writing-an-alsa-driver(编写一个ALSA驱动)翻译稿 第一章

编写一个ALSA驱动

(by Takashi Iwai)

0.3.6版本

翻译：creator sz111@126.com

翻译这篇文章主要是为了学习ALSA驱动，因为感觉ALSA是Linux音频发展方向，所以下决心仔细看看，但是中文资料太少，就想翻译一份奉献给广大初学并且英文不好的朋友。不过自己的英文也非常不好，我也在努力学习中。
翻译的不好，有些地方也不准确，希望大家多提宝贵意见，共同维护这篇文档。

 

这篇文档主要描述如何写一个ALSA（Linux 高级声音体系）驱动。

目录

前言

1.目录树架构

 概述
 内核
 core/oss
 core/ioctl32
 core/seq
 core/seq/oss
 core/seq/instr
 头文件
 驱动
 drviers/mpu401
 drviers/opl3 和 opl4
 i2c
 i2c/l3
 synth
 pci
 isa
 arm，ppc，和sparc
 usb
 pcmcia
 oss

2.PCI驱动的基本流程

 概要
 代码示例
 构造器
 1）检查并增加设备索引
 2）创建一个声卡实例
 3）创建一个主要部件
 4）设定驱动ID和名字
 5）创建其他部件，如：混音器（mixer），MIDI，等
 6）注册声卡实例
 7）设定PCI驱动数据，然后返回零。
 析构器
 头文件

3.管理声卡和部件

 声卡实例
 部件
 chip相关数据
 1.通过snd_card_new()分配
 2.分配其他设备
 注册和释放

4.PCI资源管理

 代码示例
 一些必须做的事情
 资源分配
 设备结构体的注册
 PCI入口

5.PCM接口

 概述
 代码示例
 构造器
 析构器
 PCM相关的运行时数据
 硬件描述
 PCM配置
 DMA缓冲区信息
 运行状态
 私有数据
 中断的回调函数
 操作函数（回调函数）
 open
 close
 ioctl
 hw_params
 hw_free
 prepare
 trigger
 pointer
 copy,silence
 ack
 page
 中断向量
 周期中断
 高频率的时钟中断
 调用snd_pcm_period_elapsed()
 原子
 约束

6.控制接口
 
 概述
 控制接口描述
 控制接口名称
 通用capture和playback
 Tone控制
 3D控制
 MIC Boost
 接口标识
 回调函数
 info
 get
 put
 回调函数并不是原子的
 构造器
 更新通知

7.AC97解码器的API函数

 概述
 代码示例
 构造器
 回调函数
 驱动中更新寄存器
 调整时钟
 Proc文件
 多个解码器

8.MIDI(MPU401-UART)接口

 概述
 构造器
 中断向量

9.Raw MIDI接口

 概述
 构造器
 回调函数
 open
 close
 输出子系统的trigger
 输入子系统的trigger
 drain

10.杂项设备

 FM OPL3
 硬件相关设备
 IEC958(S/PDIF)

11.缓存和内存管理

 缓存类型
 附加硬件缓存
 不相邻缓存
 通过Vmalloc申请的缓存

12.Proc接口

13.电源管理

14.模块参数

15.如何把你的驱动加入到ALS代码中

 概述
 单一文件的驱动程序
 多个文件的驱动程序

16.一些有用的函数

 snd_printk()相关函数
 snd_assert()
 snd_BUG()

17.致谢

 

前言

这篇文章主要介绍如何写一个ALSA（Advanced Linux Sound Architecture）(http://www.alsa-project.org)驱动.这篇文档主要针对PCI声卡。假如是其他类似的设备，API函数可能会是不同的。尽管如此，至少ALSA内核的API是一样的。因此，这篇文章对于写其他类型的设备驱动同样有帮助。
本文的读者需要有足够的C语言的知识和基本的linux内核编程知识。本文不会去解释一些Linux内核编码的基本话题，也不会去详细介绍底层驱动的实现。它仅仅描述如何写一个基于ALSA的PCI声卡驱动。
假如你对0.5.x版本以前的ALSA驱动非常熟悉的话，你可以检查驱动文件，例如es1938.c或maestro3.c，那些是在0.5.x版本基础上而来的，你可以对比一下他们的差别。
这篇文档仍然是一个草稿，非常欢迎大家的反馈和指正。

 

 

第一章 文件目录结构

概述

有两种方式可以得到ALSA驱动程序。
一个是通过ALSA的ftp网站上下载，另外一个是2.6（或以后）Linux源码里面。为了保持两者的同步，ALSA驱动程序被分为两个源码树：alsa-kernel和alsa -drvier。前者完全包含在Linux2.6（或以后）内核树里面，这个源码树仅仅是为了保持2.6（或以后）内核的兼容。后者，ALSA驱动，包含了很多更细分的文件，为了在2.2和2.4内核上编译，配置，同时为了适应最新的内核API函数，和一些在开发中或尚在测试的附加功能。当他们那些功能完成并且工作稳定的时候最终会被移入到alsa 内核树中。
ALSA驱动的文件目录描述如下。 alsa-kernel和alsa-drvier几乎含有相同的文件架构，除了“core”目录和alsa-drvier目录树中被称为“acore”。

示例1-1.ALSA文件目录结构

 sound
 /core
 /oss
 /seq
 /oss
 /instr
 /ioctl32
 /include
 /drivers
 /mpu401
 /opl3
 /i2c
 /l3
 /synth
 /emux
 /pci
 /(cards)
 /isa
 /(cards)
 /arm
 /ppc
 /sparc
 /usb
 /pcmcia/(cards)
 /oss

core目录
这个目录包含了中间层，ALSA的核心驱动。那些本地ALSA模块保持在这个目录里。一些子目录包含那些与内核配置相关的不同的模块。

core/oss
关于PCM和mixer的OSS模拟的模块保存在这个目录里面。Raw midi OSS模拟也被包含在ALSA rawmidi 代码中，因为它非常小。音序器代码被保存在core/seq/oss目录里面（如下）。

core/ioctl32
这个目录包含32bit-ioctl到64bit架构（如x86-64，ppc64，sparc64）的转换。对于32bit和alpha的架构，他们是不被编译的。

core/seq
这和它的子目录主要是关于ALSA的音序器。它包含了音序器的core和一些主要的音序器模块如：snd-seq-midi,snd-seq-virmidi等等。它们仅仅在内核配置中当CONFIG_SND_SEQUENCER被设定的时候才会被编译。

core/seq/oss
包含了OSS音序器的模拟的代码。

core/seq/instr
包含了一些音序器工具层的一些模块。

include目录
这里面放的是ALSA驱动程序开放给用户空间，或者被其他不同目录引用的共同头文件。一般来说，私有头文件不应该被放到此文件目录，但是你仍然会发现一些这样的文件，那是历史遗留问题了。

Drivers目录
这个目录包含了在不同架构的系统中的不同驱动共享的文件部分。它们是硬件无关的。例如：一个空的pcm驱动和一系列MIDI驱动会放在这个文件夹中。在子目录里面，会放一些不同的组件的代码，他们是根据不同的bus和cpu架构实现的。

drivers/mpu401
MPU401和MPU401-UART模块被放到这里。

drviers/opl3和opl4
OPL3和OPL4 FM-synth相关放到这里。

i2c目录
这里面包含了ALSA的i2c组件。
虽然Linux有个i2c的标准协议层，ALSA还是拥有它关于一些card的专用i2c代码，因为一些声卡仅仅需要一些简单的操作，而标准的i2c的API函数对此显得太过复杂了。
i2c/l3
这是ARM L3 i2c驱动的子目录

synth目录
它包含了synth（合成器）的中间层模块
到目前为止，仅仅在synth/emux目录下面有Emu8000/Tmu10k1 synth驱动。

pci目录
它和它的一些子目录文件负责PCI声卡和一些PCI BUS的上层card模块。
在pci目录下面保存着一些简单的驱动文件，而一些比较复杂的，同时包含多个程序文件的驱动会被放置在pci目录下面一个单独的子目录里面（如：emu10k1,ice1712)。

isa目录
它和它的一些子目录文件是处理ISA声卡的上层card模块。
arm，ppc，和sparc目录
这里放置一些和芯片架构相关的一些上层的card模块。

usb目录
这里包含一些USB-AUDIO驱动。在最新版本里面，已经把USB MIDI驱动也集成进USB-AUDIO驱动了。

pcmcia目录
PCMCIA卡，特别是PCCard驱动会放到这里。CardBus驱动将会放到pci目录里面，因为API函数和标准PCI卡上统一的。

oss目录
OSS/Lite源文件将被放置在linux2.6（或以后）版本的源码树中。（在ALSA驱动中，它是空的:）

 

 

第二章 PCI驱动的基本流程

概要

PCI声卡的最简单的流程如下：

 1).定义一个PCI Id表（参考PCI Entries章节）
 2).建立probe()回调函数
 3).建立remove()回调函数
 4).建立包含上面三个函数入口的pci_driver表
 5).建立init()函数，调用pci_register_driver()注册上面的pci_drvier表
 6).建立exit()函数，调用pci_unregister_driver()函数

代码示例

代码如下所示。一些部分目前还没有实现，将会在后续章节逐步实现。如：在snd_mychip_probe()函数的注释部分的号码。
Example2-1.PCI驱动示例的基本流程
#include <sound/driver.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/pci.h>
#include <linux/slab.h>
#include <sound/core.h>
#include <sound/initval.h>
/*模块参数（参考“Module Parameters”）*/
static int index[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_IDX;
static char *id[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_STR;
static int enable[SNDRV_CARDS] = SNDRV_DEFAULT_ENABLE_PNP;

/*定义和chip相关的记录*/
struct mychip{
 struct snd_card *card;
 //剩余的其他实现将放到这里
 //”PCI Resource Management”
};
/*chip-specific destrcutor
*(see “PCI Resource Management”
*/
static int snd_mychip_free(struct mychip *chip)
{
 ...//后续会实现
}

/*component-destructor
*(see “Management of Cards and Components”
*/
static int snd_mychip_dev_free(struct snd_device *device)
{
 return snd_mychip_free(device->device_data);
}

/*chip-specific constructor
*(see “Management of Cards and Components”)
*/
static int __devinit snd_mychip_create(struct snd_card *card,
  struct pci_dev *pci,struct mychip **rchip)
{
 struct mychip *chip;
 int err;
 static struct snd_device_ops ops = {
  .dev_freee = snd_mychip_dev_free,
 };
 *rchip = NULL;
 //check PCI avilability here
 //(see "PCI Resource Management")
 /*allocate a chip-specific data with zero filled*/
 chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
 if (chip == NULL)
  return -ENOMEM;
 
 chip->card = card;
 
 //rest of initialization here;will be implemented
 //later,see "PCI Resource Management"
 ....
 
 if ((err = snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL,
   chip, &ops)) < 0) {
  snd_mychip_free(chip);
  return err;
 }
 
 snd_card_set_dev(card, &pci->dev);
 *rchip = chip;
 return 0;
}

/*constructor --see "Constructor"sub - section*/
static int __devinit snd_mychip_probe(struct pci_dev *pci,
const struct pci_device_id *pci_id)
{
 static int dev;
 struct snd_card *card;
 struct mychip *chip;
 int err;
 /*(1)*/
 if (dev >= SNDRV_CARDS)
  return -ENODEV;
 if (!enable[dev]) {
  dev++;
  return -ENOENT;
 }
 /*(2)*/
 card = snd_card_new(index[dev], id[dev], THIS_MODULE, 0);
 if (card == NULL)
  return -ENOMEM;
 
 /*(3)*/
 if ((err = snd_mychip_create(card, pci, &chip)) < 0){
  snd_card_free(card);
  return err;
 }
 /*(4)*/
 strcpy(card->driver,"My Chip");
 strcpy(card->shortname,"My Own Chip 123");
 sprintf(card->longname,"%s at 0x%1x irq %i",
 card->shortname, chip->ioport, chip->irq);
 
 /*(5)*/
 ....//implemented later
 
 /*(6)*/
 if ((err = snd_card_register(card)) < 0) {
  snd_card_free(card);
  return err;
 }
 
 /*(7)*/
 pci_set_drvdata(pci, card);
 dev++;
 return 0;
}

/*destructor --seee"Destructor" sub-section*/
static void __devexit snd_mychip_remove(struct pci_dev *pci)
{
 snd_card_free(pci_get_drvdata(pci);
 pci_set_drvdata(pci,NULL);
}

构造函数
PCI驱动的真正构造函数是回调函数probe。probe函数和其他一些被probe调用组件构造函数，那些组件构造函数被放入了__devinit前缀。你不能放__init前缀，因为PCI设备是热拔插设备。
在probe函数中，下面几个是比较常用的。

1）检查并增加设备索引（device index）。
static int dev;
...
if (dev >= SNDDRV_CARDS)
 return -ENODEV;
if (!enable[dev]){
 dev++;
 return -ENOENT;
}

enable[dev]是一个module选项。
每当probe被调用的时候，都要检查device是否可用。假如不可用，简单的增加设备索引并返回。dev也会被相应增加一。（step 7）。

2）创建一个card实例
struct snd_card *card;
....
card = snd_card_new(index[dev], id[dev], THIS_MODULE, 0);
这个函数详细展开在“管理card和组件”一节。

3）建立一个组件
在这个部分，需要分配PCI资源。
struct mychip *chip;
....
if ((err = snd_mychip_create(card, pci, &chip)) < 0){
 snd_card_free(card);
 return err;
}
这个函数详细展开在“PCI资源管理”一节。

4）设定驱动ID和名字。
strcpy(card->driver, “My Chip”);
strcpy(card->shortname, “My Own Chip 123”);
sprintf(card->longname, “%s at 0x%lx irq %i”,
card->shortname, chip->ioport, chip->irq);
驱动的一些结构变量保存chip的ID字串。它会在alsa-lib配置的时候使用，所以要保证他的唯一和简单。甚至一些相同的驱动可以拥有不同的ID,可以区别每种chip类型的各种功能。
shortname域是一个更详细的名字。longname域将会在/proc/asound/cards中显示。

5）创建其他类似于mixex，MIDI的组件。
你已经定义了一些基本组件如PCM，mixer（e.g.AC97),MIDI(e.g.MPU-401)，还有其他的接口。同时，假如你想要一些proc文件，也可以在这里定义。

6）注册card实例
if ((err = snd_card_register(card)) < 0){
 snd_card_free(card);
 return err;
}
这个函数详细展开在“管理card和组件”一节。

7）设定PCI驱动数据，然后返回零
pci_set_drvdata(pci,card);
dev++;
return 0;
如上，card记录将会被保存。在remove回调函数和power-management回调函数中会被用到。

析构函数
remove回调函数会释放card实例。ALSA中间层也会自动释放所有附在这个card上的组件。
典型应用如下：
static void __devexit snd_mychip_remove(struct pci_dev *pci)
{
 snd_card_free(pci_get_drvdata(pci));
 pci_set_drvdata(pci,NULL);
}
上面代码是假定card指针式放到PCI driver data里面的。

头文件
对于以上的代码，至少需要下面几个头文件。
 #include <sound/driver.h>
 #include <linux/init.h>
 #include <linux/pci.h>
 #include <linux/slab.h>
 #include <sound/core.h>
 #include <sound/initval.h>
最后一个是仅仅当源文件中定义了module选项的时候才需要。加入代码被分成多个文件，那些不需要module选项的文件就不需要。　　　　
　　除此之外，加入你需要中断处理，你需要<linux/interrupt.h>,需要i/o接口就要加入<asm/io.h>,如果需要mdelay(),udelay()函数就需要加入<linux/delay.h>等等。
类似于PCM或控制API的ALSA接口会放到类似于<sound/xxx.h>的头文件当中。它们必须被包含并且要放到<sound/core.h>的后面。

 

 

 

第三章 管理card和组件

card实例

对于每个声卡，都要分配一个card记录。
一个card记录相当于一个声卡的总部。它管理着声卡中的所有设备（组件），例如PCM,mixers，MIDI,音序器等等。同时，card记录还保持着卡的ID和name字符串，管理proc文件，控制电源管理状态和热拔插。Card的组件列表用来在合适的时候释放资源。
如上，为了创建一个card实例，需要调用snd_card_new().
Struct snd_card *card;
card = snd_card_new(index, id, module, extra_size);
这个函数需要4个参数，card-index号，id字符串，module指针（通常是THIS_MODULE),extra-data空间的大小。最后一个参数是用来分配chip-specific数据card->private_data的。注意这个数据是通过snd_card_new()进行分配。

组件
card被创建之后，你可以把组件（设备）附加到card实例上面。在ALSA驱动程序中，一个组件用一个snd_devie结构体表示。可以是PCM，控制接口或raw MIDI接口等等。每个组件都有个入口函数。
通过snd_device_new()函数来创建组件。
snd_device_new(card, SNDRV_DEV_XXX, chip, &ops);

它需要card指针，device_level（SNDRV_DEV_XXX),数据指针和回调函数(&ops)。device-level定义了组件类型和注册和卸载的顺序。对于大部分的组件来说， device_level已经定义好了。对于用户自定义的组件，你可以用SNDRV_DEV_LOWLEVEL.
这个函数自己并不分配数据空间。数据必须提前分配，同时把分配好的数据指针传递给这个函数作为参数。这个指针可以作为设备实例的标识符（上述代码的chip）。
每个ALSA预定义组件，如ac97或pcm都是通过在各自的构造函数中调用snd_device_new().在一些回调函数中定义了每个组件的析构函数。因此，你不需要关心这种组件的析构函数的调用。
假如你要创建一个自己的组件，你需要在dev_free中的回调函数ops中设定析构函数。
以便它可以通过snd_card_free()自动被释放。下面的例子就会显示chip-specific数据的实现。

Chip-Specific Data
chip-specific信息，如：i/o口，资源，或者中断号就会保持在 chip-specific记录里面。
Struct mychip{
....
};
通常来说，有两种方式来分配chip记录。
1.通过snd_card_new()分配。
如上面所述，你可以通过传递extra-data-length到snd_card_new()的第四个参数。
card = snd_card_new(index[dev], id[dev], THIS_MODULE, sizeof(struct mychip));
无论struct mychip是否是chip记录类型。
分配之后，可以通过如下方式引用：
struct mychip *chip = char->private_data;

通过这种方法，你不必分配两次。这个记录将会和card实例一起被释放。

2.分配一个extra device。
当你通过snd_card_new()(第四个参数要设定为NULL)分配之后，通过调用kzalloc().
 Struct snd_card *card;
 struct mychip *chip;
 card = snd_card_new(index[dev], id[dev], THIS_MODULE, NULL);
 ....
 chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
chip记录应该至少拥有一个snd_card指针的成员变量。

Struct mychip {
 struct snd_card *card;
 ....
};
然后，设定chip的card为snd_card_new返回的card指针。
chip->card = card;

下一步，初始化各个成员变量，使用一个含有特殊的ops的low-level设备注册chip记录。
Static struct snd_device_ops ops = {
 .dev_free = snd_mychip_dev_free;
};
....
snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL, chip, &ops);

snd_mychip_dev_free()是作为设备的析构函数会调用真正的析构函数调用。

static int snd_mychip_dev_free(struct snd_device *device)
{
 return snd_mychip_free(device->private_data);
}
snd_mychip_free是真正的设备析构函数。

注册和释放
当所有的组件都被分配之后，就可以通过snd_card_register()来注册card实例了。对于设备文件的操作也会使能。那是因为，在调用snd_card_register()调用之前，组件是不能被外界调用的。假如注册失败，必须要调用snd_card_free()来释放card。
对于释放card，你可以简单的通过snd_card_free().如前所述，所有的组件都可以通过它来自动释放。
要特别注意，这些析构函数（包括snd_mychip_dev_free和snd_mychip_free)不能被定义加入__devexit前缀，因为它们也有可能被构造函数调用（当构造失败的时候调用）。
对于一个运行热拔插的设备，你可以用snd_card_free_when_closed。它将推迟析构直到所有的设备都关闭。

 

 

 

第四章 PCI资源管理

代码示例

本节我们会完成一个chip-specific的构造函数，析构函数和PCI entries。先来看代码。
1.Example4-1.PCI资源管理示例
 struct mychip{
  struct snd_card *card;
  struct pci_dev *pci;
  unsigned long port;
  int irq;
 };
 static int snd_mychip_free(struct mychip *chip)
 {
  /*disable hardware here if any*/
  ....//这篇文档没有实现
  
  /*release the irq*/
  if (chip->irq >= 0)
   free_irq(chip->irq,chip);
  /*释放io和memory*/
  pci_release_regions(chip->pci);
  /*disable the PCI entry*/
  pci_disable_device(chip->pci);
  /*release the data*/
  kfree(chip);
  return 0;
 }
 
 /*chip-specific constructor*/
 static int __devinit snd_mychip_create(struct snd_card *card,
 struct pci_dev *pci,
 struct mychip **rchip)
 {
  struct mychip *chip;
  int err;
  static struct snd_device_ops ops ={
   .dev_free = snd_mychip_dev_free,
  };
  *rchip = NULL;
  /*initialize the PCI entry*/
  if ((err = pci_enable_device(pci)) < 0)
   return err;
  /*check PCI availability (28bit DMA)*/
  if (pci_set_dma_mask(pci, DMA_28BIT_MASK) < 0 ||
    pci_set_consistent_dma_mask(pci,DMA_28BIT_MASK) < 0 ){
   printk(KERN_ERR “Error to set 28bit mask DMA/n”);
   pci_disable_device(pci);
   return -ENXIO;
  }
  
  chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
  if (chip == NULL){
   pci_disable_device(pci);
   return -ENOMEM;
  }
  /*initialize the stuff*/
  chip->card = card;
  chip->pci = pci;
  chip->irq = -1;
  /*(1)PCI 资源分配*/
  if ((err = pci_request_regions(pci, “My Chip”)) < 0){
   kfree(chip);
   pci_disable_device(pci);
   return err;
  }
  chip->port = pci_resource_start(pci,0);
  if (request_irq(pci->irq, snd_mychip_interrupt,
    IRQF_SHARED, “My Chip”,chip){
   printk(KERN_ERR “Cannot grab irq %d/n”,pci->irq);
   snd_mychip_free(chip);
   return -EBUSY;
  }
  chip->irq = pci->irq;
  /*(2)chip hardware的初始化*/
  ....//本文未实现
  
  if ((err = snd_device_new(card, SNDRV_DEV_LOWLEVEL,
    chip, &ops)) < 0){
   snd_mychip_free(chip);
   return err;
  }
  snd_card_set_dev(card,&pci->dev);
  *rchip = chip;
  return 0;
 }
 
 /*PCI Ids*/
 static struct pci_device_id snd_mychip_ids[] = {
  {PCI_VENDOR_ID_FOO, PCI_DEVICE_ID_BAR,
  PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID,0,0,0,},
  ....
  {0,}
 };
 MODULE_DEVICE_TABLE(pci, snd_mychip_ids);
 
 /*pci_driver定义*/
 static struct pci_drvier driver={
  .name = “My Own Chip”,
  .id_table = snd_mychip_ids,
  .probe = snd_mychip_probe,
  .remove = __devexit_p(snd_mychip_remove),
 };
 /*module的初始化*/
 static int __init alsa_card_mychip_init(void)
 {
  return pci_register_driver(&driver);
 }
 /*clean up the module*/
 static void __exit alsa_card_mychip_exit(void)
 {
  pci_unregister_drvier(&drvier);
 }
 module_init(alsa_card_mychip_init);
 module_exit(alsa_card_mychip_eixt);
 
 EXPORT_NO_SYMBOLS /*为了和老版本的内核兼容*/

一些必须做的事情
一般在probe()函数中分配PCI资源，通常采用一个xxx_create()函数来完成上述功能。 在PCI设备驱动中，在分配资源之前先要调用pci_enable_device().同样，你也要设定合适的PCI DMA mask限制i/o接口的范围。在一些情况下，你也需要设定pci_set_master().

资源分配
利用标准的内核函数来分配I/O和中断。不像ALSA ver0.5.x那样没有什么帮助。同时那些资源必须在析构函数中被释放（如下）。在ALSA 0.9.x，你不需要像0.5.x那样还要为PCI分配DMA。
现在假定PCI设备拥有8直接的I/O口和中断，mychip的结构体可以如下所示：
 struct mychip{
  struct snd_card *card;
  unsigned long port;
  int irq;
 }

对于一个I/O端口（或者也有内存区域），你需要得到可以进行标准的资源管理的资源的指针。对于中断，你必须保存它的中断号。但是你必须实际分配之前先把初始化中断号为
-1，因为中断号为0也是被允许的。端口地址和它的资源指针可以通过kzalloc()来分配初始化为null，所以你不用非要重新设定他们。
I/O端口的分配可以采用如下方式：
 if ((err = pci_request_region(pci, “My Chip”)) < 0){
  kfree(chip);
  pci_disable_device(pci);
  return err;
 }
 chip->port = pci_resource_start(pci, 0);

它将会保留给定PCI设备的8字节的I/O端口区域。返回值chip->res_port在request_region函数中通过kmalloc分配。这个分配的指针必须通过kfree()函数进行释放，但是这个部分有些问题，具体将会在下面详细分析。
分配一个中断源如下所示：
 if (request_irq(pci->irq, snd_mychip_interrupt,
  IRQF_DISABLED | IRQF_SHARED, “My Chip”,chip)){
  printk(KERN_ERR “cannot grab irq %d/n”, pci->irq);
  snd_mychip_free(chip);
  return -EBUSY;
 }
 chip->irq = pci->irq;

snd_mychip_interrupt()就是下面定义的中断处理函数。注意request_irq()成功的时候，返回值要保持在chip->irq里面。
在PCI bus上，中断是共享的。因此，申请中断的函数request_irq要加入IRQF_SHARED标志位。
request_irq的最后一个参数是被传递给中断处理函数的数据指针。通常来说，chip-specific记录会用到它，你也可以按你喜欢的方式用它。
我不想在这时候详细解释中断向量函数，但是至少这里出现的会解释一下。中断向量如下所示：
 static irqreturn_t snd_mychip_interrup(int irq, void *dev_id)
 {
  struct mychip *chip = dev_id;
  return IRQ_HANDLED;
 }

现在，让我们为上述的资源写一个相应的析构函数。析构函数是非常简单的：关闭硬件（假如它被激活）同时释放它的资源。到目前为止，我们没有硬件，所以关闭硬件的部分就不写了。
为了释放资源，“check-and-release”（检查然后释放）的方式是比较安全的。对于中断，采用如下的方式：
 if (chip->irq >= 0)
 free_irq(chip->irq,chip);

因为irq号是从0开始的，所以你必须初始化chip->irq为一个负数（例如-1），所以你可以按上面的方式检查irq的有效性。
通过pci_request_region()或pci_request_regions()申请I/O端口和内存空间,相应的，通过pci_release_region()或pci_release_regions来释放。
 pci_release_regions(chip->pci);

通常可以通过request_region()或request_mem_region()来申请，也可以通过release_region()来释放。假定你把request_region返回的resource pointer保存在chip->res_port,释放的程序如下所示：
  release_and_free_resource(chip->res_port);

在所有都结束的时候不要忘记了调用pci_disable_device().最后释放chip-specific记录。
 kfree(chip);

再提醒一下，不能在析构函数前面放__devexit。
我们在上面没有实现关闭硬件的功能部分。假如你需要做这些，请注意析构函数可能会在chip的初始化完成之前被调用。最好设定一个标志位确定是否硬件已经初始化，来决定是否略过这部分。
如果chip-data放置在在含有SNDRV_DEV_LOWLEVEL标志的snd_device_new()函数申请的设备中，它的析构函数将会最后被调用。那是因为，它要确认像PCM和一些控制组件已经被释放。你不必显式调用停止PCM的函数，只要在low-level中停止这些硬件。
mamory-mapped的区域的管理和i/o端口管理一样。需要如下3个结构变量：
 struct mychip{
  ....
  unsigned long iobase_phys;
  void __iomem *iobase_virt;
 };
通过如下方式来申请：
 if ((err = pci_request_regions(pci, “My Chip”)) < 0){
 kfree(chip);
 return err;
 }
 chip->iobase_phys = pci_resource_start(pci, 0);
 chip->iobase_virt = ioremap_nocache(chip->iobase_phys,
 pci_resource_len(pci, 0));
对应的析构函数如下：
 static int snd_mychip_free(struct mychip *chip)
 {
  ....
  if (chip->iobase_virt)
   iounmap(chip->iobase_virt);
  ....
  pci_release_regions(chip->pci);
  ....
 }

注册设备结构体
在一些地方，典型的是在调用snd_device_new()，假如你想通过udev或者ALSA提供的一些老版本内核的兼容的宏来控制设备，你需要注册chip的设备结构体。很简单如下所示：
snd_card_set_dev(card,&pci->dev);
所以它保存了card的PCI设备指针。它将会在后续设备注册的时候被ALSA内核功能调用。
假如是非PCI设备，就需要传递一个合适的设备结构指针。（假如是不可以热拔插的ISA设备，你就不需要这么做了。）

PCI Entries
到目前为止已经做得非常好了，下面让我们完成PCI的剩余的一些工作。首先，我们需要一个这个芯片组的pci_device_id表。它是一个含有PCI制造商和设备ID的表，还有一些mask。
例如：
static struct pci_device_id snd_mychip_ids[] = {
 {PCI_VENDOR_ID_FOO, PCI_DEVICE_ID_BAR,
 PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID,0,0,0,},
 ....
 {0,}
};
MODULE_DEVICE_TABLE(pci,snd_mychip_ids);

pci_device_id结构体的第一个和第二个结构变量是制造商和设备的ID。假如你没有关于设备的特别选择，你可以采用上述的。pci_device_id结构体的最后一个结构变量是一个私有变量。你可以放一些可以区别其他的值，如：可以区分每个设备ID的不同操作类型。这些例子出现在intel的驱动里面。最后一个table元素是代表结束符。必须把所有成员设定为0.
然后，我们来准备pci_driver记录：
static struct pci_drvier driver = {
 .name = “My Own Chip”,
 .id_table = snd_mychip_ids,
 .probe = snd_mychip_probe,
 .remove = __devexit_p(snd_mychip_remove),
};

probe和remove函数在以前的章节已经介绍过。remove应该用一个__devexit_p()宏来定义。所以，它不是为那些固定的或不支持热拔插的设备定义的。name结构变量是标识设备的名字。注意你不能用“/”字符。
最后，module入口如下：
 static int __init alsa_card_mychip_init(void)
 {
  return pci_register_driver(&driver);
 }
 static void __exit alsa_card_mychip_exit(void)
 {
  pci_unregister_driver(&driver);
 }
 module_init(alsa_card_mychip_init);
 module_exit(alsa_card_mychip_exit);
注意module入口函数被标识为__init和__exit前缀，而不是__devinit或者__devexit.
哦，忘记了一件事，假如你没有export标号，如果是2.2或2.4内核你必须显式声明r如下：（当然，2.6内核已经不需要了。）
EXPORT_NO_SYMBOLS;
就这些了。

 

 

 

第五章 PCM接口

概述

PCM中间层是ALSA中作用非常大的。它是唯一需要在每个驱动中都需要实现的low-level的硬件接口。
为了访问PCM层，你需要包含<sound/pcm.h>。除此之外，如果你要操作hw_param相关的函数，还需要包含<sound/pcm_param.h>。
每个card设备可以最多拥有4个pcm实例。一个pcm实例对应予一个pcm设备文件。组件的号码限制主要是和Linux的可用的设备号多少有关。假如允许64bit的设备号，我们可以拥有更多的pcm实例。
一个pcm实例包含pcm 放音和录音流，而每个pcm流由一个或多个pcm子流组成。一些声卡支持多重播放的功能。例如：emu10k1就包含一个32个立体声子流的PCM放音设备。事实上，每次被打开的时候，一个可用的子流会自动的被选中和打开。同时，当一个子流已经存在，并且已经被打开，当再次被打开的时候，会被阻塞，或者根据打开文件的模式不同返回一个EAGAIND的错误信息。你也不需要知道你的驱动细节部分，PCM中间层会处理那些工作。

代码示例
下面的代码没有包含硬件接口程序，主要显示一个如何构建一个PCM接口的骨架。
Example5-1.PCM示例代码
#include <sound/pcm.h>
....
/*硬件定义*/
 static struct snd_pcm_hardware snd_mychip_playback_hw = {
  .info = (SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
  SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
  SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
  SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID),
  .formats = SNDRV_PCM_FORMAT_S16_LE,
  .rates = SNDRV_PCM_RATE_8000_48000，
  .rate_min = 8000,
  .rate_max = 48000,
  .channels_min = 2,
  .channels_max = 2,
  .buffer_bytes_max = 32768,
  .period_bytes_min = 4096,
  .period_bytes_max = 32768,
  .periods_min = 1,
  .periods_max = 1024,
 };
/*硬件定义*/
static struct snd_pcm_hardware snd_mychip_capture_hw = {
 .info = (SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
 SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
 SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
 SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID),
 .formats = SNDRV_PCM_FORMAT_S16_LE,
 .rates = SNDRV_PCM_RATE_8000_48000，
 .rate_min = 8000,
 .rate_max = 48000,
 .channels_min = 2,
 .channels_max = 2,
 .buffer_bytes_max = 32768,
 .period_bytes_min = 4096,
 .period_bytes_max = 32768,
 .periods_min = 1,
 .periods_max = 1024,
};

/*播放open函数*/
static int snd_mychip_playback_open(struct snd_pcm_substream *substream)
{
 struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
 struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;

 runtime->hw = snd_mychip_playback_hw;
 /*其他硬件初始化的部分在这里完成*/
 return 0;
}
/*播放close函数*/
static int snd_mychip_playback_close(struct snd_pcm_substream *substream)
{
 struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
 //硬件相关代码写在这
 return 0;
}
/*录音open函数*/
static int snd_mychip_capture_open(struct snd_pcm_substream *substream)
{
 struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
 struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;

 runtime->hw = snd_mychip_capture_hw;
 /*其他硬件初始化的部分在这里完成*/
 return 0;
}
/*录音close函数*/
static int snd_mychip_capture_close(struct snd_pcm_substream *substream)
{
 struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
 //硬件相关代码写在这
 return 0;
}

/*hw_params函数*/
static int snd_mychip_pcm_hw_params(struct snd_pcm_substream *substream,
struct snd_pcm_hw_params *hw_params)
{
 return snd_pcm_lib_malloc_pages(substream,
 params_buffer_bytes(hw_params));
}
/*hw_free函数*/
static int snd_mychip_pcm_hw_free(struct snd_pcm_substream *substream)
{
 return snd_pcm_lib_free_pages(substream);
}
/*prepare函数*/
static int snd_mychip_pcm_prepare(struct snd_pcm_substream *substream)
{
 struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
 struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
 /*在此做设定一些硬件配置
 *例如....
 */
 mychip_set_sample_format(chip, runtime->format);
 mychip_set_sample_rate(chip, runtime->rate);
 mychip_set_channels(chip, runtime->channels);
 mychip_set_dma_setup(chip, runtime->dma_addr,
 chip->buffer_size,
 chip->period_size);
 return 0;
}
/*trigger函数*/
static int snd_mychip_pcm_trigger(struct snd_pcm_substream *substream,
int cmd)
{
 switch(cmd){
 case SNDRV_PCM_TRIGGER_START:
  //启动一个PCM引擎
  break;
 case SNDRV_PCM_TRIGGER_STOP:
  //停止一个PCM引擎
  break;
 default:
  return -EINVAL;
 }
}
/*pointer函数*/
static snd_pcm_uframes_t
snd_mychip_pcm_pointer(struct snd_pcm_substream *substream)
{
 struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream)
 unsigned int current_ptr;
 /*得到当前缓冲区的硬件位置*/
 current_ptr = mychip_get_hw_pointer(chip);
 return current_ptr;
}
/*操作函数*/
static struct snd_pcm_ops snd_mychip_playback_ops = {
 .open = snd_mychip_playback_open,
 .close = snd_mychip_playback_close,
 .ioctl = snd_pcm_lib_ioctl,
 .hw_params = snd_mychip_pcm_hw_params,
 .hw_free = snd_mychip_pcm_hw_free,
 .prepare = snd_mychip_pcm_prepare,
 .trigger = snd_mychip_pcm_trigger,
 .pointer = snd_mychip_pcm_pointer,
};
/*操作函数*/
static struct snd_pcm_ops snd_mychip_capture_ops = {
 .open = snd_mychip_capture_open,
 .close = snd_mychip_capture_close,
 .ioctl = snd_pcm_lib_ioctl,
 .hw_params = snd_mychip_pcm_hw_params,
 .hw_free = snd_mychip_pcm_hw_free,
 .prepare = snd_mychip_pcm_prepare,
 .trigger = snd_mychip_pcm_trigger,
 .pointer = snd_mychip_pcm_pointer,
};

/*关于录音的定义在这里省略....*/

/*创建一个pcm设备*/
static int __devinit snd_mychip_new_pcm(struct mychip *chip)
{
 struct snd_pcm *pcm;
 int err;
 if ((err = snd_pcm_new(chip->card, “My Chip”, 0 , 1, 1,&pcm) < 0)
  return err;
 pcm->private_data = chip;
 strcpy(pcm->name,”My Chip”);
 chip->pcm = pcm;
 /*设定操作函数*/
 snd_pcm_set_ops(pcm,SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK,
  &snd_mychip_playback_ops);
 
 snd_pcm_set_ops(pcm,SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE,
  &snd_mychip_capture_ops);
 /*预分配缓冲区
 *注意：可能会失败
 */
 snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm,SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
  snd_dma_pci_data(chip->pci),64*1024,64*1024);
 return 0;
}

构造函数
通过snd_pcm_new()来分配一个pcm实例。更好的方式是为pcm创建一个构造函数。
static int __devinit snd_mychip_new_pcm(struct mychip *chip)
{
 struct snd_pcm *pcm;
 int err;
 if ((err = snd_pcm_new(chip->card, “My Chip”, 0 , 1, 1,&pcm) < 0)
  return err;
 pcm->private_data = chip;
 strcpy(pcm->name,”My Chip”);
 chip->pcm = pcm;
 ....
 return 0;
}
snd_pcm_new()需要4个参数。第一个是card指针，第二个是标识符字符串，第三个是PCM设备索引。假如你创建了超过一个pcm实例，通过设备索引参数来区分pcm设备。例如：索引为1代表是第二个PCM设备。
第四个和第五个参数是表示播放和录音的子流的数目。上面的示例都是为1。当没有播放或录音可以用的时候，可以设定对应的参数为0。
假如声卡支持多个播放和录音子流，你可以分配更多的号码，但是它们必须可以在open()和close()函数中被正确处理。你可以通过snd_pcm_substream的成员变量number来知道那用到的是那个子流。如：
 struct snd_pcm_substream *substream;
 int index = substream->number;
 
 pcm创建之后，必须设定pcm流的操作函数。
 snd_pcm_set_ops(pcm,SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK,
  &snd_mychip_playback_ops);
 
 snd_pcm_set_ops(pcm,SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE,
  &snd_mychip_capture_ops);

操作函数类似如下：
/*操作函数*/
static struct snd_pcm_ops snd_mychip_playback_ops = {
 .open = snd_mychip_playback_open,
 .close = snd_mychip_playback_close,
 .ioctl = snd_pcm_lib_ioctl,
 .hw_params = snd_mychip_pcm_hw_params,
 .hw_free = snd_mychip_pcm_hw_free,
 .prepare = snd_mychip_pcm_prepare,
 .trigger = snd_mychip_pcm_trigger,
 .pointer = snd_mychip_pcm_pointer,
};
每一个回调函数都会在“操作函数”一节中详细介绍。
设定完操作函数之后，大部分情况要预分配缓冲区。一般情况采用如下方式分配：
 snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
  snd_dma_pci_data(chip->pci),64*1024,64*1024);

默认它会分配64KB的缓冲。关于缓冲区的管理会在“缓冲区和内存管理”一章详细描述。
除此之外，你还可以为这个pcm设定一些附加的信息保存在pcm->info_flags变量中。一些可用的变量定义例如SNDRV_PCM_INFO_XXX都在<sound/asound.h>中，这些主要是为了硬件定义的（稍后会详细描述）。假如你的声卡仅仅支持半双工，你要指定如下：
 pcm->info_flags = SNDDRV_PCM_INFO_HALF_DUPLEX;

到了析构部分？
一个pcm实例不是总是要求析构的。既然pcm中间层会自动的把pcm设备是否，你就不用特别的在调用析构函数了。
析构函数在一种情况下是必须的，就是你在内部创建了一个特殊的的记录，需要自己去释放他们。这种情况下，你可以把pcm->private_free指向你的析构函数。
Example5-2.含有一个析构函数的PCM实例
static void mychip_pcm_free(struct snd_pcm *pcm)
{
 struct mychip *chip = snd_pcm_chip(pcm);
 /*释放你自己的数据*/
 kfree(chip->my_private_pcm_data);
 //做其他事情
}
static int __devinit snd_mychip_new_pcm(struct mychip *chip)
{
 struct snd_pcm *pcm;
 /*分配你自己的数据*/
 chip->myprivate_pcm_data = kmalloc(..);
 /*设定析构函数*/
 pcm->private_data = chip;
 pcm->private_free = mychip_pcm_free;
 ....
}

PCM信息运行时指针

当打开一个一个PCM子流的时候，PCM运行时实例就会分配给这个子流。这个指针可以通过substream->runtime获得。运行时指针拥有多种信息：hw_params和sw_params的配置的拷贝，缓冲区指针，mmap记录，自旋锁等等。几乎你想控制PCM的所有信息都可以在这里得到。
Struct _snd_pcm_runtime {
 /*状态*/
 struct snd_pcm_substream *trigger_master;
 snd_timestamp_t trigger_tstamp;/*触发时间戳*/、
 int overrange;
 snd_pcm_uframes_t avail_max;
 snd_pcm_uframes_t hw_ptr_base /*缓冲区复位时的位置*/
 snd_pcm_uframes_t hw_ptr_interrupt;/*中断时的位置*/
 /*硬件参数*/
 snd_pcm_access_t access; /*存取模式*/
 snd_pcm_format_t format; /*SNDRV_PCM_FORMAT_* */
 snd_pcm_subformat_t subformat; /*子格式*/
 unsigned int rate; /*rate in HZ*/
 unsigned int channels; /*通道*/
 snd_pcm_uframe_t period_size; /*周期大小*/
 unsigned int periods /*周期数*/
 snd_pcm_uframes_t buffer_size; /*缓冲区大小*/
 unsigned int tick_time; /*tick time滴答时间*/
 snd_pcm_uframes_t min_align; /*格式对应的最小对齐*/
 size_t byte_align;
 unsigned int frame_bits;
 unsigned int sample_bits;
 unsigned int info;
 unsigned int rate_num;
 unsigned int rate_den;
 /*软件参数*/
 struct timespec tstamp_mode; /*mmap时间戳被更新*/
 unsigned int sleep_min; /*睡眠的最小节拍数*/
 snd_pcm_uframes_t xfer_align; /*xfer的大小需要是成倍数的*/
 snd_pcm_uframes_t start_threshold;
 snd_pcm_uframes_t stop_threshold;
 snd_pcm_uframes_t silence_threshold;/*silence填充阀值*/
 snd_pcm_uframes_t silence_size; /*silence填充大小*/
 snd_pcm_uframes_t boundary;
 snd_pcm_uframes_t silenced_start;
 snd_pcm_uframes_t silenced_size;
 
 snd_pcm_sync_id_t sync; /*硬件同步ID*/
 /*mmap*/
 volatile struct snd_pcm_mmap_status *status;
 volatile struct snd_pcm_mmap_control *control;
 atomic_t mmap_count;
 /*锁/调度*/
 spinlock_t lock;
 wait_queue_head_t sleep;
 struct timer_list tick_timer;
 struct fasync_struct *fasync;
 /*私有段*/
 void *private_data;
 void (*private_free)(struct snd_pcm_runtime *runtime);
 
 /*硬件描述*/
 struct snd_pcm_hardware hw;
 struct snd_pcm_hw_constraints hw_constraints;
 /*中断的回调函数*/
 void (*transfer_ack_begin)(struct snd_pcm_substream *substream);
 void (*transfer_ack_end)(struct snd_pcm_substream *substream);
 /*定时器*/
 unsigned int timer_resolution; /*timer resolution*/
 /*DMA*/
 unsigned char *dma_area;
 dma_addr_t dma_addr; /*总线物理地址*/
 size_t dma_bytes; /*DMA区域大小*/
 struct snd_dma_buffer *dma_buffer_p; /*分配的缓冲区*/
 #if defined(CONFIG_SND_PCM_OSS) || defined(CONFIG_SND_PCM_OSS_MODULE)
 struct snd_pcm_oss_runtime oss;
 #endif
};
snd_pcm_runtime 对于大部分的驱动程序操作集的函数来说是只读的。仅仅PCM中间层可以改变/更新这些信息。但是硬件描述，中断响应，DMA缓冲区信息和私有数据是例外的。此外，假如你采用标准的内存分配函数snd_pcm_lib_malloc_pages()，就不再需要自己设定DMA缓冲区信息了。
下面几章，会对上面记录的现实进行解释。

硬件描述
硬件描述（struct snd_pcm_hardware)包含了基本硬件配置的定义。如前面所述，你需要在open的时候对它们进行定义。注意runtime实例拥有这个描述符的拷贝而不是已经存在的描述符的指针。换句话说，在open函数中，你可以根据需要修改描述符的拷贝。例如，假如在一些声卡上最大的通道数是1，你仍然可以使用相同的硬件描述符，同时在后面你可以改变最大通道数。
 Struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
 ....
 runtime->hw = snd_mychip_playback_hw; /*通用定义*/
 if (chip->model == VERY_OLD_ONE)
  runtime->hw.channels_max = 1;

典型的硬件描述如下：
static struct snd_pcm_hardware snd_mychip_playback_hw = {
 .info = (SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
 SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
 SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
 SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID),
 .formats = SNDRV_PCM_FORMAT_S16_LE,
 .rates = SNDRV_PCM_RATE_8000_48000，
 .rate_min = 8000,
 .rate_max = 48000,
 .channels_min = 2,
 .channels_max = 2,
 .buffer_bytes_max = 32768,
 .period_bytes_min = 4096,
 .period_bytes_max = 32768,
 .periods_min = 1,
 .periods_max = 1024,
};
info字段包含pcm的类型和能力。位标志在<sound/asound.h>中定义，如：SNDRV_PCM_INFO_XXX。这里，你必须定义mmap是否支持和支持哪种interleaved格式。当支持mmap的时候，应当设定SNDRV_PCM_INFO_MMAP。当硬件支持interleaved或no-interleaved格式的时候，要设定SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED或SNDRV_PCM_INFO_NONINTERLEAVED标志位。假如两者都支持，你也可以都设定。
如上面的例子，MMAP_VALID和BLOCK_TRANSFER都是针对OSS mmap模式，通常情况它们都要设定。当然，MMAP_VALID仅仅当mmap真正被支持的时候才会被设定。
其他一些标志位是SNDRV_PCM_INFO_PAUSE和SNDRV_PCM_INFO_RESUME。SNDRV_PCM_INFO_PAUSE标志位意思是pcm支持“暂停”操作，SNDRV_PCM_INFO_RESUME表示是pcm支持“挂起/恢复”操作。假如PAUSE标志位被设定，trigger函数就必须执行一个对应的（暂停按下/释放）命令。就算没有RESUME标志位，也可以被定义挂起/恢复触发命令。
更详细的部分请参考“电源管理”一章。
当PCM子系统能被同步（如：播放流和录音流的开始/结束的同步）的时候，你可以设定SNDRV_PCM_INFO_SYNC_START标志位。在这种情况下，你必须在trigger函数中检查PCM子流链。下面的章节会想笑介绍这个部分。
formats字段包含了支持格式的标志位(SNDRV_PCM_FMTBIT_XXX)。假如硬件支持超过一个的格式，需要对位标志位进行“或”运算。上面的例子就是支持16bit有符号的小端格式。
rates字段包含了支持的采样率（SNDRV_PCM_RATE_XXX)。当声卡支持多种采样率的时候，应该附加一个CONTINUOUS标志。已经预先定义的典型的采样率，假如你的声卡支持不常用的采样率，你需要加入一个KNOT标志，同时手动的对硬件进行控制（稍后解释）。
rate_min和rate_max定义了最小和最大的采样率。应该和采样率相对应。
channel_min和channel_max定义了最大和最小的通道，以前可能你已看到。
buffer_bytes_max定义了以字节为单位的最大的缓冲区大小。这里没有buffer_bytes_min字段，因为它可以通过最小的period大小和最小的period数量计算得出。同时，period_bytes_min和定义的最小和最大的period。periods_max和periods_min定义了最大和最小的periods。
period信息和OSS中的fragment相对应。period定义了PCM中断产生的周期。这个周期非常依赖硬件。一般来说，一个更短的周期会提供更多的中断和更多的控制。如在录音中，周期大小定义了输入延迟，另外，整个缓存区大小也定义了播放的输出延迟。
字段fifo_size。这个主要是和硬件的FIFO大小有关，但是目前驱动中或alsa-lib中都没有使用。所以你可以忽略这个字段。

PCM配置
OK,让我们再次回到PCM运行时记录。最经常涉及的运行时实例中的记录就是PCM配置了。PCM可以让应用程序通过alsa-lib发送hw_params来配置。有很多字段都是从hw_params和sw_params结构中拷贝过来的。例如：format保持了应用程序选择的格式类型，这个字段包含了enum值SNDRV_PCM_FORMAT_XXX。
其中要注意的一个就是，配置的buffer和period大小被放在运行时记录的“frame”中。在ALSA里，1frame=channel*samples-size。为了在帧和字节之间转换，你可以用下面的函数，frames_to_bytes()和bytes_to_frames()。
period_bytes = frames_to_bytes(runtime,runtime->period_size);
同样，许多的软件参数(sw_params)也存放在frames字段里面。请检查这个字段的类型。snd_pcm_uframes_t是作为表示frames的无符号整数，而snd_pcm_sframes_t是作为表示frames的有符号整数。

DMA缓冲区信息
DMA缓冲区通过下面4个字段定义，dma_area,dma_addr,dma_bytes,dma_private。其中dma_area是缓冲区的指针（逻辑地址）。可以通过memcopy来向这个指针来操作数据。dma_addr是缓冲区的物理地址。这个字段仅仅当缓冲区是线性缓存的时候才要特别说明。dma_bytes是缓冲区的大小。dma_private是被ALSA的DMA管理用到的。
如果采用ALSA的标准内存分配函数snd_pcm_lib_mallock_pages()分配内存，那些字段会被ALSA的中间层设定，你不能自己改变他们，可以读取而不能写入。而如果你想自己分配内存，你就需要在hw_params回调里面自己管理它们。当内存被mmap之后，你至少要设定dma_bytes和dma_area。但是如果你的驱动不支持mmap，这些字段就不必一定设定.dma_addr也不是强制的，你也可以根据灵活来用dma_private。

运行状态
可以通过runtime->status来获得运行状态。它是一个指向snd_pcm_mmap_status记录的指针。例如，可以通过runtime->status->hw_ptr来得到当前DMA硬件指针。
可以通过runtime->control来查看DMA程序的指针，它是指向snd_pcm_mmap_control记录。但是，不推荐直接存取这些数据。

私有数据
可以为子流分配一个记录，让它保存在runtime->private_data里面。通常可以在open函数中做。不要和pcm->private_data混搅了，pcm->private_data主要是在创建PCM的时候指向chip实例，而runtime->private_data是在PCM open的时候指向一个动态数据。
Struct int snd_xxx_open(struct snd_pcm_substream *substream)
{
struct my_pcm_data *data;
 data = kmalloc(sizeof(*data),GFP_KERNEL);
 substream->runtime->private_data = data;
 ....
}
上述分配的对象要在close函数中释放。

中断函数
transfer_ack_begin()和transfer_ack_end()将会在snd_pcm_period_elapsed()的开始和结束。

操作函数
现在让我来详细介绍每个pcm的操作函数吧（ops）。通常每个回调函数成功的话返回0，出错的话返回一个带错误码的负值，如：-EINVAL。
每个函数至少要有一个snd_pcm_substream指针变量。主要是为了从给定的子流实例中得到chip记录，你可以采用下面的宏。
Int xxx(){
 struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
 ....
}

open函数
static int snd_xxx_open(struct snd_pcm_substream *substream);
当打开一个pcm子流的时候调用。
在这里，你至少要初始化runtime->hw记录。典型应用如下：
static int snd_xxx_open(struct snd_pcm_substream *substream)
{
 struct mychip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
 struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
 
 runtime->hw = snd_mychip_playback_hw;
 return 0;
}
其中snd_mychip_playback_hw是预先定义的硬件描述。

close函数
static int snd_xxx_close(struct snd_pcm_substream *substream)
显然这是在pcm子流被关闭的时候调用。
所有在open的时候被分配的pcm子流的私有的实例都应该在这里被释放。
Static int snd_xxx_close(struct snd_pcm_substream *substream)
{
 ...
 kfree(substream->runtime->private_data);
 ...
}

ioctl函数
这个函数主要是完成一些pcm ioctl的特殊功能。但是通常你可以采用通用的ioctl函数snd_pcm_lib_ioctl。

hw_params函数
 static int snd_xxx_hw_params(struct snd_pcm_substream *substream,
 struct snd_pcm_substream *hw_params);
这个函数和hw_free函数仅仅在ALSA0.9.X版本出现。
当pcm子流中已经定义了缓冲区大小，period大小，格式等的时候，应用程序可以通过这个函数来设定硬件参数。
很多的硬件设定都要在这里完成，包括分配内存。
设定的参数可以通过params_xxx()宏得到。对于分配内存，可以采用下面一个有用的函数，
snd_pcm_lib_malloc_pages(substream,params_buffer_bytes(hw_params));
snd_pcm_lib_malloc_pages()仅仅当DMA缓冲区已经被预分配之后才可以用。参考“缓存区类型”一章获得更详细的细节。
注意这个和prepare函数会在初始化当中多次被调用。例如，OSSemulation可能在每次通过ioctl改变的时候都要调用这些函数。
因而，千万不要对一个相同的内存分配多次，可能会导致内存的漏洞！而上面的几个函数是可以被多次调用的，如果它已经被分配了，它会先自动释放之前的内存。
另外一个需要注意的是，这些函数都不是原子的（可以被调到）。这个是非常重要的，因为trigger函数是原子的（不可被调度）。因此，mutex和其他一些和调度相关的功能函数在trigger里面都不需要了。具体参看“原子操作”一节。

hw_free函数
static int snd_xxx_hw_free(struct snd_pcm_substream *substream);
这个函数可以是否通过hw_params分配的资源。例如：通过如下函数释放那些通过snd_pcm_lib_malloc_pages()申请的缓存。
snd_pcm_lib_free_pages(substream)

这个函数要在close调用之前被调用。同时，它也可以被多次调用。它也会知道资源是否已经被分配。

Prepare函数
static int snd_xxx_prepare(struct snd_pcm_substream *substream);

当pcm“准备好了”的时候调用这个函数。可以在这里设定格式类型，采样率等等。和hw_params不同的是，每次调用snd_pcm_prepare()的时候都要调用prepare函数。
注意最近的版本prepare变成了非原子操作的了。这个函数中，你要做一些调度安全性策略。
在下面的函数中，你会涉及到runtime记录的值(substream->runtime)。例如：得到当前的采样率，格式或声道，可以分别存取runtime->rate，runtime->format,runtime->channels。分配的内存的地址放到runtime->dma_area中，内存和period大小分别保存在runtime->buffer_size和runtime->period_size中。
要注意在每次设定的时候都有可能多次调用这些函数。

trigger函数
static int snd_xxx_trigger(struct snd_pcm_substream *substream, int cmd);
当pcm开始，停止或暂停的时候都会调用这个函数。
具体执行那个操作主要是根据第二个参数，在<sound/pcm.h>中声明了SNDRV_PCM_TRIGGER_XXX。最少START和STOP的命令必须定义的。
switch(cmd){
 case SNDRV_PCM_TRIGGER_START:
 //启动PCM引擎
 break;
 case SNDRV_PCM_TRIGGER_STOP:
 //停止PCM引擎
 break;
 default:
 break;
}
当pcm支持暂停操作（在hareware表里面有这个），也必须处理PAUSE_PAUSE和PAUSE_RELEASE命令。前者是暂停命令，后者是重新播放命令。
假如pcm支持挂起/恢复操作，不管是全部或部分的挂起/恢复支持，都要处理SUSPEND和RESUME命令。这些命令主要是在电源状态改变的时候需要，通常它们和STOP，START命令放到一起。具体参看“电源管理”一章。
如前面提到的，这个操作上原子的。不要在调用这些函数的时候进入睡眠。而trigger函数要尽量小，甚至仅仅触发DMA。另外的工作如初始化hw_params和prepare应该在之前做好。
pointer函数
static snd_pcm_uframes_t snd_xxx_pointer(struct snd_pcm_substream *substream);

PCM中间层通过调用这个函数来获得缓冲区中的硬件位置。返回值需要以为frames为单位（在ALSA0.5.X是以字节为单位的），范围从0到buffer_size-1。
一般情况下，在中断程序中，调用snd_pcm_period_elapsed()的时候，在pcm中间层在在更新buffer的程序中调用它。然后，pcm中间层会更新指针位置和计算可用的空间，然后唤醒那些等待的线程。
这个函数也是原子的。

Copy和silence函数
这些函数不是必须的，同时在大部分的情况下是被忽略的。这些函数主要应用在硬件内存不在正常的内存空间的时候。一些声卡有一些没有被影射的自己的内存。在这种情况下，你必须把内存传到硬件的内存空间去。或者，缓冲区在物理内存和虚拟内存中都是不连续的时候就需要它们了。
假如定义了copy和silence，就可以做copy和set-silence的操作了。更详细的描述请参考“缓冲区和内存管理”一章。

Ack函数
这个函数也不是必须的。当在读写操作的时候更新appl_ptr的时候会调用它。一些类似于emu10k1-fx和cs46xx的驱动程序会为了内部缓存来跟踪当前的appl_ptr，这个函数仅仅对于这个情况才会被用到。
这个函数也是原子的。

page函数
这个函数也不是必须的。这个函数主要对那些不连续的缓存区。mmap会调用这个函数得到内存页的地址。后续章节“缓冲区和内存管理”会有一些例子介绍。

中断处理
下面的pcm工作就是PCM中断处理了。声卡驱动中的PCM中断处理的作用主要是更新缓存的位置，然后在缓冲位置超过预先定义的period大小的时候通知PCM中间层。可以通过调用snd_pcm_period_elapsed()来通知。
声卡有如下几种产生中断。
period（周期）中断
这是一个很常见的类型：硬件会产生周期中断。每次中断都会调用snd_pcm_period_elapsed()。
snd_pcm_period_elapsed()的参数是substream的指针。因为，需要从chip实例中得到substream的指针。例如：在chip记录中定义一个substream字段来保持当前运行的substream指针，在open函数中要设定这个字段而在close函数中要复位这个字段。
假如在中断处理函数中获得了一个自旋锁，如果其他pcm也会调用这个锁，那你必须要在调用snd_pcm_period_elapsed()之前释放这个锁。
典型代码如下：
Example5-3.中断函数处理#1
struct irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
 struct mychip *chip = dev_id;
 spin_lock(&chip->lock);
 ....
 if (pcm_irq_invoked(chip)){
  spin_unlock(&chip->lock);
  snd_pcm_period_elapsed(chip->substream);
  spin_lock(&chip->lock);
  //如果需要的话，可以响应中断
 }
 ....
 spin_unlock(&chip->lock);
 return IRQ_HANDLED;
}

高频率时钟中断
当硬件不再产生一个period（周期）中断的时候，就需要一个固定周期的timer中断了（例如 es1968，ymfpci驱动）。这时候，在每次中断都要检查当前硬件位置，同时计算已经累积的采样的长度。当长度超过period长度时候，需要调用 snd_pcm_period_elapsed()同时复位计数值。
典型代码如下：
Example5-4.中断函数处理#2
static irqreturn_t snd_mychip_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
 struct mychip *chip = dev_id;
 spin_lock(&chip->lock);
 ....
 if (pcm_irq_invoked(chip)){
  unsigned int last_ptr, size;
  /*得到当前的硬件指针（帧为单位）*/
  last_ptr = get_hw_ptr(chip);
  /*计算自从上次更新之后又处理的帧*/
  if (last_ptr < chip->last_ptr){
   size = runtime->buffer_size + last_ptr - chip->last_ptr
  }else{
   size = last_ptr – chip->chip->last_ptr;
  }
  //保持上次更新的位置
  chip->last_ptr = last_ptr;
  /*累加size计数器*/
  　　　　　　chip->size += size;
  /*超过period的边界？*/
  if (chip->size >= runtime->period_size){
   /*重置size计数器*/
   chip->size %= runtime->period_size;
   spin_unlock(&chip->lock);
   snd_pcm_period_elapsed(substream);
   spin_lock(&chip->lock);
  }
 //需要的话，要相应中断
 }
 ....
 spin_unlock(&chip->lock);
 return IRQ_HANDLED;
}

在调用snd_pcm_period_elapsed()的时候
就算超过一个period的时间已经过去，你也不需要多次调用snd_pcm_period_elapsed()，因为pcm层会自己检查当前的硬件指针和上次和更新的状态。

原子操作
在内核编程的时候，一个非常重要（又很难dubug）的问题就是竞争条件。Linux内核中，一般是通过自旋锁和信号量来解决的。通常来说，假如竞争发生在中断函数中，中断函数要具有原子性，你必须采用自旋锁来包含临界资源。假如不是发生在中断部分，同时比较耗时，可以采用信号量。
如我们看到的，pcm的操作函数一些是原子的而一些不是。例如：hw_params函数不是原子的，而trigger函数是原子的。这意味着，后者调用的时候，PCM中间层已经拥有了锁。
在这些函数中申请的自旋锁和信号量要做个计算。
在这些原子的函数中，不能那些可能调用任务切换和进入睡眠的函数。其中信号量和互斥体可能会进入睡眠，因此，在原子操作的函数中（如：trigger函数）不能调用它们。如果在这种函数中调用delay，可以用udelay(),或mdelay()。

约束
假如你的声卡支持不常用的采样率，或仅仅支持固定的采样率，就需要设定一个约束条件。
例如：为了把采样率限制在一些支持的几种之中，就需要用到函数snd_pcm_hw_constraint_list()。需要在open函数中调用它。
Example5-5.硬件约束示例
static unsigned int rates[] ={4000,10000,22050,44100};
static unsigned snd_pcm_hw_constraint_list constraints_rates = {
 .count = ARRAY_SIZE(rates),
 .list = rates,
 .mask = 0,
};
static int snd_mychip_pcm_open(struct snd_pcm_substream *substream)
{
 int err;
 ....
 err = snd_pcm_hw_constraint_list(substream->runtime,0,
 SNDRV_PCM_HW_PARAM_RATE,
 &constraints_rates);
 if (err < 0)
  return err;
 ....
}

有多种不同的约束。请参考sound/pcm.h中的完整的列表。甚至可以定义自己的约束条件。例如，假如my_chip可以管理一个单通道的子流，格式是S16_LE,另外，它还支持snd_pcm_hareware中设定的格式（或其他constraint_list）。可以设定一个：
Example5-6.为通道设定一个硬件规则
static int hw_rule_format_by_channels(struct snd_pcm_hw_params *params,
struct snd_pcm_hw_rule *rule)
{
 struct snd_interval *c = hw_params_interval(params,
 SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS);
 struct snd_mask *f = hw_param_mask(params,SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT);
 struct snd_mask fmt;
 snd_mask_any(&fmt); /*初始化结构体*/
 if (c->min < 2){
  fmt.bits[0] &= SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE;
  return snd_mask_refine(f, &fmt);
 }
 return 0;
}
之后，需要把上述函数加入到你的规则当中去：
snd_pcm_hw_rule_add(substream->runtime, 0, SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS,
hw_rule_channels_by_format,0, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT,
-1);
当应用程序设定声道数量的时候会调用上面的规则函数。但是应用程序可以在设定声道数之前设定格式。所以也需要设定对应的规则。
Example5-7.为通道设定一个硬件规则
static int hw_rule_format_by_format(struct snd_pcm_hw_params *params,
struct snd_pcm_hw_rule *rule)
{
 struct snd_interval *c = hw_param_interval(params,
 SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS);
 struct snd_mask *f = hw_param_mask(params, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT);
 struct snd_interval ch;
 snd_interval_any(&ch);
 if (f->bits[0] == SNDRV_PCM_FORMAT_S16_LE){
  ch.min = ch.max = 1;
  ch.integer = 1;
  return snd_interval_refine(c, &ch);
 }
 return 0;
}
在open函数中：
snd_pcm_hw_rule_add(substream->runtime, 0, SNDRV_PCM_HW_PARAM_FORMAT,
hw_rule_channels_by_format,0, SNDRV_PCM_HW_PARAM_CHANNELS,
-1);
这里我们不会更详细的描述，我仍然想说“直接看源码吧”。

 

 

 

第六章 控制接口

概要

控制接口非常广泛的应用在许多转换，变调等场合，可以从用户空间进行控制。混音器接口是一个最重要的接口。换句话说，在ALSA0.9.x版本，所有的混音器的工作都是通过控制接口API实现的（在0.5.x版本混音器内核API是独立出来的）。
ALSA有一个定义很好的AC97的控制模块。如果你的声卡仅仅支持AC97，你可以忽略这章。

控制接口定义

为了创建一个新的控制接口，需要定义三个函数：info,get和put。然后定义一个snd_kcontrol_new类型的记录，例如:
Example6-1.定义一个控制接口
static struct snd_kcontrol_new my_control __devinitdata = {
 .face = SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER,
 .name = “PCM Playback Switch”,
 .index = 0,
 .access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE,
 .private_value = 0xffff,
 .info = my_control_info,
 .get = my_control_get,
 .put = my_control_put
};
大部分情况是通过snd_ctl_new1()来创建control，这种情况下，你可以像上面一样，在定义的前面加上__devinitdata前缀.
iface字段表示control的类型，如：SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_XXX,通常情况都是MIXER。CARD表示一个全局控制，而不是混音器的一部分。假如control和声卡设备联系的非常紧密，如HWDEP,RAMDIDI,TIMER或SEQUENCER,需要特别通过device和subdevice字段标识出。
name字段是表示名称的标识符。在ALSA0.9.X,控制单元名字是非常重要的，因为的角色就是通过它的名字进行分类。有一些预定义的标准的control名字。详细描述请参考下节的“控制单元名字”。
index字段存放这个control的索引号。假如一个名字下面有多个不同的control，就要通过index（索引）来区分了。这是当一个声卡拥有多个解码的时候才会用到。加入索引设定为零，就可以忽略定义。
access字段包括了控制接口的存取控制。提供了一些位的组合，如:SNDRV_CTL_ELEM_XXX。详细描述请参考“接口标志位”一节。
private_value字段这个记录的一个专有的的长整型变量。当调用info,get和put函数的时候，可以通过这个字段传递一些参数值。如果参数都是些很小的数，可以把它们通过移位来组合，也可以存放一个指向一个记录的指针（因为它是长整型的）。
另外三个在回调函数一节介绍。

控制接口名字
有一些control名字的标准。一个control通常根据“源，方向，功能”三部分来命名。
首先，SOURCE定义了control的源，是一个字符串，如：“Master”，“PCM”,“CD”,“Line”。已经有很多预定义好的“源”了。
第二，“方向”则为“Playbck”，“Capture”，“Bypass Playback”，“Bypass Capture”。或者，它如果省略，那就表示播放和录音双向。
第三个，“功能”。根据控制接口的功能不同有下面三个：“Switch”，“volume”，“route”。
一些控制接口名字的范例如下：“Master Capture Switch”，“PCM Playback Volume”.
也有一些不是采用“源，方向，功能”三部分来命名方式：
全局录音和播放
“Capture Source”，“Capture Switch”和“Capture Volume”用来做全局录音（输入）源，开关，和音量的控制。“Playback Switch”和“Playback Volume”用来做全局的输出开关和音量控制。
音调控制
音调开关和音量名称形式为“Tone Control-XXX”。如：“Tone Control-Switch”，“Tone Control – Bass”，“Tone Control – Center”。
3D控制
3D控制开关和音量命名形式为“3D Control – XXX”。如：“3D Control – Switch”，“3D Control – Switch”，“3D Control – Center”,“3D Control – Space”。
麦克风增益
麦克风增益命名如“Mic Boost”或“Mic Boost(6dB)”。
更精确的信息请参考文档（Documentation/sound/alsa/ControlNames.txt）

存取标志
存取标志是一个位标志，主要是区分给定的control的存取类型。缺省的存取类型是SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE,意思是允许对control进行读写控制。当这个标志位被忽略的时候（为0），被认为是缺省读写（READWRITE）。
当这个control是只读的时候，需要传递SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READ。这时候，可以不定义put函数。类似的，如果control是只写的话（虽然这种可能性很低），要设定为WRITE标志，也可以不必定义get函数。
加入control的值是经常改变的，应该加上VOLATILE标志，这意味着control可以不用显式通知就可以改变。应用程序应经常查询control。
当一个control是不活动的话，设定INACTIVE标志。还有LOCK和OWNER标志用来改变写权限。

回调函数
info函数
info函数可以得到对应control的详细信息。它必须存到一个给定的snd_ctl_elem_info对象中。例如,对于一个拥有一个元素的布尔型control的如下：
Example6-2.info函数示例
static int snd_myctl_info(struct snd_kcontrol *kcontrol,
struct snd_ctl_elem_info *uinfo)
{
 uinfo->type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_BOOLEAN;
 uinfo->count = 1;
 uinfo->value.integer.min = 0;
 uinfo->value.integer.max = 1;
 return 0;
}

type字段表示control的类型。有如下几种：布尔型，整形，枚举型，BYTES型，IEC958,64位整形。count字段表示这个control里面的元素的数量。如：一个立体声音量拥有的count为2。value字段是一个union（联合）类型。value的存储依赖于类型。布尔型和整形是一样的。
枚举型和其他类型有一点不同，需要为当前给定的索引项设定字符串。
Static int snd_myctl_info(struct snd_kcontrol *kcontrol,
struct snd_ctl_elem_info *uinfo)
{
 static char *texts[4] ={
  “First”,“Second”，“Third”，“Fourth”
 };
 uinfo->type = SNDRV_CTL_ELEM_TYPE_ENUMRATED;
 uinfo->count = 1;
 uinfo->value.enumerated.items = 4;
 if (uinfo->value.enumerated.item > 3)
  uinfo->value.enumerated.item = 3;
 
 strcpy( uinfo->value.enumerated.name,texts[ uinfo->value.enumerated.item]);
 return 0;
}

get函数
这个函数用来读取当前control的值并返回到用户空间。
例如：
Example6-3.get函数示例
static int snd_myctl_get(struct snd_kcontrol *kcontrol,
struct snd_ctl_ctl_elem_value *ucontrol)
{
 struct mychip *chip = snd_kcontrol_chip(kcontrol);
 ucontrol->value.integer.value[0] = get_some_value(chip);
 return 0;
}
value字段和control类型有关，这点和info类似。例如，子驱动和用这个字段来存储一些寄存器的偏移，位的屏蔽。private_value设定如下：
.private_value = reg | (shift << 16) | (mask << 24)
可以通过以下函数重新得到：
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;
 ....
}
在get函数中，加入control拥有超过一个的元素。如count大于1，就必须填充所有的元素。上面的例子中，因为我们假定count为1，所以我们仅仅填充了一个元素（value.integer.value[0]）。

put函数
这个函数主要是从用户空间写一个值
例如：
Example6-4.put函数示例
static int snd_myctrl_put(struct snd_kcontrol *kcontrol,
  struct snd_ctl_elem_value *ucontrol)
{
 struct mychip *chip = snd_kcontrol_chip(kcontrol);
 int changed = 0;
 if (chip->current_value != ucontrol->value.integer.value[0]){
  change_current_value(chip,ucontrol->value.integer.value[0]);
  changed = 1;
 }
 return changed;
}
如上，假如value被改变要返回1，没有改变返回0。假如有错误发生，通常返回一个带错误码的负数。
像get函数一样，如果control拥有超过一个的元素，在put函数中所有的元素都要比较一下。
回调函数不是原子的。
所有上面的3个回调函数都是非原子的。
构造器
当所有事情都准备好的时候，我们就可以创建一个新的control了。为了创建它，首先要调用两个函数，snd_ctl_new1()和snd_ctl_add()。
一个简单的方式如下：
if ((err = snd_ctl_add(card, snd_ctl_new1(&my_control, chip))) < 0)
 return err;
my_control是前面定义好的snd_kcontrol_new类型的对象，chip是一个指向kcontrol->private_data的指针，可以被回调函数调用。
snd_ctl_new1()分配了一个新的snd_kcontrol实例（这也是为何my_control可以带有__devinitdata前缀的原因了），snd_ctl_add会把给定的control组件添加到card里面。

更改通知
假如你需要在中断程序中改变或更新一个control，你需要调用snd_ctl_notify()。
例如：
snd_ctl_notify(card, SNDRV_CTL_EVENT_MASK_VALUE,id_pointer);

这个函数需要card指针，event_mask，和control id指针作为参数。event-
mask表示notification的类型，如上述示例，是通知改变control的值。id指针是指向一个s
nd_ctl_elem_id的结构体。在es1938.c或es1968.c中关于硬件的卷的中断部分有相关示例。