操作系統(tǒng)的聲音設(shè)備編程實(shí)例物業(yè)

Linux下的聲音設(shè)備編程比大多數(shù)人想象的要簡單得多。一般說來，我們常用的聲音設(shè)備是內(nèi)部揚(yáng)聲器和聲卡，它們都對(duì)應(yīng)/dev目錄下的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備文件，我們象打開普通文件一樣打開它們，用ioctl（）函數(shù)設(shè)置一些參數(shù)，然后對(duì)這些打開的特殊文件進(jìn)寫操作。 由于這些文件不是普通的文件，所以我們不能用ANSI C（標(biāo)準(zhǔn)C）的fopen、fclose等來操作文件，而應(yīng)該使用系統(tǒng)文件I/O處理函數(shù)（open、read、write、lseek和close）來處理這些設(shè)備文件。ioctl（）或許是Linux下最龐雜的函數(shù)，它可以控制各種文件的屬性，在Linux聲音設(shè)備編程中，最重要的就是使用此函數(shù)正確設(shè)置必要的參數(shù)。 下面我們舉兩個(gè)實(shí)際的例子來說明如何實(shí)現(xiàn)Linux下的聲音編程。由于此類編程涉及到系統(tǒng)設(shè)備的讀寫，所以，很多時(shí)候需要你有root權(quán)限，如果你將下面的例子編譯后不能正確執(zhí)行，那么，首先請(qǐng)你檢查是否是因?yàn)闆]有操縱某個(gè)設(shè)備的權(quán)限。 對(duì)內(nèi)部揚(yáng)聲器編程內(nèi)部揚(yáng)聲器是控制臺(tái)的一部分，所以它對(duì)應(yīng)的設(shè)備文件為/dev/console。變量KIOCSOUND在頭文件 /usr /include /linux /kd.h中聲明，ioctl函數(shù)使用它可以來控制揚(yáng)聲器的發(fā)聲，使用規(guī)則為： 　　ioctl ( fd, KIOCSOUND, (int) tone);

fd為文件設(shè)備號(hào)，tone 是音頻值。當(dāng)tone為0時(shí)，終止發(fā)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，由于計(jì)算機(jī)主板定時(shí)器的時(shí)鐘頻率為1.19MHZ，所以要進(jìn)行正確的發(fā)聲，必須進(jìn)行如下的轉(zhuǎn)換：揚(yáng)聲器音頻值=/我們期望的音頻值。 揚(yáng)聲器發(fā)聲時(shí)間的長短我們通過函數(shù)usleep（unsigned long usec）來控制。它是在頭文件/usr /include /unistd.h中定義的，讓程序睡眠usec微秒。下面即是讓揚(yáng)聲器按指定的長度和音頻發(fā)聲的程序的完整清單： #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(shè)定默認(rèn)值 */#define DEFAULT_FREQ 440 /* 設(shè)定一個(gè)合適的頻率 */#define DEFAULT_LENGTH 200 /* 200 微秒，發(fā)聲的長度是以微秒為單位的*/#define DEFAULT_REPS 1 /* 默認(rèn)不重復(fù)發(fā)聲 */#define DEFAULT_DELAY 100 /* 同樣以微秒為單位*//* 定義一個(gè)結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)所需的數(shù)據(jù)*/typedef struct {int freq; /* 我們期望輸出的頻率，單位為Hz */int length; /* 發(fā)聲長度，以微秒為單位*/int reps; /* 重復(fù)的次數(shù)*/int delay; /* 兩次發(fā)聲間隔，以微秒為單位*/} beep_parms_t;/* 打印幫助信息并退出*/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);}/ * 分析運(yùn)行參數(shù)，各項(xiàng)意義如下：* \"-f 以HZ為單位的頻率值 \"* \"-l 以毫秒為單位的發(fā)聲時(shí)長 \"* \"-r 重復(fù)次數(shù) \"* \"-d 以毫秒為單位的間歇時(shí)長 \"*/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(shí)長*/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\")) { /*重復(fù)次數(shù)*/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(shí) */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; /* 循環(huán)計(jì)數(shù)器 *//* 設(shè)發(fā)聲參數(shù)為默認(rèn)值*/beep_parms_t parms = {DEFAULT_FREQ, DEFAULT_LENGTH, DEFAULT_REPS, DEFAULT_DELAY};/* 分析參數(shù)，可能的話更新發(fā)聲參數(shù)*/parse_command_line(argv, parms);/* 打開控制臺(tái)，失敗則結(jié)束程序*/if ( ( console_fd = open ( \"/dev/console\", O_WRONLY ) ) == -1 ) {fprintf(stderr, \"Failed to open console.\\n\");perror(\"open\");exit(1);}/* 真正開始讓揚(yáng)聲器發(fā)聲*/for (i = 0; i ps; i++) {/* 數(shù)字從何而來，不得而知*/int magical_fairy_number = /eq;ioctl(console_fd, KIOCSOUND, magical_fairy_number); /* 開始發(fā)聲 */usleep(1000*ngth); /*等待... */ioctl(console_fd, KIOCSOUND, 0); /* 停止發(fā)聲*/usleep(1000*lay); /* 等待... */} /* 重復(fù)播放*/return EXIT_SUCCESS;}

保時(shí)捷Macan將由奧迪Q5誕生的MLB縱置發(fā)動(dòng)機(jī)模塊化平臺(tái)打造 將上面的例子稍作擴(kuò)展，用戶即可以讓揚(yáng)聲器唱歌。只要找到五線譜或簡譜的音階、音長、節(jié)拍和頻率、發(fā)聲時(shí)長、間隔的對(duì)應(yīng)關(guān)系就可以了。我現(xiàn)在還記得以前在DOS下編寫出《世上只有媽媽好》時(shí)的興奮。最后，說一些提外話，這其實(shí)是一個(gè)很簡單的程序，但是我們卻用了很長的篇幅，希望讀者從以上的代碼里能體會(huì)到寫好的程序的一些方法，或許最重要的是添加注釋吧。一個(gè)程序的注釋永遠(yuǎn)不會(huì)嫌多，即便你寫的時(shí)候覺得它根本是多余，但相信我，相信曾這樣告訴我們的許多優(yōu)秀的程序員：養(yǎng)成寫很多注釋的習(xí)慣。