snd_kcontrol的分析

用snd_kcontrol_new结构体了codec可供控制的部分，包括：通道切换（switch/mixer），音量调整（volume）。

下面根据具体代码分析一下snd_kcontrol_new的构建和使用。

//snd_kcontrol_new的定义：
在sound/soc/codec/twl4030.c中：
static const struct snd_kcontrol_new twl4030_snd_controls[] 中定义了此codec相关的控制接口；
在驱动初始化的时候通过
snd_soc_add_controls(codec, twl4030_snd_controls,ARRAY_SIZE(twl4030_snd_controls));
|-->snd_soc_cnew()--->snd_ctl_new1()-->snd_ctl_new() //逐个取出snd_kcontrol_new的信息，构建一个snd_kcontrol元素
|-->int snd_ctl_add(struct snd_card *card, struct snd_kcontrol *kcontrol) /*将上面构建的snd_kcontrol添加到struct snd_card的成员[struct list_head controls]上，此时动态的设置kcontrol->id->numid，也就是我们使用alsa_amixer controls命令列出的numid*/
//结构体成员介绍：
struct snd_kcontrol_new {
    snd_ctl_elem_iface_t iface; /* interface identifier */
    unsigned int device;        /* device/client number */
    unsigned int subdevice;     /* subdevice (substream) number */
    unsigned char *name;        /* ASCII name of item */
    unsigned int index;     /* index of item */
    unsigned int access;        /* access rights */
    unsigned int count;     /* count of same elements */
    snd_kcontrol_info_t *info;
    snd_kcontrol_get_t *get;
    snd_kcontrol_put_t *put;
    union {
        snd_kcontrol_tlv_rw_t *c;
        const unsigned int *p;
    } tlv;
    unsigned long private_value;
};

 

TLV：具体指的是什么？ 是Tag,Length,Value（标记、长度、值）吗？

 

iface字段定义了control的类型，形式为SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_XXX，对于mixer是SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER，对于不属于mixer的全局控制，使用CARD；如果关联到某类设备，则是PCM、RAWMIDI、TIMER或SEQUENCER。在这里，我们主要关注mixer。

 

name字段是名称标识:name定义的标准是“SOURCE DIRECTION FUNCTION”即“源 方向 功能”:

SOURCE定义了control的源，如“Master”、“PCM”等；

DIRECTION 则为“Playback”、“Capture”等，如果DIRECTION忽略，意味着Playback和capture双向；

FUNCTION则可以是“Switch”、“Volume”和“Route”等。

【？？？】名字这样设置的原因？？难道alsa_lib中做了名字的解析？

 

access字段是访问控制权限：

SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READ意味着只读，这时put()函数不必实现；

SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_WRITE意味着只写，这时get()函数不必实现。

若control值频繁变化，则需定义 VOLATILE标志。

当control处于非激活状态时，应设置INACTIVE标志。

 

private_value字段包含1个长整型值，可以通过它给info()、get()和put()函数传递参数。

 

kcontrol宏

在早期的ALSA创建一个新的control需要实现snd_kcontrol_new中的info、get和put这三个成员函数。

现在较新版本的ALSA均定义了一些宏（可能是因为寄存器的操作有一定的共性，抽象出来比较简炼），如：

#define SOC_SINGLE(xname, reg, shift, max, invert) /
{   .iface = SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER, .name = xname, /
    .info = snd_soc_info_volsw, .get = snd_soc_get_volsw,/
    .put = snd_soc_put_volsw, /
    .private_value =  SOC_SINGLE_VALUE(reg, shift, max, invert) }
//这个宏的对象是MIXER，对寄存器reg的偏移shift，设置0-max的数值。SINGLE是对单个寄存器的操作。
//又如：
#define SOC_DOUBLE_R_TLV(xname, reg_left, reg_right, xshift, xmax, xinvert, tlv_array) /
{   .iface = SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER, .name = (xname),/
    .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_TLV_READ |/
         SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE,/
    .tlv.p = (tlv_array), /
    .info = snd_soc_info_volsw_2r, /
    .get = snd_soc_get_volsw_2r, .put = snd_soc_put_volsw_2r, /
    .private_value = (unsigned long)&(struct soc_mixer_control) /
        {.reg = reg_left, .rreg = reg_right, .shift = xshift, /
        .max = xmax, .invert = xinvert} }
//这个宏与刚才类似，DOUBLE是指对两个寄存器reg_left和reg_right进行同一操作。Codec芯片中左右声道的寄存器一般是对称的，这就是这个宏存在的意义。
 

例如我们一个Playback Volume的kcontrol接口这样定义：

SOC_DOUBLE_R_TLV("Playback Volume", REG_VOL_L, REG_VOL_R, 0, 192, 0, digital_tlv)

 

以这个control为例，改变Playback Volume到100，使用一下命令：

amixer cset numid=3,iface=MIXER,name='Playback Volume' 100

 

通过上面给定的Volume寄存器地址及位偏移，以及音量值，填写寄存器。

 

从数据手册得知：Volume寄存器地址REG_VOL_L（左声道）和REG_VOL_R（右声道），音量bit filed的位偏移（shift）是0，DAC Digital Gain范围是0-192(steps).

位掩码mask是通过宏SOC_DOUBLE_R_TLV中的xmax运算得到：unsigned int mask = (1 << fls(max)) - 1;

 

 

到内核层时，会遍历一个节点类型为struct snd_kcontrol *的链表，找到kcontrol.id.numid与3相匹配的kctl（这个过程见snd_ctl_find_id()函数），然后调用

kctl.put()--snd_soc_put_volsw_2r用snd_soc_update_bits()->snd_soc_write()--->codec->write

将100写到Playback Volume寄存器中。

 

从上往下的大致流程：

amixer-用户层  

  |->snd_ctl_ioctl-系统调用  

       |->snd_ctl_elem_write_user-内核钩子函数  

            |->snd_ctl_elem_wirte-  

                 |->snd_ctl_find_id-遍历kcontrol链表找到与给定id相匹配的kctl  

                 |->kctl->put()-调用kctl的成员函数put()  

                      |->snd_soc_put_volsw_2r  

 

 

总结：

从上面可以看出，alsa drvier 到alsa_lib和alsa_utils，它用了很多心思，一大堆代码，希望使用者知道的尽量少，做的尽量少。

但结构的过于复杂和不直观，实际上会让使用者花费大量精力来理解它的思路。

据传google正在重做中间层的那些库，包括alsa_lib。

 

但alsa依然潇洒的活在linux内核里。这个世界如此的寂寞。别人无法理解，是因为它不懂欣赏。那就孤独的前行吧。