DLS（Downloadable Sounds）是 MIDI 时代遗留的一种采样音色库格式。它把一组音频样本、循环点、音高映射打包进一个 RIFF 容器里，供软波表合成器在运行时加载。相比 SF（Sound Font）来说，DLS 的文档较少、工具更稀缺，但它的结构其实比想象中更接近标准 WAV——这一点让提取音频数据变得出奇地简单。

这篇文章不讲合成，只讲如何从 DLS 文件里把音频数据抠出来。

一、DLS 文件的整体结构
DLS 文件是一个标准的 RIFF 文件，最外层：

RIFF [] 'DLS ' [dlid, colh, INSTLIST, WAVEPOOL, INFOLIST]
注意 'DLS ' 末尾有个空格，是 4 个字节。

这次我们只做提取音频，所以关心的只有WAVEPOOL（波形池），而WAVEPOOL中只有两个顶级子块：

块名        作用
ptbl        音色指针表（Pool Table），告诉我们每个音色对应波形池中的哪个偏移
wvpl        波形池（Wave Pool），LIST 块，里面是一个个波形
ptbl 和 wvpl 的关系是：ptbl 只存偏移量，实际的波形数据全在 wvpl 里。这是 DLS 的关键设计——音色表与波形池分离，同一个波形可以被多个音色共享。

二、PTBL：音色指针表
ptbl 的内容是一个 POOLTABLE 结构，定义在 dls1.h 中：

1. 
   
2. typedef struct _POOLCUE {
   
3.     ULONG ulOffset;          /* Offset to the entry in the list */
   
4. } POOLCUE, FAR *LPPOOLCUE;
   
5. 
   
6. typedef struct _POOLTABLE {
   
7.     ULONG cbSize;            /* size of the pool table structure */
   
8.     ULONG cCues;             /* count of cues in the list */
   
9. } POOLTABLE, FAR *LPPOOLTABLE;
   

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POOLCUE 是变长数组的元素，POOLTABLE 头后面紧跟 cCues 个 POOLCUE。常用做法是定义一个 0 长度数组的扩展结构：

1. 
   
2. typedef const struct POOLTABLEX : POOLTABLE {
   
3.     POOLCUE pcues[0];
   
4. } FAR *LPCPTX;
   

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这样 pptx->pcues[idx].ulOffset 就能直接访问第 i 个音色的波形偏移。

不过需要注意两个容易踩的坑：

1.ulOffset 是相对于 wvpl 数据区的偏移，而不是文件绝对偏移。计算实际位置时，需要加上 wvpl 的 dwDataOffset（指向 type 字段），再跳过 'wvpl' 的 4 字节：
文件位置 = wvpl.dwDataOffset + sizeof(FOURCC) + pcues[idx].ulOffset

2.POOL_CUE_NULL 是空 cue，值为 0xffffffff。遍历 ptbl 时如果遇到它，应当跳过该 cue，而不是去 wvpl 里找不存在的波形：
#define POOL_CUE_NULL  0xffffffffl

三、WVPL：波形池
wvpl 是一个 LIST，它的 fccType 是 'wvpl'，数据区是一串 LIST 块，每个都是一个 wave：

1. 
   
2. LIST [] 'wvpl'
   
3.     LIST [] 'wave' [dlid, RIFFWAVE]      ← 一个波形
   
4.         'fmt ' <size> ...
   
5.         'data' <size> ...
   
6.         'wsmp' <size> ...                （可选，循环点）
   
7.         LIST [] 'INFO'
   
8.             'INAM' <size> ...            （可选，名称）
   
9.     LIST [] 'wave' [dlid, RIFFWAVE]      ← 下一个波形
   
10.     ...
    

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关键洞察来了：LIST 'wave' 的结构和标准 WAV 文件的 RIFF 'WAVE' 几乎一模一样。

标准 WAV：

1. 
   
2. 'RIFF' <size> 'WAVE'
   
3.     'fmt ' <size> ...
   
4.     'data' <size> ...
   

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DLS 波形：

1. 
   
2. 'LIST' <size> 'wave'
   
3.     'fmt ' <size> ...
   
4.     'data' <size> ...
   

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LIST 和 RIFF 的块头布局完全相同，都是 ckid + cksize + type。区别只有两处：
1.块标识：LIST vs RIFF
2.类型串：'wave'（小写）vs 'WAVE'（大写）

这就是为什么 DLS 提取可以做到几乎零成本——直接把 LIST wave 的内容原样搬出来，改个头部，就是一个完全合法的 WAV。

四、用 MMIO 解析
Windows 提供了 mmio* 系列 API 专门处理 RIFF 文件。它的好处是自动处理块的升降、查找、字节对齐、边界检查等。核心流程：

1. 
   
2. MMCKINFO dls, cur;
   
3. mmioDescend(hmmio, &dls, NULL, 0);              // 进入 RIFF 顶层
   
4. if (dls.fccType != FOURCC_DLS) return ERR;
   
5. 
   
6. // 定位 PTBL 块
   
7. ptbl.ckid = FOURCC_PTBL;
   
8. mmioDescend(hmmio, &ptbl, &dls, MMIO_FINDCHUNK);
   
9. 
   
10. // 离开 PTBL 块
    
11. mmioAscend(hmmio, &ptbl, 0);
    
12. 
    
13. // 定位 WVPL 块
    
14. MMCKINFO wvpl;
    
15. wvpl.fccType = FOURCC_WVPL;
    
16. mmioDescend(hmmio, &wvpl, &dls, MMIO_FINDLIST);
    

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然后遍历每个波形：

1. 
   
2. // 定位到第 idx 个波形
   
3. mmioSeek(hmmio, wvpl.dwDataOffset + sizeof(FOURCC) + pptx->pcues[idx].ulOffset, SEEK_SET);
   
4. mmioDescend(hmmio, &wave, &wvpl, 0);
   
5. if (wave.fccType != FOURCC_wave) return ERR;
   
6. 
   
7. // 遍历 wave 内的子块
   
8. for (;;) {
   
9.     MMRESULT mmr = mmioDescend(hmmio, &cur, &wave, 0);
   
10.     if (mmr == MMIOERR_CHUNKNOTFOUND) break;
    
11.     switch (cur.ckid) {
    
12.     case FOURCC_fmt:  pwfx = (WAVEFORMATEX*)(pData + cur.dwDataOffset); break;
    
13.     case FOURCC_data: pdat = pData + cur.dwDataOffset; size = cur.cksize; break;
    
14.     case FOURCC_WSMP: pwsx = (WSMPL*)(pData + cur.dwDataOffset); break;
    
15.     case FOURCC_LIST:
    
16.         if (cur.fccType == MAKEFOURCC('I','N','F','O')) {
    
17.             // 从 INAM 取名称
    
18.         }
    
19.         break;
    
20.     }
    
21.     mmioAscend(hmmio, &cur, 0);
    
22. }
    

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整个过程中，pData 是内存映射视图的起始地址，所有指针都直接指向映射内存，没有任何数据拷贝。

五、导出为 WAV：一行的魔术

导出时，最省事的做法是：读 DLS 的 RIFF 头，取 wave 块的 cksize，把 'wave' 转成 'WAVE'，然后从 wave 块的第一个子块开始原样复制内容。

1. 
   
2. typedef struct RiffChunk {
   
3.     FOURCC ckid;    // 'RIFF'
   
4.     DWORD  cksize;  // 复用 wave 块的 cksize
   
5.     FOURCC type;    // 'WAVE'
   
6. } RiffChunk;
   
7. 
   
8. const RiffChunk *wave = (RiffChunk*)(pData + wvpl.dwDataOffset + sizeof(FOURCC) + pptx->pcues[idx].ulOffset);
   
9. 
   
10. RiffChunk head = {
    
11.     *(DWORD*)pData,                 // 取 DLS 的 'RIFF'
    
12.     wave->cksize,                   // 大小直接复用
    
13.     wave->type & 0xDFDFDFDF,        // 'wave' → 'WAVE'
    
14. };
    
15. 
    
16. WriteFile(hFile, &head, sizeof(head), ...);
    
17. WriteFile(hFile, wave + 1, wave->cksize - sizeof(FOURCC), ...);
    

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这里几个技巧值得展开：

技巧一：wave->type & 0xDFDFDFDF

ASCII 里大写字母和小写字母只差一个 bit：'a' = 0x61，'A' = 0x41，差别在 bit 5。0xDF 的二进制是 11011111，正好把 bit 5 清零。四个字节同时处理，就把 'wave' 变成了 'WAVE'，其它字符（比如已经是 'WAVE'）不受影响。

技巧二：cksize 直接复用

RIFF 的 cksize 定义是「块大小减去 8」，也就是 type + 内容。两者完全一致，所以 wave->cksize 可以无缝搬到 WAV 头里。

技巧三：从 wave + 1 开始复制

wave 指针指向 LIST 头（12 字节）。wave + 1 跳过整个 RiffChunk 结构，正好落在第一个子块（通常是 'fmt '）上。复制长度是 cksize - sizeof(FOURCC)，减去那 4 个字节的 'wave'。

坑点：DLS 特有的子块

LIST wave 里除了标准子块 fmt 和 data，还可能有 wsmp（循环点）、LIST INFO（名称）等 WAV 很少用的块。导出的 WAV 会带着它们。大多数播放器会忽略未知块，但严格来说这不是"干净"的 WAV。如果需要彻底干净，得显式重建 fmt 和 data 两个块，代价是多一次拷贝。

六、循环点：DLS 和 WAV 的分水岭

wsmp 块是 DLS 最独特的地方，它定义了采样循环。官方 dls1.h 中的定义如下：

1. 
   
2. typedef struct _rwsmp {
   
3.     ULONG  cbSize;
   
4.     USHORT usUnityNote;      /* MIDI Unity Playback Note */
   
5.     SHORT  sFineTune;        /* Fine Tune in log tuning */
   
6.     LONG   lAttenuation;     /* Overall Attenuation to be applied to data */
   
7.     ULONG  fulOptions;       /* Flag options */
   
8.     ULONG  cSampleLoops;     /* Count of Sample loops, 0 loops is one shot */
   
9. } WSMPL, FAR *LPWSMPL;
   
10. 
    
11. typedef struct _rloop {
    
12.     ULONG cbSize;
    
13.     ULONG ulType;            /* Loop Type */
    
14.     ULONG ulStart;           /* Start of loop in samples */
    
15.     ULONG ulLength;          /* Length of loop in samples */
    
16. } WLOOP, FAR *LPWLOOP;
    
17. 
    
18. /* 目前 Level 1 只定义了前向循环一种类型 */
    
19. #define WLOOP_TYPE_FORWARD   0
    

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字段含义：

字段        含义
usUnityNote        原始音高（MIDI 音符号），决定采样回放时的基准音
sFineTune        对数音高微调
lAttenuation        整体衰减（单位是 0.1 dB 的十分之一？实际是 cB，即 1/100 dB）
fulOptions        选项标志，F_WSMP_NO_TRUNCATION / F_WSMP_NO_COMPRESSION
cSampleLoops        循环数量，0 表示一次性播放
ulType        循环类型，Level 1 只有 WLOOP_TYPE_FORWARD
ulStart        循环起点，单位是采样数，不是字节
ulLength        循环长度，单位是采样数，不是字节
用 0 长度数组扩展 WSMPL，就能把 WLOOP 数组拼在它后面：

1. 
   
2. typedef const struct WSMPLX : WSMPL {
   
3.     WLOOP wloops[0];
   
4. } FAR *LPCWSX;
   

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这样 wloops[idx].ulStart 才能正确落在 WSMPL 头之后的第 i 个 WLOOP 上。注意 ulStart / ulLength 的单位是采样数，转成字节要乘以 pwfx->nBlockAlign。

把 wave 原样导出成 WAV，这些信息会丢失——WAV 格式本身没有循环点概念（虽然 smpl 块可以承载，但 DLS 用的是 wsmp，不是 smpl）。

如果只是"提取音频数据"听听效果，忽略循环点没问题。但如果你想在播放器里保留循环行为，就得：

手动构建 smpl 块并附加到 WAV 末尾，或者在应用层读取 wsmp 并自行实现循环播放。

我自己的 DLS 查看器就选择了第二条路：waveOut 播放时，把波形拆成三段缓冲区——前置 + 循环体 + 后置，循环体用近似无限循环，前置播放完自动进入循环，用户切换音色时再打破循环让后置段收尾。这样既保留了 DLS 的循环语义，又不用修改 WAV 文件。

七、几个实现细节
内存映射 + MMIO 内存流

解析时用 CreateFileMapping + MapViewOfFile 把整个文件映射到内存，然后构造一个 MMIOINFO，fccIOProc 设为 FOURCC_MEM，pchBuffer 指向映射视图，调用 mmioOpen 得到一个基于内存的 HMMIO。这样解析全程零拷贝：所有 pwfx、pdat、name 指针都直接指向映射内存。

偏移量是相对 WVPL 数据区的

pcues[idx].ulOffset 不是文件绝对偏移，是相对于 wvpl 数据区（不含 LIST 头，也不含 type）的偏移。计算实际位置时别忘了两个额外字节数：
文件位置 = wvpl.dwDataOffset + sizeof(FOURCC) + pcues[idx].ulOffset
                        ↑ 'wvpl' 类型的 4 字节
MMIO 的 dwDataOffset 指向 type 字段

mmioDescend 填充 MMCKINFO 后，dwDataOffset 指向的是块数据区的起点，但对于 LIST 块，这个"起点"是 type 字段，而不是第一个子块。这就是为什么遍历 wvpl 时要加上 sizeof(FOURCC) 跳过 'wvpl'。

WAVEFORMATEX 的大小可能不固定

fmt 块的内容可能是 WAVEFORMAT、PCMWAVEFORMAT、WAVEFORMATEX 或带 cbSize 扩展的版本。直接用 (WAVEFORMATEX*) 转换后读 nBlockAlign、nSamplesPerSec 等基本字段是安全的，因为这些字段布局固定。但要访问 cbSize 之后的扩展数据（如 WAVEFORMATEXTENSIBLE 的通道掩码），需要自己检查。

八、总结
DLS 解析的核心洞察只有一句话：DLS 里的每个波形，本质上就是一个被 LIST 'wave' 包装的标准 WAV。

理解这一点后，提取音频数据的整个流程就变成了：

用 MMIO 遍历 RIFF 块，找到 ptbl 和 wvpl

从 ptbl 读偏移量，定位到 wvpl 里对应的 LIST wave（注意跳过 POOL_CUE_NULL）

遍历 wave 的子块，拿到 fmt、data、wsmp、INAM

导出时把 LIST 'wave' 的头改成 RIFF 'WAVE'，内容原样复制

想保留循环行为，就自己解析 wsmp（WSMPL + WLOOP 数组）并在播放层实现

整个过程中没有复杂的位运算、没有压缩解码、没有端序转换——RIFF 的设计哲学就是「自描述、层次清晰、易于遍历」。DLS 作为 RIFF 家族的一员，继承了这个优点。作为 RIFF 学习案例，DLS 依然是最好的教材之一。