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von Guido Socher (homepage)
Über den Autor:
Guido mag Linux nicht nur, weil es Spaß macht, die
großartigen Möglichkeiten, die dieses System bietet
zu entdecken, sondern auch wegen der Leute, die an seiner
Entwicklung beteiligt sind.
Übersetzt ins Deutsche von:
Guido Socher (homepage)
Inhalt:
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Midi mit Alsa
![[Illustration]](../../common/images/article259/miditux.gif)
Zusammenfassung:
Midi ist ein Dateiformat, das keinen ge-sampelten digitalen
Sound enthält, sondern eine Beschreibung, wie der Sound zu
erzeugen ist. Das ist vergleichbar mit einem Notenblatt, wo jede
Note einen Ton angibt. Mididateien sind daher sehr klein im
Vergleich zu wav Dateien.
Um Midi in Töne zu verwandeln, braucht man einen Midi
Synthesizer. Das ist ein Stück Hardware oder Software, in
dem digitale Soundsamples eines Instruments (z.B Klavier)
benutzt werden, um aus dem Midi Töne zu machen. Die
Soundsamples werden als "soundfont" bezeichnet.
Dieser Artikel erklärt, wie man Alsa (advanced linux sound
architecture) als Interface zu einem Midi Synthesizer benutzt.
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Einführung
Bis vor einigen Jahren konnte man bekannte Soundkarten wie
"Gravis UltraSound" oder "SoundBlaster Gold" in jedem
Computerladen finden. Beide Karten hatten interne Hardware-Midi-
Synthesizer. Leider kann man diese Karten nicht mehr kaufen.
Selbst wenn es sie gäbe, wären sie nutzlos, da es ISA
Bus Karten waren. Heutige Computer benutzen PCI Bus und haben
oft schon im Chipset auf dem Motherboard einen Soundchip. Kaum
einer dieser Chips unterstützt Midi Synthese. Ein Blick
auf die
Liste der von Alsa unterstützten Karten zeigt,
daß es sehr viele Karten gibt. Du wirst dich jetzt
vermutlich fragen, welche du kaufen sollst. Leider ist die
Entscheidung ganz einfach. Es gibt nur eine Karte, die man heute
im Computerladen findet, die auch Midi Synthese
unterstützt: Soundblaster live.
Wenn du keine Soundblaster live Karte hast, dann kann man Midi
Synthesis in Software emulieren und ich werde erklären
wie das geht.
Was man braucht
Alsa ist im Augenblick in einer Übergangsphase. Der
stabile Release ist 0.5 und wird langsam alt. Die Version 0.9
ist aber noch nicht ganz ausgereift. Wenn man Anwendungen mit
Midi benutzen möchte, dann braucht man im Augenblick noch
0.5, weil es kaum Anwendungen für 0.9 gibt und sich die
Programmierschnittstelle geändert hat. (Beachte: PCM
sampeled sound, wav Dateien, und Applikationen basierend auf
gesampeltem Sound sind kein Problem mit Version 0.9. Ich
spreche hier von Midi.)
Die Dateien für 0.5 sind:
Informationen darüber, wie man Alsa kompiliert, findet man
in der Alsa HOWTO (siehe Referenzen). Im Prinzip muß man
folgendes machen:
tar jxvf alsa-driver-0.5.12a.tar.bz2
cd alsa-driver-0.5.12a
./configure --with-sequencer=yes --with-oss=yes
--with-isapnp=no
make
make install
./snddevices
Das ist für den "driver" und "./configure;make;make
install" für den Rest.
Nach der Installation kann man die Module in den Kernel laden.
Für Soundblaster live (=emu10k1 Chip) ist das:
modprobe snd-card-emu10k1
modprobe snd-synth-emu10k1
modprobe snd-seq-midi
modprobe snd-pcm-oss
modprobe snd-mixer-oss
modprobe snd-seq-oss
Für andere Karten muß man einfach die ersten zwei
Zeilen durch das Modul für die entsprechende Karte
ersetzen (z.B snd-card-via686a für eine interne Karte
basierend auf dem via 686 Chip). Mandrake und Suse
unterstützen Alsa und dort kann man auch die
Hardwareerkennung und Konfiguration der Distribution benutzen
(harddrake und yast2). Falls du überhaupt keine Ahnung
hast, was für ein Chip in deinem Rechner steckt, dann
probier mal "lspci -v" (der lspci Befehl gehört zu einem
Paket namens pciutils).
Nun ist es Zeit zu testen, ob der Sound funktioniert.
Starte das Programm
alsamixer
und tippe "m" zum un-mute des master und pcm Kanals (un-mute =
nicht stummschalten). Mit den Pfeiltasten kann man die
Lautstärke einstellen. Mit Esc wird das Programm
verlassen.
![[alsamixer]](../../common/images/article259/alsamixer.gif)
Um die Einstellungen in /etc/asound.conf zu speichern, benutzt
man:
/usr/sbin/alsactl store
Nun kann man mit
play flute.wav
einen Flötenton hören. Falls nicht, gehe zu
/proc/asound und überprüfe /proc/asound/devices und
/proc/asound/oss-devices. Dort sollte es "mixer" und "digital
audio" geben (meine Dateien).
Das war ein Test der pcm oss Emulation und Sound im
allgemeinen. Weiter unten werde ich erklären, wie man mit
/etc/modules.conf alles automatisch machen kann. Der
nächste Schritt ist jedoch, Midi zum laufen zu bringen.
Midi
Wenn du eine Soundkarte mit internem Midi Synthesizer
(Soundblaster live) hast, dann muß man die "soundfonts"
(gesampelte Instrumente) in den Chip der Soundkarte laden. Wenn
du keine solche Karte hast, dann kannst du timidity installieren
(siehe Referenzen für einen URL zum Download) und timidity
als Alsa Midi Synthesizer benutzen. Für Programme, die
oberhalb von Alsa laufen, ist kein Unterschied zwischen dem
Hardware Synthesizer und timidity zu sehen.
Den Soundfont laden
Du solltest überprüfen, daß das Programm
sfxload (/bin/sfxload) installiert ist. Wenn nicht, dann
installiere es jetzt, Es ist Teil eines Paketes namens awesfx
(auf den CDs deiner Linuxdistribution oder http://mitglied.lycos.de/iwai/awedrv.html).
Als nächstes kopiere die Datei 8MBGMSFX.SF2 von deiner
Soundblaster Live CD
(/mnt/cdrom/AUDIO/Common/SFBANK/8MBGMSFX.SF2) nach
/etc/midi/8MBGMSFX.SF2. Der Soundfont wird mit folgendem Befehl
geladen:
/bin/sfxload /etc/midi/8MBGMSFX.SF2
Ein gutes Testprogramm ist pmidi (siehe Referenzen). Der Befehl
pmidi -l
sollte folgendes anzeigen:
Port Client name Port name
64:0 External MIDI 0 MIDI 0-0
65:0 Emu10k1 WaveTable Emu10k1 Port 0
65:1 Emu10k1 WaveTable Emu10k1 Port 1
65:2 Emu10k1 WaveTable Emu10k1 Port 2
65:3 Emu10k1 WaveTable Emu10k1 Port 3
Nun tippe
pmidi -p 65:0 test.mid
und du solltest Midi Sound hören.
TiMidity als Software Synthesizer
Lade TiMidity++-2.11.3.tar.gz (siehe Referenzen am Ende)
herunter und entpacke es (tar zxvf TiMidity++-2.11.3.tar.gz).
Editiere die Datei common.makefile.in. Hier kommentiert man die
CFLAGS Zeile für pentium gcc aus:
CFLAGS = -O3 -mpentium -march=pentium
-fomit-frame-pointer \
-funroll-all-loops -malign-double -ffast-math
Nun kann man timidity für verschiedene grafische
Oberflächen konfigurieren, aber wir sind hauptsächlich
an "--enable-alsaseq" interessiert. Es schadet aber nicht, wenn
man das Program auch über eine grafische Oberfläche
steuern kann:
./configure --enable-ncurses --enable-xaw
--enable-spectrogram --enable-xaw=dynamic
--enable-audio=oss,alsa --enable-alsaseq
--prefix=/usr/local/timidity-2.11.3
make
make install
Das installiert timidity nach /usr/local/timidity-2.11.3/bin, um
eine bereits existierende timidity Installation aus deiner
Linuxdistribution nicht zu überschreiben. Wir installieren
timidity hier selbst, weil ich keine einzige Distribution kenne,
die timidity für das alsaseq Interface konfiguriert
hat.
Für timidity braucht man auch Soundfonts. Diese nennen
sich hier "instrument files". Ein guter und kompletter Satz von
Instrumenten ist ziemlich groß (ca. 10Mb). Am
schnellsten kommst du an diese Dateien heran, wenn du sie aus
der timidity++ Installation deiner Linuxdistribution kopierst.
Oder z.B. von
timidity++-2.11.3-1.i386.rpm, Download für Redhat 7.3. Um
die Dateien von /usr/share/timidity/instruments nach
/usr/local/timidity-2.11.3/share/timidity/instruments zu
kopieren, benutzt man folgenden Befehl:
cd /usr
find share/timidity -print | cpio -dump
/usr/local/timidity-2.11.3
Nun können wir timidity testen:
/usr/local/timidity-2.11.3/bin/timidity -iA
-B2,8 -Os -EFreverb=0
TiMidity starting in ALSA server mode
set SCHED_FIFO
Opening sequencer port: 128:0 128:1
und dann pmidi -l:
Port Client name Port name
128:0 Client-128 TiMidity port 0
128:1 Client-128 TiMidity port 1
Voila, wir haben 2 Ports mit dem TiMidity Synthesizer.
Nun kann man mit
pmidi -p 128:0 test.mid
Musik erzeugen.
/etc/modules.conf
Zur automatischen Konfiguration und zum Laden der Module kann
man folgendes in /etc/modules.conf eintragen, falls man eine
Soundblaster live Karte hat:
alias char-major-116 snd
alias char-major-14 soundcore
alias snd-card-0 snd-card-emu10k1
alias sound-slot-0 snd-card-0
alias sound-service-0-0 snd-mixer-oss
alias sound-service-0-1 snd-seq-oss
alias sound-service-0-3 snd-pcm-oss
alias sound-service-0-8 snd-seq-oss
alias sound-service-0-12 snd-pcm-oss
alias midi snd-synth-emu10k1
below snd-seq-oss snd-synth-emu10k1
post-install snd-synth-emu10k1 /bin/sfxload
/etc/midi/8MBGMSFX.SF2 ; alsactl restore
# uncomment to save volume settings at shutdown:
#pre-remove snd-synth-emu10k1 alsactl store
Für eine andere Karte ohne Midi Synthesizer, z.B. eine
interne via686:
alias char-major-116 snd
alias char-major-14 soundcore
alias snd-card-0 snd-card-via686a
alias sound-slot-0 snd-card-0
alias sound-service-0-0 snd-mixer-oss
alias sound-service-0-3 snd-pcm-oss
alias sound-service-0-12 snd-pcm-oss
# restore original mixer:
post-install snd-card-via686a alsactl restore
# uncomment to save volume settings at shutdown:
#pre-remove snd-synth-emu10k1 alsactl store
Um timidiy automatisch während des Booten zu starten,
sollte man folgende Zeile in /etc/init.d/alsasound (diese Datei
wird mit dem Alsa Driver installiert, ist aber nicht aktiv. Mit
chkconfig kann sie für Runlevel 3+5 aktiviert werden)
einfügen:
echo "starting timidity"
timidiy=/usr/local/timidity-2.11.3/bin/timidity # do not
forget the "&" in the next line:
$timidity -iA -B2,8 -Os -EFreverb=0 > /dev/null &
Alsa und Midi nutzen
![[kmid]](../../common/images/article259/kmid_th.gif)
Wir haben oben schon das pmidi Programm benutzt, um
Midi Dateien abzuspielen. KDE enthält ein Programm namens
kmid (nicht zu verwechseln mit kmidi). Kmid kann man mit oder
ohne Alsa Unterstützung kompilieren. Redhat hat es nur
für OSS kompiliert. Mandrake und Suse nutzen Alsa. Man
kann die Mandrake Dateien unter Redhat benutzen.
Dieser Artikel ist auch ein vorbereitender Artikel für
andere Artikel über Musikprogramme. Wir werden z.B. einen
Artikel zu Jazz haben. Jazz ist ein Midi Sequencer und Editor.
Am Ende des Artikels findet sich eine Liste mit Referenzen zu
anderen Musikprogrammen.
Es gibt auch andere Programme wie timidiy (timidity -ig wird
z.B. timidity mit gtk Oberfläche starten) oder kmidi
(nicht kmid), die schon einen Software Synthesizer enthalten.
In diesem Fall braucht man auf Kernelebene kein Midi (ob in
Hardware oder durch timidity emuliert). Im allgemeinen ist es
jedoch besser, ein gemeinsames Midi API zu haben und nicht Midi
in jedem Programm neu zu implementieren.
Alsa durchläuft im Augenblick große
Veränderungen. Wie schon vorher gesagt, funktioniert
Version 0.9 mit den meisten Applikationen nicht. Die Version
0.5, wie sie hier besprochen wurde, hat jedoch auch Probleme.
Die OSS Sequencer Emulation (/dev/sequencer) funktioniert
nicht. Sie funktioniert nur mit Soundblaster AWE Karten, die
man nicht mehr kaufen kann. Das bedeutet, daß nur
Programme, die auch für Alsa geschrieben wurden,
funktionieren werden. Das wird sich hoffentlich mit Version 0.9
ändern. Dieser Artikel sollte aber auch in Zukunft noch
seinen Wert haben, wenn Version 0.9 weiter verbreitet ist, da
sich eigentlich nur "Kleinigkeiten" geändert haben. So
sind z.B. die Namen der Kernelmodule anders, aber das
grundsätzliche Vorgehen ist gleich.
Referenzen
Talkback für diesen Artikel
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![[LinuxFocus-icon]](../../common/images/logolftop_319x45.gif){kind=small}
![[kmid]](../../common/images/article259/kmid.gif)
Wir haben oben schon das pmidi Programm benutzt, um
Midi Dateien abzuspielen. KDE enthält ein Programm namens
kmid (nicht zu verwechseln mit kmidi). Kmid kann man mit oder
ohne Alsa Unterstützung kompilieren. Redhat hat es nur
für OSS kompiliert. Mandrake und Suse nutzen Alsa. Man
kann die Mandrake Dateien unter Redhat benutzen. 