Waveform Audio 驱动(Wavedev2)之：WAV API模拟

 原文地址：http://blog.csdn.net/jinhaijian/article/details/5525414#

Waveform Audio 驱动(Wavedev2)之：WAV API模拟

 

Waveform 驱动对Windows Mobile来说是一个非常重要的驱动，控制着所有有关声音的操作，包括喇叭、耳机、麦克、听筒等。
    要想对驱动的整个架构和流程都非常的了解，我们必须从上层来入手，需要知道上层的API是如何调用到驱动的，其数据结构是如何封装的。由于微软不提供中间层的代码，只能只是自己去猜测。这篇文章就是去模仿WAV API的实现方法的。顺便提及下，之前几个开发人员还讨论过微软的半开放模式和Android的完全开源模式哪个更好。先做个总结。

完全开源优点:

1. 添加新功能容易：比如做Android双卡双待就比Windows Mobile容易的多，之前做Windows Mobile双卡的项目时，那真是非常的痛苦，微软没有接口，只能自己想尽一起方法往微软原有的程序中去插入新的功能，想COM接口，Dll注入，窗口Hook等等，能用的变态方法都用上了。花的时间的很大部分都是在寻找插入功能的方法上，而不是实现另一张卡的功能上。而Android就十分简单了，直接在原有的代码上增加代码就行。

2. 开发人员很容易了解整个架构和流程

微软的半开放模式优点：

1. 易维护: 由于微软的中间层都是以dll形式封装好的，开发人员不能去修改，只能按照微软的接口去做，当微软从Windows Mobile 5.0升级到Windows Mobile 6.0的时候，BSP不需要做任何修改就可以在新的系统上用，软件也是如此。而Android的完全开源模式，开发人员会去修改中间层，Android的版本号从1.5,1.6,2.0再到2.1，不断的进行升级，其中间层也在改变中，添加了某些功能，优化了某些部分。像我们公司做Android的从1.5升级到1.6就花了很长的时间。不仅驱动要修改，应用也都需要做修改。

先不谈这个，回到正题。

    微软上层的WAV API分为waveOut和waveIn两套，表一中，我只列了部分的wave out API。由于wave In相对于wave Out比较简单，wave In就不做讲解了。

 

waveOutGetNumDevs	Retrieves the number of waveform output devices present in the system.
waveOutGetPitch	Queries the current pitch setting of a waveform output device.
waveOutGetPlaybackRate	Queries the current playback rate setting of a waveform output device.
waveOutGetPosition	Retrieves the current playback position of the specified waveform output device.
waveOutGetProperty	Queries the value of a specific property in a property set for waveform audio output.
waveOutGetVolume	Queries the current volume setting of a waveform output device.
waveOutMessage	Sends messages to the waveform output device drivers.
waveOutOpen	Opens a specified waveform output device for playback.

表一：WaveOut部分函数

Wave Out API是如何调用的驱动部分的呢？现在就来一步步的模拟来实现wave Out API。先看下waveOutOpen的函数参数

 

 

[cpp] view plaincopy

1. MMRESULT waveOutOpen(  
2.   LPHWAVEOUT phwo,  
3.   UINT uDeviceID,  
4.   LPWAVEFORMATEX pwfx,  
5.   DWORD dwCallback,  
6.   DWORD dwInstance,  
7.   DWORD fdwOpen  
8.   
9. );  

 

其中phwo是我们要返回的WAVEOUT对象的句柄，uDeviceID指设置的ID号，一般情况下设置为0就可以，pwfx是声音格式的描述，dwCallback的通知，可以是回调函数，也可以是事件或者窗体消息，主要通过fdwOpen来指定其类型。具体看waveOutOpen的SDK帮助文档。

在WaveApi中的工作就是把waveOutOpen中的参数封装起来，然后发到Wave驱动中想要的结构，下面是waveOutOpen的调用流程。

1. Wave Api中封装结构

2. 调用Wavedev2的 WAV_IOControl函数，调用IOCTL_WAV_MESSAGE分支。

3. 调用HandleWaveMessage的WODM_OPEN分支

HandleWaveMessage需要传入两个参数，其中一个是PMMDRV_MESSAGE_PARAMS，另一个是函数执行的结果pdwResult,见HandleWaveMessage原型和MMDRV_MESSAGE_PARAMS结构体定义。

BOOL HandleWaveMessage(PMMDRV_MESSAGE_PARAMS pParams, DWORD *pdwResult)

 

 

[cpp:nogutter] view plaincopy

1. BOOL HandleWaveMessage(PMMDRV_MESSAGE_PARAMS pParams, DWORD *pdwResult)  
2. typedef struct {  
3.     UINT uDeviceId;  
4.     UINT uMsg;  
5.     DWORD dwUser;  
6.     DWORD dwParam1;  
7.     DWORD dwParam2;  
8. } MMDRV_MESSAGE_PARAMS, *PMMDRV_MESSAGE_PARAMS;  
9. MMRESULT waveOutMessage(  
10.   HWAVEOUT hwo,   
11.   UINT uMsg,   
12.   DWORD dw1,   
13.   DWORD dw2   
14. );   

 

其中参数dwUser指向Wavedev2驱动的StreamContext对象指针，如果调用的是waveOutOpen，则dwUser做出传出参数，来保存StreamContext对象，否则就是作为传入参数。waveOutMessage的uMsg会传入驱动变成MDRV_MESSAGE_PARAMS中的uMsg, 同样的dw1变dwParam1，dw2变dwParam2，所以的上层调用都是调用waveOutMessage这个函数实现的。

 

好了，现在我们来开始显示吧。HWAVEOUT要么直接指向对象，要么是对象的在数组中的索引。我们只是模拟，所以把HWAVEOUT直接指向对象。

先定义一个CWAVEOut对象，来保存必要的数据，其他几个参数就不做解释了，我们看m_hWave和m_pStream，m_hWave是来保存打开Wave驱动CreateFile返回的句柄，而m_pStream是保存创建的StreamContext对象的。

 

 

[cpp] view plaincopy

1. class CWAVEOut  
2. {  
3. public:  
4.     MMRESULT open();  
5.   
6. private:  
7.     DWORD m_dwCallback;  
8.     DWORD m_dwInstance;  
9.     UINT m_uDeviceID;  
10.     DWORD m_fdwOpen;  
11.     WAVEFORMATEX m_wfx;  
12.     HANDLE m_hWave;  
13.     LPVOID  m_pStream;  
14. };  

 

好，现在我们来模拟waveOutOpen的实现。在waveOutOpen中，只是新建一个CWAVEOut对象，然后把外部传入的数据保存到这个对象中，最后调用open来打开音频设备。代码如下：

 

 

[cpp] view plaincopy

1. MMRESULT waveOutOpen(  
2.                      LPHWAVEOUT phwo,  
3.                      UINT uDeviceID,  
4.                      LPWAVEFORMATEX pwfx,  
5.                      DWORD dwCallback,  
6.                      DWORD dwInstance,  
7.                      DWORD fdwOpen  
8.                      )  
9. {  
10.     CWAVEOut pWaveOut = new CWAVEOut;  
11.     pWaveOut->m_dwCallback = dwCallback;  
12.     pWaveOut->m_fdwOpen = fdwOpen;  
13.     pWaveOut->m_wfx = *pwfx;  
14.       
15.     *pwfx = pWaveOut;  
16.       
17.     phwo = (LPHWAVEOUT)pWaveOut;  
18.     return pWaveOut->open();  
19. }  

 

Open函数封装WAVEOPENDESC作为waveOutMessage的第一个传入参数，第二个参数是m_fdwOpen。

 

 

[cpp] view plaincopy

1. MMRESULT CWAVEOut::open()  
2. {  
3.     MMRESULT mmResult;  
4.     m_hWave = CreateFile(L"WAV1:", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE,   
5.         NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL);  
6.       
7.     WAVEOPENDESC waveOpenDesc;  
8.     waveOpenDesc.hWave = HWAVE(this);  
9.     waveOpenDesc.lpFormat = &m_wfx;  
10.     waveOpenDesc.dwInstance = m_dwInstance;  
11.     waveOpenDesc.uMappedDeviceID = 0;  
12.     waveOpenDesc.dwCallback = m_dwCallback;  
13.   
14.     return waveOutMessage((HWAVEOUT)this, WODM_OPEN, &waveOpenDesc, m_fdwOpen);  
15. }  

 

waveOutMessage的工作就是只要把uMsg,dw1,dw2封装到MMDRV_MESSAGE_PARAMS结构体，然后调用DeviceIoControl调用驱动的IO Control。这里有一点需要注意，如果uMsg是WODM_OPEN，也就是打开音频流的操作的时候，把&pWaveOut->m_pStream作为参数传入，因为在底层通过调用OpenStream，传入指针的指针，来保存对象的。

pDeviceContext->OpenStream((LPWAVEOPENDESC)dwParam1, dwParam2, (StreamContext **)dwUser);

 

 

 

 

[cpp] view plaincopy

1. MMRESULT waveOutMessage(  
2.                         HWAVEOUT hwo,   
3.                         UINT uMsg,   
4.                         DWORD dw1,   
5.                         DWORD dw2   
6.                         )  
7. {  
8.     CWAVEOut * pWaveOut = (CWAVEOut *)hwo;  
9.     MMDRV_MESSAGE_PARAMS paramInput;  
10.     paramInput.dwParam1 = dw1;  
11.     paramInput.dwParam2 = dw2;  
12.       
13.     if(WODM_OPEN == uMsg)  
14.         paramInput.dwUser = (DWORD)&pWaveOut->m_pStream;  
15.     else  
16.         paramInput.dwUser = (DWORD)pWaveOut->m_pStream;  
17.       
18.     paramInput.uMsg = uMsg;  
19.   
20.     MMRESULT    dwOutput = 0;  
21.       
22.     if(!DeviceIoControl(pWaveOut->m_hWave, IOCTL_WAV_MESSAGE, ¶mInput, sizeof(paramInput), &dwOutput, sizeof(dwOutput), NULL, NULL))  
23.     {  
24.         return MMSYSERR_ERROR;  
25.     }  
26.       
27.     return dwOutput;  
28. }  

 

我们现在模拟实现了waveOutMessage,那么其他一些函数的实现要比waveOutOpen更加的简单。如WaveOutReset和waveOutSetVolume，只要调用下waveOutMessage就可以了。

 

[cpp:nogutter] view plaincopy

1. MMRESULT waveOutReset(  
2.                       HWAVEOUT hwo   
3.                       )  
4. {  
5.     return waveOutMessage(hwo, WODM_RESET, 0, 0);  
6. }  
7.   
8. MMRESULT waveOutSetVolume(  
9.                           HWAVEOUT hwo,   
10.                           DWORD dwVolume   
11.                           )  
12. {  
13.     return waveOutMessage(hwo, WODM_SETVOLUME, dwVolume, 0);  
14. }  

 

对于上层来说，只是简单的进行了下封装。当然我的封装里面还没有考虑到具体的一些东西，如callback函数是怎么返回的，如函数调用是hwo为空，是怎么样的，也没有对错误进行处理。

下面是播放一个wave声音的函数，从代码中去解析

 

 

 

[cpp] view plaincopy

1. MMRESULT  
2. PlayFile(LPCTSTR pszFilename)  
3. { MMRESULT mr;  
4.   DWORD dwBufferSize;  
5.   PBYTE pBufferBits = NULL;  
6.   PWAVEFORMATEX pwfx = NULL;  
7.   DWORD dwSlop;  
8.   DWORD dwWait;  
9.   DWORD dwDuration;  
10.   
11.     HANDLE hevDone = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);  
12.     if (hevDone == NULL) {  
13.         return MMSYSERR_NOMEM;  
14.     }  
15.   
16.     mr = ReadWaveFile(pszFilename,&pwfx,&dwBufferSize,&pBufferBits);  
17.     MRCHECK(mr, ReadWaveFile, ERROR_READ);  
18.   
19.     // Note: Cast to UINT64 below is to avoid potential DWORD overflow for large (>~4MB) files.  
20.     dwDuration = (DWORD)(((UINT64)dwBufferSize) * 1000 / pwfx->nAvgBytesPerSec);  
21.   
22.     HWAVEOUT hwo;  
23.     mr = waveOutOpen(&hwo, WAVE_MAPPER, pwfx, (DWORD) hevDone, NULL, CALLBACK_EVENT);  
24.     MRCHECK(mr, waveOutOpen, ERROR_OPEN);  
25.   
26.     WAVEHDR hdr;  
27.     memset(&hdr, 0, sizeof(hdr));  
28.     hdr.dwBufferLength = dwBufferSize;  
29.     hdr.lpData = (char *) pBufferBits;  
30.   
31.     mr = waveOutPrepareHeader(hwo, &hdr, sizeof(hdr));  
32.     MRCHECK(mr, waveOutPrepareHeader, ERROR_PLAY);  
33.   
34.     mr = waveOutWrite(hwo, &hdr, sizeof(hdr));  
35.     MRCHECK(mr, waveOutWrite, ERROR_PLAY);  
36.   
37.     // wait for play + 1 second slop  
38.     dwSlop = 1000;  
39.     dwWait = WaitForSingleObject(hevDone, dwDuration + dwSlop);  
40.     if (dwWait != WAIT_OBJECT_0) {  
41.         // not much to here, other than issue a warning  
42.         RETAILMSG(1, (TEXT("Timeout waiting for playback to complete/r/n")));  
43.     }  
44.   
45.     mr = waveOutUnprepareHeader(hwo, &hdr, sizeof(hdr));  
46.     MRCHECK(mr, waveOutUnprepareHeader, ERROR_PLAY);  
47.   
48. ERROR_PLAY:  
49.     mr = waveOutClose(hwo);  
50.     MRCHECK(mr, waveOutClose, ERROR_OPEN);  
51.   
52. ERROR_OPEN:  
53.     delete [] pBufferBits;  
54.     delete [] pwfx;  
55.   
56. ERROR_READ:  
57.     CloseHandle(hevDone);  
58.     return mr;  
59. }  

 

先调用waveOutOpen初始化音频流。在调用waveOutPrepareHeader准备好数据头，告诉驱动要播放多大的数据，在驱动中waveOutPrepareHeader 调用WODM_PREPARE分支，一般情况下驱动没有去实现WODM_PREPARE，直接返回MMSYSERR_NOTSUPPORTED。准备好Header后，调用waveOutWrite写出buffer。

 

 

好了，就写到这里，如有错误之处，请更正。