ALSA MIDI SysEx 交换上的双向嗅探/窥探答案

【问题标题】：Bi-directional sniffing/snooping on an ALSA MIDI SysEx exchangeALSA MIDI SysEx 交换上的双向嗅探/窥探
【发布时间】：2012-04-30 11:03:12
【问题描述】：

有人知道在 Linux 上双向转储 MIDI SysEx 数据的好方法吗？（在 Yamaha PSR-E413 MIDI 键盘和在 Wine 中运行的 Yamaha MusicSoft Downloader 的副本之间）

我想对用于在键盘内存中复制 MIDI 文件的协议进行逆向工程，为此，我需要记录两者之间的有效交换。

该实用程序确实可以在 Wine (with a little nudging) 中使用，但是当我可以使用 FUSE 文件系统时，我不想在 Wine 中依赖廉价、不可编写脚本的应用程序。

这是目前的情况：

我的键盘通过内置的 USB-MIDI 桥连接到我的 PC。 USB dumpers/snoopers 是可能的，但如果可能的话，我宁愿避免它们。在开始之前，我不想再解码一层协议编码。
我只运行 Linux。但是，如果除了基于 Windows 的 dumper/snooper 之外别无选择，我可以尝试让 USB 1.1 直通在我的 WinXP VirtualBox VM 上运行。
我为我的音频系统运行裸 ALSA，并使用 dmix 进行波形音频混合。
- 如果需要声音服务器，我愿意尝试 JACK。
- 请不要使用 PulseAudio。从我的系统中删除它需要很长时间。
如果过程涉及 ALSA MIDI 路由：
- 我可以从下载器中选择一个虚拟直通设备是首选，因为它通常只在它开始与键盘通信之前的瞬间出现在像 patchage 这样的 ALSA 补丁托架 GUI 中。
- 据我所知，KMIDIMon 和 GMIDIMonitor 都不支持双向监听。
- virmidi isn't relevant 我还没有设法让 snd-seq-dummy 工作。
我想如果我真的必须的话，我可以修补 ALSA 以获取转储，但这确实是不得已而为之的选择。
- 我的绝大多数编程经验是 Python、PHP、Javascript 和 shell 脚本。
- 我几乎没有 C 编程经验。
- 我什至从未见过内核模式代码。
- 我希望保持系统稳定并延长正常运行时间。

【问题讨论】：

标签： linux midi alsa wine sniffing

【解决方案1】：

这个问题已经有一段时间没有答案了，虽然我对你的问题没有确切的答案，但我可能有一些东西可以把你推向正确的方向（或者可能是其他有类似问题的人）。

当我想嗅探用于在 Akai LPK25 MIDI 键盘上设置和读取预设的数据时，我遇到了类似但不太复杂的问题。与您的设置类似，设置键盘的软件可以在 Wine 中运行，但我也没有找到适用于 Linux 的嗅探器设置。

由于缺乏现有的解决方案，我使用 ALSA MIDI 路由通过 virmidi 端口推出了自己的解决方案。我理解您为什么认为它们无用，因为如果没有额外的软件，它们无法帮助嗅探 MIDI 流量。

我的解决方案是用 Java 编写一个 MIDI 中继/桥接器，我从 virmidi 端口读取输入，显示数据并将其进一步发送到键盘。来自键盘的答案（如果有的话）也会被读取、显示并最终传输回 virmidi 端口。 Wine 中的应用程序可以设置为使用 virmidi 端口进行通信，理论上这个过程是完全透明的（除了潜在的延迟问题）。该应用程序是以通用方式编写的，并未针对我的问题进行硬编码。

我只处理大约 20 字节长度的 SysEx 消息，所以我不确定该软件在嗅探大量数据传输方面的效果如何。但也许您可以修改它/按照示例编写自己的程序。

来源：https://github.com/hiben/MIDISpy

（Java 1.6，包括 ant 构建文件，源代码在 BSD 许可下）

【讨论】：

谢谢。一旦我不再因刚刚开始新学期的课程而不知所措，我会尝试一下。

【解决方案2】：

我喜欢为此使用aseqdump。

http://www.linuxcommand.org/man_pages/aseqdump1.html

【讨论】：

那个手册页并没有给我的印象是它可以双向窥探。

【解决方案3】：

您可以为此使用虚拟 MIDI 设备。所以你必须加载 snd_seq_dummy 以便它创建至少两个端口：

    $ sudo modprobe -r snd_seq_dummy
    $ sudo modprobe snd_seq_dummy ports=1 duplex=1

那么你应该有一个名为Midi through的设备：

    $ aconnect -i -o -l
    client 0: 'System' [type=kernel]
        0 'Timer           '
        1 'Announce        '
    client 14: 'Midi Through' [type=kernel]
        0 'Midi Through Port-0:A'
        1 'Midi Through Port-0:B'
    client 131: 'VMPK Input' [type=user,pid=50369]
        0 'in              '
    client 132: 'VMPK Output' [type=user,pid=50369]
        0 'out             '

我将从这个例子中获取端口和设备号。您必须根据自己的设置自行检查它们。

现在您将最喜欢的 MIDI 设备插入Midi Through 端口：

    $ aconnect 132:0 14:0
    $ aconnect 14:0 131:0

此时您有一个连接，您可以同时监视两个设备。您可以使用aseqdump 来监视 MIDI 对话。有不同的可能性。我建议监视环回设备和真实设备之间的连接。这允许您将 rawmidi 连接到环回设备。

    $ aseqdump -p 14:0,132:0 | tee dump.log

现在一切都准备好了。您只需要注意 MIDI 应用程序中的端口名称。它应该从Midi Through Port-0:B 读取 MIDI 数据并将数据写入Midi Through Port-0:B。

一些额外提示：您可以使用图形前端patchage 通过拖放来连接和检查 MIDI 连接。如果您这样做，您将看到每个Midi Through 端口出现两次，一次作为输入，一次作为输出。两者都必须连接才能使此设置正常工作。

如果您想使用 GMidiMonitor 或其他应用程序，您可以使用 aconnect 监视混合的两个流（不显示方向）假设 129:0 是 Midi Monitor 端口：

    $ aconnect 14:0 129:0
    $ aconnect 132:0 129:0

如果您想获得准确的方向信息，您可以添加另一个 GMidiMonitor 实例，该实例仅连接到其中一个端口。丢失的消息来自另一个端口。

【讨论】：

这不起作用，因为 14:0 直通输出将所有内容复制到 14:1 输入，并且由于 aconnect 132:0 14:0 将 132:0 复制到 14:0，因此 aseqdump -p 14 :1,132:0 记录所有内容两次，首先从 132:0 开始，然后从 14:1 开始。
工作原理：使用常规的 snd_seq_dummy（没有 duplex=1）、aconnect 14:0 131:0、aseqdump -p 14:0,132:0，并使相关应用程序从 132:0 读取并写信到 14:0。
您至少需要两个通道，这就是我使用 duplex=1 的原因。在复杂的 MIDI 设置中可能更容易，因为它标记了对。不知何故，我错过了双工端口象征着交叉的 MIDI 电缆。我在答案中解决了这个问题。
谢谢！现在它按原样工作。不过双工不是必需的，因为不是将 132:0 连接到 14:0 并让相关应用程序从 14:1 读取此流，而是可以直接从 132:0 读取。这使得 14:0 到 14:1 互连完全未被使用。
你是对的。我只是认为即使使用 RawMidi 访问，我的想法也会起作用。但它没有（参见例如stackoverflow.com/questions/60950252/…），因为 aconnect 使用音序器接口，这可能会丢弃部分 MIDI 消息。

【解决方案4】：

使用 gmidimonitor 怎么样？见http://home.gna.org/gmidimonitor/

【讨论】：

正如它在问题中所说的那样，“据我所知，KMIDIMon 和 GMIDIMonitor 都不支持双向窥探。”
应用程序是否支持双向或仅单向间谍（至少在某些情况下）并不重要，请参阅我的答案。