Linux操作系统的声音设备编程实例(1)

文章作者 100test 发表时间 2007:03:14 16:44:38
来源 100Test.Com百考试题网


Linux下的声音设备编程比大多数人想象的要简单得多。一般说来,我们常用的声音设备是内部扬声器和声卡,它们都对应/dev目录下的一个或多个设备文件,我们象打开普通文件一样打开它们,用ioctl()函数设置一些参数,然后对这些打开的特殊文件进写操作。

由于这些文件不是普通的文件,所以我们不能用ANSI C(标准C)的fopen、fclose等来操作文件,而应该使用系统文件I/O处理函数(open、read、write、lseek和close)来处理这些设备文件。ioctl()或许是Linux下最庞杂的函数,它可以控制各种文件的属性,在Linux声音设备编程中,最重要的就是使用此函数正确设置必要的参数。

下面我们举两个实际的例子来说明如何实现Linux下的声音编程。由于此类编程涉及到系统设备的读写,所以,很多时候需要你有root权限,如果你将下面的例子编译后不能正确执行,那么,首先请你检查是否是因为没有操纵某个设备的权限。

对内部扬声器编程内部扬声器是控制台的一部分,所以它对应的设备文件为/dev/console。变量KIOCSOUND在头文件 /usr /include /linux /kd.h中声明,ioctl函数使用它可以来控制扬声器的发声,使用规则为:

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

fd为文件设备号,tone 是音频值。当tone为0时,终止发声。必须一提的是它所理解的音频和我们平常以为的音频是不同的,由于计算机主板定时器的时钟频率为1.19MHZ,所以要进行正确的发声,必须进行如下的转换:扬声器音频值=1190000/我们期望的音频值。

扬声器发声时间的长短我们通过函数usleep(unsigned long usec)来控制。它是在头文件/usr /include /unistd.h中定义的,让程序睡眠usec微秒。下面即是让扬声器按指定的长度和音频发声的程序的完整清单:

#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 >



/* 设定默认值 */

#define DEFAULT_FREQ 440 /* 设定一个合适的频率 */

#define DEFAULT_LENGTH 200 /* 200 微秒,发声的长度是以微秒为单位的*/

#define DEFAULT_REPS 1 /* 默认不重复发声 */

#define DEFAULT_DELAY 100 /* 同样以微秒为单位*/



/* 定义一个结构,存储所需的数据*/

typedef struct {

int freq. /* 我们期望输出的频率,单位为Hz */

int length. /* 发声长度,以微秒为单位*/

int reps. /* 重复的次数*/

int delay. /* 两次发声间隔,以微秒为单位*/

} beep_parms_t.





/* 打印帮助信息并退出*/

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).

}



/ * 分析运行参数,各项意义如下:

* "-f <以HZ为单位的频率值 >"

* "-l <以毫秒为单位的发声时长 >"

* "-r <重复次数 >"

* "-d <以毫秒为单位的间歇时长 >"

*/

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

char *arg0 = *(argv  ).

while ( *argv ) {

if ( !strcmp( *argv,"-f" )) { /*频率*/

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" ) ) { /*时长*/

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")) { /*重复次数*/

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")) { /* 延时 */

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. /* 循环计数器 */

/* 设发声参数为默认值*/

beep_parms_t parms = {DEFAULT_FREQ, DEFAULT_LENGTH, DEFAULT_REPS, 

DEFAULT_DELAY}.

/* 分析参数,可能的话更新发声参数*/

parse_command_line(argv, &.parms).



/* 打开控制台,失败则结束程序*/

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

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

perror("open").

exit(1).

}



/* 真正开始让扬声器发声*/

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

/* 数字1190000从何而来,不得而知*/

int magical_fairy_number = 1190000/parms.freq.



ioctl(console_fd, KIOCSOUND, magical_fairy_number). /* 开始发声 */

usleep(1000*parms.length). /*等待... */

ioctl(console_fd, KIOCSOUND, 0). /* 停止发声*/

usleep(1000*parms.delay). /* 等待... */

} /* 重复播放*/

return EXIT_SUCCESS.

}


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