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1、libmad 是一个开源 mp3 解码库，其对 mp3 解码算法做了很多优化，性能较好，很多播放器如 mplayer 、xmms 等都是使用这个开源库进行解码的；如果要设计mp3 播放器而又不想研究mp3 解码算法的话， libmad 是个不错的选择，可是问题来了：libmad 配套的相关文档太少，可以说几乎没有，只有一个示例程序minimad.c ，但没有一定经验的人根本不知道怎么编译这个minimad.c ，就算是编译了也不知道怎么运行、怎么播放mp3；网上讲 libmad 和 minimad.c 的文章很多，但能解释清楚的少之又少，大家都是抄来抄去， 要么是不懂装懂， 要么是懂了一点就自
2、以为精通了，这样一来的结果是：在网上搜两天也弄不明白libmad 究竟怎么使用。所幸手里有 Altera 公司的一个工程， 借助对该工程的分析、 minimad.c 中少的可怜的注释和网上搜索的Linux 音频方面的相关知识，反复思考编码，总算把libmad 库用起来了，现记录一下其使用方法，在帮助别人的同时也方便自己回头查询。 在开始之前，最好先把mp3 文件格式和 Linux 音频编程方面的知识先学习一下，不然后面有的东西可能听不懂，还有就是一定要熟悉Linux 系统，后面的代码都是在 linux 系统中用 gcc 编译的，在 Windows 下不能用的。首先看下面几个问题， 这也是我一开
3、始最迷惑的， 弄明白这几个问题了， 也就对 libmad库的使用相当熟悉了：1. minimad.c 怎么编译？编译后怎么运行？运行时的输入输出分别是什么，或者说运行时什么效果？2. 怎样播放 minimad 输出的数据？或者说怎么播放解码后的数据？3. minimad 运行时， mp3 数据来源是标准输入，能不能改为从文件中读入数据？该怎么改？4. minimad 运行时首先要将整个mp3 文件读入内存，能不能改成边解码边读入的形式， 比如每次读入 16K，解码完再读入 16K，而又不影响播放的连贯性，这样可以节省内存开销，方便在嵌入式系统中使用；5. 怎样用 libmad 做一个简单的 m
4、p3 播放器 ? 一个一个来讲吧。1. minimad.c 怎么编译？编译后怎么运行？运行时的输入输出分别是什么，或者说运行时什么效果？在 Linux 下(我前面说了，本文所有的工作都是在Linux 进行)先安装 libmad ，说白了就是把 libmad 库导入 C 标准库，安装方法见 libmad-0.15.1b 中的README 和 INSTALL 文件。 安装 libmad 后，新建一个文件夹，将libmad-0.15.1b 中的 minimad.c 和mad.h 复制过来， 用 gcc 编译 minimad.c ，编译命令为 (假设要生成的可执行程序为minimad) ： gcc -
5、o minimad 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 12 页 - - - - - - - - - minimad.c -lmad minimad 程序从标准输入读入mp3 文件，然后将解码后的音频数据送到标准输出， 我们可以用重定向的方式从文件中读入数据并将结果写至文件，命令如下：./minimad tmp.pcm2. 怎样播放 minimad 输出的数据？或者说怎么播放解码后的数据？假设你有 Linux 音频编程方面的基础的话， 这个应该不成问题， 如果
6、没有也没关系，在 Linux 的设计理念中，一切皆是文件，音频设备也是文件，只需要打开/dev/dsp （音频设备 )这个文件，然后将解码后的数据写入这个文件即可实现播放，新建pcmplay.c 文件，拷入如下代码：#include #include #include #include #include #include int main(int argc, char *argv) int id, fd, i; char buf1024; int rate; /*simple rate 44.1KHz*/ int format; /*quatize args*/ int channels; /
7、*sound channel*/ if(argc != 2) fprintf(stderr, usage : %s n, argv0); exit(-1); if(fd = open(argv1, O_RDONLY) fpos flen) unproc_data_size = stream-bufend - stream-next_frame; memcpy(mp3fp-fbuf, mp3fp-fbuf+mp3fp-fbsize-unproc_data_size, unproc_data_size); copy_size = BUFSIZE - unproc_data_size; if(mp3
8、fp-fpos + copy_size mp3fp-flen) copy_size = mp3fp-flen - mp3fp-fpos; fread(mp3fp-fbuf+unproc_data_size, 1, copy_size, mp3fp-fp); mp3fp-fbsize = unproc_data_size + copy_size; mp3fp-fpos += copy_size; /*Hand off the buffer to the mp3 input stream*/ mad_stream_buffer(stream, mp3fp-fbuf, mp3fp-fbsize);
9、ret_code = MAD_FLOW_CONTINUE; else 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 12 页 - - - - - - - - - ret_code = MAD_FLOW_STOP; return ret_code; 注意：在上面的代码中涉及到了断桢问题，即一桢跨了两个BUFSIZE ，这时候应该将缓冲区中的剩余数据先移至缓冲区头部，然后再从文件中读出数据填充缓冲区。5. 怎样用 libmad 设计一个简单的 mp3 播放器 ? 修改 ou
10、tput() 函数。 我在上面说过了， 解码后的数据通过output() 函数进行处理， 在 minimad.c 中 output() 函数直接将解码后的数据送到标准输出，其实只要将这里修改为送到音频设备就可以实现播放了。还有一点需要说明的是： mp3 文件的采样率不是固定不变的，解码后的数据中包括采样率，在播放过程中，一旦采样率发生变化，要重新设置一下音频设备。新建一个 mp3player.c 文件，然后将下面的代码复制进去，编译生成mp3player ， 这就是一个简单的mp3 播放器了，可以用 ./mp3player 1.mp3命令来播放 1.mp3 文件。#include #inclu
11、de #include #include #include #include #include #include #include #include mad.h #define BUFSIZE 8192 /* * This is a private message structure. A generic pointer to this structure * is passed to each of the callback functions. Put here any data you need * to access from within the callbacks. */ 名师资料
12、总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 12 页 - - - - - - - - - struct buffer FILE *fp; /*file pointer*/ unsigned int flen; /*file length*/ unsigned int fpos; /*current position*/ unsigned char fbufBUFSIZE; /*buffer*/ unsigned int fbsize; /*indeed size of buf
13、fer*/ ; typedef struct buffer mp3_file; int soundfd; /*soundcard file*/ unsigned int prerate = 0; /*the pre simple rate*/ int writedsp(int c) return write(soundfd, (char *)&c, 1); void set_dsp() int format = AFMT_S16_LE; int channels = 2; soundfd = open(/dev/dsp, O_WRONLY); ioctl(soundfd, SNDCTL_DSP
14、_SETFMT, &format); ioctl(soundfd, SNDCTL_DSP_CHANNELS, &channels); /* * This is perhaps the simplest example use of the MAD high-level API. * Standard input is mapped into memory via mmap(), then the high-level API * is invoked with three callbacks: input, output, and error. The output * callback co
15、nverts MADs high-resolution PCM samples to 16 bits, then * writes them to standard output in little-endian, stereo-interleaved 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 12 页 - - - - - - - - - * format. */ static int decode(mp3_file *mp3fp); int main(int ar
16、gc, char *argv) long flen, fsta, fend; int dlen; mp3_file *mp3fp; if (argc != 2) return 1; mp3fp = (mp3_file *)malloc(sizeof(mp3_file); if(mp3fp-fp = fopen(argv1, r) = NULL) printf(cant open source file.n); return 2; fsta = ftell(mp3fp-fp); fseek(mp3fp-fp, 0, SEEK_END); fend = ftell(mp3fp-fp); flen
17、= fend - fsta; if(flen fp, 0, SEEK_SET); fread(mp3fp-fbuf, 1, BUFSIZE, mp3fp-fp); mp3fp-fbsize = BUFSIZE; mp3fp-fpos = BUFSIZE; mp3fp-flen = flen; set_dsp(); decode(mp3fp); close(soundfd); fclose(mp3fp-fp); return 0; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页
18、，共 12 页 - - - - - - - - - /* * This is the input callback. The purpose of this callback is to (re)fill * the stream buffer which is to be decoded. In this example, an entire file * has been mapped into memory, so we just call mad_stream_buffer() with the * address and length of the mapping. When thi
19、s callback is called a second * time, we are finished decoding. */ static enum mad_flow input(void *data, struct mad_stream *stream) mp3_file *mp3fp; int ret_code; int unproc_data_size; /*the unprocessed datas size*/ int copy_size; mp3fp = (mp3_file *)data; if(mp3fp-fpos flen) unproc_data_size = str
20、eam-bufend - stream-next_frame; memcpy(mp3fp-fbuf, mp3fp-fbuf+mp3fp-fbsize-unproc_data_size, unproc_data_size); copy_size = BUFSIZE - unproc_data_size; if(mp3fp-fpos + copy_size mp3fp-flen) copy_size = mp3fp-flen - mp3fp-fpos; fread(mp3fp-fbuf+unproc_data_size, 1, copy_size, mp3fp-fp); mp3fp-fbsize
21、= unproc_data_size + copy_size; mp3fp-fpos += copy_size; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 12 页 - - - - - - - - - /*Hand off the buffer to the mp3 input stream*/ mad_stream_buffer(stream, mp3fp-fbuf, mp3fp-fbsize); ret_code = MAD_FLOW_CONTINUE; els
22、e ret_code = MAD_FLOW_STOP; return ret_code; /* * The following utility routine performs simple rounding, clipping, and * scaling of MADs high-resolution samples down to 16 bits. It does not * perform any dithering or noise shaping, which would be recommended to * obtain any exceptional audio qualit
23、y. It is therefore not recommended to * use this routine if high-quality output is desired. */ static inline signed int scale(mad_fixed_t sample) /* round */ sample += (1L (MAD_F_FRACBITS + 1 - 16); /* * This is the output callback function. It is called after each frame of 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
24、- - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 12 页 - - - - - - - - - * MPEG audio data has been completely decoded. The purpose of this callback * is to output (or play) the decoded PCM audio. */ static enum mad_flow output(void *data, struct mad_header const *header, struct mad_pcm *
25、pcm) unsigned int nchannels, nsamples; unsigned int rate; mad_fixed_t const *left_ch, *right_ch; /* pcm-samplerate contains the sampling frequency */ rate= pcm-samplerate; nchannels = pcm-channels; nsamples = pcm-length; left_ch = pcm-samples0; right_ch = pcm-samples1; /* update the sample rate of d
26、sp*/ if(rate != prerate) ioctl(soundfd, SNDCTL_DSP_SPEED, &rate); prerate = rate; while (nsamples-) signed int sample; /* output sample(s) in 16-bit signed little-endian PCM */ sample = scale(*left_ch+); writedsp(sample 0) & 0xff); writedsp(sample 8) & 0xff); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -
27、 - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 12 页 - - - - - - - - - if (nchannels = 2) sample = scale(*right_ch+); writedsp(sample 0) & 0xff); writedsp(sample 8) & 0xff); return MAD_FLOW_CONTINUE; /* * This is the error callback function. It is called whenever a decoding * error occurs. The error
28、is indicated by stream-error; the list of * possible MAD_ERROR_* errors can be found in the mad.h (or stream.h) * header file. */ static enum mad_flow error(void *data, struct mad_stream *stream, struct mad_frame *frame) mp3_file *mp3fp = data; fprintf(stderr, decoding error 0x%04x (%s) at byte offs
29、et %un, stream-error, mad_stream_errorstr(stream), stream-this_frame - mp3fp-fbuf); /* return MAD_FLOW_BREAK here to stop decoding (and propagate an error) */ return MAD_FLOW_CONTINUE; /* * This is the function called by main() above to perform all the 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -
30、- - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 12 页 - - - - - - - - - decoding. * It instantiates a decoder object and configures it with the input, * output, and error callback functions above. A single call to * mad_decoder_run() continues until a callback function returns * MAD_FLOW_STOP (to stop decodi
31、ng) or MAD_FLOW_BREAK (to stop decoding and * signal an error). */ static int decode(mp3_file *mp3fp) struct mad_decoder decoder; int result; /* configure input, output, and error functions */ mad_decoder_init(&decoder, mp3fp, input, 0 /* header */, 0 /* filter */, output, error, 0 /* message */); /* start decoding */ result = mad_decoder_run(&decoder, MAD_DECODER_MODE_SYNC); /* release the decoder */ mad_decoder_finish(&decoder); return result; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 12 页 - - - - - - - - -
