Windows MIDI流媒体和SysEx

时间:2013-10-18 09:40:43

标签: c# windows winapi midi multimedia

我正在使用C#中的古老Windows Multimedia API(来自WinMM.dll的midiXyz函数)。

非流式模式(midiOutOpen)打开Midi Out设备/端口后,使用(midiOutLongMsg)发送SysEx可以正常工作。

流媒体模式(midiStreamOpen)中打开Midi Out设备/端口后,发送带midiOutLongMsg的SysEx不起作用。

相反,midiOutLongMsg失败,错误为MMSYSERR_NOTSUPPORTED(= 8)。 错误文本为:“不支持此功能。使用Capabilities功能确定驱动程序支持的功能和消息。

但是,根据MSDN,(midiOutLongMsg)也应该使用流句柄。 Jeff Glatt's excellent MIDI information pages 还声称,SysEx和流媒体可以一起使用(see end of page)。

通过使用(midiStreamOut)midiStreamOut对它们进行排队来发送缓冲的SysEx消息正常工作。 但是,我需要/想要使用midiOutLongMsg直接发送SysEx。

我已经检查过各种开源Midi库(托管以及非托管),几个Midi驱动程序源,甚至WINE的WinMM.dll源代码,但找不到任何提示我做错了什么。

为了在尽可能小的代码中重现我的问题,我删除了所有回调,无准备,清理和发布内容,并在一个函数中压缩了几个类。 以下代码打开第一个Midi设备/端口并尝试发送“GM Mode On”SysEx消息:

2014年1月12日更新:请参阅下面的代码版本3!

public static class MidiTest { // version 1 - x86/32 bit only

  public static void Test () {
    int moID = 0; // midi out device/port ID
    int moHdl; // midi out device/port handle
#if !true
    // SysEx via midiOutLongMsg works
    Chk (WinMM.midiOutOpen (out moHdl, moID, null, 0, 0)); // open midi out in non-stream mode
#else
    // SysEx via midiOutLongMsg fails
    Chk (WinMM.midiStreamOpen (out moHdl, ref moID, 1, null, 0, 0)); // open midi out in stream mode
#endif
    byte [] sx = { 0xF0, 0x7E, 0x7F, 0x09, 0x01, 0xF7 }; // GM On sysex
    int shdr = Marshal.SizeOf (typeof (MidiHdr)); // hdr size
    var mhdr = new MidiHdr (); // allocate managed hdr
    mhdr.bufferLength = mhdr.bytesRecorded = sx.Length; // length of message bytes
    mhdr.data = Marshal.AllocHGlobal (mhdr.bufferLength); // allocate native message bytes
    Marshal.Copy (sx, 0, mhdr.data, mhdr.bufferLength); // copy message bytes from managed to native memory
    IntPtr nhdr = Marshal.AllocHGlobal (shdr); // allocate native hdr
    Marshal.StructureToPtr (mhdr, nhdr, false); // copy managed hdr to native hdr
    Chk (WinMM.midiOutPrepareHeader (moHdl, nhdr, shdr)); // prepare native hdr
    Chk (WinMM.midiOutLongMsg (moHdl, nhdr, shdr)); // send native message bytes
  } // Test

  static void Chk (int f) {
    if (0 == f) return;
    var sb = new StringBuilder (256); // MAXERRORLENGTH
    var s = 0 == WMM.midiOutGetErrorText (f, sb, sb.Capacity) ? sb.ToString () : String.Format ("MIDI Error {0}.", f);
    System.Diagnostics.Trace.WriteLine (s);
  }

  [StructLayout (LayoutKind.Sequential)]
  internal struct MidiHdr { // sending long MIDI messages requires a header
    public IntPtr data; // native pointer to message bytes, allocated on native heap
    public int bufferLength; // length of buffer 'data'
    public int bytesRecorded; // actual amount of data in buffer 'data'
    public int user; // custom user data
    public int flags; // information flags about buffer
    public IntPtr next; // reserved
    public int reserved; // reserved
    public int offset; // buffer offset on callback
    [MarshalAs (UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 4)]
    public int[] reservedArray; // reserved
  } // struct MidiHdr

  internal sealed class WinMM { // native MIDI calls from WinMM.dll
    public delegate void CB (int hdl, int msg, int inst, int p1, int p2); // callback
    [DllImport ("winmm.dll")] public static extern int midiStreamOpen (out int hdl, ref int devID, int reserved, CB proc, int inst, int flags);
    [DllImport ("winmm.dll")] public static extern int midiOutOpen (out int hdl, int devID, CB proc, int inst, int flags);
    [DllImport ("winmm.dll")] public static extern int midiOutPrepareHeader (int hdl, IntPtr pHdr, int sHdr);
    [DllImport ("winmm.dll")] public static extern int midiOutLongMsg (int hdl, IntPtr pHdr, int sHdr);
    [DllImport ("winmm.dll")] public static extern int midiOutGetErrorText (int err, StringBuilder msg, int sMsg);
  } // class WinMM

} // class MidiTest

问题1:当Midi设备/端口以流媒体模式(midiOutLongMsg)打开时,是否可以通过midiStreamOpen发送SysEx?

问题2:如果是,请知道我缺少什么?

问题3:我没有在流模式下使用MIDI找到很多来源。所以,如果您在流模式下使用MIDI输出知道一些开源库,请给我一个链接,以便我可以比较..

由于

更新(2013年10月19日):

你好CL,

谢谢你的回答。是的,也许微软的某个人在维护WinMM.dll时搞砸了什么 - 但我认为我错过了某些东西的概率更高,因为

a)有一个旧的手册“Windows NT DDK - 多媒体驱动程序”(可用here),它比当前的MSDN页面更详细地描述了WinMM的内容。第56页显示了WinMM.dll作为应用程序和MIDI /音频驱动程序之间的中间层的图表。 WinMM的主要工作是将MIDI数据从应用程序传递到其中一个MIDI / Audio驱动程序。当MIDI驱动程序是外部键盘/合成器/音调发生器的端口驱动程序时,WinMM无法更改MIDI数据。第94页描述了驱动程序消息MODM_LONGDATA及其参数 - 它与midiOutLongMsg的参数非常相似。这限制了在WinMM.dll中混淆内容的机会。

b)来自midiOutLongMsg的WinMM.dll中的代码路径被调用以调用带有MODM_LONGDATA的驱动程序在midiOutOpen之后正常工作,但在midiStreamOpen之后没有。结果代码是MMSYSERR_NOTSUPPORTED - 它告诉我在WinMM.dll的代码路径的开头有一些健全性检查,比如

if (whatever_weird_condition) return MMSYSERR_NOTSUPPORTED;

而且what_weird_condition最有可能是我应该做的事情,但还没有做过......

c)如果MIDI驱动程序本身不支持流输出(可选),WinMM会从缓冲/排队输出(midiStreamOut)转换为更简单的非流驱动程序调用(不是可选的)。我机器上的8个MIDI驱动程序都没有支持流本身,所有都依靠WinMM来完成。流式短消息和长消息都可以正常工作。

d)我的测试代码在Windows 7和Windows XP上的行为完全相同。如果微软搞砸了,那么这个bug肯定是在很久以前(XP之前)发生的。而且我是第一个找到它的人(经过多年),或者其他人保守秘密 ungoogleable。

e)我的测试代码与我机器上的所有8个midi驱动程序完全相同。这告诉我,这很可能不是司机问题。

f)多年的调试告诉我,如果某些东西不能正常工作,问题最有可能出现在我的屏幕上.. ;-P

5 个答案:

答案 0 :(得分:4)

更新:我很抱歉没有早点回来。我在工作中被淹没了。是的,你说得对,现在失败了。也许那天晚上我来得太晚了,但我无法理解它是如何工作的,即使它是。我还需要以流模式发送sysex,但我的应用程序还没有完成,只是在非流模式下(midiOutOpen)。我将继续关注它,看看我是否能找到解决方法。您是否必须使用sysex主音量,还是可以使用CC:7音量控制?当然,这对sysex没有帮助,但短消息可以在流模式下通过。哦,感谢您的更新,我还获得了编译和运行x86或x64(AnyCPU)的代码。

原始信息:我不知道您是否仍然感兴趣,但我认为以下代码可能会回答您的问题。我将旧代码放在评论//PREVIOUS CODE下,将新代码放在评论//NEW CODE下。

此外,对于x86,标头的大小不应包含数据。我知道x86的大小是0x40,但我仍然想找出最好的编码方式,所以如果你有任何想法让我知道。

我只是想出了自己的另一个应用程序,所以我还没有充实它,但我运行了这个代码,它似乎适合你。我喜欢这个旧dll中的流媒体模式。这是非常精确的,如果你使用双缓冲,你可以实时...你也可以像在midiout中一样以流模式发送短信。

提示:下面的代码是版本2,部分与x86 / x64 32/64位兼容。 (MillKa)

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Text;

using System.Runtime.InteropServices;

using System.Diagnostics;

public static class MidiTest
{

    public static void Test() 
    {
        int moID = 0; // midi out device/port ID

        //PREVIOUS CODE
        //int moHdl; // midi out device/port handle
        //NEW CODE
        IntPtr moHdl = IntPtr.Zero;

#if !true
    // SysEx via midiOutLongMsg works
    Chk (WinMM.midiOutOpen (out moHdl, moID, null, 0, 0)); // open midi out in non-stream mode
#else
        // SysEx via midiOutLongMsg fails
        //PREVIOUS CODE
        //Chk(WinMM.midiStreamOpen(out moHdl, ref moID, 1, null, 0, 0)); // open midi out in stream mode
        //NEW CODE
        IntPtr instance = IntPtr.Zero;
        Chk(WinMM.midiStreamOpen(out moHdl, ref moID, 1, null, instance, 0)); // open midi out in stream mode

#endif
        byte[] sx = { 0xF0, 0x7E, 0x7F, 0x09, 0x01, 0xF7 }; // GM On sysex

        //PREVIOUS CODE
        //int shdr = Marshal.SizeOf(typeof(MidiHdr)); // hdr size
        //NEW CODE
        int shdr = 0x40; // hdr size

        var mhdr = new MidiHdr(); // allocate managed hdr
        mhdr.bufferLength = mhdr.bytesRecorded = sx.Length; // length of message bytes
        mhdr.data = Marshal.AllocHGlobal(mhdr.bufferLength); // allocate native message bytes
        Marshal.Copy(sx, 0, mhdr.data, mhdr.bufferLength); // copy message bytes from managed to native memory
        IntPtr nhdr = Marshal.AllocHGlobal(shdr); // allocate native hdr
        Marshal.StructureToPtr(mhdr, nhdr, false); // copy managed hdr to native hdr
        Chk(WinMM.midiOutPrepareHeader(moHdl, nhdr, shdr)); // prepare native hdr
        Chk(WinMM.midiOutLongMsg(moHdl, nhdr, shdr)); // send native message bytes
    } // Test

    static void Chk(int f)
    {
        if (0 == f) return;
        var sb = new StringBuilder(256); // MAXERRORLENGTH
        var s = 0 == WinMM.midiOutGetErrorText(f, sb, sb.Capacity) ? sb.ToString() : String.Format("MIDI Error {0}.", f);
        System.Diagnostics.Trace.WriteLine(s);
    }

    [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
    internal struct MidiHdr
    { // sending long MIDI messages requires a header
        public IntPtr data; // native pointer to message bytes, allocated on native heap
        public int bufferLength; // length of buffer 'data'
        public int bytesRecorded; // actual amount of data in buffer 'data'
        public int user; // custom user data
        public int flags; // information flags about buffer
        public IntPtr next; // reserved
        public int reserved; // reserved
        public int offset; // buffer offset on callback
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 4)]
        public int[] reservedArray; // reserved
    } // struct MidiHdr

    internal sealed class WinMM
    { // native MIDI calls from WinMM.dll
        public delegate void CB(int hdl, int msg, int inst, int p1, int p2); // callback

        //PREVIOUS CODE
        //[DllImport("winmm.dll")]
        //public static extern int midiStreamOpen(out int hdl, ref int devID, int reserved, CB proc, int inst, int flags);
        //[DllImport("winmm.dll")]
        //public static extern int midiOutOpen(out int hdl, int devID, CB proc, int inst, int flags);
        //[DllImport("winmm.dll")]
        //public static extern int midiOutPrepareHeader(int hdl, IntPtr pHdr, int sHdr);
        //[DllImport("winmm.dll")]
        //public static extern int midiOutLongMsg(int hdl, IntPtr pHdr, int sHdr);
        //[DllImport("winmm.dll")]
        //public static extern int midiOutGetErrorText(int err, StringBuilder msg, int sMsg);

        //NEW CODE
        #region winmm declarations
        [DllImport("winmm.dll")]
        public static extern int midiOutPrepareHeader(IntPtr handle,
            IntPtr headerPtr, int sizeOfMidiHeader);
        [DllImport("winmm.dll")]
        public static extern int midiOutUnprepareHeader(IntPtr handle,
            IntPtr headerPtr, int sizeOfMidiHeader);
        [DllImport("winmm.dll")]
        public static extern int midiOutOpen(out IntPtr handle, int deviceID,
            CB proc, IntPtr instance, int flags);
        [DllImport("winmm.dll")]
        public static extern int midiOutGetErrorText(int errCode,
            StringBuilder message, int sizeOfMessage);
        [DllImport("winmm.dll")]
        public static extern int midiOutClose(IntPtr handle);
        [DllImport("winmm.dll")]
        public static extern int midiStreamOpen(out IntPtr handle, ref int deviceID, int reserved,
            CB proc, IntPtr instance, uint flag);
        [DllImport("winmm.dll")]
        public static extern int midiStreamClose(IntPtr handle);
        [DllImport("winmm.dll")]
        public static extern int midiStreamOut(IntPtr handle, IntPtr headerPtr, int sizeOfMidiHeader);
        [DllImport("winmm.dll")]
        public static extern int midiOutLongMsg(IntPtr handle,
            IntPtr headerPtr, int sizeOfMidiHeader);
        #endregion

    } // class WinMM

} // class MidiTest

答案 1 :(得分:3)

几乎没有人使用MIDI流。

如今,midi *功能不再由硬件供应商的驱动程序实现,而是由Microsoft的MM WDM兼容性驱动程序实现。 在重写中似乎忽略了这个细节。

答案 2 :(得分:2)

我不知道这是否有帮助,但如果你将sysex包装在MidiEvent结构中,例如这个(r - 相对刻度,s - 流ID,电子事件代码,d - 数据,p - pad): / p>

//MidiEvent - r, r, r, r, s, s, s, s, e, e, e,   e,   d,   d,   d, d, d,   d, p, p
byte[] sx = { 9, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 6, 0, 0, 128, 240, 126, 127, 9, 1, 247, 0, 0 }; // GM On sysex

并在准备标题后添加以下行:

Chk(WinMM.midiStreamOut(moHdl, nhdr, shdr));
int r = WinMM.midiOutLongMsg(moHdl, nhdr, shdr);
Chk(r); // send native message bytes
Chk(WinMM.midiStreamRestart(moHdl));

在MidiEvent的相对tick字段稍有延迟后,您会看到midiStreamOut sysex离开端口。 midiOutLongMessage仍会出现错误,但错误代码为65或“媒体数据仍在播放时无法执行此操作。重置设备,或等到数据播放结束。”

我不知道这是否有用,但它与错误代码8不同。

答案 3 :(得分:1)

以下是测试代码的第3版:

public static class MidiTest { // version 3 - x68/x64 32/64-bit compatible

  public static void Test () {
    int moID = 0; // midi out device/port ID
    IntPtr moHdl = IntPtr.Zero;

#if !true
    // SysEx via midiOutLongMsg works
    Chk (WinMM.midiOutOpen (out moHdl, moID, null, 0, 0)); // open midi out in non-stream mode
#else
    // SysEx via midiOutLongMsg fails
    IntPtr instance = IntPtr.Zero;
    Chk (WinMM.midiStreamOpen (out moHdl, ref moID, 1, null, instance, 0)); // open midi out in stream mode
#endif
    byte[] sx = { 0xF0, 0x7E, 0x7F, 0x09, 0x01, 0xF7 }; // GM On sysex

    int shdr = Marshal.SizeOf(typeof(MidiHdr)); // hdr size
    IntPtr x = Marshal.OffsetOf (typeof (MidiHdr), "data");   // ptr; size: 4/8, offset: 0
    x = Marshal.OffsetOf (typeof (MidiHdr), "bufferLength");  // int; size: 4  , offset: 4/8
    x = Marshal.OffsetOf (typeof (MidiHdr), "bytesRecorded"); // int; size: 4  , offset: 8/12
    x = Marshal.OffsetOf (typeof (MidiHdr), "user");          // ptr; size: 4/8, offset: 12/16
    x = Marshal.OffsetOf (typeof (MidiHdr), "flags");         // int; size: 4  , offset: 16/24; followed by 4 byte padding
    x = Marshal.OffsetOf (typeof (MidiHdr), "next");          // ptr; size: 4/8, offset: 20/32
    x = Marshal.OffsetOf (typeof (MidiHdr), "reserved");      // ptr; size: 4/8, offset: 24/40
    x = Marshal.OffsetOf (typeof (MidiHdr), "offset");        // int; size: 4  , offset: 28/48; followed by 4 byte padding
    x = Marshal.OffsetOf (typeof (MidiHdr), "reservedArray"); // ptr; size: 4/8 x 8 = 32/64, offset: 32/56
    // total size: 64/120
    var mhdr = new MidiHdr (); // allocate managed hdr
    mhdr.bufferLength = mhdr.bytesRecorded = sx.Length; // length of message bytes
    mhdr.data = Marshal.AllocHGlobal (mhdr.bufferLength); // allocate native message bytes
    Marshal.Copy (sx, 0, mhdr.data, mhdr.bufferLength); // copy message bytes from managed to native memory
    IntPtr nhdr = Marshal.AllocHGlobal (shdr); // allocate native hdr
    Marshal.StructureToPtr (mhdr, nhdr, false); // copy managed hdr to native hdr
    Chk (WinMM.midiOutPrepareHeader (moHdl, nhdr, shdr)); // prepare native hdr
    int r = WinMM.midiOutLongMsg (moHdl, nhdr, shdr); // send native message bytes
    Chk (r); // send native message bytes
  } // Test

  static void Chk (int f) {
    if (0 == f) return;
    var sb = new StringBuilder (256); // MAXERRORLENGTH
    var s = 0 == WinMM.midiOutGetErrorText (f, sb, sb.Capacity) ? sb.ToString () : String.Format ("MIDI Error {0}.", f);
    System.Diagnostics.Trace.WriteLine (s);
  }

  [StructLayout (LayoutKind.Sequential)]
  internal struct MidiHdr { // sending long MIDI messages requires a header
    public IntPtr data; // native pointer to message bytes, allocated on native heap
    public int bufferLength; // length of buffer 'data'
    public int bytesRecorded; // actual amount of data in buffer 'data'
    public IntPtr user; // custom user data
    public int flags; // information flags about buffer
    public IntPtr next; // reserved
    public IntPtr reserved; // reserved
    public int offset; // buffer offset on callback
    [MarshalAs (UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 8)]
    public IntPtr[] reservedArray; // reserved
  } // struct MidiHdr

  internal sealed class WinMM { // native MIDI calls from WinMM.dll
    public delegate void CB (IntPtr hdl, int msg, IntPtr inst, int p1, int p2); // callback
    [DllImport ("winmm.dll")] public static extern int midiStreamOpen (out IntPtr hdl, ref int devID, int reserved, CB proc, IntPtr inst, uint flags);
    [DllImport ("winmm.dll")] public static extern int midiOutOpen (out IntPtr hdl, int devID, CB proc, IntPtr instance, int flags);
    [DllImport ("winmm.dll")] public static extern int midiOutPrepareHeader (IntPtr hdl, IntPtr pHdr, int sHdr);
    [DllImport ("winmm.dll")] public static extern int midiOutLongMsg (IntPtr hdl, IntPtr pHdr, int sHdr);
    [DllImport ("winmm.dll")] public static extern int midiOutGetErrorText (int err, StringBuilder msg, int sMsg);
  } // class WinMM

} // class MidiTest

与Mark上面的版本2一样,它使用IntPtr,其中需要与32位和64位兼容。

我还修改了MidiHdr struct的声明:

    由于32/64位,
  • 指针被声明为IntPtr
  • 标题末尾的数组大小错误(4),现在正确(8)

通过更改声明,Marshal.SizeOf现在可以计算出正确的大小:

  • 0x40 = 32位<64>
  • 0x78 = 64位上的120

要对齐指针字段nextreservedArray,编译器会在int字段flagsoffset之后添加4字节填充。字段大小和偏移量显示在注释中。

不幸的是,我的版本3和Mark的版本2仍然存在原始问题:midiOutLongMsg仍然返回错误代码8.我测试了编译为x86(32位)以及x64(64位)的代码Windows 7旗舰版,64位,SP1。 32位版本也在Windows XP Pro,SP3,32位上进行了测试。所有平台都有相同的结果。

如果有人想知道为什么我需要在流式传输时发送Sysex消息:如果使用WinMM流播放midi文件并且用户更改音量滑块,我需要通过Sysex发送新卷 - 而不停止流式传输。

答案 4 :(得分:1)

以下是测试代码的第4版,这次是在本机C ++中,以确保我的问题与互操作和托管代码内容无关。问题(错误代码8)仍然存在:

#include <stdio.h>
#include <tchar.h>
#include <windows.h>
#include <MMSystem.h>

#pragma comment ( lib, "winmm.lib" )

static void Chk (UINT r) {
  static _TCHAR errmsg[256];
  if (!r) return;
  UINT rr = midiOutGetErrorText (r, errmsg, sizeof (errmsg));
  printf ("MIDI Error %d: '%S'\n", r, errmsg);
}

int _tmain (int argc, _TCHAR* argv[]) {
  UINT moID = 0; // first midi out device/port ID
  DWORD_PTR inst = NULL; // no instance
  DWORD_PTR clbk = NULL; // no callback
  DWORD flgs = CALLBACK_NULL; // flags, no callback
#if 0
  // SysEx via midiOutLongMsg works
  HMIDIOUT hmo = 0; // midi out device/port handle
  Chk (midiOutOpen (&hmo, moID, clbk, inst, flgs)); // open midi out in non-stream mode
#else
  // SysEx via midiOutLongMsg fails
  HMIDISTRM hms = 0; // midi out device/port handle
  Chk (midiStreamOpen (&hms, &moID, 1, clbk, inst, flgs)); // open midi out in stream mode
  HMIDIOUT hmo = (HMIDIOUT) hms;
#endif
  Chk (midiOutShortMsg (hmo, 0x00404090)); // note on
  Sleep (200); // ms
  Chk (midiOutShortMsg (hmo, 0x00004090)); // note off
  static unsigned char sx [] = { 0xF0, 0x7E, 0x7F, 0x09, 0x01, 0xF7 }; // GM On sysex
  static MIDIHDR mhdr; // midi header describes long msg
  UINT shdr = sizeof (mhdr);
  memset (&mhdr, 0, shdr); // clear header
  mhdr.lpData = (LPSTR) sx; // point to sysex
  mhdr.dwBufferLength = mhdr.dwBytesRecorded = sizeof (sx); // length of message bytes
  Chk (midiOutPrepareHeader (hmo, &mhdr, shdr)); // prepare hdr
  UINT r = midiOutLongMsg (hmo, &mhdr, shdr); // send message bytes
  Chk (r);
  // unprepare header, close etc. omitted ...
  return 0;
}