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linux-next で動かない ROCK64 の I2S

昨日(2018年 11月 10日の日記参照)の続きです。残る問題は 3つありました。

  • I2S1 はなぜか動かない
  • I2S2 は SPDIF と資源が衝突して認識しない
  • ACODEC は TRM に何も情報が載っていない

2番目の「認識しなくなる問題」の原因が判明しました。

DMA の資源は有限です

I2S2 を有効にすると SPDIF が使えなくなる問題は、DMA の資源が枯渇していたせいでした。

RK3328 は ARM の PL330(or 互換)の DMA を持っています。SPI, UART, I2S, SPDIF, PWM, PDM など 16のハードウェアがこの DMA を使えますが、実は同時に使えるのは 8つまでという制約があります。知るかそんなこと……。

オーディオ系のハードを全て disable にしたときの DMA 資源の割り当ては、

  • 0: SPI TX
  • 1: SPI RX
  • 2: UART RX
  • 3: UART TX

このようになっていて、残りは 4つです。

I2S0, 1, 2 はそれぞれ DMA 資源を 2つ使い(TX, RX があるため)、SPDIF は資源を 1つ使います(TX しかないため)。

Rockchip Linux(Rockchip が独自にメンテナンスしている Linux のツリーのこと)の設定では I2S0, I2S1 のみを有効にして SPDIF を切り捨てています。ちょうど資源を 8つ使いきる設定ですね。ROCK64 はピンヘッダにしか SPDIF 信号が出せませんし、捨てるのも妥当かなとは思います。

ダメなパターン

私が前にエラーになってできないと言っていたパターンは I2S0, I2S1, I2S2, SPDIF を有効にするパターンです。この場合、

  • 0: SPI TX
  • 1: SPI RX
  • 2: I2S0 TX
  • 3: I2S0 RX
  • 4: I2S1 TX
  • 5: I2S1 RX
  • 6: I2S2 TX
  • 7: I2S2 RX
  • SPDIF TX -> エラー!

以上のように DMA 資源が足りなくなり、エラーになってしまいます。

微妙なパターン

ちなみに I2S0, I2S1, SPDIF を有効に(11/16: I2S2 → I2S1 に訂正)すると、一応動くのですが、割り当てを調べると、

  • 0: SPI TX
  • 1: SPI RX
  • 2: I2S0 TX
  • 3: I2S0 RX
  • 4: I2S1 TX
  • 5: I2S1 RX
  • 6: SPDIF TX
  • 7: UART RX
  • UART TX -> エラー

このように UART が犠牲になってしまうようです。Audio が動いても、UART が死んじゃうのはダメな気がします。

(11/16 加筆)UART は DMA が無効になっても動作はしますので、死んでしまうという言い方は間違いでした。正しくは、Audio のために勝手に UART の DMA を無効にしてしまうのはダメな気がします。デバイスツリー上は有効になっているように見えるので。

正解は特にない

せっかく鳴るようになった SPDIF を活かすか、Rockchip Linux に合わせるか、さて、どうしたもんかなあ。

メモ: 技術系の話は Facebook から転記しておくことにした。少し加筆。

[編集者: すずき]
[更新: 2018年 11月 17日 00:27]
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コメント一覧

  • T4 
    こんにちわ
    T4 といいます、以前に一度話した事があります。
    全く同じ処で(I2S1->ACODEC 出力)つまずいてて、探していたら ココを見つけました。
    先日の事ですが、私の方では何とか解決に漕ぎ着けました。

    ---

    それはさておき、DMAリソースの件ですが
    ROCK64に限って言えば、I2S2の関連端子は ボード上で GMAC/SPI-FLASH に接続されてます
    この状況で、I2S2 を有効にする事に意味があるとは思えません。

    また、> "Audio が動いても、UART が死んじゃうのはダメな気がします。"
    についてですが、私のところでは DMAを使わなくても実使用上差し支えありません。
    DMAを使わないと、"UART が死んじゃう" という事はないと思います。

    あと、"SPI-FLASH" 関しても U-Bootの為の書き換え程度で、その他は殆ど使う機会が有りません
    (今は直ってるかも知れませんが、以前はDMAを使うとマトモニ動かないと言った報告もありました)

    UART/SPI-FLASH の何れも、DMAの使用無し でも問題なく機能しています(使えなくなるわけじゃない)
    加えて この2者の場合、その転送速度と使用頻度を考慮すれば 無理にDMAを使う必要も無いと思います。

    私見ですが、ROCK64に限っては "SPI0/UART2/I2S2" のDMA使用は "OFF" でいいんじゃないですかね?
    ご指摘のリソース不足の件がありますので、 私はずっと前からこのような設定で使ってました。
     
    (2018年11月16日 23:22:08)
  • すずき 
    T4さん

    > 全く同じ処で(I2S1->ACODEC 出力)つまずいてて、探していたら ココを見つけました。
    > 先日の事ですが、私の方では何とか解決に漕ぎ着けました。

    私の方はまだ動いていないです。よろしければどのように解決したか教えていただけるとありがたいです。


    > この状況で、I2S2 を有効にする事に意味があるとは思えません。

    すみません、思い切り書き間違ってます…。私が使いたいのは I2S2 ではなく、ACODEC に繋がっている I2S1 です。I2S2 はご指摘の通り、有効にする意味がありません。

    > についてですが、私のところでは DMAを使わなくても実使用上差し支えありません。
    > DMAを使わないと、"UART が死んじゃう" という事はないと思います。

    確かに UART は DMA が無効になっても動いていたので「UART が死んでしまう」という表現は間違いですね。ご指摘ありがとうございます。直しておきます。


    > 私見ですが、ROCK64に限っては "SPI0/UART2/I2S2" のDMA使用は "OFF" でいいんじゃないですかね?
    > ご指摘のリソース不足の件がありますので、 私はずっと前からこのような設定で使ってました。

    うーん、そうですね、linux-next にパッチを送るとすると、
    「サウンドは DMA 使わないと動かないから、UART は DMA を無効にして PIO にする」
    という内容になるんですかね。うまく説明しないと reject されそうです。
     
    (2018年11月17日 00:15:14)
  • T4 
    ● I2S1が 全く動かない
    なぜか "I2S1"が 全く動かない、また それをクリアすると今度は別のエラーがでる
    といった問題は下記記ファイルに原因があります
    全ては書けませんが、参考として最後に一部を付けておきます(ココだけじゃありません、他にもあります)
    "Rockchip-Tree" のモノ & TRM(Technical Reference Manual)とじっくり見比べて見てください。
    drivers/clk/rockchip/clk-rk3328.c
    include/dt-bindings/clock/rk3328-cru.h
    sound/soc/rockchip/rockchip_i2s.c

    次に "ACODEC" ですが、
    これは、"Rockchip-Tree" の中にドライバがありますので、
    sound/soc/codecs/rk3328_codec.c
    sound/soc/codecs/rk3328_codec.h
    これを移植します。
    *)ドライバ・モデルの変更に合わせた修正が必要、単純作業ですが修正量は多いです

    そして、デバイスツリーに "ACODEC" を追加します

    ---
    以上の作業の後、私のところでは音が出るようになりました
    でも、まだ問題が
    "FS(サンプリング・レート)"の違う音源を交互に再生すると、音が出なくなる" と言った症状です。
    o 44kHz -> 48Khz
    x 48Khz -> 44kHz
    このため、更に rk3328_codec.c のロジックも弄る必要がありました
    資料が無いので手探り状態での修正を強いられます。
    まぁ、例え有ったとしても rk3328_codec.h に書かれている程度の内容でしょうが…

    以上を合わせると、結構な分量になります。

    ---
    最も時間とを費やしたのは、"I2S1が 全く動かない" の解析です
    全く動かないと、次に進めませんからね
    しかも問題の箇所が、まるで "間違い探し" のようなヤツでしたから…
    でも、バグなんて みんなこんなモンです
    バグの全てと言っていいほどが、作業量の99%を原因の特定に費やします。

    ---
    ● DMA リソース不足
    これに付いては、ボード固有の事情 / 若しくは個人の趣味趣向の類に入ると思いますので
    送る程のものか? とも思いますが、もし報告するとしたら

    rk3328-rock64.dts (HPの使用文字制約ため、一部全角で書いてます)
    &uart2 {
    + /delete-property/ dmas;
    + /delete-property/ dma-names;
    + /delete-property/ #dma-cells;
      status = "okay";
    };
    コード自体を弄くるわけじゃないから、受け入れやすいかも?
    でも 現状の"next"では、"SOUND" 自体が 全て無効になってますよね

    ---

    drivers/clk/rockchip/clk-rk3328.c (HPの使用文字制約ため、一部全角で書いてます)
     COMPOSITE(0, "clk_i2s1_div", mux_2plls_p, 0,
       RK3328_CLKSEL_CON(8), 15, 1, MFLAGS, 0, 7, DFLAGS,
       RK3328_CLKGATE_CON(1), 4, GFLAGS),
     COMPOSITE_FRACMUX(0, "clk_i2s1_frac", "clk_i2s1_div", CLK_SET_RATE_PARENT,
       RK3328_CLKSEL_CON(9), 0,
       RK3328_CLKGATE_CON(1), 5, GFLAGS,
       &rk3328_i2s1_fracmux),
     GATE(SCLK_I2S1, "clk_i2s1", "i2s1_pre", CLK_SET_RATE_PARENT,
    -   RK3328_CLKGATE_CON(0), 6, GFLAGS),
    +   RK3328_CLKGATE_CON(1), 6, GFLAGS),
     COMPOSITE_NODIV(SCLK_I2S1_OUT, "i2s1_out", mux_i2s1out_p, 0,
       RK3328_CLKSEL_CON(8), 12, 1, MFLAGS,
       RK3328_CLKGATE_CON(1), 7, GFLAGS),
     
    (2018年11月17日 09:44:30)
  • すずき 
    T4 さん

    クロック周りなんですね。
    clk-rk3328.c の間違いは私も気づいて、パッチを送ろうと思っていました。ただこれだけでは I2S1 が動かなかったので、困っていました。

    rk3328-cru.h の方は見ていなかったので、比べてみます。

    ACODEC は一応移植してますが、今は I2S1 だけ見たいので、ダミーのコーデックドライバとくっつけて試しています。

    ありがとうございます。
     
    (2018年11月17日 13:06:05)
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