History of EBUG勉強会/20180825_sndio (No. 2)

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  • 1 (2018-08-18 (Sat) 13:21:37)
  • 2 (2018-08-18 (Sat) 15:11:57)
  • 3 (2018-08-18 (Sat) 18:42:50)
  • 4 (2018-08-18 (Sat) 23:06:27)
  • 5 (2018-08-19 (Sun) 12:41:40)
  • 6 (2018-08-20 (Mon) 12:04:53)
  • 7 (2018-08-20 (Mon) 17:45:29)
  • 8 (2018-08-21 (Tue) 02:40:27)
  • 9 (2018-08-24 (Fri) 12:13:46)
  • 10 (2018-08-24 (Fri) 14:16:12)
  • 11 (2018-08-26 (Sun) 11:49:42)

sndio - OpenBSDの音声フレームワーク†

概要†

sndioはOpenBSDで開発された音声を扱うための仕組みで、2008年にAlexandre RatchovらによってOpenBSD 4.5に導入された。 現在は、FreeBSD/NetBSD/Linuxにも移植されている。

sndioは他のオーディオフレームワーク(ALSA, JACK, OSS, PulseAudioなど)と同様、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、以下のような機能を持っている。

• 音声デバイスを直接アクセスした場合、デバイスにアクセスできるは単一のアプリケーションだけ。 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†

以下に、OpenBSDでsndioフレームワークが動作している例を示す。

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ICHxxチップはHD Audio規格に準拠しており、これに対応するドライバは、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)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)や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 

オーディオサーバ - sndiod

ユーザコマンド - aucat

音声アプリケーション

API†

使用例†

報源†