在Linux下，音頻設備程序的實現與文件系統的操作密切相關。Linux將各種設備以文件的形式給出統一的接口，這樣的設計使得對設備的編程與對文件的操作基本相同，對Linux內核的系統調用也基本一致，從而簡化了設備編程。
如何對各種音頻設備進行操作是在Linux上進行音頻編程的關鍵，通過內核提供的一組系統調用，應用程序能夠訪問聲卡驅動程序提供的各種音頻設備接口，這是在Linux下進行音頻編程最簡單也是最直接的方法。
聲卡不是Linux控制台的一部分，它是一個特殊的設備。聲卡主要提供3個重要的特征：
這3個特征都有它們自己的設備驅動程序接口
- 數字取樣的接口是/dev/dsp
- 頻率調制的接口/dev/sequencer
- MIDI接口是/dev/midi
混音設備（如音量、平衡或者貝斯）可以通過/dev/mixer接口來控制。
為了滿足兼容性的需要，還提供了一個/dev/audio設備，該設備可用於讀SUN_law的聲音數據，但它是映射到數字取樣設備的。
1、音頻編程接口
程序員可以使用ioctl()來操作這些設備，ioctl()請求是在linux/soundcard.h中定義的，它們以SNDCTL_開頭。
- 首先使用open系統調用建立起與硬件間的聯系，此時返回的文件描述符將作為隨後操作的標識；
- 接著使用read系統調用從設備接收數據，或者使用write系統調用向設備寫入數據，而其他所有不符合讀/寫這一基本模式的操作都可以由ioctl系統調用來完成；
- 最後，使用close系統調用告訴Linux內核不會再對該設備做進一步的處理。
1.1．open系統調用
系統調用open可以獲得對聲卡的訪問權，同時還能為隨後的系統調用做好准備，其函數原型如下所示：
int open(const char *pathname, int flags, int mode);
- 參數pathname是將要被打開的設備文件的名稱，對於聲卡來講一般是/dev/dsp。
- 參數flags用來指明應該以什麼方式打開設備文件，它可以是O_RDONLY、O_WRONLY或者O_RDWR，分別表示以只讀、只寫或者讀寫的方式打開設備文件；
- 參數mode通常是可選的，它只有在指定的設備文件不存在時才會用到，指明新創建的文件應該具有怎樣的權限。如果open系統調用能夠成功完成，它將返回一個正整數作為文件標志符，在隨後的系統調用中需要用到該標志符。
如果open系統調用失敗，它將返回-1，同時還會設置全局變量errno，指明是什麼原因導致了錯誤的發生。
1.2．read系統調用
read用來從聲卡讀取數據，其函數原型如下所示：
int read(int fd, char *buf, size_t count);
- 參數fd是設備文件的標志符，它是通過之前的open系統調用獲得的；
- 參數buf是指向緩沖區的字符指針，它用來保存從聲卡獲得的數據；
- 參數count則用來限定從聲卡獲得的最大字節數。
如果read系統調用成功完成，它將返回從聲卡實際讀取的字節數，通常情況會比count的值小一些；如果read系統調用失敗，它將返回-1，同時還會設置全局變量errno，來指明是什麼原因導致了錯誤的發生。
1.3．write系統調用
write用來向聲卡寫入數據，其函數原型如下所示：
size_t write(int fd, const char *buf, size_t count);
系統調用write和系統調用read在很大程度是類似的，差別只在於write是向聲卡寫入數據，而read則是從聲卡讀入數據。
- 參數fd同樣是設備文件的標志符，它也是通過之前的open系統調用獲得的；
- 參數buf是指向緩沖區的字符指針，它保存著即將向聲卡寫入的數據；
- 參數count則用來限定向聲卡寫入的最大字節數。
如果write系統調用成功完成，它將返回向聲卡實際寫入的字節數；如果write系統調用失敗，它將返回-1，同時還會設置全局變量errno，來指明是什麼原因導致了錯誤的發生。無論是read還是write，一旦調用之後，Linux內核就會阻塞當前應用程序，直到數據成功地從聲卡讀出或者寫入為止。
1.4．ioctl系統調用
系統調用ioctl可以對聲卡進行控制，凡是對設備文件的操作不符合讀/寫基本模式的，都是通過ioctl來完成的，它可以影響設備的行為，或者返回設備的狀態，其函數原型如下所示：
int ioctl(int fd, int request, ...);
- 參數fd是設備文件的標志符，它是在設備打開時獲得的，如果設備比較復雜，那麼對它的控制請求相應地也會有很多種，
- 參數request的目的就是用來區分不同的控制請求；
通常說來，在對設備進行控制時還需要有其他參數，這要根據不同的控制請求才能確定，並且可能是與硬件設備直接相關的。
1.5．close系統調用
當應用程序使用完聲卡之後，需要用close系統調用將其關閉，以便及時釋放占用的硬件資源，其函數原型如下所示：
int close(int fd);
- 參數fd是設備文件的標志符，它是在設備打開時獲得的。
一旦應用程序調用了close系統調用，Linux內核就會釋放與之相關的各種資源，因此建議在不需要的時候盡量及時關閉已經打開的設備。
2、音頻設備文件
設備文件/dev/sndstat是聲卡驅動程序提供的最簡單的接口，通常它是一個
只讀文件，作用也僅僅只限於匯報聲卡的當前狀態。一般說來，/dev/sndstat是提供給最終用戶來檢測聲卡的，不宜用於程序當中，因為所有的信息都可以通過ioctl系統調用來獲得。
聲卡驅動程序提供的/dev/dsp是用於
數字采樣和數字錄音的設備文件，它對於Linux下的音頻編程來講非常重要。向該設備寫數據即意味著激活聲卡上的D/A轉換器進行放音，而從該設備讀數據則意味著激活聲卡上的A/D轉換器進行錄音。目前，許多聲卡都提供有多個數字采樣設備，它們在Linux下可以通過/dev/dsp等設備文件進行訪問。
/dev/audio類似於/dev/dsp，它兼容於Sun工作站上的音頻設備，使用的是mu-law編碼方式。由於設備文件/dev/audio主要出於對兼容性的考慮，所以在新開發的應用程序中最好不要嘗試用它，而應該以/dev/dsp進行替代。對於應用程序來說，同一時刻只能使用/dev/audio或者/dev/dsp其中之一，因為它們是相同硬件的不同軟件接口。
在聲卡的硬件電路中，混音器（mixer）是一個很重要的組成部分，它的作用是將多個信號組合或者疊加在一起，對於不同的聲卡來說，其混音器的作用可能各不相同。運行在Linux內核中的聲卡驅動程序一般都會提供/dev/mixer這一設備文件，它是應用程序對混音器進行操作的軟件接口。
目前大多數聲卡驅動程序還會提供/dev/sequencer設備文件，用來對聲卡內建的波表合成器進行操作，或者對MIDI總線上的樂器��行控制，通常只用於計算機音樂軟件中。
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