Некий разработчик объявил о запуске проекта KLANG по созданию новой аудиоподсистемы для ядра Linux и FreeBSD. KLANG должен предоставить пользователям профессиональное качество работы с аудиоматериалом, минимальные задержки и минимальную загрузку ЦП при обработке звука.
Архитектурно проект представляет собой прозрачную и эффективную систему маршрутизации звуковых данных, равноправными узлами которой являются звуковая карта и программные обработчики. Каждый узел является либо источником, либо приемником, при этом имеются широкие возможности для описания всевозможных топологий маршрутов.
Что не устраивает автора проекта в существующих аудиосистемах?
- ALSA не имеет поддержки микшировавния, даже при использовании dmix.
- JACK слишком сильно загружает ЦП.
- PulseAudio все еще требует RealtimeKit для работы.
- ESD - не для обычного домашнего использования.
- OSS не поддерживает MIDI-синтезаторы, слишком быстро расходует батарею. Зато имеет прекрасный API.
Почему аудиосистема помещена внутрь ядра? Во-первых, это единственный благоразумный вариант. Для аудиопотока наиважнейшим параметром является время задержки. Даже при коротких на первый взгляд задержках восприятие такого звука ухом неприятно. Например, для видеосистемы задержки даже в 20 мс трудно различимы, а для звука уже 4 мс - это слишком много.
При низком времени задержки требуется работа с более коротким буфером данных, что усложняет процесс конфигурации планировщика процессов. Имеющиеся аудиосистемы, работающие на пользовательском уровне, запускаются с realtime-приоритетом. Если процессов-обработчиков аудиоданных немного, то все будет работать хорошо, но с увеличением их числа нагрузка на ЦП вырастет в разы. Помещение аудиоподсистемы в ядро во многом помогает в решении проблемы и позволяет реализовать собственный эффективный планировщик. К тому же ядро - прекрасный и удобный уровень абстракции над оборудованием, не нужно самому заботиться о деталях.
Существующая аудиоподсистема ALSA позволяет прямо воздействовать на аудиоустройство с пользовательского уровня. Представьте, что подсистема по работе с сетью передает на пользовательский уровень пакеты в сыром виде, которые обрабатывает либо демон, либо отдельный процесс, целиком и полностью обладающий правами на единоличное использование интерфейса. Нужна ли вам такая система?
API разрабатываемой аудиоподсистемы будет изначально подразумевать правильную работу со звуком:
- open(2) - обращение к одной из конечных точек;
- ioctl(2) - конфигурация работы с конечной точкой;
- write(2) - запись аудиоданных;
- read(2) - получение аудиоданных.
Очень сильно напоминает OSS. Да, подобный OSS-совместимый API будет предоставлен KLANG для пользовательского уровня. Данный API, конечно, ни для кого не станет открытием, но он достоин повторного использования и дальнейшего расширения.
На данный момент KLANG еще слишком нестабилен для внедрения и опробования. И разработчик не собирается выпускать его для всех на слишком ранней стадии. По адресу вскоре можно ожидать появления дополнительной информации и официального баг-трекера проекта.
