ALSA声卡驱动中的DAPM详解之五:建立widget之间的连接关系
来源:互联网 发布:云豹直播app源码 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 05:31
前面我们主要着重于codec、platform、machine驱动程序中如何使用和建立dapm所需要的widget,route,这些是音频驱动开发人员必须要了解的内容,经过前几章的介绍,我们应该知道如何在alsa音频驱动的3大部分(codec、platform、machine)中,按照所使用的音频硬件结构,定义出相应的widget,kcontrol,以及必要的音频路径,而在本章中,我们将会深入dapm的核心部分,看看各个widget之间是如何建立连接关系,形成一条完整的音频路径。
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前面我们已经简单地介绍过,驱动程序需要使用以下api函数创建widget:
- snd_soc_dapm_new_controls
实际上,这个函数只是创建widget的第一步,它为每个widget分配内存,初始化必要的字段,然后把这些widget挂在代表声卡的snd_soc_card的widgets链表字段中。要使widget之间具备连接能力,我们还需要第二个函数:
- snd_soc_dapm_new_widgets
这个函数会根据widget的信息,创建widget所需要的dapm kcontrol,这些dapm kcontol的状态变化,代表着音频路径的变化,从而影响着各个widget的电源状态。看到函数的名称可能会迷惑一下,实际上,snd_soc_dapm_new_controls的作用更多地是创建widget,而snd_soc_dapm_new_widget的作用则更多地是创建widget所包含的kcontrol,所以在我看来,这两个函数名称应该换过来叫更好!下面我们分别介绍一下这两个函数是如何工作的。
创建widget:snd_soc_dapm_new_controls
snd_soc_dapm_new_controls函数完成widget的创建工作,并把这些创建好的widget注册在声卡的widgets链表中,我们看看他的定义:
该函数只是简单的一个循环,为传入的widget模板数组依次调用snd_soc_dapm_new_control函数,实际的工作由snd_soc_dapm_new_control完成,继续进入该函数,看看它做了那些工作。
我们之前已经说过,驱动中定义的snd_soc_dapm_widget数组,只是作为一个模板,所以,snd_soc_dapm_new_control所做的第一件事,就是为该widget重新分配内存,并把模板的内容拷贝过来:
由dapm_cnew_widget完成内存申请和拷贝模板的动作。接下来,根据widget的类型做不同的处理:
对于snd_soc_dapm_regulator_supply类型的widget,根据widget的名称获取对应的regulator结构,对于snd_soc_dapm_clock_supply类型的widget,根据widget的名称,获取对应的clock结构。接下来,根据需要,在widget的名称前加入必要的前缀:
然后,为不同类型的widget设置合适的power_check电源状态回调函数,widget类型和对应的power_check回调函数设置如下表所示:
snd_soc_dapm_switch
snd_soc_dapm_mixer
snd_soc_dapm_mixer_named_ctldapm_generic_check_powermux类:
snd_soc_dapm_mux
snd_soc_dapm_mux
snd_soc_dapm_muxdapm_generic_check_powersnd_soc_dapm_dai_outdapm_adc_check_powersnd_soc_dapm_dai_indapm_dac_check_power端点类:
snd_soc_dapm_adc
snd_soc_dapm_aif_out
snd_soc_dapm_dac
snd_soc_dapm_aif_in
snd_soc_dapm_pga
snd_soc_dapm_out_drv
snd_soc_dapm_input
snd_soc_dapm_output
snd_soc_dapm_micbias
snd_soc_dapm_spk
snd_soc_dapm_hp
snd_soc_dapm_mic
snd_soc_dapm_line
snd_soc_dapm_dai_linkdapm_generic_check_power电源/时钟/影子widget:
snd_soc_dapm_supply
snd_soc_dapm_regulator_supply
snd_soc_dapm_clock_supply
snd_soc_dapm_kcontroldapm_supply_check_power其它类型dapm_always_on_check_power当音频路径发生变化时,power_check回调会被调用,用于检查该widget的电源状态是否需要更新。power_check设置完成后,需要设置widget所属的codec、platform和dapm context,几个用于音频路径的链表也需要初始化,然后,把该widget加入到声卡的widgets链表中:
几个链表的作用如下:
- sources 用于链接所有连接到该widget输入端的snd_soc_path结构
- sinks 用于链接所有连接到该widget输出端的snd_soc_path结构
- list 用于链接到声卡的widgets链表
- dirty 用于链接到声卡的dapm_dirty链表
目前,只有以下这些widget使用connected字段:
connected字段代表着引脚的连接状态,- snd_soc_dapm_output
- snd_soc_dapm_input
- snd_soc_dapm_hp
- snd_soc_dapm_spk
- snd_soc_dapm_line
- snd_soc_dapm_vmid
- snd_soc_dapm_mic
- snd_soc_dapm_siggen
驱动程序可以使用以下这些api来设置引脚的连接状态:
- snd_soc_dapm_enable_pin
- snd_soc_dapm_force_enable_pin
- snd_soc_dapm_disable_pin
- snd_soc_dapm_nc_pin
到此,widget已经被正确地创建并初始化,而且被挂在声卡的widgets链表中,以后我们就可以通过声卡的widgets链表来遍历所有的widget,再次强调一下snd_soc_dapm_new_controls函数所完成的主要功能:
- 为widget分配内存,并拷贝参数中传入的在驱动中定义好的模板
- 设置power_check回调函数
- 把widget挂在声卡的widgets链表中
为widget建立dapm kcontrol
定义一个widget,我们需要指定两个很重要的内容:一个是用于控制widget的电源状态的reg/shift等寄存器信息,另一个是用于控制音频路径切换的dapm kcontrol信息,这些dapm kcontrol有它们自己的reg/shift寄存器信息用于切换widget的路径连接方式。前一节的内容中,我们只是创建了widget的实例,并把它们注册到声卡的widgts链表中,但是到目前为止,包含在widget中的dapm kcontrol并没有建立起来,dapm框架在声卡的初始化阶段,等所有的widget(包括machine、platform、codec)都创建好之后,通过snd_soc_dapm_new_widgets函数,创建widget内包含的dapm kcontrol,并初始化widget的初始电源状态和音频路径的初始连接状态。我们看看声卡的初始化函数,都有那些初始化与dapm有关:
snd_soc_dapm_new_widgets函数
该函数通过声卡的widgets链表,遍历所有已经注册了的widget,其中的new字段用于判断该widget是否已经执行过snd_soc_dapm_new_widgets函数,如果num_kcontrols字段有数值,表明该widget包含有若干个dapm kcontrol,那么就需要为这些kcontrol分配一个指针数组,并把数组的首地址赋值给widget的kcontrols字段,该数组存放着指向这些kcontrol的指针,当然现在这些都是空指针,因为实际的kcontrol现在还没有被创建: 接着,对几种能影响音频路径的widget,创建并初始化它们所包含的dapm kcontrol:
需要用到的创建函数分别是:
- dapm_new_mixer() 对于mixer类型,用该函数创建dapm kcontrol;
- dapm_new_mux() 对于mux类型,用该函数创建dapm kcontrol;
- dapm_new_pga() 对于pga类型,用该函数创建dapm kcontrol;
接着,设置new字段,表明该widget已经初始化完成,我们还要吧该widget加入到声卡的dapm_dirty链表中,表明该widget的状态发生了变化,稍后在合适的时刻,dapm框架会扫描dapm_dirty链表,统一处理所有已经变化的widget。为什么要统一处理?因为dapm要控制各种widget的上下电顺序,同时也是为了减少寄存器的读写次数(多个widget可能使用同一个寄存器):
最后,通过dapm_power_widgets函数,统一处理所有位于dapm_dirty链表上的widget的状态改变:
dapm mixer kcontrol
上一节中,我们提到,对于mixer类型的dapm kcontrol,我们会使用dapm_new_mixer来完成具体的创建工作,先看代码后分析:
(1) 因为一个mixer是由多个kcontrol组成的,每个kcontrol控制着mixer的一个输入端的开启和关闭,所以,该函数会根据kcontrol的数量做循环,逐个建立对应的kcontrol。
(2)(3) 之前多次提到,widget之间使用snd_soc_path进行连接,widget的sources链表保存着所有和输入端连接的snd_soc_path结构,所以我们可以用kcontrol模板中指定的名字来匹配对应的snd_soc_path结构。
(4) 因为一个输入脚可能会连接多个输入源,所以可能在上一个输入源的path关联时已经创建了这个kcontrol,所以这里判断kcontrols指针数组中对应索引中的指针值,如果已经赋值,说明kcontrol已经在之前创建好了,所以我们只要简单地把连接该输入端的path加入到kcontrol的path_list链表中,并且增加一个虚拟的影子widget,该影子widget连接和输入端对应的源widget,因为使用了kcontrol本身的reg/shift等寄存器信息,所以实际上控制的是该kcontrol的开和关,这个影子widget只有在kcontrol的autodisable字段被设置的情况下才会被创建,该特性使得source的关闭时,与之连接的mixer的输入端也可以自动关闭,这个特性通过dapm_kcontrol_add_path来实现这一点:
(5) 如果kcontrol之前没有被创建,则通过dapm_create_or_share_mixmux_kcontrol创建这个输入端的kcontrol,同理,kcontrol对应的影子widget也会通过dapm_kcontrol_add_path判断是否需要创建。
dapm mux kcontrol
因为一个widget最多只会包含一个mux类型的damp kcontrol,所以他的创建方法稍有不同,dapm框架使用dapm_new_mux函数来创建mux类型的dapm kcontrol:(1) 对于mux类型的widget,因为只会有一个kcontrol,所以在这里做一下判断。
(2) 同样地,和mixer类型一样,也使用dapm_create_or_share_mixmux_kcontrol来创建这个kcontrol。
(3) 对每个输入端所连接的path都加入dapm_kcontrol_data结构的paths链表中,并且创建一个影子widget,用于支持autodisable特性。
dapm pga kcontrol
目前对于pga类型的widget,kcontrol的创建函数是个空函数,所以我们不用太关注它:
dapm_create_or_share_mixmux_kcontrol函数
上面所说的mixer类型和mux类型的widget,在创建他们所包含的dapm kcontrol时,最后其实都是使用了dapm_create_or_share_mixmux_kcontrol函数来完成创建工作的,所以在这里我们有必要分析一下这个函数的工作原理。这个函数中有很大一部分代码实在处理kcontrol的名字是否要加入codec的前缀,我们会忽略这部分的代码,感兴趣的读者可以自己查看内核的代码,路径在:sound/soc/soc-dapm.c中,简化后的代码如下:(1) 为了节省内存,通过kcontrol名字的匹配查找,如果这个kcontrol已经在其他widget中已经创建好了,那我们不再创建,dapm_is_shared_kcontrol的参数kcontrol会返回已经创建好的kcontrol的指针。
(2) 如果kcontrol指针被赋值,说明在(1)中查找到了其他widget中同名的kcontrol,我们不用再次创建,只要共享该kcontrol即可。
(3) 标准的kcontrol创建函数,请参看:Linux ALSA声卡驱动之四:Control设备的创建中的“创建control“一节的内容。
(3) 标准的kcontrol创建函数,请参看:Linux ALSA声卡驱动之四:Control设备的创建中的“创建control“一节的内容。
(4) 如果widget支持autodisable特性,创建与该kcontrol所对应的影子widget,该影子widget的类型是:snd_soc_dapm_kcontrol。
(5) 标准的kcontrol创建函数,请参看:Linux ALSA声卡驱动之四:Control设备的创建中的“创建control“一节的内容。(6) 把所有共享该kcontrol的影子widget(snd_soc_dapm_kcontrol),加入到kcontrol的private_data字段所指向的dapm_kcontrol_data结构中。
(7) 把创建好的kcontrol指针赋值到widget的kcontrols数组中。
需要注意的是,如果kcontol支持autodisable特性,一旦kcontrol由于source的关闭而被自动关闭,则用户空间只能操作该kcontrol的cache值,只有该kcontrol再次打开时,该cache值才会被真正地更新到寄存器中。
现在。我们总结一下,创建一个widget所包含的kcontrol所做的工作:
现在。我们总结一下,创建一个widget所包含的kcontrol所做的工作:
- 循环每一个输入端,为每个输入端依次执行下面的一系列操作
- 为每个输入端创建一个kcontrol,能共享的则直接使用创建好的kcontrol
- kcontrol的private_data字段保存着这些共享widget的信息
- 如果支持autodisable特性,每个输入端还要额外地创建一个虚拟的snd_soc_dapm_kcontrol类型的影子widget,该影子widget也记录在private_data字段中
- 创建好的kcontrol会依次存放在widget的kcontrols数组中,供路径的控制和匹配之用。
为widget建立连接关系
如果widget之间没有连接关系,dapm就无法实现动态的电源管理工作,正是widget之间有了连结关系,这些连接关系形成了一条所谓的完成的音频路径,dapm可以顺着这条路径,统一控制路径上所有widget的电源状态,前面我们已经知道,widget之间是使用snd_soc_path结构进行连接的,驱动要做的是定义一个snd_soc_route结构数组,该数组的每个条目描述了目的widget的和源widget的名称,以及控制这个连接的kcontrol的名称,最终,驱动程序使用api函数snd_soc_dapm_add_routes来注册这些连接信息,接下来我们就是要分析该函数的具体实现方式:
该函数只是一个循环,依次对参数传入的数组调用snd_soc_dapm_add_route,主要的工作由snd_soc_dapm_add_route完成。我们进入snd_soc_dapm_add_route函数看看:
下面,如果在本dapm context中没有找到,则使用别的dapm context中找到的widget:
最后,使用来增加一条连接信息:
snd_soc_dapm_add_path函数是整个调用链条中的关键,我们来分析一下:
函数的一开始,首先为这个连接分配了一个snd_soc_path结构,path的source和sink字段分别指向源widget和目的widget,connected字段保存connected回调函数,初始化几个snd_soc_path结构中的几个链表。
这段代码用于判断是否有外部连接关系,如果有,置位widget的ext字段。判断方法从代码中可以方便地看出:
- 目的widget是一个输入脚,如果源widget是mic、line、micbias或output,则认为目的widget具有外部连接关系。
- 源widget是一个输出脚,如果目的widget是spk、hp、line或input,则认为源widget具有外部连接关系。
因为增加了连结关系,所以把源widget和目的widget加入到dapm_dirty链表中。如果没有kcontrol来控制该连接关系,则这是一个静态连接,直接用path把它们连接在一起。在接着往下看:
按照目的widget来判断,如果属于以上这些类型,直接把它们连接在一起即可,这段感觉有点多余,因为通常以上这些类型的widget本来也没有kcontrol,直接用上一段代码就可以了,也许是dapm的作者们想着以后可能会有所扩展吧。
目的widget如果是mixer和mux类型,分别用dapm_connect_mixer和dapm_connect_mux函数完成连接工作,这两个函数我们后面再讲。
hp、mic、line和spk这几种widget属于外部器件,也只是简单地连接在一起,不过connect字段默认为是未连接状态。
现在,我们回过头来看看目的widget是mixer和mux这两种类型时的连接方式:
dapm_connect_mixer 用该函数连接一个目的widget为mixer类型的所有输入端:
dapm_connect_mux 用该函数连接一个目的widget是mux类型的所有输入端:
dapm_set_path_status 该函数根据传入widget中的kcontrol编号,读取实际寄存器的值,根据寄存器的值来初始化这个path是否处于连接状态,详细的代码这里就不贴了。
当widget之间通过path进行连接之后,他们之间的关系就如下图所示:
到这里为止,我们为声卡创建并初始化好了所需的widget,各个widget也通过path连接在了一起,接下来,dapm等待用户的指令,一旦某个dapm kcontrol被用户空间改变,利用这些连接关系,dapm会重新创建音频路径,脱离音频路径的widget会被下电,加入音频路径的widget会被上电,所有的上下电动作都会自动完成,用户空间的应用程序无需关注这些变化,它只管按需要改变某个dapm kcontrol即可。
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