linux-alsa详解9之DAPM详解2widget基本知识
上节中介绍的音频驱动中对基本控制单元的封装：kcontrol。利用kcontrol，我们可以完成对音频系统中的mixer，mux，音量控制，音效控制，以及各种开关量的控制，通过对各种kcontrol的控制，使得音频硬件能够按照我们预想的结果进行工作。同时我们可以看到，kcontrol还是有以下几点不足：
只能描述自身，无法描述各个kcontrol之间的连接关系；
没有相应的电源管理机制；
没有相应的时间处理机制来响应播放、停止、上电、下电等音频事件；
为了防止pop-pop声，需要用户程序关注各个kcontrol上电和下电的顺序；
当一个音频路径不再有效时，不能自动关闭该路径上的所有的kcontrol。
为此，DAPM框架正是为了要解决以上这些问题而诞生的，DAPM目前已经是ASoc中的重要组成部分，让我们先从DAPM的数据结构开始，了解它的设计思想和工作原理。
1 DAPM的基本单元widget
文章的开头，我们说明了一下目前kcontrol的一些不足，而DAPM框架为了解决这些问题，引入了widget这一概念，所谓widget，具备路径和电源管理的kcontrol，其实可以理解为是kcontrol的进一步升级和封装，她同样是指音频系统中的某个部件，比如mixer，mux，输入输出引脚，电源供应器等等，甚至，我们可以定义虚拟的widget，例如playback stream widget。widget把kcontrol和动态电源管理进行了有机的结合，同时还具备音频路径的连结功能，一个widget可以与它相邻的widget有某种动态的连结关系。在DAPM框架中，widget用结构体snd_soc_dapm_widget来描述：
定义位于：include\sound\soc-dapm.h
1 /* dapm widget */ 2 struct snd_soc_dapm_widget { 3 enum snd_soc_dapm_type id;该widget的类型值，比如snd_soc_dapm_output，snd_soc_dapm_mixer等 4 const char *name; /* widget name */ 5 const char *sname; /* stream name */代表该widget所在stream的名字，比如对于snd_soc_dapm_dai_in类型的widget，会使用该字段 6 struct list_head list;所有注册到系统中的widget都会通过该list，链接到代表声卡的snd_soc_card结构的widgets链表头字段中 7 struct snd_soc_dapm_context *dapm;snd_soc_dapm_context结构指针，ASoc把系统划分为多个dapm域，每个widget属于某个dapm域，同一个域代表着同样的偏置电压供电策略， 8 比如，同一个codec中的widget通常位于同一个dapm域，而平台上的widget可能又会位于另外一个platform域中 9 void *priv; /* widget specific data */有些widget可能需要一些专有的数据，可以使用该字段来保存，像snd_soc_dapm_dai_in类型的widget，会使用该字段来记住与之相关联的snd_soc_dai结构指针 10 struct regulator *regulator; /* attached regulator */对于snd_soc_dapm_regulator_supply类型的widget，该字段指向与之相关的regulator结构指针 11 const struct snd_soc_pcm_stream *params; /* params for dai links */ 12 unsigned int num_params; /* number of params for dai links */ 13 unsigned int params_select; /* currently selected param for dai link */ 14 15 /* dapm control */reg/shift/mask这3个字段用来控制该widget的电源状态，分别对应控制信息所在的寄存器地址，位移值和屏蔽值 16 int reg; /* negative reg = no direct dapm */ 17 unsigned char shift; /* bits to shift */ 18 unsigned int mask; /* non-shifted mask */ 19 unsigned int on_val; /* on state value */电源开启时的值 20 unsigned int off_val; /* off state value */电源关闭时的值 21 unsigned char power:1; /* block power status */表示当前widget是否处于上电 22 unsigned char active:1; /* active stream on DAC, ADC's */表示当前widget是否处于激活状态 23 unsigned char connected:1; /* connected codec pin */表示当前widget是否处于连接状态 24 unsigned char new:1; /* cnew complete */我们定义好的widget（snd_soc_dapm_widget结构），在注册到声卡中时需要进行实例化，该字段用来表示该widget是否已经被实例化 25 unsigned char force:1; /* force state */该位被设置后，将会不管widget当前的状态，强制更新至新的电源状态 26 unsigned char ignore_suspend:1; /* kept enabled over suspend */ 27 unsigned char new_power:1; /* power from this run */ 28 unsigned char power_checked:1; /* power checked this run */用于检查该widget是否应该上电或下电的回调函数指针 29 unsigned char is_supply:1; /* Widget is a supply type widget */ 30 unsigned char is_ep:2; /* Widget is a endpoint type widget */ 31 int subseq; /* sort within widget type */ 32 33 int (*power_check)(struct snd_soc_dapm_widget *w); 34 35 /* external events */ 36 unsigned short event_flags; /* flags to specify event types */ 37 int (*event)(struct snd_soc_dapm_widget*, struct snd_kcontrol *, int); 38 39 /* kcontrols that relate to this widget */ 40 int num_kcontrols; 41 const struct snd_kcontrol_new *kcontrol_news; 42 struct snd_kcontrol **kcontrols; 43 struct snd_soc_dobj dobj; 44 45 /* widget input and output edges */ 46 struct list_head edges[2]; 47 48 /* used during DAPM updates */ 49 struct list_head work_list; 50 struct list_head power_list; 51 struct list_head dirty; 52 int endpoints[2]; 53 54 struct clk *clk; 55 }
2 widget种类
在DAPM框架中，把各种不同的widget划分为不同的种类，snd_soc_dapm_widget结构中的id字段用来表示该widget的种类，可选的种类都定义在一个枚举中：
1 /* dapm widget types */ 2 enum snd_soc_dapm_type { 3 snd_soc_dapm_input = 0, /* input pin */该widget对应一个输入引脚 4 snd_soc_dapm_output, /* output pin */ 该widget对应一个输出引脚 5 snd_soc_dapm_mux, /* selects 1 analog signal from many inputs *该widget对应一个mux控件/ 6 snd_soc_dapm_demux, /* connects the input to one of multiple outputs */ 7 snd_soc_dapm_mixer, /* mixes several analog signals together */ 8 snd_soc_dapm_mixer_named_ctl, /* mixer with named controls */对应一个mixer控件，但是对应的kcontrol的名字不会加入widget的名字作为前缀 9 snd_soc_dapm_pga, /* programmable gain/attenuation (volume) */对应一个pga控件（可编程增益控件） 10 snd_soc_dapm_out_drv, /* output driver */对应一个输出驱动控件 11 snd_soc_dapm_adc, /* analog to digital converter */对应一个ADC 12 snd_soc_dapm_dac, /* digital to analog converter */对应一个DAC 13 snd_soc_dapm_micbias, /* microphone bias (power) - DEPRECATED: use snd_soc_dapm_supply */对应一个麦克风偏置电压控件 14 snd_soc_dapm_mic, /* microphone */麦克风 15 snd_soc_dapm_hp, /* headphones */耳机 16 snd_soc_dapm_spk, /* speaker */扬声器 17 snd_soc_dapm_line, /* line input/output */线路输入输出 18 snd_soc_dapm_switch, /* analog switch */模拟开关 19 snd_soc_dapm_vmid, /* codec bias/vmid - to minimise pops */对应一个codec的vmid偏置电压 20 snd_soc_dapm_pre, /* machine specific pre widget - exec first */machine级别的专用widget，会先于其它widget执行检查操作 21 snd_soc_dapm_post, /* machine specific post widget - exec last */machine级别的专用widget，会后于其它widget执行检查操作 22 snd_soc_dapm_supply, /* power/clock supply */对应一个电源或是时钟源 23 snd_soc_dapm_regulator_supply, /* external regulator */对应一个外部regulator稳压器 24 snd_soc_dapm_clock_supply, /* external clock */对应一个外部时钟源 25 snd_soc_dapm_aif_in, /* audio interface input */对应一个数字音频输入接口，比如I2S接口的输入端 26 snd_soc_dapm_aif_out, /* audio interface output */对应一个数字音频输出接口，比如I2S接口的输出端 27 snd_soc_dapm_siggen, /* signal generator */对应一个信号发生器 28 snd_soc_dapm_sink, 29 snd_soc_dapm_dai_in, /* link to DAI structure */对应一个platform或codec域的输入DAI结构 30 snd_soc_dapm_dai_out, 对应一个platform或codec域的输出DAI结构 31 snd_soc_dapm_dai_link, /* link between two DAI structures */用于链接一对输入/输出DAI结构 32 snd_soc_dapm_kcontrol, /* Auto-disabled kcontrol */ 33 }
3 widget之间的链接器path
之前已经提到，一个widget是有输入和输出的，而且widget之间是可以动态地进行连接的，那它们是用什么来连接两个widget的呢？DAPM为我们提出了path这一概念，path相当于电路中的一根跳线，它把一个widget的输出端和另一个widget的输入端连接在一起，path用snd_soc_dapm_path结构来描述：
1 /* dapm audio path between two widgets */ 2 struct snd_soc_dapm_path { 3 const char *name; 4 5 /* 6 * source (input) and sink (output) widgets 7 * The union is for convience, since it is a lot nicer to type 8 * p->source, rather than p->node[SND_SOC_DAPM_DIR_IN] 9 */ 10 union { 11 struct { 12 struct snd_soc_dapm_widget *source; 13 struct snd_soc_dapm_widget *sink; 14 }; 15 struct snd_soc_dapm_widget *node[2]; 16 }; 17 18 /* status */ 19 u32 connect:1; /* source and sink widgets are connected */ 20 u32 walking:1; /* path is in the process of being walked */ 21 u32 weak:1; /* path ignored for power management */ 22 u32 is_supply:1; /* At least one of the connected widgets is a supply */ 23 24 int (*connected)(struct snd_soc_dapm_widget *source, 25 struct snd_soc_dapm_widget *sink); 26 27 struct list_head list_node[2]; 28 struct list_head list_kcontrol; 29 struct list_head list; 30 }
当widget之间发生连接关系时，snd_soc_dapm_path作为连接者，它的source字段会指向该连接的起始端widget，而它的sink字段会指向该连接的到达端widget，还记得前面snd_soc_dapm_widget结构中的两个链表头字段：sources和sinks么？widget的输入端和输出端可能连接着多个path，所有输入端的snd_soc_dapm_path结构通过list_sink字段挂在widget的souces链表中，同样，所有输出端的snd_soc_dapm_path结构通过list_source字段挂在widget的sinks链表中。这里可能大家会被搞得晕呼呼的，一会source，一会sink，不要紧，只要记住，连接的路径是这样的：起始端widget的输出-->path的输入-->path的输出-->到达端widget输入。
另外，snd_soc_dapm_path结构的list字段用于把所有的path注册到声卡中，其实就是挂在snd_soc_card结构的paths链表头字段中。如果你要自己定义方法来检查path的当前连接状态，你可以提供自己的connected回调函数指针.
connect，walked，walking，weak是几个辅助字段，用于帮助所有path的遍历。
4 widget的连接关系route
通过上一节的内容，我们知道，一个路径的连接至少包含以下几个元素：起始端widget，跳线path，到达端widget，在DAPM中，用snd_soc_dapm_route结构来描述这样一个连接关系：
1 /* 2 * DAPM audio route definition. 3 * 4 * Defines an audio route originating at source via control and finishing 5 * at sink. 6 */ 7 struct snd_soc_dapm_route { 8 const char *sink; 9 const char *control; 10 const char *source; 11 12 /* Note: currently only supported for links where source is a supply */ 13 int (*connected)(struct snd_soc_dapm_widget *source, 14 struct snd_soc_dapm_widget *sink); 15 };
sink指向到达端widget的名字字符串，source指向起始端widget的名字字符串，control指向负责控制该连接所对应的kcontrol名字字符串，connected回调则定义了上一节所提到的自定义连接检查回调函数。该结构的意义很明显就是：source通过一个kcontrol，和sink连接在一起，现在是否处于连接状态，请调用connected回调函数检查。
这里直接使用名字字符串来描述连接关系，所有定义好的route，最后都要注册到dapm系统中，dapm会根据这些名字找出相应的widget，并动态地生成所需要的snd_soc_dapm_path结构，正确地处理各个链表和指针的关系，实现两个widget之间的连接。
参考博文：https://blog.csdn.net/DroidPhone/java/article/details/12906139
