ALSA声卡驱动中的DAPM详解之七：dapm事件机制（dapm event）

前面的六篇文章，我们已经讨论了dapm关于动态电源管理的有关知识，包括widget的创建和初始化，widget之间的连接以及widget的上下电顺序等等。本章我们准备讨论dapm框架中的另一个机制：事件机制。通过dapm事件机制，widget可以对它所关心的dapm事件做出反应，这种机制对于扩充widget的能力非常有用，例如，对于那些位于codec之外的widget，好像喇叭功放、外部的前置放大器等等，由于不是使用codec内部的寄存器进行电源控制，我们就必须利用dapm的事件机制，获得相应的上下电事件，从而可以定制widget自身的电源控制功能。

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dapm event的种类

dapm目前为我们定义了9种dapm event，他们分别是：

事件类型	说明
SND_SOC_DAPM_PRE_PMU	widget要上电前发出的事件
SND_SOC_DAPM_POST_PMU	widget要上电后发出的事件
SND_SOC_DAPM_PRE_PMD	widget要下电前发出的事件
SND_SOC_DAPM_POST_PMD	widget要下电后发出的事件
SND_SOC_DAPM_PRE_REG	音频路径设置之前发出的事件
SND_SOC_DAPM_POST_REG	音频路径设置之后发出的事件
SND_SOC_DAPM_WILL_PMU	在处理up_list链表之前发出的事件
SND_SOC_DAPM_WILL_PMD	在处理down_list链表之前发出的事件
SND_SOC_DAPM_PRE_POST_PMD	SND_SOC_DAPM_PRE_PMD和 SND_SOC_DAPM_POST_PMD的合并

前8种每种占据一个位，所以，我们可以在一个整数中表达多个我们需要关心的dapm事件，只要把它们按位或进行合并即可。

widget的event回调函数

ALSA声卡驱动中的DAPM详解之二：widget-具备路径和电源管理信息的kcontrol中，我们已经介绍过代表widget的snd_soc_widget结构，在这个结构体中，有一个event字段用于保存该widget的事件回调函数，同时，event_flags字段用于保存该widget需要关心的dapm事件种类，只有event_flags字段中相应的事件位被设置了的事件才会发到event回调函数中进行处理。

我们知道，dapm为我们提供了常用widget的定义辅助宏，使用以下这几种辅助宏定义widget时，默认需要我们提供dapm event回调函数

• SND_SOC_DAPM_MIC
  
• SND_SOC_DAPM_HP
  
• SND_SOC_DAPM_SPK
  
• SND_SOC_DAPM_LINE
  

这些widget都是位于codec外部的器件，它们无法使用通用的寄存器操作来控制widget的电源状态，所以需要我们提供event回调函数。以下的例子来自dapm的内核文档，外部的喇叭功放通过CORGI_GPIO_APM_ON这个gpio来控制它的电源状态：

 /* turn speaker amplifier on/off depending on use */
 static int corgi_amp_event(struct snd_soc_dapm_widget *w, int event)
 {
     gpio_set_value(CORGI_GPIO_APM_ON, SND_SOC_DAPM_EVENT_ON(event));
     return 0;
 }

 /* corgi machine dapm widgets */
 static const struct snd_soc_dapm_widget wm8731_dapm_widgets =
     SND_SOC_DAPM_SPK("Ext Spk", corgi_amp_event);

另外，我们也可以通过以下这些带"_E"后缀的辅助宏版本来定义需要dapm事件的widget：

• SND_SOC_DAPM_PGA_E
  
• SND_SOC_DAPM_OUT_DRV_E
  
• SND_SOC_DAPM_MIXER_E
  
• SND_SOC_DAPM_MIXER_NAMED_CTL_E
  
• SND_SOC_DAPM_SWITCH_E
  
• SND_SOC_DAPM_MUX_E
  
• SND_SOC_DAPM_VIRT_MUX_E
  

触发dapm event

我们已经定义好了带有event回调的widget，那么，在那里触发这些dapm event？答案是：在dapm_power_widgets函数的处理过程中，dapm_power_widgets函数我们已经在ALSA声卡驱动中的DAPM详解之六：精髓所在，牵一发而动全身中做了详细的分析，其中，在所有需要处理电源变化的widget被分别放入up_list和down_list链表后，会相应地发出各种dapm事件：

 static int dapm_power_widgets(struct snd_soc_card *card, int event)
 {
         ......
         list_for_each_entry(w, &down_list, power_list) {
                 dapm_seq_check_event(card, w, SND_SOC_DAPM_WILL_PMD);
         }

         list_for_each_entry(w, &up_list, power_list) {
                 dapm_seq_check_event(card, w, SND_SOC_DAPM_WILL_PMU);
         }

         /* Power down widgets first; try to avoid amplifying pops. */
         dapm_seq_run(card, &down_list, event, false);

         dapm_widget_update(card);

         /* Now power up. */
         dapm_seq_run(card, &up_list, event, true);
         ......
 }

可见，在真正地进行上电和下电之前，dapm向down_list链表中的每个widget发出SND_SOC_DAPM_WILL_PMD事件，而向up_list链表中的每个widget发出SND_SOC_DAPM_WILL_PMU事件。在处理上下电的函数dapm_seq_run中，会调用dapm_seq_run_coalesced函数执行真正的寄存器操作，进行widget的电源控制，dapm_seq_run_coalesced也会发出另外几种dapm事件：

 static void dapm_seq_run_coalesced(struct snd_soc_card *card,
                                    struct list_head *pending)
 {
         ......
         list_for_each_entry(w, pending, power_list) {
                 ......
                 /* Check for events */
                 dapm_seq_check_event(card, w, SND_SOC_DAPM_PRE_PMU);
                 dapm_seq_check_event(card, w, SND_SOC_DAPM_PRE_PMD);
         }

         if (reg >= 0) {
                 ......
                 pop_wait(card->pop_time);
                 soc_widget_update_bits_locked(w, reg, mask, value);
         }

         list_for_each_entry(w, pending, power_list) {
                 dapm_seq_check_event(card, w, SND_SOC_DAPM_POST_PMU);
                 dapm_seq_check_event(card, w, SND_SOC_DAPM_POST_PMD);
         }
 }

另外，负责更新音频路径的dapm_widget_update函数中也会发出dapm事件：

 static void dapm_widget_update(struct snd_soc_card *card)
 {
         struct snd_soc_dapm_update *update = card->update;
         struct snd_soc_dapm_widget_list *wlist;
         struct snd_soc_dapm_widget *w = NULL;
         unsigned int wi;
         int ret;

         if (!update || !dapm_kcontrol_is_powered(update->kcontrol))
                 return;

         wlist = dapm_kcontrol_get_wlist(update->kcontrol);

         for (wi = 0; wi < wlist->num_widgets; wi++) {
                 w = wlist->widgets[wi];

                 if (w->event && (w->event_flags & SND_SOC_DAPM_PRE_REG)) {
                         ret = w->event(w, update->kcontrol, SND_SOC_DAPM_PRE_REG);
                         ......
                 }
         }

         ......
         /* 更新kcontrol的值，改变音频路径 */
         ret = soc_widget_update_bits_locked(w, update->reg, update->mask,
                                   update->val);
         ......

         for (wi = 0; wi < wlist->num_widgets; wi++) {
                 w = wlist->widgets[wi];

                 if (w->event && (w->event_flags & SND_SOC_DAPM_POST_REG)) {
                         ret = w->event(w, update->kcontrol, SND_SOC_DAPM_POST_REG);
                         ......
                 }
         }
 }

可见，改变路径的前后，分别发出了SND_SOC_DAPM_PRE_REG事件和SND_SOC_DAPM_POST_REG事件。

dai widget与stream widget

dai widget    在ALSA声卡驱动中的DAPM详解之四：在驱动程序中初始化并注册widget和route一文中，我们已经讨论过dai widget，dai widget又分为cpu dai widget和codec dai widget，它们在machine驱动分别匹配上相应的codec和platform后，由soc_probe_platform和soc_probe_codec这两个函数通过调用dapm的api函数:

• snd_soc_dapm_new_dai_widgets
  

来创建的，通常会为playback和capture各自创建一个dai widget，他们的类型分别是：

• snd_soc_dapm_dai_in      对应playback dai
  
• snd_soc_dapm_dai_out    对应capture dai
  

另外，dai widget的名字是使用stream name来命名的，他通常来自snd_soc_dai_driver中的stream_name字段。dai widget的sname字段也使用同样的名字。

stream widget    stream widget通常是指那些要处理音频流数据的widget，它们包含以下这几种类型：

• snd_soc_dapm_aif_in                 用SND_SOC_DAPM_AIF_IN辅助宏定义
  
• snd_soc_dapm_aif_out               用SND_SOC_DAPM_AIF_OUT辅助宏定义
  
• snd_soc_dapm_dac                    用SND_SOC_DAPM_AIF_DAC辅助宏定义
  
• snd_soc_dapm_adc                    用SND_SOC_DAPM_AIF_ADC辅助宏定义
  

对于这几种widget，我们除了要指定widget的名字外，还要指定他对应的stream的名字，保存在widget的sname字段中。

连接dai widget和stream widget

默认情况下，驱动不会通过snd_soc_route来主动定义dai widget和stream widget之间的连接关系，实际上，他们之间的连接关系是由ASoc负责的，在声卡的初始化函数中，使用snd_soc_dapm_link_dai_widgets函数来建立他们之间的连接关系：

 static int snd_soc_instantiate_card(struct snd_soc_card *card)
 {
         ......
         /* card bind complete so register a sound card */
         ret = snd_card_create(SNDRV_DEFAULT_IDX1, SNDRV_DEFAULT_STR1,
                         card->owner, 0, &card->snd_card);
         ......
         if (card->dapm_widgets)
                 snd_soc_dapm_new_controls(&card->dapm, card->dapm_widgets,
                                           card->num_dapm_widgets);
         /*  建立dai widget和stream widget之间的连接关系  */
         snd_soc_dapm_link_dai_widgets(card);
         ......
         if (card->controls)
                 snd_soc_add_card_controls(card, card->controls, card->num_controls);
         ......
         if (card->dapm_routes)
                 snd_soc_dapm_add_routes(&card->dapm, card->dapm_routes,
                                         card->num_dapm_routes);
         ......
         if (card->fully_routed)
                 list_for_each_entry(codec, &card->codec_dev_list, card_list)
                         snd_soc_dapm_auto_nc_codec_pins(codec);

         snd_soc_dapm_new_widgets(card);

         ret = snd_card_register(card->snd_card);
         ......
         return 0;
 }

我们再来分析一下snd_soc_dapm_link_dai_widgets函数，看看它是如何连接这两种widget的，它先是遍历声卡中所有的widget，找出类型为snd_soc_dapm_dai_in和snd_soc_dapm_dai_out的widget，通过widget的priv字段，取出widget对应的snd_soc_dai结构指针：

 int snd_soc_dapm_link_dai_widgets(struct snd_soc_card *card)
 {
         struct snd_soc_dapm_widget *dai_w, *w;
         struct snd_soc_dai *dai;

         /* For each DAI widget... */
         list_for_each_entry(dai_w, &card->widgets, list) {
                 switch (dai_w->id) {
                 case snd_soc_dapm_dai_in:
                 case snd_soc_dapm_dai_out:
                         break;
                 default:
                         continue;
                 }

                 dai = dai_w->priv;

接着，再次从头遍历声卡中所有的widget，找出能与dai widget相连接的stream widget，第一个前提条件是这两个widget必须位于同一个dapm context中：

 /* ...find all widgets with the same stream and link them */
 list_for_each_entry(w, &card->widgets, list) {
         if (w->dapm != dai_w->dapm)
                 continue;

dai widget不会与dai widget相连，所以跳过它们：

 switch (w->id) {
 case snd_soc_dapm_dai_in:
 case snd_soc_dapm_dai_out:
         continue;
 default:
         break;
 }

dai widget的名字没有出现在要连接的widget的stream name中，跳过这个widget：

 if (!w->sname || !strstr(w->sname, dai_w->name))
         continue;

如果 widget的stream name包含了 dai的stream name，则匹配成功，连接这两个widget：

                 if (dai->driver->playback.stream_name &&
                     strstr(w->sname,
                            dai->driver->playback.stream_name)) {
                         dev_dbg(dai->dev, "%s -> %s\n",
                                  dai->playback_widget->name, w->name);

                         snd_soc_dapm_add_path(w->dapm,
                                 dai->playback_widget, w, NULL, NULL);
                 }

                 if (dai->driver->capture.stream_name &&
                     strstr(w->sname,
                            dai->driver->capture.stream_name)) {
                         dev_dbg(dai->dev, "%s -> %s\n",
                                 w->name, dai->capture_widget->name);

                         snd_soc_dapm_add_path(w->dapm, w,
                                 dai->capture_widget, NULL, NULL);
                 }
         }
 }

 return 0;

由此可见，dai widget和stream widget是通过stream name进行匹配的，所以，我们在定义codec的stream widget时，它们的stream name必须要包含dai的stream name，这样才能让ASoc自动把这两种widget连接在一起，只有把它们连接在一起，ASoc中的播放、录音和停止等事件，才能通过dai widget传递到codec中，使得codec中的widget能根据目前的播放状态，动态地开启或关闭音频路径上所有widget的电源。我们看看wm8993中的例子：

 SND_SOC_DAPM_AIF_OUT("AIFOUTL", "Capture", 0, SND_SOC_NOPM, 0, 0),
 SND_SOC_DAPM_AIF_OUT("AIFOUTR", "Capture", 1, SND_SOC_NOPM, 0, 0),

 SND_SOC_DAPM_AIF_IN("AIFINL", "Playback", 0, SND_SOC_NOPM, 0, 0),
 SND_SOC_DAPM_AIF_IN("AIFINR", "Playback", 1, SND_SOC_NOPM, 0, 0),

分别定义了左右声道两个stream name为Capture和Playback的stream widget。对应的dai driver结构定义如下：

 static struct snd_soc_dai_driver wm8993_dai = {
         .name = "wm8993-hifi",
         .playback = {
                 .stream_name = "Playback",
                 .channels_min = 1,
                 .channels_max = 2,
                 .rates = WM8993_RATES,
                 .formats = WM8993_FORMATS,
                 .sig_bits = 24,
         },
         .capture = {
                  .stream_name = "Capture",
                  .channels_min = 1,
                  .channels_max = 2,
                  .rates = WM8993_RATES,
                  .formats = WM8993_FORMATS,
                  .sig_bits = 24,
          },
         .ops = &wm8993_ops,
         .symmetric_rates = 1,
 };

可见，它们的stream name是一样的，声卡初始化阶段会把它们连接在一起。需要注意的是，如果我们定义了snd_soc_dapm_aif_in和snd_soc_dapm_aif_out类型的stream widget，并指定了他们的stream name，在定义DAC或ADC对应的widget时，它们的stream name最好不要也使用相同的名字，否则，dai widget即会连接上AIF，也会连接上DAC/ADC，造成音频路径的混乱：

 SND_SOC_DAPM_ADC("ADCL", NULL, WM8993_POWER_MANAGEMENT_2, 1, 0),
 SND_SOC_DAPM_ADC("ADCR", NULL, WM8993_POWER_MANAGEMENT_2, 0, 0),

 SND_SOC_DAPM_DAC("DACL", NULL, WM8993_POWER_MANAGEMENT_3, 1, 0),
 SND_SOC_DAPM_DAC("DACR", NULL, WM8993_POWER_MANAGEMENT_3, 0, 0),

stream event

把dai widget和stream widget连接在一起，就是为了能把ASoc中的pcm处理部分和dapm进行关联，pcm的处理过程中，会通过发出stream event来通知dapm系统，重新扫描并调整音频路径上各个widget的电源状态，目前dapm提供了以下几种stream event:

 /* dapm stream operations */
 #define SND_SOC_DAPM_STREAM_NOP                 0x0
 #define SND_SOC_DAPM_STREAM_START               0x1
 #define SND_SOC_DAPM_STREAM_STOP                0x2
 #define SND_SOC_DAPM_STREAM_SUSPEND             0x4
 #define SND_SOC_DAPM_STREAM_RESUME              0x8
 #define SND_SOC_DAPM_STREAM_PAUSE_PUSH  0x10
 #define SND_SOC_DAPM_STREAM_PAUSE_RELEASE       0x20

比如，在soc_pcm_prepare函数中，会发出SND_SOC_DAPM_STREAM_START事件：

 snd_soc_dapm_stream_event(rtd, substream->stream,
                 SND_SOC_DAPM_STREAM_START);

而在soc_pcm_close函数中，会发出SND_SOC_DAPM_STREAM_STOP事件：

 snd_soc_dapm_stream_event(rtd,
                           SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK,
                           SND_SOC_DAPM_STREAM_STOP);

snd_soc_dapm_stream_event函数最终会使用soc_dapm_stream_event函数来完成具体的工作：

 static void soc_dapm_stream_event(struct snd_soc_pcm_runtime *rtd, int stream,
         int event)
 {

         struct snd_soc_dapm_widget *w_cpu, *w_codec;
         struct snd_soc_dai *cpu_dai = rtd->cpu_dai;
         struct snd_soc_dai *codec_dai = rtd->codec_dai;

         if (stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK) {
                 w_cpu = cpu_dai->playback_widget;
                 w_codec = codec_dai->playback_widget;
         } else {
                 w_cpu = cpu_dai->capture_widget;
                 w_codec = codec_dai->capture_widget;
         }

该函数首先从snd_soc_pcm_runtime结构中取出cpu dai widget和codec dai widget，接下来：

 if (w_cpu) {

         dapm_mark_dirty(w_cpu, "stream event");

         switch (event) {
         case SND_SOC_DAPM_STREAM_START:
                 w_cpu->active = 1;
                 break;
         case SND_SOC_DAPM_STREAM_STOP:
                 w_cpu->active = 0;
                 break;
         case SND_SOC_DAPM_STREAM_SUSPEND:
         case SND_SOC_DAPM_STREAM_RESUME:
         case SND_SOC_DAPM_STREAM_PAUSE_PUSH:
         case SND_SOC_DAPM_STREAM_PAUSE_RELEASE:
                 break;
         }
 }

把cpu dai widget加入到dapm_dirty链表中，根据stream event的类型，把cpu dai widget设定为激活状态或非激活状态，接下来，对codec dai widget做出同样的处理：

 if (w_codec) {

         dapm_mark_dirty(w_codec, "stream event");

         switch (event) {
         case SND_SOC_DAPM_STREAM_START:
                 w_codec->active = 1;
                 break;
         case SND_SOC_DAPM_STREAM_STOP:
                 w_codec->active = 0;
                 break;
         case SND_SOC_DAPM_STREAM_SUSPEND:
         case SND_SOC_DAPM_STREAM_RESUME:
         case SND_SOC_DAPM_STREAM_PAUSE_PUSH:
         case SND_SOC_DAPM_STREAM_PAUSE_RELEASE:
                 break;
         }
 }

最后，它调用了我们熟悉的dapm_power_widgets函数：

 dapm_power_widgets(rtd->card, event);

因为dai widget和codec上的stream widget是相连的，所以，dai widget的激活状态改变，会沿着音频路径传递到路径上的所有widget，等dapm_power_widgets返回后，如果发出的是SND_SOC_DAPM_STREAM_START事件，路径上的所有widget会处于上电状态，保证音频数据流的顺利播放，如果发出的是SND_SOC_DAPM_STREAM_STOP 事件，路径上的所有widget会处于下电状态，保证最小的功耗水平。