LinuxALSA聲卡驅(qū)動之四：Control設(shè)備的創(chuàng)建

1、Linux ALSA聲卡驅(qū)動之四：Co ntrol設(shè)備的創(chuàng)建Control 接口Control接口主要讓用戶空間的應(yīng)用程序(alsa-lib )可以訪問和控制音頻 codec芯片中的多路開關(guān)，滑動控件等。對于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(xiàn)的。ALSA已經(jīng)為AC97定義了完整的控制接口模型，如果你的Codec芯片只支持AC97接 口，你可以不用關(guān)心本節(jié)的內(nèi)容。 定義了所有的Control API。如果你要為你的 codec實現(xiàn)自 己的controls，請在代碼中包含該頭文

2、件。Controls 的定義要自定義一個Control，我們首先要定義3各回調(diào)函數(shù)：info，get和put。然 后，定義一個 snd_kcontrol_new 結(jié)構(gòu)：c-sharp view pla in copy1. static struct sn d_kc on trol_ new my_c on trol _dev in itdata = 2. .iface = SNDRV_CTL_ELEMFACE_MIXER,3. .n ame = PCM Playback Switch,4. .in dex = 0,5. .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READW

3、RITE,6. .private_value = 0xffff,8.9.get = my_control_get,.put = my_control_put10. ;iface 字段指出了 control 的類型， alsa 定義了幾種類型(SNDDRV_CTL_ELEM_IFACE_X，常用的類型是 MIXER當(dāng)然也可以定義屬于 全局的CARD型，也可以定義屬于某類設(shè)備的類型，例如HWDEPPCMRAWMQTIMEF等，這時需要在device 和subdevice字段中指出卡的設(shè)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

4、重要，因為control的作用是按名字來歸類的。ALSA已經(jīng)預(yù)定義了一些 control 的名字，我們再 Control Name 一節(jié)詳細討論。index 字段用于保存該 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(qū)分 這些 controls 。當(dāng) index 為 0 時，則可以忽略這種區(qū)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(shù)類型值。該值可

5、以通過 info ， get， put 這幾個回調(diào)函數(shù)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(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。tlv 字段為該 control 提供元數(shù)據(jù)Control的名字control的名字需要遵循一些標(biāo)準(zhǔn)，通?？梢苑殖?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(jīng)預(yù)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(shù)據(jù)流向，例如： Playback， Capture， Bypass，Bypass Capture等等，也

6、可以不定義方向，這時表示該Control是雙向的（playback 禾口 capture ）。* 功能，根據(jù)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，它們用于全局的 capture source ， switch 禾口 volume。同理，Playback Volume ，Playback Switch，它們用于全局的輸出 switch 和volume。Ton e-c on troles音調(diào)

7、控制的開關(guān)和音量命名為：Tone Control - XXX，例如，Tone Control - Switch , Tone Control - Bass , Tone Control - Center。 3D controls3D 控件的命名規(guī)則：，3D Control - Switch , 3D Control -Center , 3D Control - Space。 Mic boost麥克風(fēng)音量加強控件命名為：Mic Boost或Mic Boost(6dB)。訪問標(biāo)志(ACCESS Flags)Access字段是一個bitmask，它保存了改control的訪問類型。默認(rèn)的訪問類 型是

8、：SNDDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READW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(rèn)為是 READWRIT類 型。如果是一個只讀control ，access應(yīng)該設(shè)置為： SNDDRV_CTL_ELEM_ACCESS_RSAD我們不必定義 put回調(diào)函數(shù)。類似 地，如果是只寫control ，access應(yīng)該設(shè)置為： SNDDRV_CTL_ELEM_ACCESS_WRITE 我們不必定義 get 回調(diào)函數(shù)。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，這意味著該control會

9、在沒有通知的情況下改變，應(yīng)用程序應(yīng)該定時地查 詢該control的值?；卣{(diào)函數(shù)info回調(diào)函數(shù)info回調(diào)函數(shù)用于獲取control的詳細信息。它的主要工作就是填充通過參數(shù) 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(diào)：c-sharp view pla in copy1. static int sn d_myctl_m ono _i nfo(struct sn d_kc on trol *kc on trol,2. struct sn d_ctl_elem_i nfo *ui nfo)3. 4. ui nfo-ty

10、pe = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_BOOLEAN;5. uin fo-co unt = 1;6. ui nfo-value.i nteger.min = 0;7. uin fo-value.i nteger.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,IEC9和8INTEGER6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字段等于2。value字段是一個聯(lián)合

11、體（union） ，value的內(nèi) 容和control的類型有關(guān)。其 中，boolean和integer類型是相同的。ENUMERATED型有些特殊。它的value需要設(shè)定一個字符串和字符串的索引,請看以下例子:c-sharpview pla in copy1. static int sn d_myctl_e num _i nfo(struct sn d_kc on trol *kc on trol,2. struct sn d_ctl_elem_i nfo *ui nfo)3. 4. static char *texts4 = 5. First, Second, Third, Fourth6

12、. ;7. ui nfo-type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_ENUMERATED;8. uin fo-co unt = 1;9. uin fo-value.e nu merated.items= 4;10. if (uin fo-value.e nu merated.item 3)11. uin fo-value.e nu merated.item = 3;12. strcpy( uin fo-value.e nu merated .n ame,13. texts uin fo-value.e nu merated.item);14. return 0;15. alsa已經(jīng)

13、為我們實現(xiàn)了一些通用的info回調(diào)函數(shù)，例如：snd_ctl_boolean_mono_info()，snd_ctl_boolean_stereo_info()等等。get回調(diào)函數(shù)該回調(diào)函數(shù)用于讀取control的當(dāng)前值，并返回給用戶空間的應(yīng)用程序c-sharp view pla in copy1. static int sn d_myctl_get(struct sn d_kc on trol *kc on trol,2. struct sn d_ctl_elem_value *uc on trol)3. 4. struct mychip *chip = sn d_kc on trol_ch

14、ip(kc on trol);5. ucon trol-value.i nteger.valueO = get_some_value(chip);6. return 0;7. value字段的賦值依賴于control的類型(如同info回調(diào))。很多聲卡的驅(qū)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(shè)置：.private_value = reg | (shift 16) | (mask private_value & Oxff;int shift = (kco ntrol-private_value 16)

15、& Oxff;int mask = (kco ntrol-private_value 24) & Oxff;/根據(jù)以上的值讀取相應(yīng)寄存器的值并填入value中如果control 的count字段大于1，表示control 有多個元素單元，get回調(diào)函 數(shù)也應(yīng)該為value填充多個數(shù)值。put回調(diào)函數(shù)put回調(diào)函數(shù)用于把應(yīng)用程序的控制值設(shè)置到control中c-sharp view pla in copy1. static int sn d_myctl_put(struct sn d_kc on trol *kc on trol,2. struct sn d_ctl_elem_value *uc

16、 on trol)3. 4. struct mychip *chip = sn d_kc on trol_chip(kc on trol);5. int cha nged = 0;6. if (chip-curre nt_value !=7. ucon trol-value.i nteger.value0) cha nge_curre nt_value(chip.9.ucon trol-value.i nteger.valueO);10.changed =1;11.12.retur n cha nged;13. 如上述例子所示，當(dāng)control的值被改變時，put回調(diào)必須要返回1,如果值沒 有

17、被改變，則返回0。如果發(fā)生了錯誤，貝U返回一個負(fù)數(shù)的錯誤號。和get回調(diào)一樣，當(dāng)control的count大于1時，put回調(diào)也要處理多個 control中的元素值。創(chuàng)建 Controls當(dāng)把以上討論的內(nèi)容都準(zhǔn)備好了以后，我們就可以創(chuàng)建我們自己的con trol了。alsa-driver為我們提供了兩個用于創(chuàng)建control的API：* sn d_ctl_ new1()* sn d_ctl_add()我們可以用以下最簡單的方式創(chuàng)建control :c-sharp view pla in copy1. err = sn d_ctl_add(card, sn d_ctl_ new1(&my_con

18、 trol, chip);2. if (err private_data字段，該字段可以在回調(diào)函數(shù)中訪問。snd_ctl_new1()會分配一個新的snd_kcontrol實例，并把 my_control中相應(yīng) 的值復(fù)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(dāng) 中。元數(shù)據(jù)(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_xX宏來定義一些包含這種信息的變量，然后把con trol的tlv.p字段指向這些變量

19、，最后，在 access字段中加上SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TLV標(biāo)R志AD就像這樣： static DECLARE_TLV_DB_SCALE(db_scale_my_c on trol, -4050, 150, 0);static struct sn d_kc on trol_ new my_c on trol _devin itdata = .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE |SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TLV_READ,.tlv.p = db_scale_my_co ntrol,;DECLARE_TLV_

20、DB_SC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(shù)是要定義變量的名字，第二個參數(shù)是最小 值，以0.01dB為單位。第三個參 數(shù)是變化的步長，也是以0.01dB為單位。如 果該control處于最小值時會做出mute時，需要把第四個參數(shù)設(shè)為1。DECLARE_TLV_DB_LINE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(shù)是要定義變量的名字，第二個參數(shù)是最小值，以O(shè).OIdB為單位。第二個參數(shù)是最大 值，以O(shè).OIdB為單位。如果該control處于最小值時會做出mute時，需要把第二個參數(shù)設(shè)為

21、TLV_DB_GAIN_MUTE這兩個宏實際上就是定義一個整形數(shù)組，所謂 tlv，就是Type-Lenght-Value 的意思，數(shù)組的第0各元素代表數(shù)據(jù)的類型，第1個元素代表數(shù)據(jù)的長度，第 三個元素和之后的元素保存該變量的數(shù)據(jù)。Control設(shè)備的建立Control設(shè)備和PCM設(shè)備一樣，都屬于聲卡下的邏輯設(shè)備。用戶空間的應(yīng)用程 序通過alsa-lib 訪問該Control設(shè)備，讀取或控制control的控制狀態(tài)，從而 達到控制音頻Codec進行各種Mixer等控制操作。Control設(shè)備的創(chuàng)建過程大體上和 PCMS備的創(chuàng)建過程相同。詳細的創(chuàng)建過程 可以參考本博的另一篇文章：Linux音頻驅(qū)動

22、之三：PCMS備的創(chuàng)建。下面我們 只討論有區(qū)別的地方。我們需要在我們的驅(qū)動程序初始化時主動調(diào)用snd_pcm_new()函數(shù)創(chuàng)建pcm設(shè)備，而 control 設(shè)備則在 snd_card_create() 內(nèi)被創(chuàng)建，snd_card_create() 通 過調(diào)用snd_ctl_create() 函數(shù)創(chuàng)建control設(shè)備節(jié)點。所以我們無需顯式地 創(chuàng)建control設(shè)備，只要建立聲卡，control設(shè)備被自動地創(chuàng)建。和pcm設(shè)備一樣，control設(shè)備的名字遵循一定的規(guī)則：controlCxx，這里的 xx代表聲卡的編號。我們也可以通過代碼正是這一點，下面的是sn d_ctl_dev_register()函數(shù)的代碼：c-sharp view pla in copy1. /*2. * registrati on of the con trol device3. */4. static int snd_ctl_dev_register(struct snd_device *device)5. 6. struct snd_card *card = device-de