Linux ALSA声卡驱动之四Control设备的创建.docx

1、Linux ALSA声卡驱动之四Control设备的创建Linux ALSA声卡驱动之四：Control设备的创建Control接口 Control接口主要让用户空间的应用程序（alsa-lib）可以访问和控制音频codec芯片中的多路开关，滑动控件等。对于Mixer（混 音）来说，Control接口显得尤为重要，从ALSA 0.9.x版本开始，所有的mixer工作都是通过control接口的API来实现的。ALSA已经为AC97定义了完整的控制接口模型，如果你的Codec芯片只支持AC97接口，你可以不用关心本节的内容。定义了所有的Control API。如果你要为你的codec实现自己的c

2、ontrols，请在代码中包含该头文件。Controls的定义 要自定义一个Control，我们首先要定义3各回调函数：info，get和put。然后，定义一个snd_kcontrol_new结构：c-sharp view plaincopy1. staticstructsnd_kcontrol_newmy_control_devinitdata=2. .iface=SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER,3. .name=PCMPlaybackSwitch,4. .index=0,5. .access=SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE,6. .pr

3、ivate_value=0xffff,7. .info=my_control_info,8. .get=my_control_get,9. .put=my_control_put10. ;iface字段指出了control的类型，alsa定义了几种类型（SNDDRV_CTL_ELEM_IFACE_XXX），常用的类型是 MIXER，当然也可以定义属于全局的CARD类型，也可以定义属于某类设备的类型，例如HWDEP，PCMRAWMIDI，TIMER等，这时需要在 device和subdevice字段中指出卡的设备逻辑编号。name字段是该control的名字，从ALSA 0.9.x开始，cont

4、rol的名字是变得比较重要，因为control的作用是按名字来归类的。ALSA已经预定义了一些control的名字，我们再Control Name一节详细讨论。index字段用于保存该control的在该卡中的编号。如果声卡中有不止一个codec，每个codec中有相同名字的control，这时我们可以通过index来区分这些controls。当index为0时，则可以忽略这种区分策略。access字段包含了该control的访问类型。每一个bit代表一种访问类型，这些访问类型可以多个“或”运算组合在一起。private_value字段包含了一个任意的长整数类型值。该值可以通过info，get

5、，put这几个回调函数访问。你可以自己决定如何使用该字段，例如可以把它拆分成多个位域，又或者是一个指针，指向某一个数据结构。tlv字段为该control提供元数据。Control的名字 control的名字需要遵循一些标准，通常可以分成3部分来定义control的名字：源-方向-功能。 源，可以理解为该control的输入端，alsa已经预定义了一些常用的源，例如：Master，PCM，CD，Line等等。 方向，代表该control的数据流向，例如：Playback，Capture，Bypass，Bypass Capture等等，也可以不定义方向，这时表示该Control是双向的（playb

6、ack和capture）。 功能，根据control的功能，可以是以下字符串：Switch，Volume，Route等等。 也有一些命名上的特例： 全局的capture和playback Capture Source，Capture Volume，Capture Switch，它们用于全局的capture source，switch和volume。同理，Playback Volume，Playback Switch，它们用于全局的输出switch和volume。 Tone-controles 音调控制的开关和音量命名为：Tone Control - XXX，例如，Tone Control -

7、Switch，Tone Control - Bass，Tone Control - Center。 3D controls 3D控件的命名规则：，3D Control - Switch，3D Control - Center，3D Control - Space。 Mic boost 麦克风音量加强控件命名为：Mic Boost或Mic Boost(6dB)。 访问标志（ACCESS Flags） Access字段是一个bitmask，它保存了改control的访问类型。默认的访问类型 是：SNDDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE，表明该control支持读和写操作。如

8、果access字段没有定义 （.access=0），此时也认为是READWRITE类型。如果是一个只读control，access应该设置为：SNDDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READ，这时，我们不必定义put回调 函数。类似地，如果是只写control，access应该设置为：SNDDRV_CTL_ELEM_ACCESS_WRITE，这时，我们不必定义 get回调函数。如果control的值会频繁地改变（例如：电平表），我们可以使用VOLATILE类型，这意味着该control会在没有通知的情况下改变，应用程序应该定时地查询该control的值。回调函数 info回调函数info

9、回调函数用于获取control的详细信息。它的主要工作就是填充通过参数传入的snd_ctl_elem_info对象，以下例子是一个具有单个元素的boolean型control的info回调：c-sharp view plaincopy1. staticintsnd_myctl_mono_info(structsnd_kcontrol*kcontrol,2. structsnd_ctl_elem_info*uinfo)3. 4. uinfo-type=SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_BOOLEAN;5. uinfo-count=1;6. uinfo-value.integer.min=0

10、;7. uinfo-value.integer.max=1;8. return0;9. type字段指出该control的值类型，值类型可以是BOOLEAN, INTEGER, ENUMERATED, BYTES,IEC958和INTEGER64之一。count字段指出了改control中包含有多少个元素单元，比如，立体声的音量control左 右两个声道的音量值，它的count字段等于2。value字段是一个联合体（union），value的内容和control的类型有关。其 中，boolean和integer类型是相同的。ENUMERATED类型有些特殊。它的value需要设定一个字符串和

11、字符串的索引，请看以下例子：c-sharp view plaincopy1. staticintsnd_myctl_enum_info(structsnd_kcontrol*kcontrol,2. structsnd_ctl_elem_info*uinfo)3. 4. staticchar*texts4=5. First,Second,Third,Fourth6. ;7. uinfo-type=SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_ENUMERATED;8. uinfo-count=1;9. uinfo-value.enumerated.items=4;10. if(uinfo-value.

12、enumerated.item3)11. uinfo-value.enumerated.item=3;12. strcpy(uinfo-value.enumerated.name,13. textsuinfo-value.enumerated.item);14. return0;15. alsa已经为我们实现了一些通用的info回调函数，例如：snd_ctl_boolean_mono_info()，snd_ctl_boolean_stereo_info()等等。get回调函数该回调函数用于读取control的当前值，并返回给用户空间的应用程序。c-sharp view plaincopy1.

13、staticintsnd_myctl_get(structsnd_kcontrol*kcontrol,2. structsnd_ctl_elem_value*ucontrol)3. 4. structmychip*chip=snd_kcontrol_chip(kcontrol);5. ucontrol-value.integer.value0=get_some_value(chip);6. return0;7. value字段的赋值依赖于control的类型（如同info回调）。很多声卡的驱动利用它存储硬件寄存器的地址、bit-shift和bit-mask，这时，private_value字段

14、可以按以下例子进行设置：.private_value = reg | (shift 16) | (mask private_value & 0xff; int shift = (kcontrol-private_value 16) & 0xff; int mask = (kcontrol-private_value 24) & 0xff; . /根据以上的值读取相应寄存器的值并填入value中如果control的count字段大于1，表示control有多个元素单元，get回调函数也应该为value填充多个数值。put回调函数put回调函数用于把应用程序的控制值设置到control中。c-sh

15、arp view plaincopy1. staticintsnd_myctl_put(structsnd_kcontrol*kcontrol,2. structsnd_ctl_elem_value*ucontrol)3. 4. structmychip*chip=snd_kcontrol_chip(kcontrol);5. intchanged=0;6. if(chip-current_value!=7. ucontrol-value.integer.value0)8. change_current_value(chip,9. ucontrol-value.integer.value0);1

16、0. changed=1;11. 12. returnchanged;13. 如上述例子所示，当control的值被改变时，put回调必须要返回1，如果值没有被改变，则返回0。如果发生了错误，则返回一个负数的错误号。和get回调一样，当control的count大于1时，put回调也要处理多个control中的元素值。创建Controls 当把以上讨论的内容都准备好了以后，我们就可以创建我们自己的control了。alsa-driver为我们提供了两个用于创建control的API： snd_ctl_new1() snd_ctl_add() 我们可以用以下最简单的方式创建control：c-s

17、harp view plaincopy1. err=snd_ctl_add(card,snd_ctl_new1(&my_control,chip);2. if(errprivate_data字段，该字段可以在回调函数中访问。snd_ctl_new1()会分配一个新的snd_kcontrol实例，并把my_control中相应的值复制到该实例中，所以，在定义 my_control时，通常我们可以加上_devinitdata前缀。snd_ctl_add则把该control绑定到声卡对象card当中。元数据（Metadata） 很多mixer control需要提供以dB为单位的信息，我们可以使用D

18、ECLARE_TLV_xxx宏来定义一些包含这种信息的变量，然后把control的 tlv.p字段指向这些变量，最后，在access字段中加上SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TLV_READ标志，就像这样：static DECLARE_TLV_DB_SCALE(db_scale_my_control, -4050, 150, 0);static struct snd_kcontrol_new my_control _devinitdata = . .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE | SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TL

19、V_READ, . .tlv.p = db_scale_my_control,;DECLARE_TLV_DB_SCALE宏定义的mixer control，它所代表的值按一个固定的dB值的步长变化。该宏的第一个参数是要定义变量的名字，第二个参数是最小值，以0.01dB为单位。第三个参 数是变化的步长，也是以0.01dB为单位。如果该control处于最小值时会做出mute时，需要把第四个参数设为1。DECLARE_TLV_DB_LINEAR宏定义的mixer control，它的输出随值的变化而线性变化。该宏的第一个参数是要定义变量的名字，第二个参数是最小值，以0.01dB为单位。第二个参数是

20、最大 值，以0.01dB为单位。如果该control处于最小值时会做出mute时，需要把第二个参数设为TLV_DB_GAIN_MUTE。这两个宏实际上就是定义一个整形数组，所谓tlv，就是Type-Lenght-Value的意思，数组的第0各元素代表数据的类型，第1个元素代表数据的长度，第三个元素和之后的元素保存该变量的数据。Control设备的建立 Control设备和PCM设备一样，都属于声卡下的逻辑设备。用户空间的应用程序通过alsa-lib访问该Control设备，读取或控制control的控制状态，从而达到控制音频Codec进行各种Mixer等控制操作。Control设备的创建过程大

21、体上和PCM设备的创建过程相同。详细的创建过程可以参考本博的另一篇文章：Linux音频驱动之三：PCM设备的创建。下面我们只讨论有区别的地方。我们需要在我们的驱动程序初始化时主动调用snd_pcm_new()函数创建pcm设备，而control设备则在 snd_card_create()内被创建，snd_card_create()通过调用snd_ctl_create()函数创建control设备 节点。所以我们无需显式地创建control设备，只要建立声卡，control设备被自动地创建。和pcm设备一样，control设备的名字遵循一定的规则：controlCxx，这里的xx代表声卡的编号。

22、我们也可以通过代码正是这一点，下面的是snd_ctl_dev_register()函数的代码：c-sharp view plaincopy1. /*2. *registrationofthecontroldevice3. */4. staticintsnd_ctl_dev_register(structsnd_device*device)5. 6. structsnd_card*card=device-device_data;7. interr,cardnum;8. charname16;9. 10. if(snd_BUG_ON(!card)11. return-ENXIO;12. cardn

23、um=card-number;13. if(snd_BUG_ON(cardnum=SNDRV_CARDS)14. return-ENXIO;15. /*control设备的名字*/16. sprintf(name,controlC%i,cardnum);17. if(err=snd_register_device(SNDRV_DEVICE_TYPE_CONTROL,card,-1,18. &snd_ctl_f_ops,card,name)0)19. returnerr;20. return0;21. snd_ctl_dev_register()函数会在snd_card_register()中，

24、即声卡的注册阶段被调用。注册完成 后，control设备的相关信息被保存在snd_minors数组中，用control设备的此设备号作索引，即可在snd_minors数组 中找出相关的信息。注册完成后的数据结构关系可以用下图进行表述： control设备的操作函数入口用户程序需要打开control设备时，驱动程序通过snd_minors全局数组和此设备号，可以获得snd_ctl_f_ops结构中的各 个回调函数，然后通过这些回调函数访问control中的信息和数据（最终会调用control的几个回调函数get，put，info）。详细的代码我 就不贴了，大家可以读一下代码：/sound/core/control.c。