Gentoon ALSA-ohje

1.  Johdanto

Mikä on ALSA?

ALSA, eli Advanced Linux Sound Architecture, sisältää Linuxin ääni- ja MIDI-toiminnallisuudet. ALSA on Linuxin ydinten 2.6-versioiden oletusarvoinen ääniajurijärjestelmä, joka korvaa 2.4-ytimissä käytety OSSin, eli Open Sound Systemin.

ALSA sisältää ajurit laajalle valikoimalle rajapintoja kuluttajakorteista ammattimaiisin laitteistoihin. Ajurit ovat moniajoturvalliset ja taaksepäin yhteensopivat OSSin kanssa. ALSAan sisältyy käyttäjäkirjasto alsa-lib, jonka avulla ohjelmointi on helpompaa.

ALSA Gentoossa

Aiemmin Gentoossa on ollut kaksi eri tapaa asentaa ALSA-tuki: ytimen ALSAna ja erillisenä ajuripakettina. Ajuripaketista on sittemmin luovuttu ja nykyään käytetään vain ytimen mukana tulevia ALSA-ajureita.

Jos tarvitset vielä alsa-driver-pakettia, ilmoita Gentoon ALSA-ylläpitäjille mikseivät ytimen ajurit kelpaa. Mukaan tulee liittää tarkat virhelokit jne.

2.  ALSAn asennus

Ennen aloittamista

Ennen asentamista pitää tietää minkälaiset ajurit äänikortti vaatii. Lspci-komento auttaa tiedon löytämisessä. Lspci on paketissa sys-apps/pciutils, joka pitää tietenkin asentaa ennen sen käyttämistä. Jos käytössä on USB-äänikortti, lsusb-komento paketista sys-apps/usbutils saattaa olla avuksi. ISA-pohjaisille korteille voi käyttää sys-apps/isapnptools-paketin ohjelmia. Seuraavilla sivuilla on lisävinkkejä ISA-pohjaisten korttien käyttäjille.

• The ISAPNPTOOLS Page
• LinuxJournal PnP Article
• TLDP Sound HowTo

Seuraavaksi selvitellään äänikorttia:

# lspci -v | grep -i audio
0000:00:0a.0 Multimedia audio controller: Creative Labs SB Live! EMU10k1 (rev 06)

Tästä näkee, että äänikortti on Sound Blaster Live! ja sen on tehnyt Creative Labs. Nyt sivuilta ALSA Soundcard Matrix löytyy Creative Labs. Seuraavalla sivulla on Creative Labsin tekemien korttien taulukko, josta näkee että se käyttää emu10k1-ajuria. Tällä tiedolla pääse jo asentamaan ajuria, mutta lisätietoja voi lukea vieressä olevasta Details-linkistä.

Jos tarvitset MIDIä, pitää midin olla USE-asetuksissa ennen ALSA-pakettien asentamista. Myöhempänä oppaassa kerrotaan MIDI-tuen asentamisesta.

Ytimen ALSA-ajurien asetukset

Katsotaan sitten ALSAn asetuksia.

# cd /usr/src/linux
# make menuconfig

Seuraavaksi katsotaan joitain ydinasetusten ALSA-tuelle välttämättömiä asetuksia.

Asioiden yksinkertaistamiseksi kaikki esimerkit ovat modulaarisesta ytimestä. Mallin seuraaminen on suositeltavaa, sillä se mahdollistaa alsaconfin käytön. Muista myös käydä läpi asetukset-osio. Jos aiot kääntää ajurit ytimeen sisään, tee tarvittavat muutokset.

Device Drivers  --->
   Sound  --->

(Pakollinen asetus)
<M> Sound card support

(OSS pois päältä)
Open Sound System   --->
   < > Open Sound System (DEPRECATED)

(ALSAn asetukset edellä)
Advanced Linux Sound Architecture  --->
   <M> Advanced Linux Sound Architecture
   (Tuki MIDI-laitteille ja rajapinnoille)
   <M> Sequencer support
   (Vanhojen /dev/mixer*- ja /dev/dsp*-laitteiden tuki. Suositeltava.)
   <M> OSS Mixer API
   <M> OSS PCM (digital audio) API

(Seuraavaksi valitaan laitteet, joita käytetään. Yleensä riittää valita
yksi laitetyyppi. Jos käytössä on useammanlaisia äänikortteja, ne kaikki pitää
lisätä mukaan.)

(Enimmäkseen testaus- ja kehitysllaitteille. Ei kannata lisätä, jollet
tiedä mitä teet.)
Generic devices  --->

(ISA-väylän korteille)
ISA devices   --->
(Jos äänikortti olisi vaikkapa Gravis niin tämä valittaisiin)
   <M> Gravis UltraSound Extreme

(Seuraavassa kohdassa on PCI-väylän laitteet. Valtaosa äänikorteista on
nykyään tällaisia)
PCI devices   --->
   (Esimerkin mukaisesti Emu10k1 SB Live!:lle)
   <M> Emu10k1 (SB Live!, Audigy, E-mu APS)
   (Intelin integroitu laite)
   <M> Intel/SiS/nVidia/AMD/ALi AC97 Controller
   (Vian integroitu laite)
   <M> VIA 82C686A/B, 8233/8235 AC97 Controller

(Ja seuraavassa kohdassa on vielä USB-liitäntäiset äänilaitteet)
USB Devices   --->

Nyt kun asetukset ovat kohdallaan, ydin pitää kääntää, ja ALSA-tuki on sitten kunnossa seuraavan käynnistyksen jälkeen. Muista kuitenkin päivittää käynnistyslataimen asetukset ensin. Seuraavaksi kannattaa asentaa ALSA-työkalut ja varmistaa, että kaikki toimii kuten pitää.

3.  Säätäminen ja testaaminen

ALSA-työkalut

Alsa-utils on ALSAn keskeinen osa, sillä se sisältää läjäpäin tärkeitä sovelluksia, mukaanlukien ALSAn initskriptit. Alsa-utilsin asentaminen on erittäin suositeltavaa.

# emerge alsa-utils

Asetukset

Tuoreet versiot udevist (so. >=udev-103) sisältävät ytimen puolesta äänikortin automaattista asettamista. Jos mahdollista, kannattaa silloin yrittää antaa ytimen asettaa äänikortti automaattisesti. Muutoin pitää käyttää alsaconfia kuten alla on kerrottu.

Toinen tapa tehdä asetukset on alsaconfilla. Sen suorittaminen onnistuu roottina kirjoittamalla alsaconf.

# alsaconf

Ohjelmassa on tyylikäs opastettu valikkopohjainen asetusohjelma, joka automaattisesti etsii laitteita ja arpoo äänikortteja. Sopiva äänikortti pitää valita luettelosta. Tämän jälkeen ohjelma pyytää lupaa muokata tiedostoa /etc/modprobe.d/alsa.conf. Se asettaa myös äänenvoimakkuudet suositustasoille, suorittaa update-modulesin ja käynnistää /etc/init.d/alsasound-palvelun. Kun alsaconf on valmis, voidaan jatkaa ALSAn initskriptin parissa.

ALSAn Initskripti

Melkein kaikki asetukset ovat nyt kunnossa. Miten tahansa ALSA onkaan asennettu, pitää kuitenkin vielä ladata joitain moduuleja tai käynnistää ALSA ja palauttaa äänenvoimakkuudet järjestelmän käynnistyttyä. ALSAn initskripti hoitaa kaiken tämän. Initskriptin nimi on alsasound ja se pitää lisätä boot-runlevelille.

# rc-update add alsasound boot
 * alsasound added to runlevel boot
 * rc-update complete.

Seuraavaksi kannattaa tarkistaa tiedostosta /etc/conf.d/alsasound että SAVE_ON_STOP on yes. Tällä asetuksella ääniasetukset tallennetaan kun järjestelmää sammutetaan.

Audio-ryhmä

Ennen testaamista, yksi asia pitää vielä hoitaa. Hyvä nyrkkisääntö *nixeissä on, ettei roottia käytetä ellei se ole varmasti tarpeen. Sama toimii täälläkin. Suurimman osan ajasta musiikkia kuunneltaneen tavan käyttäjänä. Sen toimimiseksi, käyttäjän tulee kuulua audio-ryhmään. Tässä vaiheessa lisätään siis käyttäjät siihen, jotta he pystyisivät käyttämään äänilaitetiedostoja. Tämä hoidetaan gpasswd-komennolla, jota pitää käyttää roottina:

(Korvaa <tunnus> käyttäjätunnuksella)
# gpasswd -a <username> audio 
Adding user <username> to group audio

Äänenvoimakkuus!

Kaikki asetukset ja esiasettelyt on tehty, joten ALSAn voi käynnistää. Jos alsaconf on jo ajettu aiemmassa vaiheessa, tämän osion voi myös ohittaa, sillä alsaconf on tehnyt tämänkin.

# /etc/init.d/alsasound start

Nyt kun ALSA on käynnissä, pitää vielä tarkistaa äänenvoimakkuus, koska se on usein vaimennettu. Tämä hoituu kätevästi alsamixerillä.

(Avaa tekstipohjaisen asetusohjelman)
# alsamixer

ALSA mixer saattaa näyttää jotakuinkin seuraavalta ensi kerran avattaessa. Huomaa, että sekä Master- että PCM-kanavilla on MM allaan. Se tarkoittaa, että ne on vaimennettu. Tässä tilassa minkään soittaminen ei tuota ääntä.

Kuva 3.1: Alsa Mixerin pääikkuna, kanavat vaimennettuina

Seuraavaksi poistetaan vaimennus kanavilta ja asetetaan äänenvoimakkuudet.

• Kanavien välillä liikkuminen tapahtuu nuolinäppäimillä oikealla ja vasemmalle (← ja →).
• Vaimennuksen saa päälle tai pois painamalla m:ää.
• Äänenvoimakkuuden saa päälle tai pois nuolinäppäimillä ylös ja alas (↑ ja ↓)

Kun kaikki on valmista ALSA Mixerin pitäisi näyttää jotakuinkin seuraavalta. Huomaa 00:t MM:ien tilalla ja äänenvoimakkuustasot.

Kuva 3.2: Alsa Mixer äänet päällä ja vaimennukset pois

Sound Check!

Lopuksi, kokeillaan ääniä. Jos kaikki aiemmin sujui hyvin, musiikinkuuntelun pitäisi nyt onnistua. Nopea tapa testata tämä on komentoriviohjelmalla, kuten media-sound/madplaylla. On myös mahdollista käyttää vaikkapa mpg123:a. Jos käytät oggeja, ogg123 löytyy paketista media-sound/vorbis-tools. Mitä tahansa soitinta voi käytännössä käyttää.

(Asenna haluamasi soittimet)
# emerge madplay mpg123
(Ogg Vorbis -musiikkitiedostoille)
# emerge vorbis-tools

Ja sitten soita suosikkikappaleesi:

# madplay -v /mnt/shyam/Music/Paul\ Oakenfold\ -\ Dread\ Rock.mp3
MPEG Audio Decoder 0.15.2 (beta) - Copyright (C) 2000-2004 Robert Leslie et al.
          Title: Dread Rock
         Artist: Paul Oakenfold
          Album: Matrix Reloaded
           Year: 2003
          Genre: Soundtrack
                 Soundtrack
 00:04:19 Layer III, 160 kbps, 44100 Hz, joint stereo (MS), no CRC

# ogg123 Paul\ Oakenfold\ -\ Dread\ Rock.ogg
Audio Device:   Advanced Linux Sound Architecture (ALSA) output

Playing: Paul Oakenfold - Dread Rock.ogg
Ogg Vorbis stream: 2 channel, 44100 Hz
Genre: Soundtrack
Transcoded: mp3;160
Title: Dread Rock
Artist: Paul Oakenfold
Date: 2003
Album: Matrix Reloaded
Time: 00:11.31 [04:28.75] of 04:40.06  (200.6 kbps)  Output Buffer  96.9%

ALSA ja USE

Kannattanee myös lisätä alsa /etc/make.confiin, jotta ALSAa tukevat sovellukset poimivat sen mukaan. Joillekin alustoille, kuten x86:lle ja amd64:lle ALSAn USE-flägi on valmiiksi päällä.

Ongelmia?

Jos ääniä ei kuulu, tarkista ensimmäiseksi alsamixerin asetukset. Noin 80% ongelmista johtuu vaimennetuista kanavista tai matalasta äänenvoimakkuudesta. Tarkista myös ikkunointiohjelman äänisovelmasta että äänenvoimakkuus on oikein.

/proc-tiedostojärjestelmä on ystävä. Tässä tapauksessa /proc/asound voi kertoa meille paljon. Tässä jotain, mitä saamme selville tutkailemalla sitä.

(Ensin, jos /proc/asound/cardsissa oikea äänikortti, ALSAn ajurit
on ladattu oikein.)
# cat /proc/asound/cards
0 [Live           ]: EMU10K1 - Sound Blaster Live!
                     Sound Blaster Live! (rev.6, serial:0x80271102) at 0xb800, irq 11

(Jos käytät ytimen ALSA-ajureita, ja haluat tietää miten paljon
varsinaista ajuripakettia jäljessä se on, versio löytyy täältä)
# cat /proc/asound/version
Advanced Linux Sound Architecture Driver Version 1.0.8 (Thu Jan 13 09:39:32 2005 UTC).

(ALSAn OSS-tuen piirteitä)
# cat /proc/asound/oss/sndstat
Sound Driver:3.8.1a-980706 (ALSA v1.0.8 emulation code)
Kernel: Linux airwolf.zion 2.6.11ac1 #2 Wed May 4 00:35:08 IST 2005 i686
Config options: 0

Installed drivers:
Type 10: ALSA emulation

Card config:
Sound Blaster Live! (rev.6, serial:0x80271102) at 0xb800, irq 11

Audio devices:
0: EMU10K1 (DUPLEX)

Synth devices: NOT ENABLED IN CONFIG

Midi devices:
0: EMU10K1 MPU-401 (UART)

Timers:
7: system timer

Mixers:
0: SigmaTel STAC9721/23

Toinen yleinen ongelma on "Unknown symbol in module" moduulia ladattaessa. Esimerkki tästä:

# /etc/init.d/alsasound start
* Loading ALSA modules ...
*   Loading: snd-card-0 ...                                              [ ok ]
*   Loading: snd-pcm-oss ...
WARNING: Error inserting snd_mixer_oss
(/lib/modules/2.6.12-gentoo-r6/kernel/sound/core/oss/snd-mixer-oss.ko): Unknown
symbol in module, or unknown parameter (see dmesg) FATAL: Error inserting
snd_pcm_oss
(/lib/modules/2.6.12-gentoo-r6/kernel/sound/core/oss/snd-pcm-oss.ko): Unknown
symbol in module, or unknown parameter (see dmesg)
                                                                         [ !! ]
*   Loading: snd-mixer-oss ...
FATAL: Error inserting snd_mixer_oss
(/lib/modules/2.6.12-gentoo-r6/kernel/sound/core/oss/snd-mixer-oss.ko): Unknown
symbol in module, or unknown parameter (see dmesg)
                                                                         [ !! ]
*   Loading: snd-seq ...                                                 [ ok ]
*   Loading: snd-emu10k1-synth ...                                       [ ok ]
*   Loading: snd-seq-midi ...                                            [ ok ]
* Restoring Mixer Levels ...                                             [ ok ]

Ja dmesg kertoo todennäköisesti jotain tyyliin:

(Vain asiaan liittyvät osat mukana)
# dmesg | less
ACPI: PCI Interrupt 0000:02:06.0[A] -> Link [APC3] -> GSI 18 (level, low) -> IRQ 209
snd_mixer_oss: Unknown symbol snd_unregister_oss_device
snd_mixer_oss: Unknown symbol snd_register_oss_device
snd_mixer_oss: Unknown symbol snd_mixer_oss_notify_callback
snd_mixer_oss: Unknown symbol snd_oss_info_register
snd_pcm_oss: Unknown symbol snd_unregister_oss_device
snd_pcm_oss: Unknown symbol snd_register_oss_device
snd_pcm_oss: Unknown symbol snd_mixer_oss_ioctl_card
snd_pcm_oss: Unknown symbol snd_oss_info_register
snd_mixer_oss: Unknown symbol snd_unregister_oss_device
snd_mixer_oss: Unknown symbol snd_register_oss_device
snd_mixer_oss: Unknown symbol snd_mixer_oss_notify_callback
snd_mixer_oss: Unknown symbol snd_oss_info_register

Ylläoleva seuraa siitä kun vaihdetaan alsa-driverista ytimen ALSAan, koska alsa-driverin poisto ei poista asennettuja moduuleja asetussuojatusta hakemistosta. Vaihtamisen jälkeen siis käytössä onkin sekoitus ytimen ja ALSAn ajureita, jotka aiheuttavat ylläolevan virheen.

Ongelma ratkeaa helposti poistamalla väärät ajurit käsin alsa-driverin poistamisen jälkeen.

# rm -rf /lib/modules/$(uname -r)/alsa-driver

Toinen syy ylläolevan kaltaisille virheviesteille on /etc/modprobe.d:ssä sijaitseva device_mode-parametri, jota ei tarvita.

(Tarkastetaan dmesg:sta)
# dmesg | grep device_mode
snd: Unknown parameter `device_mode'
(Haetaan syyllinen)
# grep device_mode /etc/modprobe.d/*

Useimmiten syy on tiedostossa alsa oleva asetus options snd device_mode=0666. Poista tämä ja uudelleenkäynnistä alsasound-palvelu niin ongelma ratkeaa.

4.  Muita ALSA-juttuja

MIDI-tuet

Ensiksi pitää varmistaa, että midi kuuluu USE-asetuksiin tiedostossa /etc/make.conf. Jos midi ei aiemmin ollut päällä, se pitää lisätä. Lisäksi pitää uudelleenasentaa ALSA-paketit, jotka käyttävät midi-asetusta, kuten alsa-lib ja alsa-utils.

Jos äänikortissa on MIDI-syntikka mukana, ja haluat kuunnella .mid-tiedostoja, pitää ensinnä asentaa awesfx, joka on AWE32-ajurin hallintaohjelmisto. Jos käytössä ei ole laitteistosyntikkaa voit käyttää virtuaalista korviketta. Kappaleessa Virtuaalisyntikat on lisätietoja tästä.

# emerge awesfx

Soundfontin kopioinnin jälkeen voi soittaa midi-tiedostoja. Komennon asfxload voi lisätä myös tiedostoon /etc/conf.d/local.start, jotta se suoritetaan automaattisesti joka käynnistyksen yhteydessä.

(Kopioi soundfontit)
# cp /mnt/win2k/Program\ Files/CreativeSBLive2k/SFBank/8MBGMSFX.SF2 /usr/share/sounds/sf2/
(Lataa soundfontti)
# asfxload /usr/share/sounds/sf2/8MBGMSFX.SF2

Nyt midi-tiedostoja voi soittaa komennolla aplaymidi. Komennolla aplaymidi -l saa luettelon soitettavista porteista, joista valitaan joku soittamaan tiedostoa.

(Tarkasta portit)
# aplaymidi -l
 Port    Client name                      Port name
 64:0    EMU10K1 MPU-401 (UART)           EMU10K1 MPU-401 (UART)
 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
(Valitse portti ja midi-tiedosto)
#  aplaymidi --port=65:0 /mnt/shyam/music/midi/mi2.mid

Virtuaalisyntikat

Jos äänikortista puuttuu syntikka, on mahdollista käyttää ohjelmistoa tilalla, kuten timidity++:aa.

# emerge timidity++

Timidity tarvitsee soundfontin toimiakseen, nykyisessä ebuildissa tulee joitain mukana. Jos käytössä ei ole yhtä löytyy niitä paketeista timidity-eawpatches ja timidity-freepat. Asennettuna voi olla useitakin soundfontteja, ja niitä voi sijoittaa itse hakemistoon /usr/share/timidity/. Eri asetusten välillä liikkumiseen voi käyttää eselectiä.

(eselect on käytössä versioilla >=timidity-2.13.2-r3)
# eselect timidity list
# eselect timidity set eawpatches

Muista lisätä timidity default-runlevelille.

# rc-update add timidity default
# /etc/init.d/timidity start

Nyt pitäisi onnistua soittaa MIDIä.

Työkalut ja firmwaret

Jotkin äänikortit tarvitsevat lisätyökaluja alsa-tools- ja alsa-firmware-paketeista toimiakseen. Ne voi asentaa emergellä suoraan:

# emerge alsa-tools

Usean äänikortin käyttö

Järjestelmässä voi olla useampiakin äänikortteja, jos ALSA-ajurit ytimessä ovat moduuleja, kortit pitää määritellä järjestyksessä /etc/modprobe.d/alsa.confissa. Kortit merkitään ajurien nimen mukaan. 0 on ensimmäinen, 1 toinen ja niin edelleen. Tässä esimerkissä on kaksi korttia:

options snd-emu10k1 index=0
options snd-via82xx index=1

Jos kaksi korttia käyttää samaa ajuria, ne pitää määritellä samalla rivillä pilkuin erotelluin luvuin. Tässä esimerkissä on kolme äänikorttia, joista kaksi Intelin High Definition Audio -pohjaisia:

options snd-ymfpci index=0
options snd-hda-intel index=1,2

Liitännäiset

Lisätoimintoja saa liitännäisistä paketista alsa-plugins. Se sisältää mm. PulseAudio-lähdön, näytetaajuusmuuntimen ja 6-kanavalähdön S/PDIF-liittimiin. Voit valita liitännäisiä USE-asetuksilla tiedostoon /etc/portage/package.use.

# emerge -avt alsa-plugins
 

Kiitokset

Aiempien ALSA-ohjeiden tekijöille: Vincent Verleye, Grant Goodyear, Arcady Genkin, Jeremy Huddleston, John P. Davis, Sven Vermeulen, Benny Chuang, Tiemo Kieft ja Erwin.

Viitteet

• The ALSA Project
• Linux Sound/MIDI Software

Tämän sivun sisältö ja suomennos kuuluvat Creative Commons - Nimi mainittava-Sama lisenssi 2.5 -lisenssin alle. Sivun sisältöä koskee myös Gentoo Name and Logo Usage Guidelines.