Abstract

Les plateformes Intel Meteor Lake introduisent une architecture audio basée sur le DSP Sound Open Firmware (SOF) et le bus SoundWire, avec des amplificateurs externes tels que le Texas Instruments TAS2781. Cette architecture moderne, bien que théoriquement performante, montre sous Linux des comportements audio instables, notamment des coupures et des états incohérents du pipeline audio. Cet article analyse ces dysfonctionnements, explore les interactions entre SOF, SoundWire et le modèle ALSA/ASoC, et documente l’efficacité d’une solution pragmatique basée sur l’usage du pilote HDA legacy. Les conclusions sont étayées par des retours de rapports communautaires, des discussions upstream et des rapports de bugs Linux.

1. Introduction

Les plateformes clientes récentes d’Intel, notamment Meteor Lake, abandonnent progressivement le modèle audio traditionnel Intel High Definition Audio (HDA) au profit d’une solution basée sur le DSP Sound Open Firmware (SOF) avec transport SoundWire. Cette évolution vise des gains d’efficacité énergétique, mais introduit une complexité accrue dans la gestion des états de l’ampli et du DSP.

Sous Linux, des utilisateurs rapportent des instabilités fréquentes du son, malgré une configuration correcte du serveur audio et des modules noyau. Ce phénomène se manifeste par des coupures, des transitions audio erratiques ou des états de son dégradé après suspension ou reboot. Le problème est particulièrement marqué sur certaines combinaisons matériel/logiciel récentes, malgré la présence de firmware SOF et de topologies à jour.

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2. Materials and Methods

2.1 Hardware and Software Environment

• Hardware : Lenovo Yoga Pro 9 16IMH9 (Intel Meteor Lake-P)
• Audio device : Intel Meteor Lake-P HD Audio Controller
• Codec/Amplifier : TAS2781 via SoundWire
• Kernel : Linux 6.12 LTS (plus récentes versions identifiées également concernées)
• Audio stack : ALSA + PipeWire
• Initial driver : SOF (snd_sof_pci_intel_mtl)
• Alternative driver : HDA legacy (snd_hda_intel via snd_intel_dspcfg override)

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3. Analyse expérimentale et procédure diagnostique

3.1 Hypothèse initiale et périmètre de l’étude

L’étude porte sur une plateforme Intel Meteor Lake-P présentant des dysfonctionnements audio intermittents sous Linux. Les symptômes observés incluent des pertes de son, une restitution spectrale incorrecte (aigus dominants, absence de basses), ainsi qu’un comportement non déterministe à l’initialisation nécessitant parfois plusieurs redémarrages consécutifs.

Le périmètre de l’analyse a été volontairement restreint à la pile audio noyau (ALSA / ASoC / SOF / SoundWire), les composants user-space (PipeWire, WirePlumber) n’étant considérés que comme déclencheurs secondaires et non comme cause racine a priori.

L’hypothèse de travail initiale est celle d’une initialisation incomplète ou instable du DSP SOF et/ou de l’amplificateur externe SoundWire, possiblement liée à la gestion d’énergie et aux séquences de reset matériel.

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3.2 Identification de la pile audio effective

L’inspection du système confirme l’utilisation complète de la pile moderne Intel SOF :

• snd_sof_pci_intel_mtl
• snd_sof_intel_hda_common
• soundwire_intel
• snd_hda_scodec_tas2781_i2c

La présence du codec tas2781 indique l’utilisation d’un amplificateur intelligent externe, dépendant du chargement correct de coefficients DSP et de séquences d’initialisation via SoundWire.

La pile audio effective repose donc sur trois niveaux critiques :

1. le DSP SOF (Xtensa),
2. le bus SoundWire,
3. l’amplificateur TAS2781.

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3.3 Évaluation des paramètres de gestion d’énergie

Plusieurs paramètres de gestion d’énergie ont été testés afin de réduire l’impact potentiel du runtime power management.

Cependant, les journaux du noyau ont révélé que plusieurs options fréquemment recommandées étaient ignorées silencieusement par les modules concernés :

snd_sof: unknown parameter 'power_save' ignored
snd_sof_intel_hda_common: unknown parameter 'power_save' ignored
soundwire_intel: unknown parameter 'power_save' ignored
snd_hda_scodec_tas2781_i2c: unknown parameter 'power_save' ignored

Cette observation invalide une partie significative des solutions empiriques proposées dans la littérature communautaire et démontre que certaines améliorations perçues ne sont pas corrélées aux paramètres réellement appliqués.

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3.4 Analyse de l’interaction DAPM / Runtime PM

Des tests supplémentaires ont consisté à désactiver explicitement le runtime power management de SOF et à neutraliser le délai de mise hors tension DAPM :

options snd_sof disable_runtime_pm=1
options snd_soc_core dapm_power_down_time=0

Ces ajustements ont permis de réduire la fréquence des dysfonctionnements, sans toutefois les éliminer complètement.
Le problème persiste notamment après des redémarrages « propres », ce qui suggère que l’origine ne se limite pas à des transitions agressives d’état d’alimentation à chaud.

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3.5 Effets des manipulations user-space

Des expériences contrôlées ont été menées via pactl et des redémarrages ciblés de PipeWire et WirePlumber.

Certaines actions, telles que :

• le mute/unmute du sink par défaut,
• le redémarrage des services audio user-space,

peuvent conduire à un état où :

• le son réapparaît partiellement,
• mais avec une restitution spectrale gravement dégradée (absence quasi totale de basses).

Cet état ne peut pas être corrigé via les contrôles ALSA et persiste jusqu’à un redémarrage complet du système, indiquant que l’amplificateur reste alimenté mais mal reconfiguré, sans rechargement correct de ses paramètres DSP.

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3.6 Persistance inter-reboot et comportement non déterministe

Un point critique de l’analyse est la persistance du problème à travers les redémarrages. Dans plusieurs cas, un seul reboot ne suffit pas à restaurer un fonctionnement audio normal ; deux ou trois redémarrages consécutifs sont parfois nécessaires.

Ce comportement suggère :

• l’absence de reset matériel strict de l’amplificateur ou du DSP,
• une dépendance à l’état électrique résiduel,
• une séquence d’initialisation SOF/SoundWire non idempotente.

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3.7 Diagnostic différentiel par forçage du pilote HDA legacy

Afin d’isoler la responsabilité de SOF et SoundWire, le système a été configuré pour utiliser le pilote HDA legacy :

options snd_intel_dspcfg dsp_driver=1

Dans cette configuration :

• SOF et SoundWire sont contournés,
• le son est stable dès le premier démarrage,
• aucune dégradation spectrale n’a été observée.

Ce résultat attribue de manière concluante l’instabilité à la pile SOF / SoundWire sur Meteor Lake.

3.7.1 debug

Vérifier que debugfs est monté

Activer le dynamic debug pour SOF / SoundWire
Si rien ne s’affiche :

sudo mount -t debugfs none /sys/kernel/debug

~
❯ mount | grep debugfs

debugfs on /sys/kernel/debug type debugfs (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime)

~
❯ echo 'module snd_sof +p' | sudo tee /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
  echo 'module snd_sof_pci +p' | sudo tee /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
  echo 'module snd_sof_intel_hda_common +p' | sudo tee /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
  echo 'module soundwire_intel +p' | sudo tee /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
  echo 'module snd_hda_scodec_tas2781_i2c +p' | sudo tee /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control

[sudo] Mot de passe de stefan : 
module snd_sof +p
module snd_sof_pci +p
module snd_sof_intel_hda_common +p
module soundwire_intel +p
module snd_hda_scodec_tas2781_i2c +p

~ 6s
❯ 

❯ sudo grep snd_sof /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control | head

sound/soc/sof/sof-utils.c:33 [snd_sof_utils]snd_sof_create_page_table =_ "generating page table for %p size 0x%zx pages %d\n"
sound/soc/sof/sof-client.c:476 [snd_sof]sof_client_ipc_rx_dispatcher =p "Not supported IPC version: %d\n"
sound/soc/sof/ipc4-mtrace.c:231 [snd_sof]sof_ipc4_mtrace_dfs_read =p "core%d, host read: %#x, dsp write: %#x, avail: %#x\n"
sound/soc/sof/ipc4-mtrace.c:514 [snd_sof]sof_mtrace_find_core_slots =p "core%u is invalid for slot%d\n"
sound/soc/sof/ipc4-mtrace.c:528 [snd_sof]sof_mtrace_find_core_slots =p "slot%d is used for core%u\n"
sound/soc/sof/ipc4-mtrace.c:534 [snd_sof]sof_mtrace_find_core_slots =p "slot%d is not a log slot (%#x)\n"
sound/soc/sof/ipc4-mtrace.c:585 [snd_sof]ipc4_mtrace_init =p "initialization failed, fw tracing is disabled\n"
sound/soc/sof/ipc4-mtrace.c:638 [snd_sof]sof_ipc4_mtrace_update_pos =p "core%d, host read: %#x, dsp write: %#x"
sound/soc/sof/ipc4-pcm.c:103 [snd_sof]sof_ipc4_set_pipeline_state =p "ipc4 set pipeline instance %d state %d"
sound/soc/sof/ipc4-pcm.c:403 [snd_sof]sof_ipc4_trigger_pipelines =p "trigger cmd: %d state: %d\n"

~
❯ 

Augmenter le niveau de verbosité du kernel

sudo dmesg -n 8

Cela permet de voir DEBUG / INFO / WARNING / ERROR.

❯ sudo dmesg | grep -iE "sof|soundwire|tas|hda|dapm" > dmesg-audio-only.txt

~
❯ cat dmesg-audio-only.txt
[    0.037077] software IO TLB: area num 32.
[    0.075235]  Trampoline variant of Tasks RCU enabled.
[    0.075235]  Rude variant of Tasks RCU enabled.
[    0.075236]  Tracing variant of Tasks RCU enabled.
[    0.075255] RCU Tasks: Setting shift to 5 and lim to 1 rcu_task_cb_adjust=1 rcu_task_cpu_ids=22.
[    0.075257] RCU Tasks Rude: Setting shift to 5 and lim to 1 rcu_task_cb_adjust=1 rcu_task_cpu_ids=22.
[    0.075259] RCU Tasks Trace: Setting shift to 5 and lim to 1 rcu_task_cb_adjust=1 rcu_task_cpu_ids=22.
[    0.510427] VFS: Disk quotas dquot_6.6.0
[    0.537606] PCI-DMA: Using software bounce buffering for IO (SWIOTLB)
[    0.537607] software IO TLB: mapped [mem 0x0000000055ac6000-0x0000000059ac6000] (64MB)
[    0.638291] registered taskstats version 1
[    2.029014]  <TASK>
[    2.029049]  </TASK>
[    3.591456] pps_core: Software ver. 5.3.6 - Copyright 2005-2007 Rodolfo Giometti <giometti@linux.it>
[    3.835023] snd_soc_core: unknown parameter 'dapm_power_down_time' ignored
[    3.863266] snd_hda_intel 0000:00:1f.3: enabling device (0000 -> 0002)
[    3.863613] snd_hda_intel 0000:00:1f.3: bound 0000:00:02.0 (ops i915_audio_component_bind_ops [i915])
[    3.905347] snd_sof: unknown parameter 'disable_runtime_pm' ignored
[    3.912779] snd_hda_codec_realtek hdaudioC0D0: bound i2c-TIAS2781:00 (ops tas2781_hda_comp_ops [snd_hda_scodec_tas2781_i2c])
[    3.913116] snd_hda_codec_realtek hdaudioC0D0: autoconfig for ALC287: line_outs=2 (0x14/0x17/0x0/0x0/0x0) type:speaker
[    3.913122] snd_hda_codec_realtek hdaudioC0D0:    speaker_outs=0 (0x0/0x0/0x0/0x0/0x0)
[    3.913124] snd_hda_codec_realtek hdaudioC0D0:    hp_outs=1 (0x21/0x0/0x0/0x0/0x0)
[    3.913126] snd_hda_codec_realtek hdaudioC0D0:    mono: mono_out=0x0
[    3.913128] snd_hda_codec_realtek hdaudioC0D0:    inputs:
[    3.913129] snd_hda_codec_realtek hdaudioC0D0:      Mic=0x19
[    3.964159] input: HDA Intel PCH Mic as /devices/pci0000:00/0000:00:1f.3/sound/card0/input14
[    3.964184] input: HDA Intel PCH Headphone as /devices/pci0000:00/0000:00:1f.3/sound/card0/input15
[    3.964205] input: HDA Intel PCH HDMI/DP,pcm=3 as /devices/pci0000:00/0000:00:1f.3/sound/card0/input16
[    3.964222] input: HDA Intel PCH HDMI/DP,pcm=7 as /devices/pci0000:00/0000:00:1f.3/sound/card0/input17
[    3.964245] input: HDA Intel PCH HDMI/DP,pcm=8 as /devices/pci0000:00/0000:00:1f.3/sound/card0/input18
[    3.964265] input: HDA Intel PCH HDMI/DP,pcm=9 as /devices/pci0000:00/0000:00:1f.3/sound/card0/input19

~
❯ 

~
❯ sudo dmesg | grep -i "firmware"
  ls -R /lib/firmware/intel/sof*

[sudo] Mot de passe de stefan : 
[    0.028665] CPU topo: [Firmware Bug]: APIC enumeration order not specification compliant
[    0.971116] i2c_designware i2c_designware.0: [Firmware Bug]: DSDT uses known not-working I2C bus speed 400000, forcing it to 100000
[    1.254014] i915 0000:00:02.0: [drm] Finished loading DMC firmware i915/mtl_dmc.bin (v2.23)
[    1.285660] i915 0000:00:02.0: [drm] GT0: GuC firmware i915/mtl_guc_70.bin version 70.53.0
[    1.299552] i915 0000:00:02.0: [drm] GT1: GuC firmware i915/mtl_guc_70.bin version 70.53.0
[    1.299555] i915 0000:00:02.0: [drm] GT1: HuC firmware i915/mtl_huc_gsc.bin version 8.5.4
[    1.461762] i915 0000:00:02.0: [drm] GT1: Loaded GSC firmware i915/mtl_gsc_1.bin (cv1.0, r102.1.15.1926, svn 1)
[    3.132129] systemd[1]: Clear Stale Hibernate Storage Info was skipped because of an unmet condition check (ConditionPathExists=/sys/firmware/efi/efivars/HibernateLocation-8cf2644b-4b0b-428f-9387-6d876050dc67).
[    3.436799] intel_vpu 0000:00:0b.0: [drm] Firmware: intel/vpu/vpu_37xx_v1.bin, version: 20251113*MTL_CLIENT_SILICON-NVR+NN-deployment*72f907ffc780df5579a2fed65afc4944da8b0e44*72f907ffc780df5579a2fed65afc4944da8b0e44*72f907ffc78
[    3.586758] iwlwifi 0000:00:14.3: loaded firmware version 89.df9556fc.0 ma-b0-gf-a0-89.ucode op_mode iwlmvm
[    3.922565] Bluetooth: hci0: Minimum firmware build 1 week 10 2014
[    3.926360] Bluetooth: hci0: Found device firmware: intel/ibt-0180-0041.sfi
[    3.926370] Bluetooth: hci0: Firmware Version: 42-20.25
[    5.389802] Bluetooth: hci0: Waiting for firmware download to complete
[    5.390528] Bluetooth: hci0: Firmware loaded in 1429848 usecs
[    5.440557] Bluetooth: hci0: Firmware timestamp 2025.20 buildtype 1 build 3882
[    5.440559] Bluetooth: hci0: Firmware SHA1: 0x937bca4a
/lib/firmware/intel/sof:
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drwxr-xr-x    - root  2 fév 23:28  intel-signed
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.rw-r--r-- 153k root 29 jan 06:43  sof-bdw.ri
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.rw-r--r-- 447k root 29 jan 06:43  sof-tgl-h.ri
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/lib/firmware/intel/sof-ace-tplg:
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.rw-r--r-- 55k root 29 jan 06:43  sof-adl-rt711-4ch.tplg
.rw-r--r-- 61k root 29 jan 06:43  sof-adl-rt711-l0-rt1308-l12-rt715-l3.tplg
.rw-r--r-- 68k root 29 jan 06:43  sof-adl-rt711-l0-rt1316-l12-rt714-l3.tplg
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3.8 Synthèse des résultats expérimentaux

L’analyse expérimentale démontre que :

le pilote HDA legacy constitue un contournement fonctionnel.

le problème est reproductible et situé au niveau noyau,

les composants user-space ne sont pas la cause racine,

la gestion d’énergie joue un rôle aggravant mais non exclusif,

la reconfiguration de l’amplificateur TAS2781 par SOF est incomplète ou instable,

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4. Discussion

4.1 Limitations de la pile SOF actuelle

Bien que le modèle SOF/SoundWire introduise des capacités avancées (traitement DSP, routage multi-chemins, économie d’énergie), il est actuellement confronté à plusieurs défis sous Linux :

• manque d’intégrations complètes pour des variantes audio récentes comme le TAS2781
• absence d’une gestion robuste des transitions d’état du DSP
• bugs documentés upstream (ex. panic du DSP pour certaines plateformes Meteor Lake)6 [turn0search0]
• rapports utilisateurs multiples signalant des instabilités variées

Les tickets de bugs et rapports communautaires montrent que ces problèmes ne sont pas isolés, mais plutôt répandus sur différentes distributions et versions de noyau.

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4.2 Pertinence de la solution HDA legacy

L’usage de snd_intel_dspcfg.dsp_driver=1 force le noyau à charger le pilote legacy snd_hda_intel, qui bien que plus simple, s’avère actuellement plus stable pour la plupart des scénarios audio de base (haut-parleurs, jack audio). Cette approche :

• contourne les instabilités du parcours SOF
• offre une expérience utilisateur fiable au prix d’une perte de certaines fonctionnalités DSP avancées
• est documentée dans les guides SOF upstream comme une étape de diagnostic utile² [turn0search7]
• plus de DSP
• plus de SoundWire
• ampli géré comme simple codec
• moins d’éco énergie
• mais son STABLE

sudo nano /etc/modprobe.d/disable-sof.conf

ajout de : 
options snd_intel_dspcfg dsp_driver=1

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5. Conclusion

La pile audio moderne basée sur SOF et SoundWire sur les plateformes Intel Meteor Lake présente encore des problèmes d’intégration sous Linux, particulièrement visibles sur des configurations réelles avec amplificateurs externes comme le TAS2781. Bien que des correctifs progressent, la situation actuelle suggère que l’implémentation SOF n’est pas encore pleinement mature pour un usage audio de tous les jours.

L’adoption du pilote HDA legacy (snd_hda_intel) via un override de snd_intel_dspcfg constitue une solution pragmatique et robuste pour les utilisateurs confrontés à des instabilités audio. Cette solution améliore significativement la stabilité audio de la plateforme, au prix d’une réduction des capacités DSP potentielles.

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References

1. Discussions et suggestions de dépannage avant de soumettre un bug SOF / Intel : https://thesofproject.github.io/latest/getting_started/intel_debug/suggestions.html
2. Vue d’ensemble des plateformes matérielles et stratégie de choix de pilote (SOF vs HDA) : https://thesofproject.github.io/latest/getting_started/intel_debug/introduction.html
3. Rapport d’instabilité du DSP sur certaines plateformes Intel MTL sous SOF : https://github.com/thesofproject/sof/issues/9695
4. Bug Ubuntu – problèmes persistants ALSA / SoundWire / SOF sur Meteor Lake : https://bugs.launchpad.net/bugs/2098820
5. Bug Ubuntu – audio interne non détecté Meteor Lake HDMI : https://bugs.launchpad.net/bugs/2113777
6. Problèmes de prise en charge SOF montrés dans Ask Ubuntu sur Meteor Lake audio : https://askubuntu.com/questions/1552676
7. Mon rapport du bug sur kernel.org : https://bugzilla.kernel.org/show_bug.cgi?id=221034
8. Forum cachyOS : https://discuss.cachyos.org/t/sound-sof-meteor-lake-intermittent-audio-corruption-and-non-deterministic-initialization-with-soundwire-tas2781/22321

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