）是本板时钟策略。
有 ASRC 时多一套 FE PCM，不改变四层划分本身。
mini 板可能是 MQS + SAI1，与本文 WM8960 路径不同。

USB

Pinctrl / GPIO

ASoC 四层架构与 i.MX6ULL 驱动对照

目录

1. 本文要回答什么

2. ASoC 在 ALSA 中的位置

3. 经典四层与职责

4. 分层关系图

5. i.MX6ULL Pro 四层驱动对照

6. 设备树如何粘合四层

6.1 Machine：`sound`

6.2 CPU DAI：`&sai2`

6.3 Codec：`wm8960@1a`（`&i2c2` 下）

6.4 Platform

6.5 内核如何管理这三层

6.6 绑卡：`soc_bind_dai_link` 与 `rtd`

7. Probe 顺序

8. 运行时数据走哪几层

9. 术语澄清

10. 小结

附录 A 源码索引

附录 B 要点速记

ASoC 四层架构与 i.MX6ULL 驱动对照 ​

目录 ​

1. 本文要回答什么 ​

2. ASoC 在 ALSA 中的位置 ​

3. 经典四层与职责 ​

4. 分层关系图 ​

5. i.MX6ULL Pro 四层驱动对照 ​

6. 设备树如何粘合四层 ​

6.1 Machine：sound ​

6.2 CPU DAI：&sai2 ​

6.3 Codec：wm8960@1a（&i2c2 下） ​

6.4 Platform ​

6.5 内核如何管理这三层 ​

6.6 绑卡：soc_bind_dai_link 与 rtd ​

7. Probe 顺序 ​

8. 运行时数据走哪几层 ​

9. 术语澄清 ​

10. 小结 ​

附录 A 源码索引 ​

附录 B 要点速记 ​

ASoC 四层架构与 i.MX6ULL 驱动对照

目录

1. 本文要回答什么

2. ASoC 在 ALSA 中的位置

3. 经典四层与职责

4. 分层关系图

5. i.MX6ULL Pro 四层驱动对照

6. 设备树如何粘合四层

6.1 Machine：`sound`

6.2 CPU DAI：`&sai2`

6.3 Codec：`wm8960@1a`（`&i2c2` 下）

6.4 Platform

6.5 内核如何管理这三层

6.6 绑卡：`soc_bind_dai_link` 与 `rtd`

7. Probe 顺序

8. 运行时数据走哪几层

9. 术语澄清

10. 小结

附录 A 源码索引

附录 B 要点速记