Linux ALSA声卡驱动之四：Control设备的创建
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Control接口
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來實現的。
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ALSA已經為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，你可以不用關心本節的內容。
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<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。
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：
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[c-sharp]?view plaincopy?
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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，當然也可以定義屬于全局的CARD類型，也可以定義屬于某類設備的類型，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。
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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。
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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來區分這些controls。當index為0時，則可以忽略這種區分策略。
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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。
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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。
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tlv字段為該control提供元數據。
Control的名字
control的名字需要遵循一些標準，通常可以分成3部分來定義control的名字：源--方向--功能。
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- 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"，它們用于全局的capture source，switch和volume。同理，"Playback Volume"，"Playback Switch"，它們用于全局的輸出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)"。
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。
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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。
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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。
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回調函數
?info回調函數
info回調函數用于獲取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：
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[c-sharp]?view plaincopy?
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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字段等于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。
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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：
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[c-sharp]?view plaincopy?
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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。
get回調函數
該回調函數用于讀取control的當前值，并返回給用戶空間的應用程序。
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[c-sharp]?view plaincopy?
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value字段的賦值依賴于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：
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.private_value = reg | (shift << 16) | (mask << 24);
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然后，get回調函數可以這樣實現：
static int snd_sbmixer_get_single(struct snd_kcontrol *kcontrol,
??? struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
{
??? int reg = kcontrol->private_value & 0xff;
??? int shift = (kcontrol->private_value >> 16) & 0xff;
??? int mask = (kcontrol->private_value >> 24) & 0xff;
??? ....
??? //根據以上的值讀取相應寄存器的值并填入value中
}
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如果control的count字段大于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。
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put回調函數
put回調函數用于把應用程序的控制值設置到control中。
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[c-sharp]?view plaincopy?
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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。
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和get回調一樣，當control的count大于1時，put回調也要處理多個control中的元素值。
創建Controls
當把以上討論的內容都準備好了以后，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于創建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：
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[c-sharp]?view plaincopy?
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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。
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snd_ctl_new1()會分配一個新的snd_kcontrol實例，并把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。
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：
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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_TLV_READ,
??? ...
??? .tlv.p = db_scale_my_control,
};
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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處于最小值時會做出mute時，需要把第四個參數設為1。
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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處于最小值時會做出mute時，需要把第二個參數設為TLV_DB_GAIN_MUTE。
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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。
Control設備的建立
Control設備和PCM設備一樣，都屬于聲卡下的邏輯設備。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。
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Control設備的創建過程大體上和PCM設備的創建過程相同。詳細的創建過程可以參考本博的另一篇文章：Linux音頻驅動之三：PCM設備的創建。下面我們只討論有區別的地方。
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我們需要在我們的驅動程序初始化時主動調用snd_pcm_new()函數創建pcm設備，而control設備則在snd_card_create()內被創建，snd_card_create()通過調用snd_ctl_create()函數創建control設備節點。所以我們無需顯式地創建control設備，只要建立聲卡，control設備被自動地創建。
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和pcm設備一樣，control設備的名字遵循一定的規則：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snd_ctl_dev_register()函數的代碼：
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[c-sharp]?view plaincopy?
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snd_ctl_dev_register()函數會在snd_card_register()中，即聲卡的注冊階段被調用。注冊完成后，control設備的相關信息被保存在snd_minors[]數組中，用control設備的此設備號作索引，即可在snd_minors[]數組中找出相關的信息。注冊完成后的數據結構關系可以用下圖進行表述：
??????????????????????????????????????????????????? control設備的操作函數入口
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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）。詳細的代碼我就不貼了，大家可以讀一下代碼：/sound/core/control.c。
轉載于:https://www.cnblogs.com/Ph-one/p/6292597.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Linux ALSA声卡驱动之四：Control设备的创建的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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