C语言Linux设备编程——直接从/Dev读取

Question

我一直在用C语言创建数学波函数来制作声音。我的项目的下一步是从MIDI键盘控制器获取用户输入，以便将波形调制到不同的音高。

我最初认为这会相对简单，并且Linux会像处理其他文件一样允许我读取设备的原始数据流。

然而，研究表明我需要为MIDI控制器编写设备驱动程序。总的想法是，即使设备文件存在，内核也不知道在应用程序调用read()和write()等函数时执行哪些系统调用。

尽管有这些警告，我还是进行了一次实验。我插入了MIDI控制器并cat了“/dev/midi1”设备文件。一连串的空字符出现了，当我按下MIDI控制器上的一个键时，几个字节出现，对应于MIDI设备应输出的预期消息块。MIDI Protocol Info 所以我的问题是：

为什么cat的流会表现出这种方式？

这是否意味着我的系统已经安装了即插即用设备驱动程序？

我是否仍然需要编写设备驱动程序，还是可以像读取文件一样轻松地进行阅读？

非常感谢您在这些领域分享您的智慧。

- Kokopelli

---

我建议您在'C'程序中使用read()函数读取设备，而不是使用cat命令。您说您看到了“有效”的数据，为什么不确定一下呢？顺便说一句，必须已经存在一个设备驱动程序，否则您就不会有设备文件，也无法访问它。 - KevinDTimm

Answer 1

为什么“cat”命令读取流的行为会是这样呢？

因为这可能是控制器接收到的原始MIDI数据。空字节可能是某种同步计时信号。

这是否意味着我的系统已经安装了即插即用设备驱动程序？

是的。

然而，研究结果极力建议我为MIDI控制器编写一个设备驱动程序。总体思路是虽然设备文件可能存在，但内核不知道该执行哪些系统调用当我的应用程序调用像read()和write()这样的函数时。

<...>

我是否仍应编写设备驱动程序，还是可以像读取文件一样使用它？

我不确定你正在阅读什么或者你是如何得出结论的，但是这是错误的 :) 你已经有一个完美的MIDI控制器驱动程序安装在你的系统上 - 可以放心地使用它！

- user149341

Answer 2

您确定读取的是NUL字节而不是0xf8字节吗？因为0xf8是MIDI时间刻度状态，通常定期发送以保持乐器同步。请尝试使用od读取设备：

od -vtx1 /dev/midi1

如果你看到一堆0xf8，没关系。如果你不需要MIDI控制器发送的节奏信息，可以在控制器上禁用它，或者忽略那些0xf8状态字节。

此外，对于MIDI来说，请记住当前的MIDI状态通常只发送一次（为了节省字节），然后跟随所需的有效载荷字节。例如，弯音状态是字节0xeK（其中K是通道号，即0到15），其有效载荷是最低有效字节的7位，后跟最高有效字节的7位。因此，也许你有一个奇怪的控制器，你只看到某些状态的重复有效载荷，但任何不愚蠢的控制器都不会重复不必要的内容。

现在来看驱动程序：当你插入MIDI控制器时，请查看dmesg。如果你的OSS /dev/midi1 出现在你插入设备时（udev正在执行此任务），并且dmesg没有报错，你就不需要其他任何东西。 MIDI协议是另一种串行协议，具有固定的波特率并传输/接收字节。这没什么复杂的...只需从设备读取或写入即可完成。

唯一的问题是，在某些地方排队可能会导致音频延迟较大（如果你使用MIDI命令来控制实时音频，我认为这就是你要做的）。看起来这些设备主要用于系统独占消息，例如，从在线合成器下载一些补丁/预设，并使用MIDI将其上传到设备。在这种情况下，延迟并不重要。

此外，请查看在Linux上玩MIDI的ALSA方法。

- eepp

Answer 3

如果您不是在开发新的MIDI控制器硬件，那么您就不必担心为其编写驱动程序。安装硬件是用户的责任，供应商有义务提供驱动程序。

在Linux下，您只需读取文件。现在需要解释和利用数据。

- Spidey