debugfs 文件系统
debugfs 可以为 Linux 内核各个模块的分析调试,提供许多信息,如音频子系统的 ASoC,以及 tracing 等。debugfs 文件系统可以通过命令行工具挂载,如下所示:
root@apollo:~# ls /sys/kernel/debug/root@apollo:~# mount -t debugfs nodev /sys/kernel/debugroot@apollo:~# ls /sys/kernel/debug/asoc device_component fault_around_bytes mtd regulator virtio-portsbdi devices_deferred gpio opp remoteproc wakeup_sourcesblock dma_buf hid pinctrl sleep_timeclear_warn_once dma_pools iio pm_genpd split_huge_pagesclk dmaengine interconnect pwm suspend_statsdebug_enabled energy_model irq ras swiotlbdevfreq extfrag memblock regmap usb
debugfs 文件系统也可以在系统启动时自动挂载,这需要修改 /etc/fstab 文件,需要在这个文件中添加如下行:
debugfs /sys/kernel/debug debugfs defaults 0 0
挂载了 debugfs 文件系统之后,可以在 /sys/kernel/debug/asoc/ 目录下看到注册的所有 DAI、component 和 sound card,如:
root@apollo:~# ls /sys/kernel/debug/asoc/components dais rt5651codec_card
在 sound card 对应的目录下,可以看到其更详细的组成,如:
root@apollo:~# ls /sys/kernel/debug/asoc/rt5651codec_card/725000.i2s dapm dapm_pop_time rt5651.0-001a
这里的 sound card 主要由位于 0x725000 的 I2S 设备,也就是 CPU DAI,几个 DAPM 小部件,及 Audio Codec ALC5651,也就是 Codec DAI 组成。在 sound card 的 dapm 目录下,可以看到关于它的 DAPM 小部件的更详细的信息,如:
root@apollo:~# ls /sys/kernel/debug/asoc/rt5651codec_card/dapmHDMIIN Headphones Headset Mic Int Mic Lineout bias_level
查看 sound card 的 dapm 目录下各个文件的内容,可以了解对应 DAPM 小部件的状态,如:
root@apollo:~# cat /sys/kernel/debug/asoc/rt5651codec_card/dapm/'Headset Mic'Headset Mic: Off in 1 out 0
这些小部件可能需要用户专门通过工具来开关,也可能播放和录制应用软件会自动地开关。如 Headphones 小部件,它不需要用户专门通过工具来开关。在不播放音频文件时,它的状态为 Off
,如:
root@apollo:~# cat /sys/kernel/debug/asoc/rt5651codec_card/dapm/HeadphonesHeadphones: Off in 0 out 1 in "static" "HPOR" in "static" "HPOL"
当启动 tinyplay
播放 WAV 音频文件时,它的状态变为 On
,如:
root@apollo:~# cat /sys/kernel/debug/asoc/rt5651codec_card/dapm/HeadphonesHeadphones: On in 16 out 1 in "static" "HPOR" in "static" "HPOL"
在 sound card 的 rt5651.0-001a 目录下,可以看到关于它的 Audio Codec ALC5651 的更详细的信息,如:
root@apollo:~# ls /sys/kernel/debug/asoc/rt5651codec_card/rt5651.0-001a/dapm
ALC5651 的 Linux 内核驱动程序,主要提供了众多 DAPM 小部件,来对其内部各部分进行控制,如音量,静音,DAC,ADC,Mixer,耳机输出,有线输出等。
ALC5651 的 DAPM 小部件有如下这些:
root@apollo:~# ls /sys/kernel/debug/asoc/rt5651codec_card/rt5651.0-001a/dapm/ADC ASRC HPO R Playback LOUT R PlaybackADC L HPO R Playback Switch Autodisable LOUT R Playback Switch AutodisableADC L Power HPOL LOUTLADC R HPOL MIX LOUTRADC R Power HPOR MIC1AIF1 Capture HPOR MIX MIC2AIF1 Playback HPOVOL L MIC3AIF1RX HPOVOL R OUT MIXLAIF1TX I2S1 OUT MIXRAIF2 Capture I2S1 ASRC OUTVOL LAIF2 Playback I2S2 OUTVOL RAIF2RX I2S2 ASRC PDM L MuxAIF2TX IF1 ADC1 PDM R MuxAmp Power IF1 ADC2 PDMLAudio DSP IF1 DAC PDMRBST1 IF1 DAC1 L RECMIXLBST2 IF1 DAC1 R RECMIXRBST3 IF1 DAC2 L STO1 DAC ASRCDAC L1 IF1 DAC2 R STO2 DAC ASRCDAC L1 Power IF2 ADC Stereo DAC MIXLDAC L2 Mux IF2 DAC Stereo DAC MIXRDAC L2 Volume IF2 DAC L Stereo1 ADC L1 MuxDAC MIXL IF2 DAC R Stereo1 ADC L2 MuxDAC MIXR IN1P Stereo1 ADC MIXLDAC R1 IN2N Stereo1 ADC MIXRDAC R1 Power IN2P Stereo1 ADC R1 MuxDAC R2 Mux IN3P Stereo1 ADC R2 MuxDAC R2 Volume INL1 Stereo1 FilterDD MIXL INL1 VOL Stereo2 ADC L1 MuxDD MIXR INL2 Stereo2 ADC L2 MuxDMIC CLK INL2 VOL Stereo2 ADC MIXLDMIC L1 INR1 Stereo2 ADC MIXRDMIC R1 INR1 VOL Stereo2 ADC R1 MuxHP Amp INR2 Stereo2 ADC R2 MuxHP L Amp INR2 VOL Stereo2 FilterHP Post LDO Stero1 DAC PowerHP R Amp LOUT L Playback Stero2 DAC PowerHPO L Playback LOUT L Playback Switch Autodisable bias_levelHPO L Playback Switch Autodisable LOUT MIX micbias1
同样,查看这些文件的内容,可以了解它们的状态。其中的许多,由播放和录制应用自动控制。如其中的耳机输出开关 HPOVOL L
,在播放音频文件之前状态如下:
root@apollo:~# cat /sys/kernel/debug/asoc/rt5651codec_card/rt5651.0-001a/dapm/'HPOVOL L'HPOVOL L: Off in 0 out 2 - R102(0x66) mask 0x800 out "HPO MIX HPVOL Switch" "HPOL MIX" in "Switch" "OUT MIXL"
在播放音频文件之后,其状态则为:
root@apollo:~# cat /sys/kernel/debug/asoc/rt5651codec_card/rt5651.0-001a/dapm/'HPOVOL L'HPOVOL L: On in 2 out 2 - R102(0x66) mask 0x800 out "HPO MIX HPVOL Switch" "HPOL MIX" in "Switch" "OUT MIXL"
这里还会显示各个 DAPM 小部件的音频路由,即其输入和输出分别是其它哪个小部件。
在 debugfs 文件系统中看到的 DAPM 小部件,由驱动程序中类似下面的代码定义:
static const struct snd_soc_dapm_widget rt5651_dapm_widgets[] = { /* ASRC */ SND_SOC_DAPM_SUPPLY_S("I2S1 ASRC", 1, RT5651_PLL_MODE_2, 15, 0, NULL, 0), SND_SOC_DAPM_SUPPLY_S("I2S2 ASRC", 1, RT5651_PLL_MODE_2, 14, 0, NULL, 0), SND_SOC_DAPM_SUPPLY_S("STO1 DAC ASRC", 1, RT5651_PLL_MODE_2, 13, 0, NULL, 0), SND_SOC_DAPM_SUPPLY_S("STO2 DAC ASRC", 1, RT5651_PLL_MODE_2, 12, 0, NULL, 0), SND_SOC_DAPM_SUPPLY_S("ADC ASRC", 1, RT5651_PLL_MODE_2, 11, 0, NULL, 0), . . . . . . /* Output Lines */ SND_SOC_DAPM_OUTPUT("HPOL"), SND_SOC_DAPM_OUTPUT("HPOR"), SND_SOC_DAPM_OUTPUT("LOUTL"), SND_SOC_DAPM_OUTPUT("LOUTR"), SND_SOC_DAPM_OUTPUT("PDML"), SND_SOC_DAPM_OUTPUT("PDMR"),};
Linux 内核音频设备驱动程序可以向用户空间导出控制接口,用户可以通过这些控制接口控制音量大小,音量开关等,也可以通过这些控制接口控制两个 DAPM 小部件等。这些控制接口在 Linux 内核音频设备驱动程序中,由 struct snd_kcontrol_new
描述。ALC5651 Linux 内核设备驱动程序中定义的控制接口有如下这些:
static const struct snd_kcontrol_new rt5651_snd_controls[] = { /* Headphone Output Volume */ SOC_DOUBLE_TLV("HP Playback Volume", RT5651_HP_VOL, RT5651_L_VOL_SFT, RT5651_R_VOL_SFT, 39, 1, out_vol_tlv), /* OUTPUT Control */ SOC_DOUBLE_TLV("OUT Playback Volume", RT5651_LOUT_CTRL1, RT5651_L_VOL_SFT, RT5651_R_VOL_SFT, 39, 1, out_vol_tlv), /* DAC Digital Volume */ SOC_DOUBLE("DAC2 Playback Switch", RT5651_DAC2_CTRL, RT5651_M_DAC_L2_VOL_SFT, RT5651_M_DAC_R2_VOL_SFT, 1, 1), SOC_DOUBLE_TLV("DAC1 Playback Volume", RT5651_DAC1_DIG_VOL, RT5651_L_VOL_SFT, RT5651_R_VOL_SFT, 175, 0, dac_vol_tlv), SOC_DOUBLE_TLV("Mono DAC Playback Volume", RT5651_DAC2_DIG_VOL, RT5651_L_VOL_SFT, RT5651_R_VOL_SFT, 175, 0, dac_vol_tlv), /* IN1/IN2/IN3 Control */ SOC_SINGLE_TLV("IN1 Boost", RT5651_IN1_IN2, RT5651_BST_SFT1, 8, 0, bst_tlv), SOC_SINGLE_TLV("IN2 Boost", RT5651_IN1_IN2, RT5651_BST_SFT2, 8, 0, bst_tlv), SOC_SINGLE_TLV("IN3 Boost", RT5651_IN3, RT5651_BST_SFT1, 8, 0, bst_tlv), /* INL/INR Volume Control */ SOC_DOUBLE_TLV("IN Capture Volume", RT5651_INL1_INR1_VOL, RT5651_INL_VOL_SFT, RT5651_INR_VOL_SFT, 31, 1, in_vol_tlv), /* ADC Digital Volume Control */ SOC_DOUBLE("ADC Capture Switch", RT5651_ADC_DIG_VOL, RT5651_L_MUTE_SFT, RT5651_R_MUTE_SFT, 1, 1), SOC_DOUBLE_TLV("ADC Capture Volume", RT5651_ADC_DIG_VOL, RT5651_L_VOL_SFT, RT5651_R_VOL_SFT, 127, 0, adc_vol_tlv), SOC_DOUBLE_TLV("Mono ADC Capture Volume", RT5651_ADC_DATA, RT5651_L_VOL_SFT, RT5651_R_VOL_SFT, 127, 0, adc_vol_tlv), /* ADC Boost Volume Control */ SOC_DOUBLE_TLV("ADC Boost Gain", RT5651_ADC_BST_VOL, RT5651_ADC_L_BST_SFT, RT5651_ADC_R_BST_SFT, 3, 0, adc_bst_tlv), /* ASRC */ SOC_SINGLE("IF1 ASRC Switch", RT5651_PLL_MODE_1, RT5651_STO1_T_SFT, 1, 0), SOC_SINGLE("IF2 ASRC Switch", RT5651_PLL_MODE_1, RT5651_STO2_T_SFT, 1, 0), SOC_SINGLE("DMIC ASRC Switch", RT5651_PLL_MODE_1, RT5651_DMIC_1_M_SFT, 1, 0), SOC_ENUM("ADC IF2 Data Switch", rt5651_if2_adc_enum), SOC_ENUM("DAC IF2 Data Switch", rt5651_if2_dac_enum),}; . . . . . ./* Digital Mixer */static const struct snd_kcontrol_new rt5651_sto1_adc_l_mix[] = { SOC_DAPM_SINGLE("ADC1 Switch", RT5651_STO1_ADC_MIXER, RT5651_M_STO1_ADC_L1_SFT, 1, 1), SOC_DAPM_SINGLE("ADC2 Switch", RT5651_STO1_ADC_MIXER, RT5651_M_STO1_ADC_L2_SFT, 1, 1),}; static const struct snd_kcontrol_new rt5651_sto1_adc_r_mix[] = { SOC_DAPM_SINGLE("ADC1 Switch", RT5651_STO1_ADC_MIXER, RT5651_M_STO1_ADC_R1_SFT, 1, 1), SOC_DAPM_SINGLE("ADC2 Switch", RT5651_STO1_ADC_MIXER, RT5651_M_STO1_ADC_R2_SFT, 1, 1),}; . . . . . .
DAPM 小部件可以绑定控制操作或事件处理程序,这种控制操作在 Linux 内核驱动程序中也用控制接口来描述。上面的 DAPM 小部件,引用的部分 struct snd_kcontrol_new
定义如下:
static const struct snd_kcontrol_new rt5651_dd_dac_l_mix[] = { SOC_DAPM_SINGLE("DAC L1 Switch", RT5651_DD_MIXER, RT5651_M_STO_DD_L1_SFT, 1, 1), SOC_DAPM_SINGLE("DAC L2 Switch", RT5651_DD_MIXER, RT5651_M_STO_DD_L2_SFT, 1, 1), SOC_DAPM_SINGLE("DAC R2 Switch", RT5651_DD_MIXER, RT5651_M_STO_DD_R2_L_SFT, 1, 1),};
音频路由描述不同的 DAPM 小部件之间的连接。上面看到的音频路由,在 Linux 内核驱动程序中,由 struct snd_soc_dapm_route
描述。一些控制接口用于控制两个 DAPM 小部件之间的连接,对于需要这种控制接口的音频路由,在音频路由表中,会引用控制接口。ALC5651 Linux 内核驱动程序中定义的音频路由主要有如下这些:
static const struct snd_soc_dapm_route rt5651_dapm_routes[] = { {"Stero1 DAC Power", NULL, "STO1 DAC ASRC"}, {"Stero2 DAC Power", NULL, "STO2 DAC ASRC"}, {"I2S1", NULL, "I2S1 ASRC"}, {"I2S2", NULL, "I2S2 ASRC"}, . . . . . . {"RECMIXL", "INL1 Switch", "INL1 VOL"}, {"RECMIXL", "BST3 Switch", "BST3"}, {"RECMIXL", "BST2 Switch", "BST2"}, {"RECMIXL", "BST1 Switch", "BST1"}, {"RECMIXR", "INR1 Switch", "INR1 VOL"}, {"RECMIXR", "BST3 Switch", "BST3"}, {"RECMIXR", "BST2 Switch", "BST2"}, {"RECMIXR", "BST1 Switch", "BST1"}, . . . . . . {"PDML", NULL, "PDM L Mux"}, {"PDMR", NULL, "PDM R Mux"},};
上面的这些 DAPM 小部件,和音频路由,作为 Codec DAI 驱动程序的一部分在注册 Codec DAI 驱动程序时注册进 ALSA 框架,如:
static const struct snd_soc_component_driver soc_component_dev_rt5651 = { .probe = rt5651_probe, .suspend = rt5651_suspend, .resume = rt5651_resume, .set_bias_level = rt5651_set_bias_level, .set_jack = rt5651_set_jack, .controls = rt5651_snd_controls, .num_controls = ARRAY_SIZE(rt5651_snd_controls), .dapm_widgets = rt5651_dapm_widgets, .num_dapm_widgets = ARRAY_SIZE(rt5651_dapm_widgets), .dapm_routes = rt5651_dapm_routes, .num_dapm_routes = ARRAY_SIZE(rt5651_dapm_routes), .use_pmdown_time = 1, .endianness = 1, .non_legacy_dai_naming = 1,};
通过 debugfs 文件系统了解音频子系统的状态比较方便,但控制各个 DAPM 小部件的开关则需要其它工具,如 tinymix
等。
ALSA 项目的用户空间程序包括可以帮助用户空间应用程序访问 ALSA 的 alsa-lib 库,及众多实用的工具,如 alsa-utils 中的 alsactl
、amixer
、aplay
和 amidi
等,这些工具可用于配置和测试 ALSA 的各项功能。如 aplay
调用 alsa-lib 库来播放音频文件,arecord
调用 alsa-lib 库来录制音频文件,amixer
可用于配置各个控制接口的状态等。更多详细信息可以参考 alsa-project 的 github。
tinyalsa 可以看作是 ALSA 项目的用户空间程序的简化版本,它包含一个简化版的库,及一些实用的小工具。这些工具包括 tinyplay
、tinycap
和 tinymix
等,这几个工具的作用大体与 aplay
、arecord
和 amixer
等价。相对于 ALSA 项目的用户空间程序,tinyalsa 的代码更简洁,因而移植和调试分析也就更简单。本文中所做的测试和调试用 tinyalsa 的工具。
tinymix
tinymix
可用来获取或设置各个控制接口的状态,这个工具用法如下:
root@apollo:~# tinymix --helpusage: tinymix [options] <command>options: -h, --help : prints this help message and exits -v, --version : prints this version of tinymix and exits -D, --card NUMBER : specifies the card number of the mixer commands: get NAME|ID : prints the values of a control set NAME|ID VALUE(S) ... : sets the value of a control VALUE(S): integers, percents, and relative values Integers: 0, 100, -100 ... Percents: 0%, 100% ... Relative values: 1+, 1-, 1%+, 2%+ ... controls : lists controls of the mixer contents : lists controls of the mixer and their contents
tinymix controls
命令可以列出系统中所有的控制接口,如:
root@apollo:~# tinymix controlsNumber of controls: 91ctl type num name0 INT 2 HP Playback Volume1 INT 2 OUT Playback Volume2 BOOL 2 DAC2 Playback Switch3 INT 2 DAC1 Playback Volume4 INT 2 Mono DAC Playback Volume5 INT 1 IN1 Boost6 INT 1 IN2 Boost7 INT 1 IN3 Boost8 INT 2 IN Capture Volume9 BOOL 2 ADC Capture Switch10 INT 2 ADC Capture Volume11 INT 2 Mono ADC Capture Volume12 INT 2 ADC Boost Gain13 BOOL 1 IF1 ASRC Switch14 BOOL 1 IF2 ASRC Switch15 BOOL 1 DMIC ASRC Switch16 ENUM 1 ADC IF2 Data Switch17 ENUM 1 DAC IF2 Data Switch18 BOOL 1 Headphones Switch19 BOOL 1 Lineout Switch20 BOOL 1 Headset Mic Switch21 BOOL 1 Int Mic Switch22 BOOL 1 RECMIXL INL1 Switch23 BOOL 1 RECMIXL BST3 Switch24 BOOL 1 RECMIXL BST2 Switch25 BOOL 1 RECMIXL BST1 Switch26 BOOL 1 RECMIXR INR1 Switch27 BOOL 1 RECMIXR BST3 Switch28 BOOL 1 RECMIXR BST2 Switch29 BOOL 1 RECMIXR BST1 Switch30 ENUM 1 Stereo1 ADC L2 Mux31 ENUM 1 Stereo1 ADC R2 Mux32 ENUM 1 Stereo1 ADC L1 Mux33 ENUM 1 Stereo1 ADC R1 Mux34 ENUM 1 Stereo2 ADC L2 Mux35 ENUM 1 Stereo2 ADC L1 Mux36 ENUM 1 Stereo2 ADC R1 Mux37 ENUM 1 Stereo2 ADC R2 Mux38 BOOL 1 Stereo1 ADC MIXL ADC1 Switch39 BOOL 1 Stereo1 ADC MIXL ADC2 Switch40 BOOL 1 Stereo1 ADC MIXR ADC1 Switch41 BOOL 1 Stereo1 ADC MIXR ADC2 Switch42 BOOL 1 Stereo2 ADC MIXL ADC1 Switch43 BOOL 1 Stereo2 ADC MIXL ADC2 Switch44 BOOL 1 Stereo2 ADC MIXR ADC1 Switch45 BOOL 1 Stereo2 ADC MIXR ADC2 Switch46 ENUM 1 IF2 ADC47 ENUM 1 PDM L Mux48 ENUM 1 PDM R Mux49 BOOL 1 DAC MIXL Stereo ADC Switch50 BOOL 1 DAC MIXL INF1 Switch51 BOOL 1 DAC MIXR Stereo ADC Switch52 BOOL 1 DAC MIXR INF1 Switch53 ENUM 1 DAC L2 Mux54 ENUM 1 DAC R2 Mux55 BOOL 1 Stereo DAC MIXL DAC L1 Switch56 BOOL 1 Stereo DAC MIXL DAC L2 Switch57 BOOL 1 Stereo DAC MIXL DAC R1 Switch58 BOOL 1 Stereo DAC MIXR DAC R1 Switch59 BOOL 1 Stereo DAC MIXR DAC R2 Switch60 BOOL 1 Stereo DAC MIXR DAC L1 Switch61 BOOL 1 DD MIXL DAC L1 Switch62 BOOL 1 DD MIXL DAC L2 Switch63 BOOL 1 DD MIXL DAC R2 Switch64 BOOL 1 DD MIXR DAC R1 Switch65 BOOL 1 DD MIXR DAC R2 Switch66 BOOL 1 DD MIXR DAC L2 Switch67 BOOL 1 OUT MIXL BST1 Switch68 BOOL 1 OUT MIXL BST2 Switch69 BOOL 1 OUT MIXL INL1 Switch70 BOOL 1 OUT MIXL REC MIXL Switch71 BOOL 1 OUT MIXL DAC L1 Switch72 BOOL 1 OUT MIXR BST2 Switch73 BOOL 1 OUT MIXR BST1 Switch74 BOOL 1 OUT MIXR INR1 Switch75 BOOL 1 OUT MIXR REC MIXR Switch76 BOOL 1 OUT MIXR DAC R1 Switch77 BOOL 1 OUTVOL L Switch78 BOOL 1 OUTVOL R Switch79 BOOL 1 HPOVOL L Switch80 BOOL 1 HPOVOL R Switch81 BOOL 1 HPO MIX DAC1 Switch82 BOOL 1 HPO MIX HPVOL Switch83 BOOL 1 LOUT MIX DAC L1 Switch84 BOOL 1 LOUT MIX DAC R1 Switch85 BOOL 1 LOUT MIX OUTVOL L Switch86 BOOL 1 LOUT MIX OUTVOL R Switch87 BOOL 1 HPO L Playback Switch88 BOOL 1 HPO R Playback Switch89 BOOL 1 LOUT L Playback Switch90 BOOL 1 LOUT R Playback Switch
tinymix controls
命令每行列出一个控制接口,其中包含控制 ID,可以用于其它命令,值的类型,及控制接口的名称等。tinymix contents
命令在列出 tinymix controls
命令列出的内容之外,还会列出各个控制接口的状态,如:
root@apollo:~# tinymix contentsNumber of controls: 91ctl type num name value0 INT 2 HP Playback Volume 31, 31 (range 0->39)1 INT 2 OUT Playback Volume 31, 31 (range 0->39)2 BOOL 2 DAC2 Playback Switch On, On3 INT 2 DAC1 Playback Volume 175, 175 (range 0->175)4 INT 2 Mono DAC Playback Volume 175, 175 (range 0->175)5 INT 1 IN1 Boost 0 (range 0->8)6 INT 1 IN2 Boost 0 (range 0->8)7 INT 1 IN3 Boost 0 (range 0->8)8 INT 2 IN Capture Volume 23, 23 (range 0->31)9 BOOL 2 ADC Capture Switch On, On10 INT 2 ADC Capture Volume 47, 47 (range 0->127)11 INT 2 Mono ADC Capture Volume 47, 47 (range 0->127)12 INT 2 ADC Boost Gain 0, 0 (range 0->3)13 BOOL 1 IF1 ASRC Switch Off14 BOOL 1 IF2 ASRC Switch Off15 BOOL 1 DMIC ASRC Switch Off16 ENUM 1 ADC IF2 Data Switch > Normal, Swap, left copy to right, right copy to left,17 ENUM 1 DAC IF2 Data Switch > Normal, Swap, left copy to right, right copy to left,18 BOOL 1 Headphones Switch On19 BOOL 1 Lineout Switch On20 BOOL 1 Headset Mic Switch On21 BOOL 1 Int Mic Switch On22 BOOL 1 RECMIXL INL1 Switch Off23 BOOL 1 RECMIXL BST3 Switch Off24 BOOL 1 RECMIXL BST2 Switch Off25 BOOL 1 RECMIXL BST1 Switch Off26 BOOL 1 RECMIXR INR1 Switch Off27 BOOL 1 RECMIXR BST3 Switch Off28 BOOL 1 RECMIXR BST2 Switch Off29 BOOL 1 RECMIXR BST1 Switch Off30 ENUM 1 Stereo1 ADC L2 Mux DMIC, > DD MIX,31 ENUM 1 Stereo1 ADC R2 Mux DMIC, > DD MIX,32 ENUM 1 Stereo1 ADC L1 Mux DD MIX, > ADC,33 ENUM 1 Stereo1 ADC R1 Mux DD MIX, > ADC,34 ENUM 1 Stereo2 ADC L2 Mux DMIC L, > DD MIXL,35 ENUM 1 Stereo2 ADC L1 Mux DD MIXL, > ADCL,36 ENUM 1 Stereo2 ADC R1 Mux > DD MIXR, ADCR,37 ENUM 1 Stereo2 ADC R2 Mux > DMIC R, DD MIXR,38 BOOL 1 Stereo1 ADC MIXL ADC1 Switch Off39 BOOL 1 Stereo1 ADC MIXL ADC2 Switch Off40 BOOL 1 Stereo1 ADC MIXR ADC1 Switch Off41 BOOL 1 Stereo1 ADC MIXR ADC2 Switch Off42 BOOL 1 Stereo2 ADC MIXL ADC1 Switch Off43 BOOL 1 Stereo2 ADC MIXL ADC2 Switch Off44 BOOL 1 Stereo2 ADC MIXR ADC1 Switch Off45 BOOL 1 Stereo2 ADC MIXR ADC2 Switch Off46 ENUM 1 IF2 ADC > IF1 ADC1, IF1 ADC2,47 ENUM 1 PDM L Mux > DD MIX, Stereo DAC MIX,48 ENUM 1 PDM R Mux > DD MIX, Stereo DAC MIX,49 BOOL 1 DAC MIXL Stereo ADC Switch Off50 BOOL 1 DAC MIXL INF1 Switch On51 BOOL 1 DAC MIXR Stereo ADC Switch Off52 BOOL 1 DAC MIXR INF1 Switch On53 ENUM 1 DAC L2 Mux IF1, > IF2,54 ENUM 1 DAC R2 Mux IF1, > IF2,55 BOOL 1 Stereo DAC MIXL DAC L1 Switch On56 BOOL 1 Stereo DAC MIXL DAC L2 Switch Off57 BOOL 1 Stereo DAC MIXL DAC R1 Switch Off58 BOOL 1 Stereo DAC MIXR DAC R1 Switch On59 BOOL 1 Stereo DAC MIXR DAC R2 Switch Off60 BOOL 1 Stereo DAC MIXR DAC L1 Switch Off61 BOOL 1 DD MIXL DAC L1 Switch Off62 BOOL 1 DD MIXL DAC L2 Switch Off63 BOOL 1 DD MIXL DAC R2 Switch Off64 BOOL 1 DD MIXR DAC R1 Switch Off65 BOOL 1 DD MIXR DAC R2 Switch Off66 BOOL 1 DD MIXR DAC L2 Switch Off67 BOOL 1 OUT MIXL BST1 Switch Off68 BOOL 1 OUT MIXL BST2 Switch Off69 BOOL 1 OUT MIXL INL1 Switch Off70 BOOL 1 OUT MIXL REC MIXL Switch Off71 BOOL 1 OUT MIXL DAC L1 Switch On72 BOOL 1 OUT MIXR BST2 Switch Off73 BOOL 1 OUT MIXR BST1 Switch Off74 BOOL 1 OUT MIXR INR1 Switch Off75 BOOL 1 OUT MIXR REC MIXR Switch Off76 BOOL 1 OUT MIXR DAC R1 Switch On77 BOOL 1 OUTVOL L Switch Off78 BOOL 1 OUTVOL R Switch Off79 BOOL 1 HPOVOL L Switch On80 BOOL 1 HPOVOL R Switch On81 BOOL 1 HPO MIX DAC1 Switch On82 BOOL 1 HPO MIX HPVOL Switch On83 BOOL 1 LOUT MIX DAC L1 Switch Off84 BOOL 1 LOUT MIX DAC R1 Switch Off85 BOOL 1 LOUT MIX OUTVOL L Switch Off86 BOOL 1 LOUT MIX OUTVOL R Switch Off87 BOOL 1 HPO L Playback Switch On88 BOOL 1 HPO R Playback Switch On89 BOOL 1 LOUT L Playback Switch Off90 BOOL 1 LOUT R Playback Switch Off
如前面看到的,tinymix controls
和 tinymix contents
命令列出的所有控制接口,在 Linux 内核设备驱动程序中,由 struct snd_kcontrol_new
结构体描述。
对于相同的 Audio Codec,由于 sound card 注册的控制接口不同,而使其各个控制接口,在不同设备中的控制 ID 可能不同,但名称都是相同的。
要使播放或录制正常运转,通常需要开启 sound card 及 Audio Codec 中相关各个控制接口的开关。如要播放音频,对于 ALC5651,大概有如下这样的音频路由:
需要开启如下这些控制接口:
18 BOOL 1 Headphones Switch On50 BOOL 1 DAC MIXL INF1 Switch On52 BOOL 1 DAC MIXR INF1 Switch On55 BOOL 1 Stereo DAC MIXL DAC L1 Switch On58 BOOL 1 Stereo DAC MIXR DAC R1 Switch On71 BOOL 1 OUT MIXL DAC L1 Switch On76 BOOL 1 OUT MIXR DAC R1 Switch On79 BOOL 1 HPOVOL L Switch On80 BOOL 1 HPOVOL R Switch On81 BOOL 1 HPO MIX DAC1 Switch On82 BOOL 1 HPO MIX HPVOL Switch On87 BOOL 1 HPO L Playback Switch On88 BOOL 1 HPO R Playback Switch On
tinymix get
命令可以用于获取具体某个控制接口的状态,其参数为上面看到的控制 ID,如:
root@apollo:~# tinymix get 18On
tinymix set
命令可以用于设置具体某个控制接口的状态,其参数为上面看到的控制 ID 和要设置的值,如:
root@apollo:~# tinymix get 18Onroot@apollo:~# tinymix set 18 0root@apollo:~# tinymix get 18Offroot@apollo:~# tinymix set 18 1root@apollo:~# tinymix get 18On
对于 ALC5651,如要播放音频,需要像下面这样打开相关控制接口的开关:
root@apollo:~# tinymix set 18 1root@apollo:~# tinymix set 50 1root@apollo:~# tinymix set 52 1root@apollo:~# tinymix set 55 1root@apollo:~# tinymix set 58 1root@apollo:~# tinymix set 71 1root@apollo:~# tinymix set 76 1root@apollo:~# tinymix set 79 1root@apollo:~# tinymix set 80 1root@apollo:~# tinymix set 81 1root@apollo:~# tinymix set 82 1root@apollo:~# tinymix set 87 1root@apollo:~# tinymix set 88 1
在播放音频数据的过程中,可以看到 Audio Codec 的 DAPM 小部件 AIF1 Playback
的状态由 inactive
变为 active
, sound card 的 DAPM 小部件 Headphones
的状态由 Off
变为 On
,如:
root@apollo:~# cat /sys/kernel/debug/asoc/rt5651codec_card/rt5651.0-001a/dapm/'AIF1 Playback'AIF1 Playback: Off in 0 out 18 stream AIF1 Playback inactive out "static" "AIF1RX" in "static" "Playback"root@apollo:~# cat /sys/kernel/debug/asoc/rt5651codec_card/rt5651.0-001a/dapm/'AIF1 Playback'AIF1 Playback: On in 1 out 18 stream AIF1 Playback active out "static" "AIF1RX" in "static" "Playback"root@apollo:~# cat /sys/kernel/debug/asoc/rt5651codec_card/dapm/HeadphonesHeadphones: On in 16 out 1 in "static" "HPOR" in "static" "HPOL"
如果要用 ALC5651 录音,有如下的音频路由:
则需要打开如下这些控制接口的开关:
24 BOOL 1 RECMIXL BST2 Switch Off28 BOOL 1 RECMIXR BST2 Switch Off32 ENUM 1 Stereo1 ADC L1 Mux DD MIX, > ADC,33 ENUM 1 Stereo1 ADC R1 Mux DD MIX, > ADC,38 BOOL 1 Stereo1 ADC MIXL ADC1 Switch Off40 BOOL 1 Stereo1 ADC MIXR ADC1 Switch Off
这需要执行如下这些命令:
root@apollo:~# tinymix set 24 1root@apollo:~# tinymix set 28 1root@apollo:~# tinymix set 38 1root@apollo:~# tinymix set 40 1
i2cget/i2cset
调试 Linux 内核音频子系统时,如果怀疑音频设备的寄存器设置不正确,则可以根据不同设备的特性,采取不同的方法来确认。在 SoC 上,许多设备的寄存器被映射到物理内存地址空间,访问设备的寄存器就像访问物理内存一样,如 I2S 总线。还有一些设备的寄存器,需要通过 I2C 等其它总线访问,如 Audio Codec ALC5651。在 Linux 内核驱动程序的实现中,这些设备的寄存器都可以用 regmap 机制来访问。
debugfs 文件系统的 /sys/kernel/debug/regmap 目录中,可以看到使用了 regmap 机制的设备,如:
root@apollo:~# ls /sys/kernel/debug/regmap/0-001a/ 725000.i2s/ dummy-crg_vid@2c0000/
在上面各个具体设备的目录中,可以看到关于该设备的 regmap 的更详细信息,如 Audio Codec ALC5651 的 0-001a 目录包含如下内容:
root@apollo:~# ls /sys/kernel/debug/regmap/0-001a/PR cache_bypass cache_only range registersaccess cache_dirty name rbtree
查看目录中 registers 文件的内容,可以看到设备的所有寄存器当前的值,如:
root@apollo:~# cat /sys/kernel/debug/regmap/0-001a/registers000: 0000002: 8888003: c8c8005: 000000d: 000000e: 000000f: 0808010: 0808019: afaf01a: afaf . . . . . .0fc: 00000fd: 00020fe: 10ec0ff: 6281100: aaaa101: 4000102: a280 . . . . . .1ad: 01f41ae: 1c101af: 01f41b0: 20001b1: 00001b2: 20001b3: 08001b4: 0800
播放音频时查看 ALC5651 电源控制寄存器 1 的值:
root@apollo:~# cat /sys/kernel/debug/regmap/0-001a/registers | grep 061061: 0000
可以用同样的方法查看 I2S 这种把设备寄存器映射到物理内存地址空间的设备的寄存器,如:
root@apollo:~# cat /sys/kernel/debug/regmap/725000.i2s/registers000: 00000000004: 00000000008: 00000000 . . . . . .
对于把设备寄存器映射到物理内存地址空间的设备,devmem 族是更好用的分析调试工具。devmem
和 devmset
分别可以查看和设置特定物理内存地址处的值,因而也可以读取和设置设备寄存器的值,如:
root@apollo:~# devmem 0x9f41000000x00000000root@apollo:~# devmset 0x9f4100000 0x1234 1root@apollo:~# devmem 0x9f41000000x00001234
对于需要通过 I2C 来访问内部寄存器的设备,i2cget/i2cset 族是更好用的工具。i2cdetect
命令可以检测 I2C 总线的状态,这个命令的用法如下:
root@apollo:~# i2cdetect --helpBusyBox v1.35.0 () multi-call binary. Usage: i2cdetect -l | -F I2CBUS | [-ya] [-q|-r] I2CBUS [FIRST LAST]
i2cdetect -l
命令列出所有的 I2C 设备:
root@apollo:~# i2cdetect -li2c-0 i2c I2C adapter
i2cdetect -F [I2CBUS]
命令列出特定 I2C 总线支持的特性,如:
root@apollo:~# i2cdetect -F 0Functionalities implemented by bus #0I2C yesSMBus quick command yesSMBus send byte yesSMBus receive byte yesSMBus write byte yesSMBus read byte yesSMBus write word yesSMBus read word yesSMBus process call noSMBus block write yesSMBus block read yesSMBus block process call noSMBus PEC noI2C block write yesI2C block read yes
i2cdetect [I2CBUS]
命令检测特定 I2C 总线上,哪个从地址上有设备。如下面的命令列出了 I2C 0 总线的情况:
root@apollo:~# i2cdetect -y 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f00: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- UU -- -- -- -- --20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --70: -- -- -- -- -- -- -- --
在上面这个 I2C总线上,只有从地址 0x1A 上有设备,也就是 ALC5651。
i2cdump
命令可以显示特定 I2C 从设备所有寄存器的值,如下面的命令列出了 ALC5651 的所有寄存器的值:
root@apollo:~# i2cdump -fy 0 0x1a w 0,8 1,9 2,a 3,b 4,c 5,d 6,e 7,f00: 0000 0000 8888 c8c8 0000 0000 0000 000008: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 080810: 0808 0000 0000 0000 0000 0000 0000 000018: 0000 afaf afaf 000c 2f2f 2f2f 0000 000020: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 001828: 1010 8080 1212 0000 0000 0000 0000 000030: 0050 0000 0000 0000 0000 0000 0000 000038: 0000 0000 0000 0000 4100 0000 4100 000040: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 000048: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 780250: 0000 0000 7802 00f0 0000 0000 0000 000058: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 000060: 0000 0000 0000 0200 0002 0000 0000 000068: 0000 0000 b400 0000 0008 0000 0000 000070: 0080 0080 0000 0411 000c 8014 0000 000c78: 0040 2301 0000 0000 0000 0000 0000 000080: 0040 0102 0008 0008 0000 0800 0000 000088: 0000 0000 0000 0006 0000 0000 0500 401190: 3707 000e 0000 0020 0002 0000 0000 000098: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000a0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000a8: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000b0: 8020 0000 0000 0000 0622 001f 0000 0000b8: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000c0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000c8: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1300d0: 8006 171c 0000 20b3 0000 0000 0004 0000d8: 0000 0908 0000 0000 0000 0000 0000 0000e0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000e8: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000f0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000f8: 0000 0000 1000 0000 0000 0200 ec10 8162
i2cget
和 i2cset
分别用于读取和写入特定 I2C 从设备的寄存器。如:
root@apollo:~# i2cget -fy 0 0x1a 0xff w0x8162
i2c*
默认不能访问已经被某个驱动程序占用的 I2C 从设备,上面看到的 -f
标记表示强制访问,-y
标记表示以 Y 来回答工具给出的提示。这些工具是按大尾端来读取和设置值的。如上面看到的,0xFF 地址处的 0x8162,其实际值为 0x6281。向 I2C 从设备的寄存器写入特定值的方法如下:
root@apollo:~# i2cset -fy 0 0x1a 0xff 0x8162 w
Done.