1 control設備簡介
Control接口主要讓用戶空間的應用程序(alsa-lib)可以訪問和控制音頻codec芯片中的多路開關,滑動控件等.對於Mixer(混音)來說,Control接口顯得尤為重要,從ALSA 0.9.x版本開始,所有的mixer工作都是通過control接口的API來實現的。其實通俗的理解control設備的作用如音量的調節，開關等。<sound/control.h>定義了所有的Control API.如果你要為你的codec實現自己的controls,請在代碼中包含該頭文件。
2 control設備的建立
control設備和PCM設備一樣,都屬於聲卡下的邏輯設備.用戶空間的應用程序通過alsa-lib訪問該Control設備,讀取或控制control的控制狀態,從而達到控制音頻Codec進行各種Mixer等控制操作。
control設備創建函數snd_ctl_create，定義位於\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設備的創建過程大體上和pcm設備的創建過程相同，最終調用函數snd_device_new，拿到聲卡邏輯設備的設備操作結構體（設備操作結構體定義以上函數中，最重要的還是注冊函數），將該設備邏輯設備加入聲卡結構體devices鏈表中。詳細的創建過程可以參考linux-alsa詳解2 pcm設備。
3 control設備的注冊
control設備注冊函數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 }
還是和pcm設備注冊一樣，最終調用函數snd_register_device。
（1）獲取聲卡次設備snd_minor ，並將其賦值給全局聲卡次設備變量snd_minor中
（2）獲取次設備pcm的文件操作結構體，供用戶層使用的api回調函數
control的文件操作結構體定義如下：
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設備的打開
用戶程序需要打開control設備時,驅動程序通過snd_minors[]全局數組和此設備號,可以獲得snd_ctl_f_ops結構中的各個回調函數,然后通過這些回調函數訪問control中的信息和數據(最終會調用control的幾個回調函數get,put,info)。具體參考pcm設備的打開。
5 controls的定義
要自定義一個Control,我們首先要定義3各回調函數:info,get和put.然后,定義一個snd_kcontrol_new結構
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的類型,alsa定義了幾種類型(SNDDRV_CTL_ELEM_IFACE_XXX),常用的類型是MIXER,當然也可以定義屬於全局的CARD類型,也可以定義屬於某類設備的類型,例如HWDEP,PCMRAWMIDI,TIMER等,這時需要在device和subdevice字段中指出卡的設備邏輯編號.
name字段是該control的名字,從ALSA 0.9.x開始,control的名字是變得比較重要,因為control的作用是按名字來歸類的.ALSA已經預定義了一些control的名字,我們再Control Name一節詳細討論.
index字段用於保存該control的在該卡中的編號.如果聲卡中有不止一個codec,每個codec中有相同名字的control,這時我們可以通過index來區分這些controls.當index為0時,則可以忽略這種區分策略.
access字段包含了該control的訪問類型.每一個bit代表一種訪問類型,這些訪問類型可以多個“或”運算組合在一起.
private_value字段包含了一個任意的長整數類型值.該值可以通過info,get,put這幾個回調函數訪問.你可以自己決定如何使用該字段,例如可以把它拆分成多個位域,又或者是一個指針,指向某一個數據結構.
tlv字段為該control提供元數據.
6 Control的名字
control的名字需要遵循一些標准,通常可以分成3部分來定義control的名字:源--方向--功能.
- 源 可以理解為該control的輸入端,alsa已經預定義了一些常用的源,例如：Master,PCM,CD,Line等等.
- 方向 代表該control的數據流向,例如：Playback,Capture,Bypass,Bypass Capture等等,也可以不定義方向,這時表示該Control是雙向的(playback和capture).
- 功能 根據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",它們用於全局的capture source,switch和volume.同理,"Playback Volume","Playback Switch",它們用於全局的輸出switch和volume.
- Tone-controles 音調控制的開關和音量命名為:Tone Control - XXX,例如,"Tone Control - Switch","Tone Control - Bass","Tone Control - Center".
- 3D controls 3D控件的命名規則:,"3D Control - Switch","3D Control - Center","3D Control - Space".
- Mic boost 麥克風音量加強控件命名為:"Mic Boost"或"Mic Boost(6dB)".
7 訪問標志(ACCESS Flags)
Access字段是一個bitmask,它保存了改control的訪問類型.默認的訪問類型是:SNDDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE,表明該control支持讀和寫操作.如果access字段沒有定義(.access==0),此時也認為是READWRITE類型.
如果是一個只讀control,access應該設置為:SNDDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READ,這時,我們不必定義put回調函數.類似地,如果是只寫control,access應該設置為:SNDDRV_CTL_ELEM_ACCESS_WRITE,這時,我們不必定義get回調函數.
如果control的值會頻繁地改變(例如:電平表),我們可以使用VOLATILE類型,這意味着該control會在沒有通知的情況下改變,應用程序應該定時地查詢該control的值.
8 回調函數
8.1 info回調函數
info回調函數用於獲取control的詳細信息.它的主要工作就是填充通過參數傳入的snd_ctl_elem_info對象,以下例子是一個具有單個元素的boolean型control的info回調:
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字段指出該control的值類型,值類型可以是BOOLEAN, INTEGER, ENUMERATED, BYTES,IEC958和INTEGER64之一.count字段指出了改control中包含有多少個元素單元,比如,立體聲的音量control左右兩個聲道的音量值,它的count字段等於2.value字段是一個聯合體(union),value的內容和control的類型有關.其中,boolean和integer類型是相同的.
ENUMERATED類型有些特殊.它的value需要設定一個字符串和字符串的索引,請看以下例子:
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已經為我們實現了一些通用的info回調函數,例如:snd_ctl_boolean_mono_info(),snd_ctl_boolean_stereo_info()等等.
8.2 get回調函數
該回調函數用於讀取control的當前值,並返回給用戶空間的應用程序.
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字段的賦值依賴於control的類型(如同info回調).很多聲卡的驅動利用它存儲硬件寄存器的地址、bit-shift和bit-mask,這時,private_value字段可以按以下例子進行設置:
private_value = reg | (shift << 16) | (mask << 24);
然后,get回調函數可以這樣實現:
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 //根據以上的值讀取相應寄存器的值並填入value中 11 }
如果control的count字段大於1,表示control有多個元素單元,get回調函數也應該為value填充多個數值
8.3 put回調函數
put回調函數用於把應用程序的控制值設置到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,當control的值被改變時,put回調必須要返回1,如果值沒有被改變,則返回0.如果發生了錯誤,則返回一個負數的錯誤號.
和get回調一樣,當control的count大於1時,put回調也要處理多個control中的元素值.
9 創建Controls
當把以上討論的內容都准備好了以后,我們就可以創建我們自己的control了.alsa-driver為我們提供了兩個用於創建control的API:
snd_ctl_new1()
snd_ctl_add()
我們可以用以下最簡單的方式創建control:
1 err = snd_ctl_add(card, snd_ctl_new1(&my_control, chip)); 2 if (err < 0) 3 return err;
在這里,my_control是一個之前定義好的snd_kcontrol_new對象,chip對象將會被賦值在kcontrol->private_data字段,該字段可以在回調函數中訪問.
snd_ctl_new1()會分配一個新的snd_kcontrol實例,並把my_control中相應的值復制到該實例中,所以,在定義my_control時,通常我們可以加上__devinitdata前綴.snd_ctl_add則把該control綁定到聲卡對象card當中.
10 元數據(Metadata)
很多mixer control需要提供以dB為單位的信息,我們可以使用DECLARE_TLV_xxx宏來定義一些包含這種信息的變量,然后把control的tlv.p字段指向這些變量,最后,在access字段中加上SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TLV_READ標志,就像這樣:
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宏定義的mixer control,它所代表的值按一個固定的dB值的步長變化.該宏的第一個參數是要定義變量的名字,第二個參數是最小值,以0.01dB為單位.第三個參數是變化的步長,也是以0.01dB為單位.如果該control處於最小值時會做出mute時,需要把第四個參數設為1.
DECLARE_TLV_DB_LINEAR宏定義的mixer control,它的輸出隨值的變化而線性變化. 該宏的第一個參數是要定義變量的名字,第二個參數是最小值,以0.01dB為單位.第二個參數是最大值,以0.01dB為單位.如果該control處於最小值時會做出mute時,需要把第二個參數設為TLV_DB_GAIN_MUTE.
這兩個宏實際上就是定義一個整形數組,所謂tlv,就是Type-Lenght-Value的意思,數組的第0各元素代表數據的類型,第1個元素代表數據的長度,第三個元素和之后的元素保存該變量的數據.
參考博文：https://www.cnblogs.com/jason-lu/archive/2013/06/07/3123917.html