libs/ardour/ardour/audioengine.h

   1 /*
   2     Copyright (C) 2002-2004 Paul Davis
   3
   4     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7     (at your option) any later version.
   8
   9     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12     GNU General Public License for more details.
  13
  14     You should have received a copy of the GNU General Public License
  15     along with this program; if not, write to the Free Software
  16     Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  17
  18 */
  19
  20 #ifndef __ardour_audioengine_h__
  21 #define __ardour_audioengine_h__
  22
  23 #ifdef WAF_BUILD
  24 #include "libardour-config.h"
  25 #endif
  26
  27 #include <iostream>
  28 #include <list>
  29 #include <set>
  30 #include <cmath>
  31 #include <exception>
  32 #include <string>
  33
  34 #include <glibmm/threads.h>
  35
  36 #include "pbd/signals.h"
  37 #include "pbd/stacktrace.h"
  38
  39 #include "ardour/ardour.h"
  40 #include "ardour/data_type.h"
  41 #include "ardour/session_handle.h"
  42 #include "ardour/types.h"
  43 #include "ardour/chan_count.h"
  44 #include "ardour/port_manager.h"
  45
  46 #ifdef HAVE_JACK_SESSION
  47 #include <jack/session.h>
  48 #endif
  49
  50 class MTDM;
  51
  52 namespace ARDOUR {
  53
  54 class InternalPort;
  55 class MidiPort;
  56 class Port;
  57 class Session;
  58 class ProcessThread;
  59 class AudioBackend;
  60 class AudioBackendInfo;
  61
  62 class AudioEngine : public SessionHandlePtr, public PortManager
  63 {
  64 public:
  65
  66     static AudioEngine* create ();
  67
  68     virtual ~AudioEngine ();
  69
  70     int discover_backends();
  71     std::vector<const AudioBackendInfo*> available_backends() const;
  72     std::string current_backend_name () const;
  73     boost::shared_ptr<AudioBackend> set_backend (const std::string&, const std::string& arg1, const std::string& arg2);
  74     boost::shared_ptr<AudioBackend> current_backend() const { return _backend; }
  75     bool setup_required () const;
  76
  77     ProcessThread* main_thread() const { return _main_thread; }
  78
  79     /* START BACKEND PROXY API
  80      *
  81      * See audio_backend.h for full documentation and semantics. These wrappers
  82      * just forward to a backend implementation.
  83      */
  84
  85     int            start ();
  86     int            stop ();
  87     int            pause ();
  88     int            freewheel (bool start_stop);
  89     float          get_cpu_load() const ;
  90     void           transport_start ();
  91     void           transport_stop ();
  92     TransportState transport_state ();
  93     void           transport_locate (framepos_t pos);
  94     framepos_t     transport_frame();
  95     framecnt_t     sample_rate () const;
  96     pframes_t      samples_per_cycle () const;
  97     int            usecs_per_cycle () const;
  98     size_t         raw_buffer_size (DataType t);
  99     pframes_t      sample_time ();
 100     pframes_t      sample_time_at_cycle_start ();
 101     pframes_t      samples_since_cycle_start ();
 102     bool           get_sync_offset (pframes_t& offset) const;
 103     int            create_process_thread (boost::function<void()> func, AudioBackendNativeThread*, size_t stacksize);
 104     int            wait_for_process_thread_exit (AudioBackendNativeThread);
 105     bool           is_realtime() const;
 106     bool           connected() const;
 107
 108     int set_device_name (const std::string&);
 109     int set_sample_rate (float);
 110     int set_buffer_size (uint32_t);
 111     int set_sample_format (SampleFormat);
 112     int set_interleaved (bool yn);
 113     int set_input_channels (uint32_t);
 114     int set_output_channels (uint32_t);
 115     int set_systemic_input_latency (uint32_t);
 116     int set_systemic_output_latency (uint32_t);
 117
 118     /* END BACKEND PROXY API */
 119
 120     bool freewheeling() const { return _freewheeling; }
 121     bool running() const { return _running; }
 122
 123     Glib::Threads::Mutex& process_lock() { return _process_lock; }
 124
 125     int request_buffer_size (pframes_t samples) {
 126             return set_buffer_size (samples);
 127     }
 128
 129     framecnt_t processed_frames() const { return _processed_frames; }
 130
 131     void set_session (Session *);
 132     void remove_session (); // not a replacement for SessionHandle::session_going_away()
 133     Session* session() const { return _session; }
 134
 135     class NoBackendAvailable : public std::exception {
 136       public:
 137         virtual const char *what() const throw() { return "could not connect to engine backend"; }
 138     };
 139
 140     void split_cycle (pframes_t offset);
 141
 142     int  reset_timebase ();
 143
 144     void update_latencies ();
 145
 146     /* this signal is sent for every process() cycle while freewheeling.
 147        (the regular process() call to session->process() is not made)
 148     */
 149
 150     PBD::Signal1<int, pframes_t> Freewheel;
 151
 152     PBD::Signal0<void> Xrun;
 153
 154     /* this signal is emitted if the sample rate changes */
 155
 156     PBD::Signal1<void, framecnt_t> SampleRateChanged;
 157
 158     /* this signal is sent if the backend ever disconnects us */
 159
 160     PBD::Signal1<void,const char*> Halted;
 161
 162     /* these two are emitted when the engine itself is
 163        started and stopped
 164     */
 165
 166     PBD::Signal0<void> Running;
 167     PBD::Signal0<void> Stopped;
 168
 169     static AudioEngine* instance() { return _instance; }
 170     static void destroy();
 171     void died ();
 172
 173     /* The backend will cause these at the appropriate time(s)
 174      */
 175     int  process_callback (pframes_t nframes);
 176     int  buffer_size_change (pframes_t nframes);
 177     int  sample_rate_change (pframes_t nframes);
 178     void freewheel_callback (bool);
 179     void timebase_callback (TransportState state, pframes_t nframes, framepos_t pos, int new_position);
 180     int  sync_callback (TransportState state, framepos_t position);
 181     int  port_registration_callback ();
 182     void latency_callback (bool for_playback);
 183     void halted_callback (const char* reason);
 184
 185     /* sets up the process callback thread */
 186     static void thread_init_callback (void *);
 187
 188     /* latency measurement */
 189
 190     MTDM* mtdm();
 191     int  prepare_for_latency_measurement ();
 192     void start_latency_detection ();
 193     void stop_latency_detection ();
 194     void set_latency_input_port (const std::string&);
 195     void set_latency_output_port (const std::string&);
 196     uint32_t latency_signal_delay () const { return _latency_signal_latency; }
 197
 198   private:
 199     AudioEngine ();
 200
 201     static AudioEngine*       _instance;
 202
 203     boost::shared_ptr<AudioBackend> _backend;
 204
 205     Glib::Threads::Mutex      _process_lock;
 206     Glib::Threads::Cond        session_removed;
 207     bool                       session_remove_pending;
 208     frameoffset_t              session_removal_countdown;
 209     gain_t                     session_removal_gain;
 210     gain_t                     session_removal_gain_step;
 211     bool                      _running;
 212     bool                      _freewheeling;
 213     /// number of frames between each check for changes in monitor input
 214     framecnt_t                 monitor_check_interval;
 215     /// time of the last monitor check in frames
 216     framecnt_t                 last_monitor_check;
 217     /// the number of frames processed since start() was called
 218     framecnt_t                _processed_frames;
 219     Glib::Threads::Thread*     m_meter_thread;
 220     ProcessThread*            _main_thread;
 221     MTDM*                     _mtdm;
 222     bool                      _measuring_latency;
 223     PortEngine::PortHandle    _latency_input_port;
 224     PortEngine::PortHandle    _latency_output_port;
 225     framecnt_t                _latency_flush_frames;
 226     std::string               _latency_input_name;
 227     std::string               _latency_output_name;
 228     framecnt_t                _latency_signal_latency;
 229     bool                      _started_for_latency;
 230
 231     void meter_thread ();
 232     void start_metering_thread ();
 233     void stop_metering_thread ();
 234
 235     static gint      m_meter_exit;
 236
 237     void parameter_changed (const std::string&);
 238     PBD::ScopedConnection config_connection;
 239
 240     typedef std::map<std::string,AudioBackendInfo*> BackendMap;
 241     BackendMap _backends;
 242     AudioBackendInfo* backend_discover (const std::string&);
 243     void drop_backend ();
 244 };
 245
 246 } // namespace ARDOUR
 247
 248 #endif /* __ardour_audioengine_h__ */