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* sndio - OpenBSDの音声フレームワーク [#t571d65f]
RIGHT:EBUG 第66回会合 ~
2018年 8月25日、長岡市 ながおか市民センター ~
川俣吉広、kaw@on.rim.or.jp

**概要 [#xbc2884e]
[[sndio(7)>https://man.openbsd.org/sndio.7]]はOpenBSDで音声を統一的に扱うための仕組みで、Alexandre Ratchovらによって2008年リリースのOpenBSD 4.5に導入された。
現在は、FreeBSD/NetBSD/Linuxにも移植されている。

ALSA, JACK, OSS, PulseAudioなどの音声フレームワークと同様、sndioは音声を扱うハードウェアとアプリケーションとの橋渡しをする。
具体的には、sndioは以下のような機能を持っている。

-音声デバイスの共有
音声アプリケーションがデバイスに直接アクセスした場合単一のアプリケーションだけがアクセスできる。
sndioを介在させることで複数のアプリケーションが同時に音声を再生・収録できることを可能にする。

-音声のフォーマット変換を行う。
音声データの形式、サンプルレート、量子化ビット深度、チャンネル数などのパラメータが音声デバイスとアプリケーションとで異っていても、sndioで変換を行うことで支障なく使用できる。

-音源の制御を可能にする。
sndioは音声データそのもの以外に、起動・停止、音量制御、タイムコードなどをMIDIプロトコルを使用して伝送することができる。これにより、音源の制御を行うことができる。

-信号のルーティングを行う。
sndioサウンドサーバでは複数の音源をミックスしたり、あるいは複数の音声アプリケーションへ送出するなどのルーティング行う。
これらの伝送はネットワークを経由して、他ホストで稼動している音声デバイスやアプリケーションを使用することもできる。

**構成 [#z972347e]
以下に、OpenBSDでsndioフレームワークが動作している例を示す。
#ref(sndio.png);

:ハードウェア|様々な音声機器は、PC内の音声コーデックに接続される。コーデックはアナログ機器とのA/D, D/A変換や複数入出力のミキシングやファンアウト、そして各信号のレベル制御などをおこなう。

:デバイスドライバ|カーネル内には、コーデックに対応したデバイスドライバがあり、コーデックの機種毎の機能に対応した制御を行う。
例えばIntelのICH8 I/Oコントローラ・ハブは[[Intel(R) HD Audio規格のコーデック>http://www.vitalsparks.com/hdaudio.html]]を搭載しており、これに対応するドライバは、[[azalia(4)>https://man.openbsd.org/azalia.4]]である。
各コーデックに対応したドライバの上には[[audio(4)>https://man.openbsd.org/audio.4]]があり、これがユーザプロセスに対して一貫したAPIを提供する。
このレイヤーを参照・操作するツールとして[[audioctl(1)>https://man.openbsd.org/audioctl.1]]や[[mixerctl(1)>https://man.openbsd.org/mixerctl.1]]が提供されている。
 $ audioctl
 name=azalia0
 mode=play,record
 pause=0
 active=1
 nblks=8
 blksz=960
 rate=48000
 encoding=s16le
 play.channels=2
 play.bytes=3796930560
 play.errors=883200
 record.channels=2
 record.bytes=3796930560
 record.errors=552960
~
 $ mixerctl -v | sort
 inputs.dac-0:1=234,234 
 inputs.beep=119 
 inputs.beep_mute=off  [ off on ]
 inputs.dac-2:3=234,234 
 inputs.hp_source=sel6,mix6  { sel6 mix6 }
 inputs.mic2=0,0 
 inputs.mic3=0,0 
 inputs.mic3_source=sel7,mix6  { sel7 mix6 }
 inputs.mic=0,0 
 inputs.mix4_source=sel3,mix6  { sel3 mix6 }
 inputs.mix6_mic2=0,0 
 inputs.mix6_mic=0,0 
 inputs.mix6_source=mic,mic2  { mic mic2 }
 inputs.sel3_source=dac-0:1  [ dac-0:1 dac-2:3 ]
 inputs.sel4_source=dac-0:1  [ dac-0:1 dac-2:3 ]
 inputs.sel6_source=dac-0:1  [ dac-0:1 dac-2:3 ]
 inputs.sel7_source=dac-0:1  [ dac-0:1 dac-2:3 ]
 inputs.spkr_source=dac-2:3,mix6  { dac-2:3 mix6 }
 outputs.hp_boost=off  [ off on ]
 outputs.hp_mute=off  [ off on ]
 outputs.hp_sense=plugged  [ unplugged plugged ]
 outputs.master.mute=off  [ off on ]
 outputs.master.slaves=dac-0:1,dac-2:3,hp,spkr  { dac-0:1 dac-2:3 beep hp spkr mic3 mix6 mic3 }
 outputs.master=255,255 
 outputs.mic2_dir=input-vr80  [ none input input-vr0 input-vr50 input-vr80 input-vr100 ]
 outputs.mic3_dir=input-vr80  [ none output input input-vr0 input-vr50 input-vr80 input-vr100 ]
 outputs.mic3_mute=off  [ off on ]
 outputs.mic3_sense=unplugged  [ unplugged plugged ]
 outputs.mic_dir=input-vr80  [ none input input-vr0 input-vr50 input-vr80 input-vr100 ]
 outputs.mic_sense=plugged  [ unplugged plugged ]
 outputs.mix6=0,0 
 outputs.mix6_mute=off  [ off on ]
 outputs.spkr_boost=off  [ off on ]
 outputs.spkr_eapd=on  [ off on ]
 outputs.spkr_mute=on  [ off on ]
 outputs.spkr_muters=hp,mic3  { hp mic3 }
 record.adc-0:1=200,200 
 record.adc-0:1_mute=off  [ off on ]
 record.adc-0:1_source=mic  [ mic mic2 ]
 record.adc-2:3=200,200 
 record.adc-2:3_mute=off  [ off on ]
 record.adc-2:3_source=mic2  [ mic mic2 ]
 record.volume.mute=off  [ off on ]
 record.volume.slaves=adc-2:3,adc-0:1  { adc-2:3 adc-0:1 mic mic2 }
 record.volume=200,200 

:音声サーバ - [[sndiod(8)>https://man.openbsd.org/sndiod.8]]|sndioフレームワークの中核で、OpenBSDブート時に起動され、デフォルトの音声デバイス/dev/audio0へのアクセスを提供する。前節の「概要」で述べた機能の殆どは、このsndiodが持っている。

:ユーザコマンド - [[aucat(1)>https://man.openbsd.org/aucat.1]]|コマンドレベルでsndioにアクセスするためのツール。
aucatもsndiod同様、sndioの機能の殆どを提供する。
sndiodがデーモンとしてバックグラウンドで機能を提供するのに対し、aucatはユーザが直接オンライン、あるいはオフラインでsndioの機能を利用することを意図して作成されている。
例えば、aucatには処理を行う音声データをファイルから入力したり、ファイルへ出力したりする機能がある。
aucatコマンド自体はOpenBSD 2.0から存在し、sndioフレームワークが登場する以前のOpenBSD 4.3までは単に複数の音声ファイルを連結して再生する(concatenate and play audio files)コマンドだった。
OpenBSD 4.5でsndioフレームワークが登場した時点ではsndiodはなくaucatがデーモンの役目を追っていたが、OpenBSD 5.1以降はsndiodとaucatとに役割が分割された。

:音声アプリケーション|

**API [#ba4463c8]

**使用例 [#x7ebf0e4]

**情報源 [#fcd638e8]

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