dsp编程

OSS用户空间编程
1、DSP编程
对OSS驱动声卡的编程使用Linux文件接口函数，如图17.5，DSP接口的操作一般包括如下几个步骤：
① 打开设备文件/dev/dsp。
采用何种模式对声卡进行操作也必须在打开设备时指定，对于不支持全双工的声卡来说，应该使用只读或者只写的方式打开，只有那些支持全双工的声卡，才能以读 写的方式打开，这还依赖于驱动程序的具体实现。Linux允许应用程序多次打开或者关闭与声卡对应的设备文件，从而能够很方便地在放音状态和录音状态之间 进行切换。
② 如果有需要，设置缓冲区大小。
运行在Linux内核中的声卡驱动程序专门维护了一个缓冲区，其大小会影响到放音和录音时的效果，使用ioctl()系统调用可以对它的尺寸进行恰当的设 置。调节驱动程序中缓冲区大小的操作不是必须的，如果没有特殊的要求，一般采用默认的缓冲区大小也就可以了。如果想设置缓冲区的大小，则通常应紧跟在设备 文件打开之后，这是因为对声卡的其它操作有可能会导致驱动程序无法再修改其缓冲区的大小。
③ 设置声道（channel）数量。
根据硬件设备和驱动程序的具体情况，可以设置为单声道或者立体声。
④ 设置采样格式和采样频率
采样格式包括AFMT_U8（无符号8位）、AFMT_S8（有符号8位）、AFMT_U16_LE（小端模式，无符号16位）、 AFMT_U16_BE（大端模式，无符号16位）、AFMT_MPEG、AFMT_AC3等。使用SNDCTL_DSP_SETFMT IO控制命令可以设置采样格式。
对于大多数声卡来说，其支持的采样频率范围一般为5kHz到44.1kHz或者48kHz，但并不意味着该范围内的所有连续频率都会被硬件支持，在 Linux下进行音频编程时最常用到的几种采样频率是11025Hz、16000Hz、22050Hz、32000Hz 和44100Hz。使用SNDCTL_DSP_SPEED IO控制命令可以设置采样频率。
⑤ 读写/dev/dsp实现播放或录音。

图17.5 OSS dsp接口用户空间操作流程
代码清单17.3的程序实现了利用/dev/dsp接口进行声音录制和播放的过程，它的功能是先录制几秒钟音频数据，将其存放在内存缓冲区中，然后再进行放音。
代码清单17.3 OSS DSP接口应用编程范例
1 #include
2 #include
3 #include
4 #include
5 #include
6 #include
7 #include
8 #define LENGTH 3    /* 存储秒数 */
9 #define RATE 8000   /* 采样频率 */
10 #define SIZE 8      /* 量化位数 */
11 #define CHANNELS 1 /* 声道数目 */
12 /* 用于保存数字音频数据的内存缓冲区 */
13 unsigned char buf[LENGTH *RATE * SIZE * CHANNELS / 8];
14 int main()
15 {
16   int fd; /* 声音设备的文件描述符 */
17   int arg; /* 用于ioctl调用的参数 */
18   int status; /* 系统调用的返回值 */
19   /* 打开声音设备 */
20   fd = open("/dev/dsp", O_RDWR);
21   if (fd < 0)
22   {
23     perror("open of /dev/dsp failed");
24     exit(1);
25   }
26   /* 设置采样时的量化位数 */
27   arg = SIZE;
28   status = ioctl(fd, SOUND_PCM_WRITE_BITS, &arg);
29   if (status == - 1)
30     perror("SOUND_PCM_WRITE_BITS ioctl failed");
31   if (arg != SIZE)
32     perror("unable to set sample size");
33   /* 设置采样时的通道数目 */
34   arg = CHANNELS;
35   status = ioctl(fd, SOUND_PCM_WRITE_CHANNELS, &arg);
36   if (status == - 1)
37     perror("SOUND_PCM_WRITE_CHANNELS ioctl failed");
38   if (arg != CHANNELS)
39     perror("unable to set number of channels");
40   /* 设置采样率 */
41   arg = RATE;
42   status = ioctl(fd, SOUND_PCM_WRITE_RATE, &arg);
43   if (status == - 1)
44     perror("SOUND_PCM_WRITE_WRITE ioctl failed");
45   /* 循环，直到按下Control-C */
46   while (1)
47   {
48     printf("Say something:\n");
49     status = read(fd, buf, sizeof(buf)); /* 录音 */
50     if (status != sizeof(buf))
51       perror("read wrong number of bytes");
52     printf("You said:\n");
53     status = write(fd, buf, sizeof(buf)); /* 放音 */
54     if (status != sizeof(buf))
55       perror("wrote wrong number of bytes");
56     /* 在继续录音前等待放音结束 */
57     status = ioctl(fd, SOUND_PCM_SYNC, 0);
58     if (status == - 1)
59       perror("SOUND_PCM_SYNC ioctl failed");
60   }
61 }