ACXマルチスタックドライバ間通信

このトピックでは、オーディオ クラス eXtensions (ACX) マルチ スタック クロス ドライバー通信の概要を示します。

ACX に関する一般的な情報については、ACX オーディオ クラス拡張機能の概要と ACX オブジェクトの概要を参照してください

ACX ターゲットの基本情報については、ACX ターゲットとドライバー同期と ACX IO 要求パケット IRP を参照してください

Note

ACX ヘッダーとライブラリは、WDK 10.0.22621.2428 (2023 年 10 月 24 日リリース) には含まれていませんが、以前のバージョンと WDK の最新 (25000 シリーズ ビルド) Insider Preview で使用できます。 WDK のプレビュー バージョンの詳細については、「Windows Driver Kit (WDK) のプレビュー バージョンのインストール」を参照してください

シングルスタック オーディオ ドライバー

従来の PortCls および KS オーディオ クラス ドライバーは、"シングル スタック" オーディオ ドライバーのみをサポートします。 従来のオーディオ フレームワークは、1 つのミニポート ドライバーと通信し、インターフェイスします。 必要に応じて、他のドライバー スタックとの通信と同期を管理するのはミニポート ドライバーにかかっています。

ACX は、シングルスタック オーディオ ドライバーを完全にサポートしています。 オーディオ開発者は、他のスタックとの関係で同じ動作を維持しながら、現在の Portcls と KS ミニポート ドライバーを ACX ベースのドライバーに置き換えることができます。 オーディオ サブシステムでマルチオーディオ スタックを使用する場合は、ACX のマルチスタックサポートを使用し、このトピックの次のセクションで説明するように、ACX でこれらすべてのスタックを同期させる方が適切な方法です。

マルチスタック オーディオ ドライバー - コンポーネント化

オーディオ パスは、さまざまなドライバー スタックによって処理される複数のハードウェア コンポーネントを経由して、完全なオーディオ エクスペリエンスを作成するのが非常に一般的です。 システムでは、次の図に示すように、さまざまなオーディオ テクノロジ ベンダーによって DSP、CODEC、AMP 機能が実装されているのが一般的です。

Diagram showing the relationship between DSP, CODEC, and AMP in a multi-stack audio system.

明確に定義された標準がないマルチスタック アーキテクチャでは、各ベンダーは独自のインターフェイスと通信プロトコルを定義する必要があります。 これらのスタック間の同期の所有権を取得し、ドライバーが相互に通信するための簡単な再利用可能なパターンを提供することによって、マルチスタックオーディオ ドライバーの開発を容易にすることが ACX の目標です。

ACX を使用すると、システム DSP、CODEC、AMP ハードウェア設計の例を次のソフトウェア アーキテクチャでサポートできます。

Diagram depicting the ACX architecture with separate drivers and ACX stacks for DSP, CODEC, and AMP components.

ACX は特定のコンポーネント タイプやコンポーネントの特定の配置に依存しないため、表示されている DSP、CODEC、AMP の代わりに任意の種類のコンポーネントタイプを使用できることに注意してください。

サード パーティ製ドライバーは、適切に定義されたプロトコルを使用して ACX を介して相互に通信します。 この方法の利点の 1 つは、隣接するソフトウェア スタックを変更しなくても、1 つのスタックを別のベンダーの別のスタックに置き換えることができることです。 オーディオ クラス拡張機能 (ACX) フレームワークの主な目標の 1 つは、さまざまなベンダーのコンポーネントから組み立てられたマルチスタックオーディオ ドライバーを開発するために必要な作業を簡略化することです。

ACX ターゲット通信の例 - 回線

このコード例では、AcxTargetCircuit と AcxTargetCircuitGetWdfIoTarget を使用して、別のスタックによって公開されているリモート回線と通信する方法を示します。 ACX 回線の詳細については、acxcircuit.h を参照してください

この非常に複雑なアグリゲーターは、回線を検索し、AcxTargetCircuitGetWdfIoTarget を使用して ioTarget を作成します。 次に、カスタム WDF 送信オプションを設定し、要求を非同期的に送信します。 最後に、送信の状態をチェックして、要求が送信されたことを確認します。

NTSTATUS
Aggregator_SendModuleCommand(
    _In_ PAGGREGATOR_RENDER_CIRCUIT_CONTEXT CircuitCtx,
    _In_ ACX_REQUEST_PARAMETERS             Params,
    _Out_ ULONG_PTR *                       OutSize
    )
{
    NTSTATUS                    status = STATUS_NOT_SUPPORTED;
    PKSAUDIOMODULE_PROPERTY     moduleProperty = nullptr;
    ULONG                       aggregationDeviceIndex = 0;
    PLIST_ENTRY                 ple;

    *OutSize = 0;

    moduleProperty = CONTAINING_RECORD(Params.Parameters.Property.Control, KSAUDIOMODULE_PROPERTY, ClassId);;
    aggregationDeviceIndex = AUDIOMODULE_GET_AGGDEVICEID(moduleProperty->InstanceId);

    ple = CircuitCtx->AggregatorCircuit->AggregatorEndpoint->AudioPaths[aggregationDeviceIndex]->TargetCircuitList.Flink;
    while (ple != &CircuitCtx->AggregatorCircuit->AggregatorEndpoint->AudioPaths[aggregationDeviceIndex]->TargetCircuitList)
    {
        PAUDIO_CIRCUIT circuit = (PAUDIO_CIRCUIT)CONTAINING_RECORD(ple, AUDIO_CIRCUIT, ListEntry);

        if (circuit->Modules)
        {
            for(ULONG i = 0; i < circuit->Modules->Count; i++)
            {
                PACX_AUDIOMODULE_DESCRIPTOR descriptor = ((PACX_AUDIOMODULE_DESCRIPTOR)(circuit->Modules + 1) + i);

                // we've identified which aggregation device this call is targeting, 
                // now locate which circuit implements this module. Within an aggregated device,
                // the module class id + instance id must uniquely identify a module. There should
                // never be duplicates.
                if (IsEqualGUIDAligned(descriptor->ClassId, moduleProperty->ClassId) &&
                    descriptor->InstanceId == moduleProperty->InstanceId)
                {
                    WDFREQUEST                  request = NULL;
                    WDF_REQUEST_SEND_OPTIONS    sendOptions;
                    WDF_OBJECT_ATTRIBUTES       attributes;
                    WDFIOTARGET                 ioTarget;

                    // We've now identified which aggregated device this call is targeting.
                    // The cached module information contains the ID adjusted with the aggregation device
                    // index. remove the aggregation device index before forwarding the call to the aggregated circuit.
                    moduleProperty->InstanceId = AUDIOMODULE_GET_INSTANCEID(moduleProperty->InstanceId);

                    ioTarget = AcxTargetCircuitGetWdfIoTarget(circuit->AcxTargetCircuit);

                    WDF_OBJECT_ATTRIBUTES_INIT(&attributes);
                    attributes.ParentObject = CircuitCtx->AggregatorCircuit->Circuit;
                    status = WdfRequestCreate(&attributes, ioTarget, &request);    
                    if (!NT_SUCCESS(status)) 
                    {
                        goto exit;
                    }

                    status = AcxTargetCircuitFormatRequestForProperty(circuit->AcxTargetCircuit, request, &Params);
                    if (!NT_SUCCESS(status))
                    {
                        goto exit;
                    }

                    WDF_REQUEST_SEND_OPTIONS_INIT(&sendOptions, WDF_REQUEST_SEND_OPTION_SYNCHRONOUS);
                    WDF_REQUEST_SEND_OPTIONS_SET_TIMEOUT(&sendOptions, WDF_REL_TIMEOUT_IN_SEC(REQUEST_TIMEOUT_SECONDS));

                    // Whether WdfRequestSend succeeds or fails, we return the status & information, so
                    // there's no need to inspect the result.
                    WdfRequestSend(request, ioTarget, &sendOptions);
                    status = WdfRequestGetStatus(request);
                    *OutSize = WdfRequestGetInformation(request);

                    WdfObjectDelete(request);
                    goto exit;
                }
            }
        }

        ple = ple->Flink;
    }

    status = STATUS_SUCCESS;

exit:
    return status;
}

ACX ターゲット通信の例 - Pin

このコード例では、AcxTargetPin を使用して、別のスタックによって公開されているリモート回線のピンと通信する方法を示します。 ACX ピンの詳細については、acxpin.h を参照してください

エンドポイント パス内の同じ回線に存在する最後の Volume 要素と Mute 要素を選択します。

NTSTATUS FindDownstreamVolumeMute(
    _In_    ACXCIRCUIT          Circuit,
    _In_    ACXTARGETCIRCUIT    TargetCircuit
)
{
    NTSTATUS status;
    PDSP_CIRCUIT_CONTEXT circuitCtx;
    ACX_REQUEST_PARAMETERS  params;
    WDF_REQUEST_SEND_OPTIONS sendOptions;
    WDF_OBJECT_ATTRIBUTES attributes;
    WDF_REQUEST_REUSE_PARAMS reuseParams;

    circuitCtx = GetDspCircuitContext(Circuit);

    //
    // Note on behavior: This search algorithm will select the last Volume and Mute elements that are both
    // present in the same circuit in the Endpoint Path.
    // This logic could be updated to select the last Volume and Mute elements, or the first or last
    // Volume or the first or last Mute element.
    //

    //
    // First look through target's pins to determine if there's another circuit downstream.
    // If there is, we'll look at that circuit for volume/mute.
    //
    for (ULONG pinIndex = 0; pinIndex < AcxTargetCircuitGetPinsCount(TargetCircuit); ++pinIndex)
    {
        ACXTARGETPIN targetPin = AcxTargetCircuitGetTargetPin(TargetCircuit, pinIndex);
        ULONG targetPinFlow = 0;
        ACX_REQUEST_PARAMETERS_INIT_PROPERTY(&params,
                                             KSPROPSETID_Pin,
                                             KSPROPERTY_PIN_DATAFLOW,
                                             AcxPropertyVerbGet,
                                             AcxItemTypePin,
                                             AcxTargetPinGetId(targetPin),
                                             nullptr, 0,
                                             &targetPinFlow,
                                             sizeof(targetPinFlow));

        RETURN_NTSTATUS_IF_FAILED(SendProperty(targetPin, &params, nullptr));

        //
        // Searching for the downstream pins. For Render, these are the dataflow out pins
        //
        if (circuitCtx->IsRenderCircuit && targetPinFlow != KSPIN_DATAFLOW_OUT)
        {
            continue;
        }
        else if (!circuitCtx->IsRenderCircuit && targetPinFlow != KSPIN_DATAFLOW_IN)
        {
            continue;
        }

        // Get the target pin's physical connection. We'll do this twice: first to get size and allocate, second to get the connection
        PKSPIN_PHYSICALCONNECTION pinConnection = nullptr;
        auto connection_free = scope_exit([&pinConnection]()
        {
            if (pinConnection)
            {
                ExFreePool(pinConnection);
                pinConnection = nullptr;
            }
        });

        ULONG pinConnectionSize = 0;
        ULONG_PTR info = 0;
        for (ULONG i = 0; i < 2; ++i)
        {
            ACX_REQUEST_PARAMETERS_INIT_PROPERTY(&params,
                                                 KSPROPSETID_Pin,
                                                 KSPROPERTY_PIN_PHYSICALCONNECTION,
                                                 AcxPropertyVerbGet,
                                                 AcxItemTypePin,
                                                 AcxTargetPinGetId(targetPin),
                                                 nullptr, 0,
                                                 pinConnection,
                                                 pinConnectionSize);

            status = SendProperty(targetPin, &params, &info);

            if (status == STATUS_BUFFER_OVERFLOW)
            {
                // Pin connection already allocated, so how did this fail?
                RETURN_NTSTATUS_IF_TRUE(pinConnection != nullptr, status);

                pinConnectionSize = (ULONG)info;
                pinConnection = (PKSPIN_PHYSICALCONNECTION)ExAllocatePool2(POOL_FLAG_NON_PAGED, pinConnectionSize, DRIVER_TAG);
                // RETURN_NTSTATUS_IF_NULL_ALLOC causes compile errors
                RETURN_NTSTATUS_IF_TRUE(pinConnection == nullptr, STATUS_INSUFFICIENT_RESOURCES);
            }
            else if (!NT_SUCCESS(status))
            {
                // There are no more connected circuits. Continue with processing this circuit.
                break;
            }
        }

        if (!NT_SUCCESS(status))
        {
            // There are no more connected circuits. Continue handling this circuit.
            break;
        }

        ACXTARGETCIRCUIT nextTargetCircuit;
        RETURN_NTSTATUS_IF_FAILED(CreateTargetCircuit(Circuit, pinConnection, pinConnectionSize, &nextTargetCircuit));
        auto circuit_free = scope_exit([&nextTargetCircuit]()
        {
            if (nextTargetCircuit)
            {
                WdfObjectDelete(nextTargetCircuit);
                nextTargetCircuit = nullptr;
            }
        });

        RETURN_NTSTATUS_IF_FAILED_UNLESS_ALLOWED(FindDownstreamVolumeMute(Circuit, nextTargetCircuit), STATUS_NOT_FOUND);
        if (circuitCtx->TargetVolumeMuteCircuit == nextTargetCircuit)
        {
            // The nextTargetCircuit is the owner of the volume/mute target elements.
            // We will delete it when the pin is disconnected.
            circuit_free.release();

            // We found volume/mute. Return.
            return STATUS_SUCCESS;
        }

        // There's only one downstream pin on the current targetcircuit, and we just processed it.
        break;
    }

    //
    // Search the target circuit for a volume or mute element.
    // This sample code doesn't support downstream audioengine elements.
    // 
    for (ULONG elementIndex = 0; elementIndex < AcxTargetCircuitGetElementsCount(TargetCircuit); ++elementIndex)
    {
        ACXTARGETELEMENT targetElement = AcxTargetCircuitGetTargetElement(TargetCircuit, elementIndex);
        GUID elementType = AcxTargetElementGetType(targetElement);

        if (IsEqualGUID(elementType, KSNODETYPE_VOLUME) &&
            circuitCtx->TargetVolumeHandler == nullptr)
        {
            // Found Volume
            circuitCtx->TargetVolumeHandler = targetElement;
        }
        if (IsEqualGUID(elementType, KSNODETYPE_MUTE) &&
            circuitCtx->TargetMuteHandler == nullptr)
        {
            // Found Mute
            circuitCtx->TargetMuteHandler = targetElement;
        }
    }

    if (circuitCtx->TargetVolumeHandler && circuitCtx->TargetMuteHandler)
    {
        circuitCtx->TargetVolumeMuteCircuit = TargetCircuit;
        return STATUS_SUCCESS;
    }

    //
    // If we only found one of volume or mute, keep searching for both
    //
    if (circuitCtx->TargetVolumeHandler || circuitCtx->TargetMuteHandler)
    {
        circuitCtx->TargetMuteHandler = circuitCtx->TargetVolumeHandler = nullptr;
    }

    return STATUS_NOT_FOUND;
}

ACX ターゲット通信の例 - Stream

このコード例では、AcxTargetStream を使用してリモート回線のストリームと通信する方法を示します。 ACX ストリームの詳細については、acxstreams.h を参照してください


    NTSTATUS                        status;
    PRENDER_DEVICE_CONTEXT          devCtx;
    WDF_OBJECT_ATTRIBUTES           attributes;
    ACXSTREAM                       stream;
    STREAM_CONTEXT *                streamCtx;
    ACXELEMENT                      elements[2] = {0};
    ACX_ELEMENT_CONFIG              elementCfg;
    ELEMENT_CONTEXT *               elementCtx;
    ACX_STREAM_CALLBACKS            streamCallbacks;
    ACX_RT_STREAM_CALLBACKS         rtCallbacks;
    CRenderStreamEngine *           streamEngine = NULL;

    PAGED_CODE();
    UNREFERENCED_PARAMETER(Pin);
    UNREFERENCED_PARAMETER(SignalProcessingMode);
    UNREFERENCED_PARAMETER(VarArguments);

    // This unit-test added support for RAW and DEFAULT.
    ASSERT(IsEqualGUID(*SignalProcessingMode, AUDIO_SIGNALPROCESSINGMODE_RAW) ||
           IsEqualGUID(*SignalProcessingMode, AUDIO_SIGNALPROCESSINGMODE_DEFAULT));
    
    devCtx = GetRenderDeviceContext(Device);
    ASSERT(devCtx != NULL);

    //
    // Init streaming callbacks.
    //
    ACX_STREAM_CALLBACKS_INIT(&streamCallbacks);
    streamCallbacks.EvtAcxStreamPrepareHardware         = EvtStreamPrepareHardware;
    streamCallbacks.EvtAcxStreamReleaseHardware         = EvtStreamReleaseHardware;
    streamCallbacks.EvtAcxStreamRun                     = EvtStreamRun;
    streamCallbacks.EvtAcxStreamPause                   = EvtStreamPause;
    streamCallbacks.EvtAcxStreamAssignDrmContentId      = EvtStreamAssignDrmContentId;

    status = AcxStreamInitAssignAcxStreamCallbacks(StreamInit, &streamCallbacks);
    if (!NT_SUCCESS(status))
    {
        ASSERT(FALSE);
        goto exit;
    }
    
    //
    // Init RT streaming callbacks.
    //
    ACX_RT_STREAM_CALLBACKS_INIT(&rtCallbacks);
    rtCallbacks.EvtAcxStreamGetHwLatency                = EvtStreamGetHwLatency;
    rtCallbacks.EvtAcxStreamAllocateRtPackets           = EvtStreamAllocateRtPackets;
    rtCallbacks.EvtAcxStreamFreeRtPackets               = EvtStreamFreeRtPackets;
    rtCallbacks.EvtAcxStreamSetRenderPacket             = R_EvtStreamSetRenderPacket;
    rtCallbacks.EvtAcxStreamGetCurrentPacket            = EvtStreamGetCurrentPacket;
    rtCallbacks.EvtAcxStreamGetPresentationPosition     = EvtStreamGetPresentationPosition;    
    
    status = AcxStreamInitAssignAcxRtStreamCallbacks(StreamInit, &rtCallbacks);
    if (!NT_SUCCESS(status))
    {
        ASSERT(FALSE);
        goto exit;
    }

    //
    // Create the stream.
    //
    WDF_OBJECT_ATTRIBUTES_INIT_CONTEXT_TYPE(&attributes, STREAM_CONTEXT);
    attributes.EvtCleanupCallback = EvtStreamCleanup;
    attributes.EvtDestroyCallback = EvtStreamDestroy;
    status = AcxRtStreamCreate(Device, Circuit, &attributes, &StreamInit, &stream);
    if (!NT_SUCCESS(status)) 
    {
        ASSERT(FALSE);
        goto exit;
    }

    // START-TESTING: inverted create-stream sequence.
    {
        ACXSTREAMBRIDGE             bridge          = NULL;
        ACXPIN                      bridgePin       = NULL;
        ACXTARGETSTREAM             targetStream    = NULL;
        ACX_STREAM_BRIDGE_CONFIG    bridgeCfg;
    
        ACX_STREAM_BRIDGE_CONFIG_INIT(&bridgeCfg);
        bridgeCfg.InModesCount = 0;     // no in-modes. this stream-bridge is manually managed. 
        bridgeCfg.InModes      = NULL; 
        bridgeCfg.OutMode      = NULL;  // no mode, i.e., default (1st) and raw (2nd).
        bridgeCfg.Flags |= AcxStreamBridgeInvertChangeStateSequence;

        WDF_OBJECT_ATTRIBUTES_INIT(&attributes);
        attributes.ParentObject = WdfGetDriver(); // bridge is deleted by driver obj in case of error.

        status = AcxStreamBridgeCreate(Circuit, &attributes, &bridgeCfg, &bridge);
        if (!NT_SUCCESS(status))
        {
            ASSERT(FALSE);
            goto exit;
        }
        
        ...
        
        status = AcxStreamBridgeAddStream(bridge, stream);
        if (!NT_SUCCESS(status))
        {
            ASSERT(FALSE);
            goto exit;
        }

        // Get the Target Stream
        targetStream = AcxStreamBridgeGetTargetStream(bridge, stream);
        if (targetStream == NULL)
        {
            ASSERT(FALSE);
            goto exit;
        }

ACX ターゲット通信の例 - 要素

このコード例では、AcxTargetElement を使用して回線の要素と通信する方法を示します。 ACX ターゲットの詳細については、acxtargets.h を参照してください

    _In_    ACXCIRCUIT          Circuit,
    _In_    ACXTARGETCIRCUIT    TargetCircuit

...

    //
    // Search the target circuit for a volume or mute element.
    // This sample code doesn't support downstream audioengine elements.
    // 
    for (ULONG elementIndex = 0; elementIndex < AcxTargetCircuitGetElementsCount(TargetCircuit); ++elementIndex)
    {
        ACXTARGETELEMENT targetElement = AcxTargetCircuitGetTargetElement(TargetCircuit, elementIndex);
        GUID elementType = AcxTargetElementGetType(targetElement);

        if (IsEqualGUID(elementType, KSNODETYPE_VOLUME) &&
            circuitCtx->TargetVolumeHandler == nullptr)
        {
            // Found Volume
            circuitCtx->TargetVolumeHandler = targetElement;
        }
        if (IsEqualGUID(elementType, KSNODETYPE_MUTE) &&
            circuitCtx->TargetMuteHandler == nullptr)
        {
            // Found Mute
            circuitCtx->TargetMuteHandler = targetElement;
        }
    }

関連項目

ACX 回線

ACX オーディオ クラス拡張機能の概要

ACX オブジェクトの概要

ACX リファレンス ドキュメント

ACX IO 要求パケット IRP

ACX ターゲットとドライバーの同期

ACX リファレンス ドキュメント