bcm2835: interpolate audio delay
authorwm4 <wm4@nowhere>
Wed, 13 Jan 2016 18:44:47 +0000 (19:44 +0100)
committerpopcornmix <popcornmix@gmail.com>
Mon, 13 May 2019 23:08:02 +0000 (00:08 +0100)
It appears the GPU only sends us a message all 10ms to update
the playback progress. Other than this, the playback position
(what SNDRV_PCM_IOCTL_DELAY will return) is not updated at all.
Userspace will see jitter up to 10ms in the audio position.

Make this a bit nicer for userspace by interpolating the
position using the CPU clock.

I'm not sure if setting snd_pcm_runtime.delay is the right
approach for this. Or if there is maybe an already existing
mechanism for position interpolation in the ALSA core.

I only set SNDRV_PCM_INFO_BATCH because this appears to remove
at least one situation snd_pcm_runtime.delay is used, so I have
to worry less in which place I have to update this field, or
how it interacts with the rest of ALSA.

In the future, it might be nice to use VC_AUDIO_MSG_TYPE_LATENCY.
One problem is that it requires sending a videocore message, and
waiting for a reply, which could make the implementation much
harder due to locking and synchronization requirements.

drivers/staging/vc04_services/bcm2835-audio/bcm2835-pcm.c
drivers/staging/vc04_services/bcm2835-audio/bcm2835.h

index 8359cf8..4532a51 100644 (file)
@@ -11,7 +11,7 @@
 /* hardware definition */
 static const struct snd_pcm_hardware snd_bcm2835_playback_hw = {
        .info = (SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED | SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
-       SNDRV_PCM_INFO_MMAP | SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID),
+       SNDRV_PCM_INFO_MMAP | SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID | SNDRV_PCM_INFO_BATCH),
        .formats = SNDRV_PCM_FMTBIT_U8 | SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,
        .rates = SNDRV_PCM_RATE_CONTINUOUS | SNDRV_PCM_RATE_8000_48000,
        .rate_min = 8000,
@@ -81,6 +81,8 @@ void bcm2835_playback_fifo(struct bcm2835_alsa_stream *alsa_stream)
                alsa_stream->pos %= alsa_stream->buffer_size;
        }
 
+       alsa_stream->interpolate_start = ktime_get_ns();
+
        if (alsa_stream->substream) {
                if (new_period)
                        snd_pcm_period_elapsed(alsa_stream->substream);
@@ -306,6 +308,7 @@ static int snd_bcm2835_pcm_prepare(struct snd_pcm_substream *substream)
        alsa_stream->buffer_size = snd_pcm_lib_buffer_bytes(substream);
        alsa_stream->period_size = snd_pcm_lib_period_bytes(substream);
        alsa_stream->pos = 0;
+       alsa_stream->interpolate_start = ktime_get_ns();
 
        audio_debug("buffer_size=%d, period_size=%d pos=%d frame_bits=%d\n",
                alsa_stream->buffer_size, alsa_stream->period_size,
@@ -397,12 +400,19 @@ snd_bcm2835_pcm_pointer(struct snd_pcm_substream *substream)
 {
        struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
        struct bcm2835_alsa_stream *alsa_stream = runtime->private_data;
+       u64 now = ktime_get_ns();
 
        audio_debug("pcm_pointer... (%d) hwptr=%d appl=%d pos=%d\n", 0,
                frames_to_bytes(runtime, runtime->status->hw_ptr),
                frames_to_bytes(runtime, runtime->control->appl_ptr),
                alsa_stream->pos);
 
+       /* Give userspace better delay reporting by interpolating between GPU
+        * notifications, assuming audio speed is close enough to the clock
+        * used for ktime */
+       if (alsa_stream->interpolate_start && alsa_stream->interpolate_start < now)
+               runtime->delay = -(int)div_u64((now - alsa_stream->interpolate_start) * runtime->rate,  1000000000);
+
        return snd_pcm_indirect_playback_pointer(substream,
                &alsa_stream->pcm_indirect,
                alsa_stream->pos);
index 5dc4272..f44b049 100644 (file)
@@ -133,6 +133,7 @@ struct bcm2835_alsa_stream {
        unsigned int pos;
        unsigned int buffer_size;
        unsigned int period_size;
+       u64 interpolate_start;
 
        atomic_t retrieved;
        struct bcm2835_audio_instance *instance;