1 control设备简介
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。其实通俗的理解control设备的作用如音量的调节，开关等。<sound/control.h>定义了所有的Control API.如果你要为你的codec实现自己的controls,请在代码中包含该头文件。
2 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设备创建函数snd_ctl_create，定义位于\sound\core\control.c
1 /* 2 * create control core: 3 * called from init.c 4 */ 5 int snd_ctl_create(struct snd_card *card) 6 { 7 static struct snd_device_ops ops = { 8 .dev_free = snd_ctl_dev_free, 9 .dev_register = snd_ctl_dev_register, 10 .dev_disconnect = snd_ctl_dev_disconnect, 11 }; 12 int err; 13 14 if (snd_BUG_ON(!card)) 15 return -ENXIO; 16 if (snd_BUG_ON(card->number < 0 || card->number >= SNDRV_CARDS)) 17 return -ENXIO; 18 19 snd_device_initialize(&card->ctl_dev, card); 20 dev_set_name(&card->ctl_dev, "controlC%d", card->number); 21 22 err = snd_device_new(card, SNDRV_DEV_CONTROL, card, &ops); 23 if (err < 0) 24 put_device(&card->ctl_dev); 25 return err; 26 }
control设备的创建过程大体上和pcm设备的创建过程相同，最终调用函数snd_device_new，拿到声卡逻辑设备的设备操作结构体（设备操作结构体定义以上函数中，最重要的还是注册函数），将该设备逻辑设备加入声卡结构体devices链表中。详细的创建过程可以参考linux-alsa详解2 pcm设备。
3 control设备的注册
control设备注册函数snd_ctl_dev_register，
1 /* 2 * registration of the control device 3 */ 4 static int snd_ctl_dev_register(struct snd_device *device) 5 { 6 struct snd_card *card = device->device_data; 7 8 return snd_register_device(SNDRV_DEVICE_TYPE_CONTROL, card, -1, 9 &snd_ctl_f_ops, card, &card->ctl_dev); 10 }
还是和pcm设备注册一样，最终调用函数snd_register_device。
（1）获取声卡次设备snd_minor ，并将其赋值给全局声卡次设备变量snd_minor中
（2）获取次设备pcm的文件操作结构体，供用户层使用的api回调函数
control的文件操作结构体定义如下：
1 static const struct file_operations snd_ctl_f_ops = 2 { 3 .owner = THIS_MODULE, 4 .read = snd_ctl_read, 5 .open = snd_ctl_open, 6 .release = snd_ctl_release, 7 .llseek = no_llseek, 8 .poll = snd_ctl_poll, 9 .unlocked_ioctl = snd_ctl_ioctl, 10 .compat_ioctl = snd_ctl_ioctl_compat, 11 .fasync = snd_ctl_fasync, 12 };
4 control设备的打开
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)。具体参考pcm设备的打开。
5 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
1 static struct snd_kcontrol_new my_control __devinitdata = { 2 .iface = SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER, 3 .name = "PCM Playback Switch", 4 .index = 0, 5 .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE, 6 .private_value = 0xffff, 7 .info = my_control_info, 8 .get = my_control_get, 9 .put = my_control_put 10 };
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,control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,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.
6 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(playback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 - 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)".
7 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.
8 回调函数
8.1 info回调函数
info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:
1 static int snd_myctl_mono_info(struct snd_kcontrol *kcontrol, 2 struct snd_ctl_elem_info *uinfo) 3 { 4 uinfo->type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_BOOLEAN; 5 uinfo->count = 1; 6 uinfo->value.integer.min = 0; 7 uinfo->value.integer.max = 1; 8 return 0; 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字符串的索引,请看以下例子:
1 static int snd_myctl_enum_info(struct snd_kcontrol *kcontrol, 2 struct snd_ctl_elem_info *uinfo) 3 { 4 static char *texts[4] = { 5 "First", "Second", "Third", "Fourth" 6 }; 7 uinfo->type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_ENUMERATED; 8 uinfo->count = 1; 9 uinfo->value.enumerated.items = 4; 10 if (uinfo->value.enumerated.item > 3) 11 uinfo->value.enumerated.item = 3; 12 strcpy(uinfo->value.enumerated.name, 13 texts[uinfo->value.enumerated.item]); 14 return 0; 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.
8.2 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.
1 static int snd_myctl_get(struct snd_kcontrol *kcontrol, 2 struct snd_ctl_elem_value *ucontrol) 3 { 4 struct mychip *chip = snd_kcontrol_chip(kcontrol); 5 ucontrol->value.integer.value[0] = get_some_value(chip); 6 return 0; 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字段可以按以下例子进行设置:
private_value = reg | (shift << 16) | (mask << 24);
然后,get回调函数可以这样实现:
1 static int snd_sbmixer_get_single(struct snd_kcontrol *kcontrol, 2 struct snd_ctl_elem_value *ucontrol) 3 4 { 5 int reg = kcontrol->private_value & 0xff; 6 int shift = (kcontrol->private_value >> 16) & 0xff; 7 int mask = (kcontrol->private_value >> 24) & 0xff; 8 .... 9 10 //根据以上的值读取相应寄存器的值并填入value中 11 }
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
8.3 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.
1 static int snd_myctl_put(struct snd_kcontrol *kcontrol, 2 struct snd_ctl_elem_value *ucontrol) 3 { 4 struct mychip *chip = snd_kcontrol_chip(kcontrol); 5 int changed = 0; 6 if (chip->current_value != 7 ucontrol->value.integer.value[0]) { 8 change_current_value(chip, 9 ucontrol->value.integer.value[0]); 10 changed = 1; 11 } 12 return changed; 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.
9 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:
1 err = snd_ctl_add(card, snd_ctl_new1(&my_control, chip)); 2 if (err < 0) 3 return err;
在这里,my_control是一个之前定义好的snd_kcontrol_new对象,chip对象将会被赋值在kcontrol->private_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.
10 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DECLARE_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:
1 static DECLARE_TLV_DB_SCALE(db_scale_my_control, -4050, 150, 0); 2 3 4 static struct snd_kcontrol_new my_control __devinitdata = { 5 ... 6 .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE | 7 SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TLV_READ, 8 ... 9 .tlv.p = db_scale_my_control, 10 };
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.
参考博文：https://www.cnblogs.com/jason-lu/archive/2013/06/07/3123917.html