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  • DAPM_widget_route_path简介

    移植的驱动程序中,可以播放声音但是不能录制声音。查看原理图:

    当录制声音时,模拟信号从MIC1进来,最终输入到编解码芯片的LINPUT1,然后经过一系列的开关和部件,到达ADC转换器,转换成数字信号后,传递给CPU。若将这条路径上涉及到的各个部件打开,需要设置一系列的寄存器。那么有哪些寄存器呢?打开WM8960的芯片手册,如下所示:

     将上面的图进行简化,如下所示:

     根据上篇博客中介绍的kcontrol内容,录音时需要将LINPUT1, LINPUT1 Switch,Left Boost Mixer,Boost Switch,Left Input Mixer以及Left ADC都要打开。我们仅仅是录音,就要去操作6个部件,即需要设置6个寄存器,这也太麻烦了。是否有改进的方法呢?此时DAPM就出场了,DAPM涉及route、path和widget这三个东西。我们首先了解一下DAPM的定义:

    DAPM是Dynamic Audio PowerManagement的缩写,直译过来就是动态音频电源管理的意思。

    DAPM是为了使基于Linux的移动设备上的音频子系统,在任何时候都工作在最小功耗状态下。

    DAPM对用户空间的应用程序来说是透明的,所有与电源相关的开关都在ASoc Core中完成。

    用户空间的应用程序无需对代码做出修改,也无需重新编译,DAPM根据当前激活的音频流(playback/capture)和声卡中的mixer等的配置来决定哪些音频控件的电源开关被打开或关闭。 

    对于Left Boost Mixer来说,只要LINPUT Switch中的一个被打开,那么Left Boost Mixer就应该被打开。因此对于应用程序而言,只要打开了LINPUT Switch中的3个中的某一个,那么Left Boost Mixer就应该被打开。
    Mixer有多个输入源,只要其中的某个开关使能,就顺便把Mixer使能。也就是说,应用程序不需要手动打开这个Mixer。

    对于A部分,可以用一个widget来描述,里面含有:
    a. 1个Mixer
    b. 3个开关,这些开关用kcontrol来表示,上面博客中说过,kcontrol中有info函数、put函数、get函数等等。

    在这里kcontrol中的put函数作了一些特殊的处理,我们知道在一般的kcontrol中,它只是设置自己的寄存器。但是这里不是这么做的,具体如何处理的,稍后会讲。

    在这里我们引入了Widget,通过Widget,可以减少对某些寄存器的操作。看一下,在wm8960中,对widget的定义。

    static const struct snd_soc_dapm_widget wm8960_dapm_widgets[] = {
    ...
    SND_SOC_DAPM_MIXER("Left Boost Mixer", WM8960_POWER1, 5, 0,
               wm8960_lin_boost, ARRAY_SIZE(wm8960_lin_boost)),
    ...
    };
    static const struct snd_kcontrol_new wm8960_lin_boost[] = {
    SOC_DAPM_SINGLE("LINPUT2 Switch", WM8960_LINPATH, 6, 1, 0),
    SOC_DAPM_SINGLE("LINPUT3 Switch", WM8960_LINPATH, 7, 1, 0),
    SOC_DAPM_SINGLE("LINPUT1 Switch", WM8960_LINPATH, 8, 1, 0),
    };

    用宏SND_SOC_DAPM_MIXER来表示一个Widget,用wm8960_lin_boost表示kcontrol。这些kcontrol,它使用的宏与普通的kcontrol所使用的宏不一样。
    对于普通的kcontrol,它使用的是SOC_SINGLE等来描述,而在这里它使用的是SOC_DAPM_SINGLE。它们的put函数是不同的。

     A部分是我们改进的一个地方,看一下那个简图还有哪些地方可以改进?

    对于简图中的LINPUT1、LINPUT2、LINPUT3这也是一些widget。显然,如果打开了LINPUT1 Switch,右边的Left Boost Mixer应该打开,左边的LINPUT1也应该被打开。
    如何知道LINPUT1 Switch左右两边连接哪些Widget呢?
    LINPUT 、LINPUT1 Switch 、Left Boost Mixer就是一个route。route可以用下面的形式进行表示:

    /*
     * DAPM audio route definition.
     *
     * Defines an audio route originating at source via control and finishing
     * at sink.
     */
    struct snd_soc_dapm_route {
        const char *sink;
        const char *control;
        const char *source;
    
        /* Note: currently only supported for links where source is a supply */
        int (*connected)(struct snd_soc_dapm_widget *source,
                 struct snd_soc_dapm_widget *sink);
    };
    static const struct snd_soc_dapm_route audio_paths[] = {
        { "Left Boost Mixer", "LINPUT1 Switch", "LINPUT1" },
        { "Left Boost Mixer", "LINPUT2 Switch", "LINPUT2" },
        { "Left Boost Mixer", "LINPUT3 Switch", "LINPUT3" },
    ...
    }

    从上面route的定义来看,它表明了kcontrol的名字,source widget的名字,sink widget的名字。我们需要将route转换成一个path
    看一下代码中,如何将一个route转换成一个path
    snd_soc_dapm_add_routes(dapm, audio_paths, ARRAY_SIZE(audio_paths));

    /**
     * snd_soc_dapm_add_routes - Add routes between DAPM widgets
     * @dapm: DAPM context
     * @route: audio routes
     * @num: number of routes
     *
     * Connects 2 dapm widgets together via a named audio path. The sink is
     * the widget receiving the audio signal, whilst the source is the sender
     * of the audio signal.
     *
     * Returns 0 for success else error. On error all resources can be freed
     * with a call to snd_soc_card_free().
     */
    int snd_soc_dapm_add_routes(struct snd_soc_dapm_context *dapm,
                    const struct snd_soc_dapm_route *route, int num)
    {
        int i, ret;
    
        for (i = 0; i < num; i++) {
            ret = snd_soc_dapm_add_route(dapm, route);
            if (ret < 0) {
                dev_err(dapm->dev, "Failed to add route %s->%s
    ",
                    route->source, route->sink);
                return ret;
            }
            route++;
        }
    
        return 0;
    }
    EXPORT_SYMBOL_GPL(snd_soc_dapm_add_routes);

    函数snd_soc_dapm_add_route,首先根据audio_paths中的名字找到相应的widget和kcontrol。找到对应的widget和kcontrol后,再去创建path。

    static int snd_soc_dapm_add_route(struct snd_soc_dapm_context *dapm,
                      const struct snd_soc_dapm_route *route)
    {
        struct snd_soc_dapm_path *path;
        struct snd_soc_dapm_widget *wsource = NULL, *wsink = NULL, *w;
        struct snd_soc_dapm_widget *wtsource = NULL, *wtsink = NULL;
        const char *sink;
        const char *control = route->control;
        const char *source;
        char prefixed_sink[80];
        char prefixed_source[80];
        int ret = 0;
    
        if (dapm->codec && dapm->codec->name_prefix) {
            snprintf(prefixed_sink, sizeof(prefixed_sink), "%s %s",
                 dapm->codec->name_prefix, route->sink);
            sink = prefixed_sink;
            snprintf(prefixed_source, sizeof(prefixed_source), "%s %s",
                 dapm->codec->name_prefix, route->source);
            source = prefixed_source;
        } else {
            sink = route->sink;
            source = route->source;
        }
    
        /*
         * find src and dest widgets over all widgets but favor a widget from
         * current DAPM context
         */
        list_for_each_entry(w, &dapm->card->widgets, list) {
            if (!wsink && !(strcmp(w->name, sink))) {
                wtsink = w;
                if (w->dapm == dapm)
                    wsink = w;
                continue;
            }
            if (!wsource && !(strcmp(w->name, source))) {
                wtsource = w;
                if (w->dapm == dapm)
                    wsource = w;
            }
        }
        /* use widget from another DAPM context if not found from this */
        if (!wsink)
            wsink = wtsink;
        if (!wsource)
            wsource = wtsource;
    
        if (wsource == NULL || wsink == NULL)
            return -ENODEV;
    
        path = kzalloc(sizeof(struct snd_soc_dapm_path), GFP_KERNEL);
        if (!path)
            return -ENOMEM;
    
        path->source = wsource;
        path->sink = wsink;
        path->connected = route->connected;
        INIT_LIST_HEAD(&path->list);
        INIT_LIST_HEAD(&path->list_source);
        INIT_LIST_HEAD(&path->list_sink);
    
        /* check for external widgets */
        if (wsink->id == snd_soc_dapm_input) {
            if (wsource->id == snd_soc_dapm_micbias ||
                wsource->id == snd_soc_dapm_mic ||
                wsource->id == snd_soc_dapm_line ||
                wsource->id == snd_soc_dapm_output)
                wsink->ext = 1;
        }
        if (wsource->id == snd_soc_dapm_output) {
            if (wsink->id == snd_soc_dapm_spk ||
                wsink->id == snd_soc_dapm_hp ||
                wsink->id == snd_soc_dapm_line ||
                wsink->id == snd_soc_dapm_input)
                wsource->ext = 1;
        }
    
        /* connect static paths */
        if (control == NULL) {
            list_add(&path->list, &dapm->card->paths);
            list_add(&path->list_sink, &wsink->sources);
            list_add(&path->list_source, &wsource->sinks);
            path->connect = 1;
            return 0;
        }
    
        /* connect dynamic paths */
        switch (wsink->id) {
        case snd_soc_dapm_adc:
        case snd_soc_dapm_dac:
        case snd_soc_dapm_pga:
        case snd_soc_dapm_out_drv:
        case snd_soc_dapm_input:
        case snd_soc_dapm_output:
        case snd_soc_dapm_siggen:
        case snd_soc_dapm_micbias:
        case snd_soc_dapm_vmid:
        case snd_soc_dapm_pre:
        case snd_soc_dapm_post:
        case snd_soc_dapm_supply:
        case snd_soc_dapm_regulator_supply:
        case snd_soc_dapm_aif_in:
        case snd_soc_dapm_aif_out:
        case snd_soc_dapm_dai:
            list_add(&path->list, &dapm->card->paths);
            list_add(&path->list_sink, &wsink->sources);
            list_add(&path->list_source, &wsource->sinks);
            path->connect = 1;
            return 0;
        case snd_soc_dapm_mux:
        case snd_soc_dapm_virt_mux:
        case snd_soc_dapm_value_mux:
            ret = dapm_connect_mux(dapm, wsource, wsink, path, control,
                &wsink->kcontrol_news[0]);
            if (ret != 0)
                goto err;
            break;
        case snd_soc_dapm_switch:
        case snd_soc_dapm_mixer:
        case snd_soc_dapm_mixer_named_ctl:
            ret = dapm_connect_mixer(dapm, wsource, wsink, path, control);
            if (ret != 0)
                goto err;
            break;
        case snd_soc_dapm_hp:
        case snd_soc_dapm_mic:
        case snd_soc_dapm_line:
        case snd_soc_dapm_spk:
            list_add(&path->list, &dapm->card->paths);
            list_add(&path->list_sink, &wsink->sources);
            list_add(&path->list_source, &wsource->sinks);
            path->connect = 0;
            return 0;
        }
        return 0;
    
    err:
        dev_warn(dapm->dev, "asoc: no dapm match for %s --> %s --> %s
    ",
             source, control, sink);
        kfree(path);
        return ret;
    }
    View Code
    /* dapm audio path between two widgets */
    struct snd_soc_dapm_path {
        const char *name;
        const char *long_name;
    
        /* source (input) and sink (output) widgets */
        struct snd_soc_dapm_widget *source;
        struct snd_soc_dapm_widget *sink;
        struct snd_kcontrol *kcontrol;
    
        /* status */
        u32 connect:1;    /* source and sink widgets are connected */
        u32 walked:1;    /* path has been walked */
        u32 weak:1;    /* path ignored for power management */
    
        int (*connected)(struct snd_soc_dapm_widget *source,
                 struct snd_soc_dapm_widget *sink);
    
        struct list_head list_source;
        struct list_head list_sink;
        struct list_head list;
    };

    至此,已经引入了wiget、route和path的概念。它们之间如何协同工作呢?

    要注意,本节的重点就是动态音频电源管理,省电是我们的宗旨。
    在上面我们已经说过,普通的kcontrol的put函数和DAPM中的put函数是不同的。那么DAPM中kcontrol中的put函数做了什么事情呢?

    SOC_DAPM_SINGLE("LINPUT1 Switch", WM8960_LINPATH, 8, 1, 0),
    /* dapm kcontrol types */
    #define SOC_DAPM_SINGLE(xname, reg, shift, max, invert) 
    {    .iface = SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER, .name = xname, 
        .info = snd_soc_info_volsw, 
        .get = snd_soc_dapm_get_volsw, .put = snd_soc_dapm_put_volsw, 
        .private_value =  SOC_SINGLE_VALUE(reg, shift, max, invert) }

    看一下里面的put函数:

    snd_soc_dapm_put_volsw,它主要工作流程如下:

    a. 设置path connect等于1或0。使用tinymix,可以将LINPUT1 Switch打开或关闭,使能时,connnet=1,关闭时,connect=0.

    b. 

    snd_soc_dapm_mixer_update_power(widget, kcontrol, connect);
      dapm_power_widgets(widget->dapm, SND_SOC_DAPM_STREAM_NOP);

    在dapm_power_widgets函数中,主要工作如下:
    a.无人使用声卡,不设置不启动任何寄存器
    b.有APP使用声卡,也许会设置寄存器。为什么会使用也许,在回到这个问题之前,先引入complete path

    complete path介绍
    在wm8960寄存器简图中,有如下的path(只以LINPUT1为例)

    Path1: LINPUT1   LINPUT1 Switch   Left Boost Mixer
    Path2: Left Boost Mixer   Boost Switch  Left Input Mixer
    Path3: Left Input Mixer  Left ADC

    所谓complete path就是:

    LINPUT1---> LINPUT1 Switch---->Left Boost Mixer---->Boost Switch---->Left Input Mixer---->Left ADC

    在这条complete path中,总共有三条path

    static const struct snd_soc_dapm_route audio_paths[] = {
    { "Left Boost Mixer", "LINPUT1 Switch", "LINPUT1" },  //path1
    ...
    { "Left Input Mixer", "Boost Switch", "Left Boost Mixer", },   //path2
    ...
    { "Left ADC", NULL, "Left Input Mixer" },   //path3
    ...
    };

    基于省电的目的,complete上的各个path都是connect状态,并且有APP在使用声卡,才会启动所涉及的widget。这就回答了上面提到的也许二字。

    总结:
    a. tinymix设置普通的kcontrol:会直接设置寄存器
    b. tinymix设置DAPM的kcontrol:
    设置所在path的connect
    调用dapm_power_widgets
    c. tinyplay,tinycap在传输数据之前:
    调用dapm_power_widgets(dapm,event);
    d.dapm_power_widgets,在APP使用声卡的前提下,会找出complete path,设置上面的所有widget

    到这里,我们就可以回答本篇博客提出来的自己录制的声音,播放时,没有声音那个问题了。很大可能就是complete path上的某个path不是connect状态。

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