Linux + Asus Xonar U7 = HI-FI lossless & gaming

У меня имеется компьютер на базе Kubuntu 14.04 64bit и звуковая usb карта Asus Xonar U7 с  очень неплохими характеристиками. К карте подключены по аналогу бюджетные мониторы Behringer Ms40 и наушники Xiaomi  HI-FI  Headphones.

Мне  захотелось от этого всего зоопарка качественно проигрывать lossless flac и играть в игрушки ;)
Разберем как это реализовать...

Начнем с ядра... Самые свежие ядра берем отсюда http://liquorix.net/
Установка ядра:
sudo -s
echo "deb http://liquorix.net/debian sid main" >  /etc/apt/sources.list.d/liquorix.list
echo "deb-src http://liquorix.net/debian sid main" >> /etc/apt/sources.list.d/liquorix.list
apt-get update
apt-get install liquorix-keyring
apt-get install linux-image-liquorix-amd64 linux-headers-liquorix-amd64

Установка PulseAudio 8.0 с улучшенной поддержкой Xonar и ресемплера SoX:
с начал нужно поставить все зависимости для сборки пульсы (возможно придется еще что-то до устанавливать)
sudo apt-get build-dep pulseaudio && sudo apt-get install checkinstall libpulse-dev libsoxr-dev

Скачаем и соберем пульсу:
cd /tmp
wget http://www.freedesktop.org/software/pulseaudio/releases/pulseaudio-8.0.tar.xz
tar xf pulseaudio-8.0.tar.xz
cd pulseaudio-8.0

./configure --build=x86_64-linux-gnu  --prefix=/usr --includedir="\${prefix}/include" --mandir="\${prefix}/share/man" --infodir="\${prefix}/share/info" --sysconfdir=/etc --localstatedir=/var --libexecdir="\${prefix}/lib/pulseaudio" --srcdir=. --enable-x11 --libdir=\${prefix}/lib/x86_64-linux-gnu --with-module-dir=\${prefix}/lib/pulse-8.0/modules

make && sudo make install

Сделаем нашу пульсу realtime:
sudo -s
echo "@pulse - rtprio 99" >> /etc/security/limits.conf
echo "@pulse - nice -20" >> /etc/security/limits.conf
usermod -a -G pulse user
где user - имя вашего пользователя

Настройка pulseaudio, у меня /etc/pulse/daemon.conf имеет такой вид:

 allow-exit = yes
 high-priority = yes
 nice-level = -15
 realtime-scheduling = yes
 realtime-priority = 5
 exit-idle-time = 0
 scache-idle-time = 0
 enable-remixing = yes
 enable-lfe-remixing = yes
 default-fragments = 8
 default-fragment-size-msec = 5
 resample-method = soxr-vhq
 default-sample-format = s24le
 default-sample-rate = 192000
 alternate-sample-rate = 176400
 default-sample-channels = 2
 где  resample-method - качество ресемплинга, за sox ресемплер хорошо написано тут. Если с soxr-vhq проблемы при паузе/проигровании видео, то замените на spleex-float-10 
 default-sample-rate и alternate-sample-rate  - зависит от устройства.
 default-fragments и default-fragment-size-msec напрямую влияет на задержку в играх: меньше значение -> меньше лаг.

В файле модулей пульсы /etc/pulse/default.pa находим строки и меняем
load-module module-device-restore restore_volume=false
load-module module-stream-restore restore_volume=false
load-module module-udev-detect use_ucm=0 tsched=0
load-module module-suspend-on-idle timeout=0

Настроем SDL:
sudo echo "export SDL_AUDIODRIVER=pulse"  > /etc/profile.d/sdl.sh

Настроем OpenAL, правим файл /etc/openal/alsoft.conf : 
sample-type = float32
frequency = 44100

drivers = pulse 

Если у вас kde то вам  удобней будет переключить kmix с пульсы на альсу
sudo echo "export KMIX_PULSEAUDIO_DISABLE=1" > /etc/profile.d/kmix.sh



Перегружаем машину...

После загрузки если все зделано верно запускаем pavucontrol, открываем вкладку "Устройства Вывода" и давим зеленую пимпочку на против Xonar U7 - "Set as fallback"

Теперь игры, фильмы, ютуб буду играть на порядок лучше чем раньше.. Но а как же lossless? Об этом дальше...

Для получения Hi-Fi Bit-Perfect звука из lossless аудио нам понадобится плеер DeaDBeeF. Скачиваем, устанавливаем и запускаем.
DeaDBeeF имеет гибкий, расширяемый плагинами интерфейс.

По умолчанию в настройке стоит вывод звука через pulseaudio, лучше выбрать плагин ALSA Output Plugin с выводом через Pulseaudio.

Встроенный в новую пульсу ресемпллер SoX очень и очень неплох, но если вам хочется совсем уж полнейший Bit-Perfect то, для этого выбираем модуль ALSA Output Plugin и в устройстве вывода выбираем Xonar U7 - direct hardware device without any conversion. Так же все галки должны быть сняты...

Далее идем в Воспроизведение и отключаем нормализацию громкости

И последнее идем в Расширения, находим Alsa output plugin, жмем настройку, снимаем галку с ресемплера и ставим вторую...

 

Все, можем запускать любые флаки от 16/44.1 и вплоть до 24/192. Это честный bit-perfect! Единственное при  проигрывании  не будут воспроизводится другие звуки с пульсы (от мессенжеров и тд). Пульса будет ждать до нажатия на стоп в плеере. На работу самих программ типа браузера это не повлияет. Просто в браузере (у меня Chrome) видео не будет запускаться  до остановки проигрывания в DeaDBeef-е, но при  этом будет кешироватся. Если у вас аудио система с микшированием 2-х и более каналов, то спокойно можете на второй кинуть встроенную звуковуху и в пульсе для месседжеров и тд указать её.
Второй минус при смене трека, если следующий трек имеет другое разрешение (например первый 24/48, а следующий 24/192), будет слышен щелчок - это звуковуха меняет режим. Но этого можно избежать  слушая плейлист с одинаковыми разрешениями flac ;)
Такой способ актуален только на звуковых картах и ЦАПах с полным аппаратным перечнем частот семплинга. В U7 например 44.1K/48K/88.2K/96K/176.4K/192KHz @ 16bit/24bit, что охватывает весь популярный lossless контент. Если у вас нет хардверной поддержки например 176.4, то контент с таким разрешением уже без ресепленга не послушаешь :(  Благо есть выбор ресеплеров: SoX - для перегонки самих фамйлов, на лету в DeaDBeeF в DSP имеется не плохой ресемплер, в плагине ALSA, да хоть в том же Pulseaudio... Выбирать вам. Я после некоторого времени использования прямого подключения к alsa вернулся на пульсу+ресемплер soxr-vhq, звук в 44100 звучит более "плавней" что ли....

Полезные ссылки:
SoX Resampler  Plugin для DeaDBeeF на github: https://github.com/silentlexx/deadbeef_soxr
Компиляция (*-dev пакеты deadbeef и libsoxr должны быть установлены):
cd /tmp
git clone https://github.com/silentlexx/deadbeef_soxr.git
cd deadbeef_soxr/
./go
В настройках появится SoX Resempler

Lifehack 1:
Для бесшовного переключения между звуковыми картами в pulseaudio можно создать скриптик типа  /usr/local/bin/pasetsink.sh
#!/bin/bash
CARD=$(pacmd list-cards | grep "alsa.card_name" | head -n$[$1+1] | tail -n1 |  awk -F\" '{print $2}')
notify-send -i audio-card.png "Pulseaudio" "Вывод звука через  $CARD"
pacmd set-default-sink $1
pacmd list-sink-inputs | grep index | while read line
do
pacmd move-sink-input `echo $line | cut -f2 -d' '` $1
done
где первым параметром номер карты из pavucontrol "Устройства Вывода", где первая это 0, вторая это 1 и тд.
notify-send нужно до установить   sudo apt-get install libnotify-bin либо заменить на echo.
Эти скрипты можно повесить на хоткеи...
pasetsink.sh 1 в моем  случае включает Xonar U7, pasetsink.sh 2 - Встроенная.

Lifehack 2:

 Для отображения в виджете KDE ( STDOUT Plasmoid ) текущего состояния ЦАП создал скрипт ~/bin/dac.sh
#!/bin/bash
ALSAU=$(cat /proc/asound/U7/pcm0p/sub0/hw_params)
if echo $ALSAU | grep -q "closed"; then
  echo "DAC N/A"
else
BIT=$(echo $ALSAU | awk '{print $4}'| awk -F_ '{print $1}' | sed s/S//)
RATE=$(echo $ALSAU | awk '{printf "%0.1f",$10/1000}' )
echo "DAC ${BIT}bit/${RATE}kHz "
fi
В настройках STDOUT Plasmoid указать путь к файлу и интервал обновления.


Надеюсь эта статья будет полезной... Пишите в комvентареах что в неё еще можно добавить.