Linux作業系統的聲音裝置編程執行個體(1)

Linux下的聲音裝置編程比大多數人想象的要簡單得多。一般說來，我們常用的聲音裝置是內部擴音器和音效卡，它們都對應/dev目錄下的一個或多個裝置檔案，我們象開啟普通檔案一樣開啟它們，用ioctl）函數設定一些參數，然後對這些開啟的特殊檔案進寫操作。

由於這些檔案不是普通的檔案，所以我們不能用ANSI C標準C）的fopen、fclose等來操作檔案，而應該使用系統檔案I/O處理函數open、read、write、lseek和close）來處理這些裝置檔案。ioctl）或許是Linux下最龐雜的函數，它可以控制各種檔案的屬性，在Linux聲音裝置編程中，最重要的就是使用此函數正確設定必要的參數。

下面我們舉兩個實際的例子來說明如何?Linux下的聲音編程。由於此類編程涉及到系統裝置的讀寫，所以，很多時候需要你有root許可權，如果你將下面的例子編譯後不能正確執行，那麼，首先請你檢查是否是因為沒有操縱某個裝置的許可權。

對內部擴音器編程內部擴音器是控制台的一部分，所以它對應的裝置檔案為/dev/console。變數KIOCSOUND在標頭檔 /usr /include /linux /kd.h中聲明，ioctl函數使用它可以來控制擴音器的發聲，使用規則為：

ioctl ( fd, KIOCSOUND, (int) tone);

fd為檔案裝置號，tone 是音頻值。當tone為0時，終止發聲。必須一提的是它所理解的音頻和我們平常以為的音頻是不同的，由於電腦主板定時器的時鐘頻率為1.19MHZ，所以要進行正確的發聲，必須進行如下的轉換：擴音器音頻值=1190000/我們期望的音頻值。

擴音器發聲時間的長短我們通過函數usleepunsigned long usec）來控制。它是在標頭檔/usr /include /unistd.h中定義的，讓程式睡眠usec微秒。下面即是讓擴音器按指定的長度和音頻發聲的程式的完整清單：

#include < fcntl.h >

#include < stdio.h >

#include < stdlib.h >

#include < string.h >

#include < unistd.h >

#include < sys/ioctl.h >

#include < sys/types.h >

#include < linux/kd.h >

/* 設定預設值 */

#define DEFAULT_FREQ 440 /* 設定一個合適的頻率 */

#define DEFAULT_LENGTH 200 /* 200 微秒，發聲的長度是以微秒為單位的*/

#define DEFAULT_REPS 1 /* 預設不重複發聲 */

#define DEFAULT_DELAY 100 /* 同樣以微秒為單位*/

/* 定義一個結構，儲存所需的資料*/

typedef struct {

int freq; /* 我們期望輸出的頻率，單位為Hz */

int length; /* 發聲長度，以微秒為單位*/

int reps; /* 重複的次數*/

int delay; /* 兩次發聲間隔，以微秒為單位*/

} beep_parms_t;

/* 列印協助資訊並退出*/

void usage_bail ( const char *executable_name ) {

printf ( "Usage: \n \t%s [-f frequency] [-l length] [-r reps] [-d delay] \n ",

executable_name );

exit(1);

}

/ * 分析運行參數，各項意義如下：

* "-f <以HZ為單位的頻率值 >"

* "-l <以毫秒為單位的發聲時間長度 >"

* "-r <重複次數 >"

* "-d <以毫秒為單位的間歇時間長度 >"

*/

void parse_command_line(char **argv, beep_parms_t *result) {

char *arg0 = *(argv++);

while ( *argv ) {

if ( !strcmp( *argv,"-f" )) { /*頻率*/

int freq = atoi ( *( ++argv ) );

if ( ( freq <= 0 ) | | ( freq > 10000 ) ) {

fprintf ( stderr, "Bad parameter: frequency must be from 1..10000\n" );

exit (1) ;

} else {

result->freq = freq;

argv++;

}

} else if ( ! strcmp ( *argv, "-l" ) ) { /*時間長度*/

int length = atoi ( *(++argv ) );

if (length < 0) {

fprintf(stderr, "Bad parameter: length must be >= 0\n");

exit(1);

} else {

result->length = length;

argv++;

}

} else if (!strcmp(*argv, "-r")) { /*重複次數*/

int reps = atoi(*(++argv));

if (reps < 0) {

fprintf(stderr, "Bad parameter: reps must be >= 0\n");

exit(1);

} else {

result->reps = reps;

argv++;

}

} else if (!strcmp(*argv, "-d")) { /* 延時 */

int delay = atoi(*(++argv));

if (delay < 0) {

fprintf(stderr, "Bad parameter: delay must be >= 0\n");

exit(1);

} else {

result->delay = delay;

argv++;

}

} else {

fprintf(stderr, "Bad parameter: %s\n", *argv);

usage_bail(arg0);

}

}

}

int main(int argc, char **argv) {

int console_fd;

int i; /* 迴圈計數器 */

/* 設發聲參數為預設值*/

beep_parms_t parms = {DEFAULT_FREQ, DEFAULT_LENGTH, DEFAULT_REPS,

DEFAULT_DELAY};

/* 分析參數，可能的話更新發聲參數*/

parse_command_line(argv, &parms);

/* 開啟控制台，失敗則結束程式*/

if ( ( console_fd = open ( "/dev/console", O_WRONLY ) ) == -1 ) {

fprintf(stderr, "Failed to open console.\n");

perror("open");

exit(1);

}

/* 真正開始讓擴音器發聲*/

for (i = 0; i < parms.reps; i++) {

/* 數字1190000從何而來，不得而知*/

int magical_fairy_number = 1190000/parms.freq;

ioctl(console_fd, KIOCSOUND, magical_fairy_number); /* 開始發聲 */

usleep(1000*parms.length); /*等待... */

ioctl(console_fd, KIOCSOUND, 0); /* 停止發聲*/

usleep(1000*parms.delay); /* 等待... */

} /* 重複播放*/

return EXIT_SUCCESS;

}