Merge branches 'sh/serial-rework' and 'sh/oprofile'
[pandora-kernel.git] / Documentation / sound / alsa / soc / dapm.txt
1 Dynamic Audio Power Management for Portable Devices
2 ===================================================
3
4 1. Description
5 ==============
6
7 Dynamic Audio Power Management (DAPM) is designed to allow portable
8 Linux devices to use the minimum amount of power within the audio
9 subsystem at all times. It is independent of other kernel PM and as
10 such, can easily co-exist with the other PM systems.
11
12 DAPM is also completely transparent to all user space applications as
13 all power switching is done within the ASoC core. No code changes or
14 recompiling are required for user space applications. DAPM makes power
15 switching decisions based upon any audio stream (capture/playback)
16 activity and audio mixer settings within the device.
17
18 DAPM spans the whole machine. It covers power control within the entire
19 audio subsystem, this includes internal codec power blocks and machine
20 level power systems.
21
22 There are 4 power domains within DAPM
23
24    1. Codec domain - VREF, VMID (core codec and audio power)
25       Usually controlled at codec probe/remove and suspend/resume, although
26       can be set at stream time if power is not needed for sidetone, etc.
27
28    2. Platform/Machine domain - physically connected inputs and outputs
29       Is platform/machine and user action specific, is configured by the
30       machine driver and responds to asynchronous events e.g when HP
31       are inserted
32
33    3. Path domain - audio susbsystem signal paths
34       Automatically set when mixer and mux settings are changed by the user.
35       e.g. alsamixer, amixer.
36
37    4. Stream domain - DACs and ADCs.
38       Enabled and disabled when stream playback/capture is started and
39       stopped respectively. e.g. aplay, arecord.
40
41 All DAPM power switching decisions are made automatically by consulting an audio
42 routing map of the whole machine. This map is specific to each machine and
43 consists of the interconnections between every audio component (including
44 internal codec components). All audio components that effect power are called
45 widgets hereafter.
46
47
48 2. DAPM Widgets
49 ===============
50
51 Audio DAPM widgets fall into a number of types:-
52
53  o Mixer      - Mixes several analog signals into a single analog signal.
54  o Mux        - An analog switch that outputs only one of many inputs.
55  o PGA        - A programmable gain amplifier or attenuation widget.
56  o ADC        - Analog to Digital Converter
57  o DAC        - Digital to Analog Converter
58  o Switch     - An analog switch
59  o Input      - A codec input pin
60  o Output     - A codec output pin
61  o Headphone  - Headphone (and optional Jack)
62  o Mic        - Mic (and optional Jack)
63  o Line       - Line Input/Output (and optional Jack)
64  o Speaker    - Speaker
65  o Pre        - Special PRE widget (exec before all others)
66  o Post       - Special POST widget (exec after all others)
67
68 (Widgets are defined in include/sound/soc-dapm.h)
69
70 Widgets are usually added in the codec driver and the machine driver. There are
71 convenience macros defined in soc-dapm.h that can be used to quickly build a
72 list of widgets of the codecs and machines DAPM widgets.
73
74 Most widgets have a name, register, shift and invert. Some widgets have extra
75 parameters for stream name and kcontrols.
76
77
78 2.1 Stream Domain Widgets
79 -------------------------
80
81 Stream Widgets relate to the stream power domain and only consist of ADCs
82 (analog to digital converters) and DACs (digital to analog converters).
83
84 Stream widgets have the following format:-
85
86 SND_SOC_DAPM_DAC(name, stream name, reg, shift, invert),
87
88 NOTE: the stream name must match the corresponding stream name in your codec
89 snd_soc_codec_dai.
90
91 e.g. stream widgets for HiFi playback and capture
92
93 SND_SOC_DAPM_DAC("HiFi DAC", "HiFi Playback", REG, 3, 1),
94 SND_SOC_DAPM_ADC("HiFi ADC", "HiFi Capture", REG, 2, 1),
95
96
97 2.2 Path Domain Widgets
98 -----------------------
99
100 Path domain widgets have a ability to control or affect the audio signal or
101 audio paths within the audio subsystem. They have the following form:-
102
103 SND_SOC_DAPM_PGA(name, reg, shift, invert, controls, num_controls)
104
105 Any widget kcontrols can be set using the controls and num_controls members.
106
107 e.g. Mixer widget (the kcontrols are declared first)
108
109 /* Output Mixer */
110 static const snd_kcontrol_new_t wm8731_output_mixer_controls[] = {
111 SOC_DAPM_SINGLE("Line Bypass Switch", WM8731_APANA, 3, 1, 0),
112 SOC_DAPM_SINGLE("Mic Sidetone Switch", WM8731_APANA, 5, 1, 0),
113 SOC_DAPM_SINGLE("HiFi Playback Switch", WM8731_APANA, 4, 1, 0),
114 };
115
116 SND_SOC_DAPM_MIXER("Output Mixer", WM8731_PWR, 4, 1, wm8731_output_mixer_controls,
117         ARRAY_SIZE(wm8731_output_mixer_controls)),
118
119
120 2.3 Platform/Machine domain Widgets
121 -----------------------------------
122
123 Machine widgets are different from codec widgets in that they don't have a
124 codec register bit associated with them. A machine widget is assigned to each
125 machine audio component (non codec) that can be independently powered. e.g.
126
127  o Speaker Amp
128  o Microphone Bias
129  o Jack connectors
130
131 A machine widget can have an optional call back.
132
133 e.g. Jack connector widget for an external Mic that enables Mic Bias
134 when the Mic is inserted:-
135
136 static int spitz_mic_bias(struct snd_soc_dapm_widget* w, int event)
137 {
138         gpio_set_value(SPITZ_GPIO_MIC_BIAS, SND_SOC_DAPM_EVENT_ON(event));
139         return 0;
140 }
141
142 SND_SOC_DAPM_MIC("Mic Jack", spitz_mic_bias),
143
144
145 2.4 Codec Domain
146 ----------------
147
148 The codec power domain has no widgets and is handled by the codecs DAPM event
149 handler. This handler is called when the codec powerstate is changed wrt to any
150 stream event or by kernel PM events.
151
152
153 2.5 Virtual Widgets
154 -------------------
155
156 Sometimes widgets exist in the codec or machine audio map that don't have any
157 corresponding soft power control. In this case it is necessary to create
158 a virtual widget - a widget with no control bits e.g.
159
160 SND_SOC_DAPM_MIXER("AC97 Mixer", SND_SOC_DAPM_NOPM, 0, 0, NULL, 0),
161
162 This can be used to merge to signal paths together in software.
163
164 After all the widgets have been defined, they can then be added to the DAPM
165 subsystem individually with a call to snd_soc_dapm_new_control().
166
167
168 3. Codec Widget Interconnections
169 ================================
170
171 Widgets are connected to each other within the codec and machine by audio paths
172 (called interconnections). Each interconnection must be defined in order to
173 create a map of all audio paths between widgets.
174
175 This is easiest with a diagram of the codec (and schematic of the machine audio
176 system), as it requires joining widgets together via their audio signal paths.
177
178 e.g., from the WM8731 output mixer (wm8731.c)
179
180 The WM8731 output mixer has 3 inputs (sources)
181
182  1. Line Bypass Input
183  2. DAC (HiFi playback)
184  3. Mic Sidetone Input
185
186 Each input in this example has a kcontrol associated with it (defined in example
187 above) and is connected to the output mixer via it's kcontrol name. We can now
188 connect the destination widget (wrt audio signal) with it's source widgets.
189
190         /* output mixer */
191         {"Output Mixer", "Line Bypass Switch", "Line Input"},
192         {"Output Mixer", "HiFi Playback Switch", "DAC"},
193         {"Output Mixer", "Mic Sidetone Switch", "Mic Bias"},
194
195 So we have :-
196
197         Destination Widget  <=== Path Name <=== Source Widget
198
199 Or:-
200
201         Sink, Path, Source
202
203 Or :-
204
205         "Output Mixer" is connected to the "DAC" via the "HiFi Playback Switch".
206
207 When there is no path name connecting widgets (e.g. a direct connection) we
208 pass NULL for the path name.
209
210 Interconnections are created with a call to:-
211
212 snd_soc_dapm_connect_input(codec, sink, path, source);
213
214 Finally, snd_soc_dapm_new_widgets(codec) must be called after all widgets and
215 interconnections have been registered with the core. This causes the core to
216 scan the codec and machine so that the internal DAPM state matches the
217 physical state of the machine.
218
219
220 3.1 Machine Widget Interconnections
221 -----------------------------------
222 Machine widget interconnections are created in the same way as codec ones and
223 directly connect the codec pins to machine level widgets.
224
225 e.g. connects the speaker out codec pins to the internal speaker.
226
227         /* ext speaker connected to codec pins LOUT2, ROUT2  */
228         {"Ext Spk", NULL , "ROUT2"},
229         {"Ext Spk", NULL , "LOUT2"},
230
231 This allows the DAPM to power on and off pins that are connected (and in use)
232 and pins that are NC respectively.
233
234
235 4 Endpoint Widgets
236 ===================
237 An endpoint is a start or end point (widget) of an audio signal within the
238 machine and includes the codec. e.g.
239
240  o Headphone Jack
241  o Internal Speaker
242  o Internal Mic
243  o Mic Jack
244  o Codec Pins
245
246 When a codec pin is NC it can be marked as not used with a call to
247
248 snd_soc_dapm_set_endpoint(codec, "Widget Name", 0);
249
250 The last argument is 0 for inactive and 1 for active. This way the pin and its
251 input widget will never be powered up and consume power.
252
253 This also applies to machine widgets. e.g. if a headphone is connected to a
254 jack then the jack can be marked active. If the headphone is removed, then
255 the headphone jack can be marked inactive.
256
257
258 5 DAPM Widget Events
259 ====================
260
261 Some widgets can register their interest with the DAPM core in PM events.
262 e.g. A Speaker with an amplifier registers a widget so the amplifier can be
263 powered only when the spk is in use.
264
265 /* turn speaker amplifier on/off depending on use */
266 static int corgi_amp_event(struct snd_soc_dapm_widget *w, int event)
267 {
268         gpio_set_value(CORGI_GPIO_APM_ON, SND_SOC_DAPM_EVENT_ON(event));
269         return 0;
270 }
271
272 /* corgi machine dapm widgets */
273 static const struct snd_soc_dapm_widget wm8731_dapm_widgets =
274         SND_SOC_DAPM_SPK("Ext Spk", corgi_amp_event);
275
276 Please see soc-dapm.h for all other widgets that support events.
277
278
279 5.1 Event types
280 ---------------
281
282 The following event types are supported by event widgets.
283
284 /* dapm event types */
285 #define SND_SOC_DAPM_PRE_PMU    0x1     /* before widget power up */
286 #define SND_SOC_DAPM_POST_PMU   0x2             /* after widget power up */
287 #define SND_SOC_DAPM_PRE_PMD    0x4     /* before widget power down */
288 #define SND_SOC_DAPM_POST_PMD   0x8             /* after widget power down */
289 #define SND_SOC_DAPM_PRE_REG    0x10    /* before audio path setup */
290 #define SND_SOC_DAPM_POST_REG   0x20    /* after audio path setup */