asoc之动态PCM
动态PCM
描述
动态PCM允许ALSA PCM设备在PCM流运行期间以数字方式将其PCM音频路由到各种数字端点。例如，PCM0可以将数字音频路由到I2S DAI0，I2S DAI1或PDM DAI2。这对于暴露多个ALSA PCM并可以路由到多个DAI的SoC DSP驱动程序非常有用。
DPCM运行时路由由ALSA混频器设置决定，其方式与在ASoC编解码器驱动程序中路由模拟信号的方式相同。DPCM使用表示DSP内部音频路径的DAPM图表，并使用混音器设置来确定每个ALSA PCM使用的补丁。
DPCM无需任何修改即可重复使用所有现有的组件编解码器，平台和DAI驱动程序。
基于SoC的DSP手机音响系统
请考虑以下手机音频子系统。这将在本文档中用于所有示例： -
| Front End PCMs | SoC DSP | Back End DAIs | Audio devices |
*************
PCM0 <------------> * * <----DAI0-----> Codec Headset
* *
PCM1 <------------> * * <----DAI1-----> Codec Speakers
* DSP *
PCM2 <------------> * * <----DAI2-----> MODEM
* *
PCM3 <------------> * * <----DAI3-----> BT
* *
* * <----DAI4-----> DMIC
* *
* * <----DAI5-----> FM
*************
此图显示了一个简单的智能手机音频子系统。它支持蓝牙，FM数字收音机，扬声器，耳机插孔，数字麦克风和蜂窝调制解调器。该声卡显示4个DSP前端（FE）ALSA PCM设备，并支持6个后端（BE）DAI。每个FE PCM可以将音频数据以数字方式路由到任何BE DAI。FE PCM设备还可以将音频路由到多个BE DAI。
示例 - DPCM从DAI0切换回放到DAI1
音频正在播放到耳机。一段时间后，用户移除耳机，音频继续在扬声器上播放。
PCM0到耳机的播放看起来像： -
*************
PCM0 <============> * * <====DAI0=====> Codec Headset
* *
PCM1 <------------> * * <----DAI1-----> Codec Speakers
* DSP *
PCM2 <------------> * * <----DAI2-----> MODEM
* *
PCM3 <------------> * * <----DAI3-----> BT
* *
* * <----DAI4-----> DMIC
* *
* * <----DAI5-----> FM
*************
用户将耳机从插孔中取出，因此现在必须使用扬声器： -
*************
PCM0 <============> * * <----DAI0-----> Codec Headset
* *
PCM1 <------------> * * <====DAI1=====> Codec Speakers
* DSP *
PCM2 <------------> * * <----DAI2-----> MODEM
* *
PCM3 <------------> * * <----DAI3-----> BT
* *
* * <----DAI4-----> DMIC
* *
* * <----DAI5-----> FM
*************
音频驱动程序按如下方式处理： -
- 机器驱动程序接收Jack移除事件。
- 机器驱动程序或音频HAL禁用耳机路径。
- 由于路径现已禁用，DPCM在DAI0上为耳机运行PCM触发（停止），hw_free（），shutdown（）操作。
- 机器驱动器或音频HAL启用扬声器路径。
- 由于路径已启用，DPCM为DAI1扬声器的startup（），hw_params（），prepapre（）和触发（start）运行PCM操作。
在此示例中，机器驱动程序或用户空间音频HAL可以改变路由，然后DPCM将负责管理DAI PCM操作以使链接上行或下行。在此过渡期间，音频播放不会停止。
DPCM机器驱动程序
启用DPCM的ASoC机器驱动程序与普通机器驱动程序类似，但我们还必须：
- 定义FE和BE DAI链接。
- 定义任何FE / BE PCM操作。
- 定义小部件图形连接。
FE和BE DAI链接
| Front End PCMs | SoC DSP | Back End DAIs | Audio devices |
*************
PCM0 <------------> * * <----DAI0-----> Codec Headset
* *
PCM1 <------------> * * <----DAI1-----> Codec Speakers
* DSP *
PCM2 <------------> * * <----DAI2-----> MODEM
* *
PCM3 <------------> * * <----DAI3-----> BT
* *
* * <----DAI4-----> DMIC
* *
* * <----DAI5-----> FM
*************
对于上面的示例，我们必须定义4个FE DAI链接和6个BE DAI链接。FE DAI链接定义如下： -
static struct snd_soc_dai_link machine_dais[] = {
{
.name = "PCM0 System",
.stream_name = "System Playback",
.cpu_dai_name = "System Pin",
.platform_name = "dsp-audio",
.codec_name = "snd-soc-dummy",
.codec_dai_name = "snd-soc-dummy-dai",
.dynamic = 1,
.trigger = {SND_SOC_DPCM_TRIGGER_POST, SND_SOC_DPCM_TRIGGER_POST},
.dpcm_playback = 1,
},
.....< other FE and BE DAI links here >
};
这个FE DAI链接非常类似于常规DAI链接，除了我们还将DAI链接设置为DPCM FE 。还应使用和 标志设置支持的FE流方向。还可以选择为每个FE指定触发器调用的顺序。这允许ASoC内核在其他组件之前或之后触发DSP（因为某些DSP对订购DAI / DSP启动和停止序列有强烈要求）。dynamic = 1dpcm_playbackdpcm_capture
上面的FE DAI将编解码器和代码DAI设置为虚拟设备，因为BE是动态的，并且将根据运行时配置而改变。
BE DAI配置如下： -
static struct snd_soc_dai_link machine_dais[] = {
.....< FE DAI links here >
{
.name = "Codec Headset",
.cpu_dai_name = "ssp-dai.0",
.platform_name = "snd-soc-dummy",
.no_pcm = 1,
.codec_name = "rt5640.0-001c",
.codec_dai_name = "rt5640-aif1",
.ignore_suspend = 1,
.ignore_pmdown_time = 1,
.be_hw_params_fixup = hswult_ssp0_fixup,
.ops = &haswell_ops,
.dpcm_playback = 1,
.dpcm_capture = 1,
},
.....< other BE DAI links here >
};
此BE DAI链接将DAI0连接到编解码器（在本例中为RT5460 AIF1）。它设置no_pcm标志以标记它具有BE并使用dpcm_playback及dpcm_capture以上设置支持的流方向的标志。
BE还设置了用于忽略暂停和PM停机时间的标志。这允许BE在无主机模式下工作，其中主机CPU不像BT电话那样传输数据： -
*************
PCM0 <------------> * * <----DAI0-----> Codec Headset
* *
PCM1 <------------> * * <----DAI1-----> Codec Speakers
* DSP *
PCM2 <------------> * * <====DAI2=====> MODEM
* *
PCM3 <------------> * * <====DAI3=====> BT
* *
* * <----DAI4-----> DMIC
* *
* * <----DAI5-----> FM
*************
这允许主机CPU休眠，而DSP，MODEM DAI和BT DAI仍在运行。
如果代码是外部管理的设备，BE DAI链接还可以将编解码器设置为虚拟设备。
同样，如果CPU DAI由DSP固件管理，BE DAI也可以设置虚拟CPU DAI。
FE / BE PCM操作
上面的BE还会导出一些PCM操作和fixup回调。机器驱动程序使用fixup回调来根据FE hw参数（重新）配置DAI。即，DSP可以从FE到BE执行SRC或ASRC。
例如，DSP将所有FE hw参数转换为48k，16bit的固定速率，DAI0的立体声。这意味着必须在DAI0的机器驱动程序中修复所有FE hw_params，以便DAI以所需的配置运行，而不管FE配置如何。
static int dai0_fixup(struct snd_soc_pcm_runtime *rtd,
struct snd_pcm_hw_params *params)
{
struct snd_interval *rate = hw_param_interval(params,
SNDRV_PCM_HW_PARAM_RATE);
struct snd_interval *channels = hw_param_interval(params,
SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS);
/* The DSP will covert the FE rate to 48k, stereo */
rate->min = rate->max = 48000;
channels->min = channels->max = 2;
/* set DAI0 to 16 bit */
snd_mask_set(¶ms->masks[SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT -
SNDRV_PCM_HW_PARAM_FIRST_MASK],
SNDRV_PCM_FORMAT_S16_LE);
return 0;
}
其他PCM操作与常规DAI链接相同。必要时使用。
小部件图连接
BEIO链路通常在初始化时由ASoC DAPM内核连接到图形。但是，如果BE编解码器或BE DAI是虚拟的，那么必须在驱动程序中明确设置： -
/* BE for codec Headset - DAI0 is dummy and managed by DSP FW */
{"DAI0 CODEC IN", NULL, "AIF1 Capture"},
{"AIF1 Playback", NULL, "DAI0 CODEC OUT"},
编写DPCM DSP驱动程序
DPCM DSP驱动程序看起来很像标准平台级ASoC驱动程序，与编解码器类驱动程序中的元素相结合。DSP平台驱动程序必须实现： -
- 前端PCM DAI - 即struct snd_soc_dai_driver。
- DAPM图显示了从FE DAI到BE的DSP音频路由。
- 来自DSP图的DAPM小部件。
- 用于增益，路由等的混频器
- DMA配置。
- BE AIF小部件。
第6项对于将音频路由到DSP之外非常重要。需要为每个BE和每个流方向定义AIF。例如，对于BE DAI0，我们将： -
SND_SOC_DAPM_AIF_IN（“DAI0 RX”，NULL，0，SND_SOC_NOPM，0,0），
SND_SOC_DAPM_AIF_OUT（“DAI0 TX”，NULL，0，SND_SOC_NOPM，0,0），
BE AIF用于将DSP图形连接到其他组件驱动程序的图形（例如编解码器图形）。
无主机PCM流
无主机PCM流是不通过主机CPU路由的流。一个例子是从手机到调制解调器的电话。
*************
PCM0 <------------> * * <----DAI0-----> Codec Headset
* *
PCM1 <------------> * * <====DAI1=====> Codec Speakers/Mic
* DSP *
PCM2 <------------> * * <====DAI2=====> MODEM
* *
PCM3 <------------> * * <----DAI3-----> BT
* *
* * <----DAI4-----> DMIC
* *
* * <----DAI5-----> FM
*************
在这种情况下，PCM数据通过DSP路由。此用例中的主机CPU仅用于控制，并且可以在流的运行时期间休眠。
主持人可以通过以下方式控制无主机链接： -
- 将链接配置为CODEC < - > CODEC样式链接。在这种情况下，链接由DAPM图的状态启用或禁用。这通常意味着有一个混音器控件可用于连接或断开两个DAI之间的路径。
- 无主的FE。此FE与DAPM图上的BE DAI链接具有虚拟连接。然后由FE执行控制作为常规PCM操作。此方法可以更好地控制DAI链接，但需要更多用户空间代码来控制链接。建议使用CODEC < - > CODEC，除非您的硬件需要更精细的PCM操作顺序排序。
CODEC < - > CODEC链接
当DAPM在DAPM图中检测到有效路径时，将启用此DAI链接。机器驱动程序为DAI链接设置一些附加参数，即
static const struct snd_soc_pcm_stream dai_params = {
.formats = SNDRV_PCM_FMTBIT_S32_LE,
.rate_min = 8000,
.rate_max = 8000,
.channels_min = 2,
.channels_max = 2,
};
static struct snd_soc_dai_link dais[] = {
< ... more DAI links above ... >
{
.name = "MODEM",
.stream_name = "MODEM",
.cpu_dai_name = "dai2",
.codec_dai_name = "modem-aif1",
.codec_name = "modem",
.dai_fmt = SND_SOC_DAIFMT_I2S | SND_SOC_DAIFMT_NB_NF
| SND_SOC_DAIFMT_CBM_CFM,
.params = &dai_params,
}
< ... more DAI links here ... >
这些参数用于在DAPM检测到有效路径时配置DAI hw_params（），然后调用PCM操作以启动链接。当路径不再有效时，DAPM还将调用适当的PCM操作来禁用DAI。
无主的FE
DAI链接由不读取或写入任何PCM数据的FE启用。这意味着创建一个与两个DAI链接的虚拟路径相连的新FE。当FE PCM启动时，DAI链接将启动，当FE PCM停止时，将启动DAI链接。请注意，FE PCM无法在此配置中读取或写入数据。