ALSA 協處理器加速 API

Jaroslav Kysela <perex@perex.cz>

概述

需要公開音訊硬體，以便加速使用者空間的各種任務，例如取樣率轉換器、壓縮流解碼器等。

這是壓縮 ALSA API 的 API 擴充套件的描述，它能夠處理未繫結到即時操作且允許操作序列化的“任務”。

要求

主要要求是

  • 使用者空間的多個任務序列化，以允許在沒有使用者空間干預的情況下進行多個操作

  • 每個操作都有單獨的緩衝區（輸入 + 輸出）

  • 使用 mmap 將緩衝區暴露給使用者空間

  • 在任務完成時向用戶空間發出訊號（標準輪詢機制）

設計

引入了新的方向 SND_COMPRESS_ACCEL 來識別直通 API。

API 擴充套件與主壓縮 API 共享裝置列舉和引數處理。所有其他即時流式傳輸 ioctl 都被停用，並引入了一組新的任務相關 ioctl。直通裝置不支援標準讀/寫/mmap I/O 操作。

裝置（“流”）狀態處理減少到 OPEN/SETUP。所有其他狀態在直通模式下均不可用。

資料 I/O 機制使用標準 dma-buf 介面，具有 mmap、標準 I/O、緩衝區共享等所有優點。一個緩衝區用於輸入資料，第二個（單獨的）緩衝區用於輸出資料。每個任務都有單獨的 I/O 緩衝區。

對於緩衝引數，fragments 表示給定裝置分配的任務限制。 fragment_size 限制給定裝置的輸入緩衝區大小。輸出緩衝區大小由驅動程式確定（可能與輸入緩衝區大小不同）。

狀態機

直通音訊流狀態機如下所述

                                     +----------+
                                     |          |
                                     |   OPEN   |
                                     |          |
                                     +----------+
                                           |
                                           |
                                           | compr_set_params()
                                           |
                                           v
       all passthrough task ops      +----------+
+------------------------------------|          |
|                                    |   SETUP  |
|                                    |
|                                    +----------+
|                                          |
+------------------------------------------+

直通操作 (ioctls)

所有操作都使用 stream->device->lock (mutex) 進行保護。

建立

建立一組輸入/輸出緩衝區。輸入緩衝區大小為 fragment_size。分配唯一的 seqno。

硬體驅動程式為輸入和輸出緩衝區分配內部的 ‘struct dma_buf’ (使用 ‘dma_buf_export()’ 函式)。這些緩衝區的匿名檔案描述符被傳遞給使用者空間。

釋放

釋放一組輸入/輸出緩衝區。如果任務處於活動狀態，則在之前執行停止操作。如果 seqno 為零，則對所有任務執行操作。

開始

啟動（排隊）一個任務。任務啟動有兩種情況 - 任務建立後立即啟動。在這種情況下，origin_seqno 必須為零。第二種情況是重用已完成的任務。 origin_seqno 必須標識要重用的任務。 在這兩種情況下，都會分配一個新的 seqno 值並返回給使用者空間。

前提條件是應用程式用新的源資料填充輸入 dma 緩衝區，並將 input_size 設定為將實際資料大小傳遞給驅動程式。

保留資料處理的順序（首先啟動的作業必須首先完成）。

如果多個任務需要狀態處理（例如，重取樣操作），則使用者空間可以設定 SND_COMPRESS_TFLG_NEW_STREAM 標誌來標記新流資料的開始。 保持為新操作分配的緩衝區，而不是使用開啟/關閉機制，會很有用。

停止

停止（出隊）一個任務。如果 seqno 為零，則對所有任務執行操作。

狀態

獲取任務狀態（活動、已完成）。此外，驅動程式將設定實際的輸出資料大小（輸出緩衝區中的有效區域）。

致謝