libs/backends/alsa/alsa_audiobackend.cc

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2014 Robin Gareus <robin@gareus.org>
   3  * Copyright (C) 2013 Paul Davis
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   8  * (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  18  */
  19
  20 #include <regex.h>
  21 #include <sys/mman.h>
  22 #include <sys/time.h>
  23
  24 #include <glibmm.h>
  25
  26 #include "alsa_audiobackend.h"
  27 #include "rt_thread.h"
  28
  29 #include "pbd/compose.h"
  30 #include "pbd/error.h"
  31 #include "pbd/file_utils.h"
  32 #include "ardour/filesystem_paths.h"
  33 #include "ardour/port_manager.h"
  34 #include "ardouralsautil/devicelist.h"
  35 #include "i18n.h"
  36
  37 using namespace ARDOUR;
  38
  39 static std::string s_instance_name;
  40 size_t AlsaAudioBackend::_max_buffer_size = 8192;
  41
  42 AlsaAudioBackend::AlsaAudioBackend (AudioEngine& e, AudioBackendInfo& info)
  43         : AudioBackend (e, info)
  44         , _pcmi (0)
  45         , _run (false)
  46         , _active (false)
  47         , _freewheeling (false)
  48         , _measure_latency (false)
  49         , _audio_device("")
  50         , _midi_driver_option("")
  51         , _device_reservation(0)
  52         , _samplerate (48000)
  53         , _samples_per_period (1024)
  54         , _periods_per_cycle (2)
  55         , _n_inputs (0)
  56         , _n_outputs (0)
  57         , _systemic_audio_input_latency (0)
  58         , _systemic_audio_output_latency (0)
  59         , _dsp_load (0)
  60         , _processed_samples (0)
  61         , _port_change_flag (false)
  62 {
  63         _instance_name = s_instance_name;
  64         pthread_mutex_init (&_port_callback_mutex, 0);
  65 }
  66
  67 AlsaAudioBackend::~AlsaAudioBackend ()
  68 {
  69         pthread_mutex_destroy (&_port_callback_mutex);
  70 }
  71
  72 /* AUDIOBACKEND API */
  73
  74 std::string
  75 AlsaAudioBackend::name () const
  76 {
  77         return X_("ALSA");
  78 }
  79
  80 bool
  81 AlsaAudioBackend::is_realtime () const
  82 {
  83         return true;
  84 }
  85
  86 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus>
  87 AlsaAudioBackend::enumerate_devices () const
  88 {
  89         std::vector<AudioBackend::DeviceStatus> s;
  90         std::map<std::string, std::string> devices;
  91         get_alsa_audio_device_names(devices);
  92         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
  93                 s.push_back (DeviceStatus (i->first, true));
  94         }
  95         return s;
  96 }
  97
  98 void
  99 AlsaAudioBackend::reservation_stdout (std::string d, size_t /* s */)
 100 {
 101   if (d.substr(0, 19) == "Acquired audio-card") {
 102                 _reservation_succeeded = true;
 103         }
 104 }
 105
 106 void
 107 AlsaAudioBackend::release_device()
 108 {
 109         _reservation_connection.drop_connections();
 110         ARDOUR::SystemExec * tmp = _device_reservation;
 111         _device_reservation = 0;
 112         delete tmp;
 113 }
 114
 115 bool
 116 AlsaAudioBackend::acquire_device(const char* device_name)
 117 {
 118         /* This is  quick hack, ideally we'll link against libdbus and implement a dbus-listener
 119          * that owns the device. here we try to get away by just requesting it and then block it...
 120          * (pulseaudio periodically checks anyway)
 121          *
 122          * dbus-send --session --print-reply --type=method_call --dest=org.freedesktop.ReserveDevice1.Audio2 /org/freedesktop/ReserveDevice1/Audio2 org.freedesktop.ReserveDevice1.RequestRelease int32:4
 123          * -> should not return  'boolean false'
 124          */
 125         int device_number = card_to_num(device_name);
 126         if (device_number < 0) return false;
 127
 128         assert(_device_reservation == 0);
 129         _reservation_succeeded = false;
 130
 131         std::string request_device_exe;
 132         if (!PBD::find_file_in_search_path (
 133                                 PBD::Searchpath(Glib::build_filename(ARDOUR::ardour_dll_directory(), "ardouralsautil")
 134                                         + G_SEARCHPATH_SEPARATOR_S + ARDOUR::ardour_dll_directory()),
 135                                 "ardour-request-device", request_device_exe))
 136         {
 137                 PBD::warning << "ardour-request-device binary was not found..'" << endmsg;
 138                 return false;
 139         }
 140         else
 141         {
 142                 char **argp;
 143                 char tmp[128];
 144                 argp=(char**) calloc(5,sizeof(char*));
 145                 argp[0] = strdup(request_device_exe.c_str());
 146                 argp[1] = strdup("-P");
 147                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "%d", getpid());
 148                 argp[2] = strdup(tmp);
 149                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "Audio%d", device_number);
 150                 argp[3] = strdup(tmp);
 151                 argp[4] = 0;
 152
 153                 _device_reservation = new ARDOUR::SystemExec(request_device_exe, argp);
 154                 _device_reservation->ReadStdout.connect_same_thread (_reservation_connection, boost::bind (&AlsaAudioBackend::reservation_stdout, this, _1 ,_2));
 155                 _device_reservation->Terminated.connect_same_thread (_reservation_connection, boost::bind (&AlsaAudioBackend::release_device, this));
 156                 if (_device_reservation->start(0)) {
 157                         PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: Device Request failed.") << endmsg;
 158                         release_device();
 159                         return false;
 160                 }
 161         }
 162         // wait to check if reservation suceeded.
 163         int timeout = 500; // 5 sec
 164         while (_device_reservation && !_reservation_succeeded && --timeout > 0) {
 165                 Glib::usleep(10000);
 166         }
 167         if (timeout == 0 || !_reservation_succeeded) {
 168                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: Device Reservation failed.") << endmsg;
 169                 release_device();
 170                 return false;
 171         }
 172         return true;
 173 }
 174
 175 std::vector<float>
 176 AlsaAudioBackend::available_sample_rates (const std::string&) const
 177 {
 178         std::vector<float> sr;
 179         sr.push_back (8000.0);
 180         sr.push_back (22050.0);
 181         sr.push_back (24000.0);
 182         sr.push_back (44100.0);
 183         sr.push_back (48000.0);
 184         sr.push_back (88200.0);
 185         sr.push_back (96000.0);
 186         sr.push_back (176400.0);
 187         sr.push_back (192000.0);
 188         return sr;
 189 }
 190
 191 std::vector<uint32_t>
 192 AlsaAudioBackend::available_buffer_sizes (const std::string&) const
 193 {
 194         std::vector<uint32_t> bs;
 195         bs.push_back (32);
 196         bs.push_back (64);
 197         bs.push_back (128);
 198         bs.push_back (256);
 199         bs.push_back (512);
 200         bs.push_back (1024);
 201         bs.push_back (2048);
 202         bs.push_back (4096);
 203         bs.push_back (8192);
 204         return bs;
 205 }
 206
 207 uint32_t
 208 AlsaAudioBackend::available_input_channel_count (const std::string&) const
 209 {
 210         return 128; // TODO query current device
 211 }
 212
 213 uint32_t
 214 AlsaAudioBackend::available_output_channel_count (const std::string&) const
 215 {
 216         return 128; // TODO query current device
 217 }
 218
 219 bool
 220 AlsaAudioBackend::can_change_sample_rate_when_running () const
 221 {
 222         return false;
 223 }
 224
 225 bool
 226 AlsaAudioBackend::can_change_buffer_size_when_running () const
 227 {
 228         return false;
 229 }
 230
 231 int
 232 AlsaAudioBackend::set_device_name (const std::string& d)
 233 {
 234         _audio_device = d;
 235         return 0;
 236 }
 237
 238 int
 239 AlsaAudioBackend::set_sample_rate (float sr)
 240 {
 241         if (sr <= 0) { return -1; }
 242         _samplerate = sr;
 243         engine.sample_rate_change (sr);
 244         return 0;
 245 }
 246
 247 int
 248 AlsaAudioBackend::set_buffer_size (uint32_t bs)
 249 {
 250         if (bs <= 0 || bs >= _max_buffer_size) {
 251                 return -1;
 252         }
 253         _samples_per_period = bs;
 254         engine.buffer_size_change (bs);
 255         return 0;
 256 }
 257
 258 int
 259 AlsaAudioBackend::set_interleaved (bool yn)
 260 {
 261         if (!yn) { return 0; }
 262         return -1;
 263 }
 264
 265 int
 266 AlsaAudioBackend::set_input_channels (uint32_t cc)
 267 {
 268         _n_inputs = cc;
 269         return 0;
 270 }
 271
 272 int
 273 AlsaAudioBackend::set_output_channels (uint32_t cc)
 274 {
 275         _n_outputs = cc;
 276         return 0;
 277 }
 278
 279 int
 280 AlsaAudioBackend::set_systemic_input_latency (uint32_t sl)
 281 {
 282         _systemic_audio_input_latency = sl;
 283         return 0;
 284 }
 285
 286 int
 287 AlsaAudioBackend::set_systemic_output_latency (uint32_t sl)
 288 {
 289         _systemic_audio_output_latency = sl;
 290         return 0;
 291 }
 292
 293 int
 294 AlsaAudioBackend::set_systemic_midi_input_latency (std::string const device, uint32_t sl)
 295 {
 296         struct AlsaMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(device);
 297         if (!nfo) return -1;
 298         nfo->systemic_input_latency = sl;
 299         return 0;
 300 }
 301
 302 int
 303 AlsaAudioBackend::set_systemic_midi_output_latency (std::string const device, uint32_t sl)
 304 {
 305         struct AlsaMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(device);
 306         if (!nfo) return -1;
 307         nfo->systemic_output_latency = sl;
 308         return 0;
 309 }
 310
 311 /* Retrieving parameters */
 312 std::string
 313 AlsaAudioBackend::device_name () const
 314 {
 315         return _audio_device;
 316 }
 317
 318 float
 319 AlsaAudioBackend::sample_rate () const
 320 {
 321         return _samplerate;
 322 }
 323
 324 uint32_t
 325 AlsaAudioBackend::buffer_size () const
 326 {
 327         return _samples_per_period;
 328 }
 329
 330 bool
 331 AlsaAudioBackend::interleaved () const
 332 {
 333         return false;
 334 }
 335
 336 uint32_t
 337 AlsaAudioBackend::input_channels () const
 338 {
 339         return _n_inputs;
 340 }
 341
 342 uint32_t
 343 AlsaAudioBackend::output_channels () const
 344 {
 345         return _n_outputs;
 346 }
 347
 348 uint32_t
 349 AlsaAudioBackend::systemic_input_latency () const
 350 {
 351         return _systemic_audio_input_latency;
 352 }
 353
 354 uint32_t
 355 AlsaAudioBackend::systemic_output_latency () const
 356 {
 357         return _systemic_audio_output_latency;
 358 }
 359
 360 uint32_t
 361 AlsaAudioBackend::systemic_midi_input_latency (std::string const device) const
 362 {
 363         struct AlsaMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(device);
 364         if (!nfo) return 0;
 365         return nfo->systemic_input_latency;
 366 }
 367
 368 uint32_t
 369 AlsaAudioBackend::systemic_midi_output_latency (std::string const device) const
 370 {
 371         struct AlsaMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(device);
 372         if (!nfo) return 0;
 373         return nfo->systemic_output_latency;
 374 }
 375
 376 /* MIDI */
 377 struct AlsaAudioBackend::AlsaMidiDeviceInfo *
 378 AlsaAudioBackend::midi_device_info(std::string const name) const {
 379         for (std::map<std::string, struct AlsaMidiDeviceInfo*>::const_iterator i = _midi_devices.begin (); i != _midi_devices.end(); ++i) {
 380                 if (i->first == name) {
 381                         return (i->second);
 382                 }
 383         }
 384
 385         std::map<std::string, std::string> devices;
 386         get_alsa_rawmidi_device_names(devices);
 387         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 388                 if (i->first == name) {
 389                         _midi_devices[name] = new AlsaMidiDeviceInfo();
 390                         return _midi_devices[name];
 391                 }
 392         }
 393         return 0;
 394 }
 395
 396 std::vector<std::string>
 397 AlsaAudioBackend::enumerate_midi_options () const
 398 {
 399         std::vector<std::string> m;
 400 #if 1 // OLD GUI
 401         m.push_back (_("-None-"));
 402         std::map<std::string, std::string> devices;
 403         get_alsa_rawmidi_device_names(devices);
 404
 405         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 406                 m.push_back (i->first);
 407         }
 408         if (m.size() > 2) {
 409                 m.push_back (_("-All-"));
 410         }
 411 #else
 412         m.push_back (_("None"));
 413         m.push_back (_("ALSA raw devices"));
 414 #endif
 415         return m;
 416 }
 417
 418 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus>
 419 AlsaAudioBackend::enumerate_midi_devices () const
 420 {
 421         std::vector<AudioBackend::DeviceStatus> s;
 422
 423         std::map<std::string, std::string> devices;
 424         get_alsa_rawmidi_device_names(devices);
 425
 426         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 427                 s.push_back (DeviceStatus (i->first, true));
 428         }
 429         return s;
 430 }
 431
 432 int
 433 AlsaAudioBackend::set_midi_option (const std::string& opt)
 434 {
 435         _midi_driver_option = opt;
 436         return 0;
 437 }
 438
 439 std::string
 440 AlsaAudioBackend::midi_option () const
 441 {
 442         return _midi_driver_option;
 443 }
 444
 445 int
 446 AlsaAudioBackend::set_midi_device_enabled (std::string const device, bool enable)
 447 {
 448         struct AlsaMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(device);
 449         if (!nfo) return -1;
 450         nfo->enabled = enable;
 451         return 0;
 452 }
 453
 454 bool
 455 AlsaAudioBackend::midi_device_enabled (std::string const device) const
 456 {
 457         struct AlsaMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(device);
 458         if (!nfo) return false;
 459         return nfo->enabled;
 460 }
 461
 462 /* State Control */
 463
 464 static void * pthread_process (void *arg)
 465 {
 466         AlsaAudioBackend *d = static_cast<AlsaAudioBackend *>(arg);
 467         d->main_process_thread ();
 468         pthread_exit (0);
 469         return 0;
 470 }
 471
 472 int
 473 AlsaAudioBackend::_start (bool for_latency_measurement)
 474 {
 475         if (!_active && _run) {
 476                 // recover from 'halted', reap threads
 477                 stop();
 478         }
 479
 480         if (_active || _run) {
 481                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: already active.") << endmsg;
 482                 return -1;
 483         }
 484
 485         if (_ports.size()) {
 486                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: recovering from unclean shutdown, port registry is not empty.") << endmsg;
 487                 _system_inputs.clear();
 488                 _system_outputs.clear();
 489                 _system_midi_in.clear();
 490                 _system_midi_out.clear();
 491                 _ports.clear();
 492         }
 493
 494         release_device();
 495
 496         assert(_rmidi_in.size() == 0);
 497         assert(_rmidi_out.size() == 0);
 498         assert(_pcmi == 0);
 499
 500         std::string alsa_device;
 501         std::map<std::string, std::string> devices;
 502         get_alsa_audio_device_names(devices);
 503         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 504                 if (i->first == _audio_device) {
 505                         alsa_device = i->second;
 506                         break;
 507                 }
 508         }
 509
 510         acquire_device(alsa_device.c_str());
 511         _pcmi = new Alsa_pcmi (alsa_device.c_str(), alsa_device.c_str(), 0, _samplerate, _samples_per_period, _periods_per_cycle, 0);
 512         switch (_pcmi->state ()) {
 513                 case 0: /* OK */ break;
 514                 case -1: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to open device.") << endmsg; break;
 515                 case -2: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to allocate parameters.") << endmsg; break;
 516                 case -3: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: cannot set requested sample rate.") << endmsg; break;
 517                 case -4: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: cannot set requested period size.") << endmsg; break;
 518                 case -5: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: cannot set requested number of periods.") << endmsg; break;
 519                 case -6: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: unsupported sample format.") << endmsg; break;
 520                 default: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: initialization failed.") << endmsg; break;
 521         }
 522         if (_pcmi->state ()) {
 523                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
 524                 release_device();
 525                 return -1;
 526         }
 527
 528 #ifndef NDEBUG
 529         _pcmi->printinfo ();
 530 #endif
 531
 532         if (_n_outputs != _pcmi->nplay ()) {
 533                 if (_n_outputs == 0) {
 534                  _n_outputs = _pcmi->nplay ();
 535                 } else {
 536                  _n_outputs = std::min (_n_outputs, _pcmi->nplay ());
 537                 }
 538                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: adjusted output channel count to match device.") << endmsg;
 539         }
 540
 541         if (_n_inputs != _pcmi->ncapt ()) {
 542                 if (_n_inputs == 0) {
 543                  _n_inputs = _pcmi->ncapt ();
 544                 } else {
 545                  _n_inputs = std::min (_n_inputs, _pcmi->ncapt ());
 546                 }
 547                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: adjusted input channel count to match device.") << endmsg;
 548         }
 549
 550         if (_pcmi->fsize() != _samples_per_period) {
 551                 _samples_per_period = _pcmi->fsize();
 552                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: samples per period does not match.") << endmsg;
 553         }
 554
 555         if (_pcmi->fsamp() != _samplerate) {
 556                 _samplerate = _pcmi->fsamp();
 557                 engine.sample_rate_change (_samplerate);
 558                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: sample rate does not match.") << endmsg;
 559         }
 560
 561         _measure_latency = for_latency_measurement;
 562
 563         register_system_midi_ports();
 564
 565         if (register_system_audio_ports()) {
 566                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to register system ports.") << endmsg;
 567                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
 568                 release_device();
 569                 return -1;
 570         }
 571
 572         engine.sample_rate_change (_samplerate);
 573         engine.buffer_size_change (_samples_per_period);
 574
 575         if (engine.reestablish_ports ()) {
 576                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: Could not re-establish ports.") << endmsg;
 577                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
 578                 release_device();
 579                 return -1;
 580         }
 581
 582         engine.reconnect_ports ();
 583         _run = true;
 584         _port_change_flag = false;
 585
 586         if (_realtime_pthread_create (SCHED_FIFO, -20, 100000,
 587                                 &_main_thread, pthread_process, this))
 588         {
 589                 if (pthread_create (&_main_thread, NULL, pthread_process, this))
 590                 {
 591                         PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to create process thread.") << endmsg;
 592                         delete _pcmi; _pcmi = 0;
 593                         release_device();
 594                         _run = false;
 595                         return -1;
 596                 } else {
 597                         PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: cannot acquire realtime permissions.") << endmsg;
 598                 }
 599         }
 600
 601         int timeout = 5000;
 602         while (!_active && --timeout > 0) { Glib::usleep (1000); }
 603
 604         if (timeout == 0 || !_active) {
 605                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to start process thread.") << endmsg;
 606                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
 607                 release_device();
 608                 _run = false;
 609                 return -1;
 610         }
 611
 612         return 0;
 613 }
 614
 615 int
 616 AlsaAudioBackend::stop ()
 617 {
 618         void *status;
 619         if (!_run) {
 620                 return 0;
 621         }
 622
 623         _run = false;
 624         if (pthread_join (_main_thread, &status)) {
 625                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to terminate.") << endmsg;
 626                 return -1;
 627         }
 628
 629         while (!_rmidi_out.empty ()) {
 630                 AlsaRawMidiIO *m = _rmidi_out.back ();
 631                 m->stop();
 632                 _rmidi_out.pop_back ();
 633                 delete m;
 634         }
 635         while (!_rmidi_in.empty ()) {
 636                 AlsaRawMidiIO *m = _rmidi_in.back ();
 637                 m->stop();
 638                 _rmidi_in.pop_back ();
 639                 delete m;
 640         }
 641
 642         unregister_system_ports();
 643         delete _pcmi; _pcmi = 0;
 644         release_device();
 645
 646         return (_active == false) ? 0 : -1;
 647 }
 648
 649 int
 650 AlsaAudioBackend::freewheel (bool onoff)
 651 {
 652         if (onoff == _freewheeling) {
 653                 return 0;
 654         }
 655         _freewheeling = onoff;
 656         engine.freewheel_callback (onoff);
 657         return 0;
 658 }
 659
 660 float
 661 AlsaAudioBackend::dsp_load () const
 662 {
 663         return 100.f * _dsp_load;
 664 }
 665
 666 size_t
 667 AlsaAudioBackend::raw_buffer_size (DataType t)
 668 {
 669         switch (t) {
 670                 case DataType::AUDIO:
 671                         return _samples_per_period * sizeof(Sample);
 672                 case DataType::MIDI:
 673                         return _max_buffer_size; // XXX not really limited
 674         }
 675         return 0;
 676 }
 677
 678 /* Process time */
 679 pframes_t
 680 AlsaAudioBackend::sample_time ()
 681 {
 682         return _processed_samples;
 683 }
 684
 685 pframes_t
 686 AlsaAudioBackend::sample_time_at_cycle_start ()
 687 {
 688         return _processed_samples;
 689 }
 690
 691 pframes_t
 692 AlsaAudioBackend::samples_since_cycle_start ()
 693 {
 694         return 0;
 695 }
 696
 697
 698 void *
 699 AlsaAudioBackend::alsa_process_thread (void *arg)
 700 {
 701         ThreadData* td = reinterpret_cast<ThreadData*> (arg);
 702         boost::function<void ()> f = td->f;
 703         delete td;
 704         f ();
 705         return 0;
 706 }
 707
 708 int
 709 AlsaAudioBackend::create_process_thread (boost::function<void()> func)
 710 {
 711         pthread_t thread_id;
 712         pthread_attr_t attr;
 713         size_t stacksize = 100000;
 714
 715         ThreadData* td = new ThreadData (this, func, stacksize);
 716
 717         if (_realtime_pthread_create (SCHED_FIFO, -21, stacksize,
 718                                 &thread_id, alsa_process_thread, td)) {
 719                 pthread_attr_init (&attr);
 720                 pthread_attr_setstacksize (&attr, stacksize);
 721                 if (pthread_create (&thread_id, &attr, alsa_process_thread, td)) {
 722                         PBD::error << _("AudioEngine: cannot create process thread.") << endmsg;
 723                         pthread_attr_destroy (&attr);
 724                         return -1;
 725                 }
 726                 pthread_attr_destroy (&attr);
 727         }
 728
 729         _threads.push_back (thread_id);
 730         return 0;
 731 }
 732
 733 int
 734 AlsaAudioBackend::join_process_threads ()
 735 {
 736         int rv = 0;
 737
 738         for (std::vector<pthread_t>::const_iterator i = _threads.begin (); i != _threads.end (); ++i)
 739         {
 740                 void *status;
 741                 if (pthread_join (*i, &status)) {
 742                         PBD::error << _("AudioEngine: cannot terminate process thread.") << endmsg;
 743                         rv -= 1;
 744                 }
 745         }
 746         _threads.clear ();
 747         return rv;
 748 }
 749
 750 bool
 751 AlsaAudioBackend::in_process_thread ()
 752 {
 753         for (std::vector<pthread_t>::const_iterator i = _threads.begin (); i != _threads.end (); ++i)
 754         {
 755                 if (pthread_equal (*i, pthread_self ()) != 0) {
 756                         return true;
 757                 }
 758         }
 759         return false;
 760 }
 761
 762 uint32_t
 763 AlsaAudioBackend::process_thread_count ()
 764 {
 765         return _threads.size ();
 766 }
 767
 768 void
 769 AlsaAudioBackend::update_latencies ()
 770 {
 771         // trigger latency callback in RT thread (locked graph)
 772         port_connect_add_remove_callback();
 773 }
 774
 775 /* PORTENGINE API */
 776
 777 void*
 778 AlsaAudioBackend::private_handle () const
 779 {
 780         return NULL;
 781 }
 782
 783 const std::string&
 784 AlsaAudioBackend::my_name () const
 785 {
 786         return _instance_name;
 787 }
 788
 789 bool
 790 AlsaAudioBackend::available () const
 791 {
 792         return _run && _active;
 793 }
 794
 795 uint32_t
 796 AlsaAudioBackend::port_name_size () const
 797 {
 798         return 256;
 799 }
 800
 801 int
 802 AlsaAudioBackend::set_port_name (PortEngine::PortHandle port, const std::string& name)
 803 {
 804         if (!valid_port (port)) {
 805                 PBD::error << _("AlsaBackend::set_port_name: Invalid Port(s)") << endmsg;
 806                 return -1;
 807         }
 808         return static_cast<AlsaPort*>(port)->set_name (_instance_name + ":" + name);
 809 }
 810
 811 std::string
 812 AlsaAudioBackend::get_port_name (PortEngine::PortHandle port) const
 813 {
 814         if (!valid_port (port)) {
 815                 PBD::error << _("AlsaBackend::get_port_name: Invalid Port(s)") << endmsg;
 816                 return std::string ();
 817         }
 818         return static_cast<AlsaPort*>(port)->name ();
 819 }
 820
 821 PortEngine::PortHandle
 822 AlsaAudioBackend::get_port_by_name (const std::string& name) const
 823 {
 824         PortHandle port = (PortHandle) find_port (name);
 825         return port;
 826 }
 827
 828 int
 829 AlsaAudioBackend::get_ports (
 830                 const std::string& port_name_pattern,
 831                 DataType type, PortFlags flags,
 832                 std::vector<std::string>& port_names) const
 833 {
 834         int rv = 0;
 835         regex_t port_regex;
 836         bool use_regexp = false;
 837         if (port_name_pattern.size () > 0) {
 838                 if (!regcomp (&port_regex, port_name_pattern.c_str (), REG_EXTENDED|REG_NOSUB)) {
 839                         use_regexp = true;
 840                 }
 841         }
 842         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
 843                 AlsaPort* port = _ports[i];
 844                 if ((port->type () == type) && (port->flags () & flags)) {
 845                         if (!use_regexp || !regexec (&port_regex, port->name ().c_str (), 0, NULL, 0)) {
 846                                 port_names.push_back (port->name ());
 847                                 ++rv;
 848                         }
 849                 }
 850         }
 851         if (use_regexp) {
 852                 regfree (&port_regex);
 853         }
 854         return rv;
 855 }
 856
 857 DataType
 858 AlsaAudioBackend::port_data_type (PortEngine::PortHandle port) const
 859 {
 860         if (!valid_port (port)) {
 861                 return DataType::NIL;
 862         }
 863         return static_cast<AlsaPort*>(port)->type ();
 864 }
 865
 866 PortEngine::PortHandle
 867 AlsaAudioBackend::register_port (
 868                 const std::string& name,
 869                 ARDOUR::DataType type,
 870                 ARDOUR::PortFlags flags)
 871 {
 872         if (name.size () == 0) { return 0; }
 873         if (flags & IsPhysical) { return 0; }
 874         return add_port (_instance_name + ":" + name, type, flags);
 875 }
 876
 877 PortEngine::PortHandle
 878 AlsaAudioBackend::add_port (
 879                 const std::string& name,
 880                 ARDOUR::DataType type,
 881                 ARDOUR::PortFlags flags)
 882 {
 883         assert(name.size ());
 884         if (find_port (name)) {
 885                 PBD::error << _("AlsaBackend::register_port: Port already exists:")
 886                                 << " (" << name << ")" << endmsg;
 887                 return 0;
 888         }
 889         AlsaPort* port = NULL;
 890         switch (type) {
 891                 case DataType::AUDIO:
 892                         port = new AlsaAudioPort (*this, name, flags);
 893                         break;
 894                 case DataType::MIDI:
 895                         port = new AlsaMidiPort (*this, name, flags);
 896                         break;
 897                 default:
 898                         PBD::error << _("AlsaBackend::register_port: Invalid Data Type.") << endmsg;
 899                         return 0;
 900         }
 901
 902         _ports.push_back (port);
 903
 904         return port;
 905 }
 906
 907 void
 908 AlsaAudioBackend::unregister_port (PortEngine::PortHandle port_handle)
 909 {
 910         if (!valid_port (port_handle)) {
 911                 PBD::error << _("AlsaBackend::unregister_port: Invalid Port.") << endmsg;
 912         }
 913         AlsaPort* port = static_cast<AlsaPort*>(port_handle);
 914         std::vector<AlsaPort*>::iterator i = std::find (_ports.begin (), _ports.end (), static_cast<AlsaPort*>(port_handle));
 915         if (i == _ports.end ()) {
 916                 PBD::error << _("AlsaBackend::unregister_port: Failed to find port") << endmsg;
 917                 return;
 918         }
 919         disconnect_all(port_handle);
 920         _ports.erase (i);
 921         delete port;
 922 }
 923
 924 int
 925 AlsaAudioBackend::register_system_audio_ports()
 926 {
 927         LatencyRange lr;
 928
 929         const int a_ins = _n_inputs > 0 ? _n_inputs : 2;
 930         const int a_out = _n_outputs > 0 ? _n_outputs : 2;
 931
 932         /* audio ports */
 933         lr.min = lr.max = _samples_per_period + _measure_latency ? 0 : _systemic_audio_input_latency;
 934         for (int i = 1; i <= a_ins; ++i) {
 935                 char tmp[64];
 936                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:capture_%d", i);
 937                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::AUDIO, static_cast<PortFlags>(IsOutput | IsPhysical | IsTerminal));
 938                 if (!p) return -1;
 939                 set_latency_range (p, false, lr);
 940                 _system_inputs.push_back(static_cast<AlsaPort*>(p));
 941         }
 942
 943         lr.min = lr.max = _samples_per_period + _measure_latency ? 0 : _systemic_audio_output_latency;
 944         for (int i = 1; i <= a_out; ++i) {
 945                 char tmp[64];
 946                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:playback_%d", i);
 947                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::AUDIO, static_cast<PortFlags>(IsInput | IsPhysical | IsTerminal));
 948                 if (!p) return -1;
 949                 set_latency_range (p, true, lr);
 950                 _system_outputs.push_back(static_cast<AlsaPort*>(p));
 951         }
 952         return 0;
 953 }
 954
 955 int
 956 AlsaAudioBackend::register_system_midi_ports()
 957 {
 958         LatencyRange lr;
 959         std::vector<std::string> devices;
 960
 961         // TODO new API use midi_device_info();
 962         if (_midi_driver_option == _("-None-")) {
 963                 return 0;
 964         }
 965         else if (_midi_driver_option == _("-All-")) {
 966                 std::map<std::string, std::string> devmap;
 967                 get_alsa_rawmidi_device_names(devmap);
 968                 for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devmap.begin (); i != devmap.end(); ++i) {
 969                         devices.push_back (i->second);
 970                 }
 971         } else {
 972                 std::map<std::string, std::string> devmap;
 973                 get_alsa_rawmidi_device_names(devmap);
 974                 for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devmap.begin (); i != devmap.end(); ++i) {
 975                         if (i->first == _midi_driver_option) {
 976                                 devices.push_back (i->second);
 977                                 break;
 978                         }
 979                 }
 980         }
 981
 982         for (std::vector<std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end (); ++i) {
 983
 984                 AlsaRawMidiOut *mout = new AlsaRawMidiOut (i->c_str());
 985                 if (mout->state ()) {
 986                         PBD::warning << string_compose (
 987                                         _("AlsaRawMidiOut: failed to open midi device '%1'."), *i)
 988                                 << endmsg;
 989                         delete mout;
 990                 } else {
 991                         mout->setup_timing(_samples_per_period, _samplerate);
 992                         mout->sync_time (g_get_monotonic_time());
 993                         if (mout->start ()) {
 994                                 PBD::warning << string_compose (
 995                                                 _("AlsaRawMidiOut: failed to start midi device '%1'."), *i)
 996                                         << endmsg;
 997                                 delete mout;
 998                         } else {
 999                                 _rmidi_out.push_back (mout);
1000                         }
1001                 }
1002
1003                 AlsaRawMidiIn *midin = new AlsaRawMidiIn (i->c_str());
1004                 if (midin->state ()) {
1005                         PBD::warning << string_compose (
1006                                         _("AlsaRawMidiIn: failed to open midi device '%1'."), *i)
1007                                 << endmsg;
1008                         delete midin;
1009                 } else {
1010                         midin->setup_timing(_samples_per_period, _samplerate);
1011                         midin->sync_time (g_get_monotonic_time());
1012                         if (midin->start ()) {
1013                                 PBD::warning << string_compose (
1014                                                 _("AlsaRawMidiIn: failed to start midi device '%1'."), *i)
1015                                         << endmsg;
1016                                 delete midin;
1017                         } else {
1018                                 _rmidi_in.push_back (midin);
1019                         }
1020                 }
1021         }
1022
1023         const int m_ins = _rmidi_in.size();
1024         const int m_out = _rmidi_out.size();
1025
1026         lr.min = lr.max = _samples_per_period; // + _systemic_midi_input_latency;
1027         for (int i = 1; i <= m_ins; ++i) {
1028                 char tmp[64];
1029                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:midi_capture_%d", i);
1030                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::MIDI, static_cast<PortFlags>(IsOutput | IsPhysical | IsTerminal));
1031                 if (!p) return -1;
1032                 set_latency_range (p, false, lr);
1033                 _system_midi_in.push_back(static_cast<AlsaPort*>(p));
1034         }
1035
1036         lr.min = lr.max = _samples_per_period; // + _systemic_midi_output_latency;
1037         for (int i = 1; i <= m_out; ++i) {
1038                 char tmp[64];
1039                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:midi_playback_%d", i);
1040                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::MIDI, static_cast<PortFlags>(IsInput | IsPhysical | IsTerminal));
1041                 if (!p) return -1;
1042                 set_latency_range (p, true, lr);
1043                 _system_midi_out.push_back(static_cast<AlsaPort*>(p));
1044         }
1045
1046         return 0;
1047 }
1048
1049 void
1050 AlsaAudioBackend::unregister_system_ports()
1051 {
1052         size_t i = 0;
1053         _system_inputs.clear();
1054         _system_outputs.clear();
1055         _system_midi_in.clear();
1056         _system_midi_out.clear();
1057         while (i <  _ports.size ()) {
1058                 AlsaPort* port = _ports[i];
1059                 if (port->is_physical () && port->is_terminal ()) {
1060                         port->disconnect_all ();
1061                         _ports.erase (_ports.begin() + i);
1062                 } else {
1063                         ++i;
1064                 }
1065         }
1066 }
1067
1068 int
1069 AlsaAudioBackend::connect (const std::string& src, const std::string& dst)
1070 {
1071         AlsaPort* src_port = find_port (src);
1072         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1073
1074         if (!src_port) {
1075                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Source port:")
1076                                 << " (" << src <<")" << endmsg;
1077                 return -1;
1078         }
1079         if (!dst_port) {
1080                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Destination port:")
1081                         << " (" << dst <<")" << endmsg;
1082                 return -1;
1083         }
1084         return src_port->connect (dst_port);
1085 }
1086
1087 int
1088 AlsaAudioBackend::disconnect (const std::string& src, const std::string& dst)
1089 {
1090         AlsaPort* src_port = find_port (src);
1091         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1092
1093         if (!src_port || !dst_port) {
1094                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect: Invalid Port(s)") << endmsg;
1095                 return -1;
1096         }
1097         return src_port->disconnect (dst_port);
1098 }
1099
1100 int
1101 AlsaAudioBackend::connect (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst)
1102 {
1103         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1104         if (!valid_port (src)) {
1105                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Source Port Handle") << endmsg;
1106                 return -1;
1107         }
1108         if (!dst_port) {
1109                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Destination Port")
1110                         << " (" << dst << ")" << endmsg;
1111                 return -1;
1112         }
1113         return static_cast<AlsaPort*>(src)->connect (dst_port);
1114 }
1115
1116 int
1117 AlsaAudioBackend::disconnect (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst)
1118 {
1119         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1120         if (!valid_port (src) || !dst_port) {
1121                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect: Invalid Port(s)") << endmsg;
1122                 return -1;
1123         }
1124         return static_cast<AlsaPort*>(src)->disconnect (dst_port);
1125 }
1126
1127 int
1128 AlsaAudioBackend::disconnect_all (PortEngine::PortHandle port)
1129 {
1130         if (!valid_port (port)) {
1131                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect_all: Invalid Port") << endmsg;
1132                 return -1;
1133         }
1134         static_cast<AlsaPort*>(port)->disconnect_all ();
1135         return 0;
1136 }
1137
1138 bool
1139 AlsaAudioBackend::connected (PortEngine::PortHandle port, bool /* process_callback_safe*/)
1140 {
1141         if (!valid_port (port)) {
1142                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect_all: Invalid Port") << endmsg;
1143                 return false;
1144         }
1145         return static_cast<AlsaPort*>(port)->is_connected ();
1146 }
1147
1148 bool
1149 AlsaAudioBackend::connected_to (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst, bool /*process_callback_safe*/)
1150 {
1151         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1152         if (!valid_port (src) || !dst_port) {
1153                 PBD::error << _("AlsaBackend::connected_to: Invalid Port") << endmsg;
1154                 return false;
1155         }
1156         return static_cast<AlsaPort*>(src)->is_connected (dst_port);
1157 }
1158
1159 bool
1160 AlsaAudioBackend::physically_connected (PortEngine::PortHandle port, bool /*process_callback_safe*/)
1161 {
1162         if (!valid_port (port)) {
1163                 PBD::error << _("AlsaBackend::physically_connected: Invalid Port") << endmsg;
1164                 return false;
1165         }
1166         return static_cast<AlsaPort*>(port)->is_physically_connected ();
1167 }
1168
1169 int
1170 AlsaAudioBackend::get_connections (PortEngine::PortHandle port, std::vector<std::string>& names, bool /*process_callback_safe*/)
1171 {
1172         if (!valid_port (port)) {
1173                 PBD::error << _("AlsaBackend::get_connections: Invalid Port") << endmsg;
1174                 return -1;
1175         }
1176
1177         assert (0 == names.size ());
1178
1179         const std::vector<AlsaPort*>& connected_ports = static_cast<AlsaPort*>(port)->get_connections ();
1180
1181         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator i = connected_ports.begin (); i != connected_ports.end (); ++i) {
1182                 names.push_back ((*i)->name ());
1183         }
1184
1185         return (int)names.size ();
1186 }
1187
1188 /* MIDI */
1189 int
1190 AlsaAudioBackend::midi_event_get (
1191                 pframes_t& timestamp,
1192                 size_t& size, uint8_t** buf, void* port_buffer,
1193                 uint32_t event_index)
1194 {
1195         assert (buf && port_buffer);
1196         AlsaMidiBuffer& source = * static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer);
1197         if (event_index >= source.size ()) {
1198                 return -1;
1199         }
1200         AlsaMidiEvent * const event = source[event_index].get ();
1201
1202         timestamp = event->timestamp ();
1203         size = event->size ();
1204         *buf = event->data ();
1205         return 0;
1206 }
1207
1208 int
1209 AlsaAudioBackend::midi_event_put (
1210                 void* port_buffer,
1211                 pframes_t timestamp,
1212                 const uint8_t* buffer, size_t size)
1213 {
1214         assert (buffer && port_buffer);
1215         AlsaMidiBuffer& dst = * static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer);
1216         if (dst.size () && (pframes_t)dst.back ()->timestamp () > timestamp) {
1217                 fprintf (stderr, "AlsaMidiBuffer: it's too late for this event. %d > %d\n",
1218                                 (pframes_t)dst.back ()->timestamp (), timestamp);
1219                 return -1;
1220         }
1221         dst.push_back (boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>(new AlsaMidiEvent (timestamp, buffer, size)));
1222         return 0;
1223 }
1224
1225 uint32_t
1226 AlsaAudioBackend::get_midi_event_count (void* port_buffer)
1227 {
1228         assert (port_buffer);
1229         return static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer)->size ();
1230 }
1231
1232 void
1233 AlsaAudioBackend::midi_clear (void* port_buffer)
1234 {
1235         assert (port_buffer);
1236         AlsaMidiBuffer * buf = static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer);
1237         assert (buf);
1238         buf->clear ();
1239 }
1240
1241 /* Monitoring */
1242
1243 bool
1244 AlsaAudioBackend::can_monitor_input () const
1245 {
1246         return false;
1247 }
1248
1249 int
1250 AlsaAudioBackend::request_input_monitoring (PortEngine::PortHandle, bool)
1251 {
1252         return -1;
1253 }
1254
1255 int
1256 AlsaAudioBackend::ensure_input_monitoring (PortEngine::PortHandle, bool)
1257 {
1258         return -1;
1259 }
1260
1261 bool
1262 AlsaAudioBackend::monitoring_input (PortEngine::PortHandle)
1263 {
1264         return false;
1265 }
1266
1267 /* Latency management */
1268
1269 void
1270 AlsaAudioBackend::set_latency_range (PortEngine::PortHandle port, bool for_playback, LatencyRange latency_range)
1271 {
1272         if (!valid_port (port)) {
1273                 PBD::error << _("AlsaPort::set_latency_range (): invalid port.") << endmsg;
1274         }
1275         static_cast<AlsaPort*>(port)->set_latency_range (latency_range, for_playback);
1276 }
1277
1278 LatencyRange
1279 AlsaAudioBackend::get_latency_range (PortEngine::PortHandle port, bool for_playback)
1280 {
1281         if (!valid_port (port)) {
1282                 PBD::error << _("AlsaPort::get_latency_range (): invalid port.") << endmsg;
1283                 LatencyRange r;
1284                 r.min = 0;
1285                 r.max = 0;
1286                 return r;
1287         }
1288         return static_cast<AlsaPort*>(port)->latency_range (for_playback);
1289 }
1290
1291 /* Discovering physical ports */
1292
1293 bool
1294 AlsaAudioBackend::port_is_physical (PortEngine::PortHandle port) const
1295 {
1296         if (!valid_port (port)) {
1297                 PBD::error << _("AlsaPort::port_is_physical (): invalid port.") << endmsg;
1298                 return false;
1299         }
1300         return static_cast<AlsaPort*>(port)->is_physical ();
1301 }
1302
1303 void
1304 AlsaAudioBackend::get_physical_outputs (DataType type, std::vector<std::string>& port_names)
1305 {
1306         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1307                 AlsaPort* port = _ports[i];
1308                 if ((port->type () == type) && port->is_input () && port->is_physical ()) {
1309                         port_names.push_back (port->name ());
1310                 }
1311         }
1312 }
1313
1314 void
1315 AlsaAudioBackend::get_physical_inputs (DataType type, std::vector<std::string>& port_names)
1316 {
1317         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1318                 AlsaPort* port = _ports[i];
1319                 if ((port->type () == type) && port->is_output () && port->is_physical ()) {
1320                         port_names.push_back (port->name ());
1321                 }
1322         }
1323 }
1324
1325 ChanCount
1326 AlsaAudioBackend::n_physical_outputs () const
1327 {
1328         int n_midi = 0;
1329         int n_audio = 0;
1330         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1331                 AlsaPort* port = _ports[i];
1332                 if (port->is_output () && port->is_physical ()) {
1333                         switch (port->type ()) {
1334                                 case DataType::AUDIO: ++n_audio; break;
1335                                 case DataType::MIDI: ++n_midi; break;
1336                                 default: break;
1337                         }
1338                 }
1339         }
1340         ChanCount cc;
1341         cc.set (DataType::AUDIO, n_audio);
1342         cc.set (DataType::MIDI, n_midi);
1343         return cc;
1344 }
1345
1346 ChanCount
1347 AlsaAudioBackend::n_physical_inputs () const
1348 {
1349         int n_midi = 0;
1350         int n_audio = 0;
1351         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1352                 AlsaPort* port = _ports[i];
1353                 if (port->is_input () && port->is_physical ()) {
1354                         switch (port->type ()) {
1355                                 case DataType::AUDIO: ++n_audio; break;
1356                                 case DataType::MIDI: ++n_midi; break;
1357                                 default: break;
1358                         }
1359                 }
1360         }
1361         ChanCount cc;
1362         cc.set (DataType::AUDIO, n_audio);
1363         cc.set (DataType::MIDI, n_midi);
1364         return cc;
1365 }
1366
1367 /* Getting access to the data buffer for a port */
1368
1369 void*
1370 AlsaAudioBackend::get_buffer (PortEngine::PortHandle port, pframes_t nframes)
1371 {
1372         assert (port);
1373         assert (valid_port (port));
1374         return static_cast<AlsaPort*>(port)->get_buffer (nframes);
1375 }
1376
1377 /* Engine Process */
1378 void *
1379 AlsaAudioBackend::main_process_thread ()
1380 {
1381         AudioEngine::thread_init_callback (this);
1382         _active = true;
1383         _processed_samples = 0;
1384
1385         uint64_t clock1, clock2;
1386         clock1 = g_get_monotonic_time();
1387         _pcmi->pcm_start ();
1388         int no_proc_errors = 0;
1389         const int bailout = 2 * _samplerate / _samples_per_period;
1390         const int64_t nomial_time = 1e6 * _samples_per_period / _samplerate;
1391
1392         manager.registration_callback();
1393         manager.graph_order_callback();
1394
1395         while (_run) {
1396                 long nr;
1397                 bool xrun = false;
1398                 if (!_freewheeling) {
1399                         nr = _pcmi->pcm_wait ();
1400
1401                         if (_pcmi->state () > 0) {
1402                                 ++no_proc_errors;
1403                                 xrun = true;
1404                         }
1405                         if (_pcmi->state () < 0 || no_proc_errors > bailout) {
1406                                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: I/O error. Audio Process Terminated.") << endmsg;
1407                                 break;
1408                         }
1409                         while (nr >= (long)_samples_per_period) {
1410                                 uint32_t i = 0;
1411                                 clock1 = g_get_monotonic_time();
1412                                 no_proc_errors = 0;
1413
1414                                 _pcmi->capt_init (_samples_per_period);
1415                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_inputs.begin (); it != _system_inputs.end (); ++it, ++i) {
1416                                         _pcmi->capt_chan (i, (float*)((*it)->get_buffer(_samples_per_period)), _samples_per_period);
1417                                 }
1418                                 _pcmi->capt_done (_samples_per_period);
1419
1420                                 /* de-queue midi*/
1421                                 i = 0;
1422                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_midi_in.begin (); it != _system_midi_in.end (); ++it, ++i) {
1423                                         assert (_rmidi_in.size() > i);
1424                                         AlsaRawMidiIn *rm = static_cast<AlsaRawMidiIn*>(_rmidi_in.at(i));
1425                                         void *bptr = (*it)->get_buffer(0);
1426                                         pframes_t time;
1427                                         uint8_t data[64]; // match MaxAlsaRawEventSize in alsa_rawmidi.cc
1428                                         size_t size = sizeof(data);
1429                                         midi_clear(bptr);
1430                                         while (rm->recv_event (time, data, size)) {
1431                                                 midi_event_put(bptr, time, data, size);
1432                                                 size = sizeof(data);
1433                                         }
1434                                         rm->sync_time (clock1);
1435                                 }
1436
1437                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_outputs.begin (); it != _system_outputs.end (); ++it) {
1438                                         memset ((*it)->get_buffer (_samples_per_period), 0, _samples_per_period * sizeof (Sample));
1439                                 }
1440
1441                                 if (engine.process_callback (_samples_per_period)) {
1442                                         _pcmi->pcm_stop ();
1443                                         _active = false;
1444                                         return 0;
1445                                 }
1446
1447                                 i = 0;
1448                                 for (std::vector<AlsaPort*>::iterator it = _system_midi_out.begin (); it != _system_midi_out.end (); ++it, ++i) {
1449                                         static_cast<AlsaMidiPort*>(*it)->next_period();
1450                                 }
1451
1452                                 /* queue midi*/
1453                                 i = 0;
1454                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_midi_out.begin (); it != _system_midi_out.end (); ++it, ++i) {
1455                                         assert (_rmidi_out.size() > i);
1456                                         const AlsaMidiBuffer src = static_cast<const AlsaMidiPort*>(*it)->const_buffer();
1457                                         AlsaRawMidiOut *rm = static_cast<AlsaRawMidiOut*>(_rmidi_out.at(i));
1458                                         rm->sync_time (clock1);
1459                                         for (AlsaMidiBuffer::const_iterator mit = src.begin (); mit != src.end (); ++mit) {
1460                                                 rm->send_event ((*mit)->timestamp(), (*mit)->data(), (*mit)->size());
1461                                         }
1462                                 }
1463
1464                                 /* write back audio */
1465                                 i = 0;
1466                                 _pcmi->play_init (_samples_per_period);
1467                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_outputs.begin (); it != _system_outputs.end (); ++it, ++i) {
1468                                         _pcmi->play_chan (i, (const float*)(*it)->get_buffer (_samples_per_period), _samples_per_period);
1469                                 }
1470                                 for (; i < _pcmi->nplay (); ++i) {
1471                                         _pcmi->clear_chan (i, _samples_per_period);
1472                                 }
1473                                 _pcmi->play_done (_samples_per_period);
1474                                 nr -= _samples_per_period;
1475                                 _processed_samples += _samples_per_period;
1476
1477                                 /* calculate DSP load */
1478                                 clock2 = g_get_monotonic_time();
1479                                 const int64_t elapsed_time = clock2 - clock1;
1480                                 _dsp_load = elapsed_time / (float) nomial_time;
1481                         }
1482
1483                         if (xrun && (_pcmi->capt_xrun() > 0 || _pcmi->play_xrun() > 0)) {
1484                                 engine.Xrun ();
1485 #if 0
1486                                 fprintf(stderr, "ALSA x-run read: %.1f ms, write: %.1f ms\n",
1487                                                 _pcmi->capt_xrun() * 1000.0, _pcmi->play_xrun() * 1000.0);
1488 #endif
1489                         }
1490                 } else {
1491                         // Freewheelin'
1492                         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_inputs.begin (); it != _system_inputs.end (); ++it) {
1493                                 memset ((*it)->get_buffer (_samples_per_period), 0, _samples_per_period * sizeof (Sample));
1494                         }
1495                         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_midi_in.begin (); it != _system_midi_in.end (); ++it) {
1496                                 static_cast<AlsaMidiBuffer*>((*it)->get_buffer(0))->clear ();
1497                         }
1498
1499                         if (engine.process_callback (_samples_per_period)) {
1500                                 _pcmi->pcm_stop ();
1501                                 return 0;
1502                         }
1503                         _dsp_load = 1.0;
1504                         Glib::usleep (100); // don't hog cpu
1505                 }
1506
1507                 bool connections_changed = false;
1508                 bool ports_changed = false;
1509                 if (!pthread_mutex_trylock (&_port_callback_mutex)) {
1510                         if (_port_change_flag) {
1511                                 ports_changed = true;
1512                                 _port_change_flag = false;
1513                         }
1514                         if (!_port_connection_queue.empty ()) {
1515                                 connections_changed = true;
1516                         }
1517                         while (!_port_connection_queue.empty ()) {
1518                                 PortConnectData *c = _port_connection_queue.back ();
1519                                 manager.connect_callback (c->a, c->b, c->c);
1520                                 _port_connection_queue.pop_back ();
1521                                 delete c;
1522                         }
1523                         pthread_mutex_unlock (&_port_callback_mutex);
1524                 }
1525                 if (ports_changed) {
1526                         manager.registration_callback();
1527                 }
1528                 if (connections_changed) {
1529                         manager.graph_order_callback();
1530                 }
1531                 if (connections_changed || ports_changed) {
1532                         engine.latency_callback(false);
1533                         engine.latency_callback(true);
1534                 }
1535
1536         }
1537         _pcmi->pcm_stop ();
1538         _active = false;
1539         if (_run) {
1540                 engine.halted_callback("ALSA I/O error.");
1541         }
1542         return 0;
1543 }
1544
1545
1546 /******************************************************************************/
1547
1548 static boost::shared_ptr<AlsaAudioBackend> _instance;
1549
1550 static boost::shared_ptr<AudioBackend> backend_factory (AudioEngine& e);
1551 static int instantiate (const std::string& arg1, const std::string& /* arg2 */);
1552 static int deinstantiate ();
1553 static bool already_configured ();
1554
1555 static ARDOUR::AudioBackendInfo _descriptor = {
1556         "Alsa",
1557         instantiate,
1558         deinstantiate,
1559         backend_factory,
1560         already_configured,
1561 };
1562
1563 static boost::shared_ptr<AudioBackend>
1564 backend_factory (AudioEngine& e)
1565 {
1566         if (!_instance) {
1567                 _instance.reset (new AlsaAudioBackend (e, _descriptor));
1568         }
1569         return _instance;
1570 }
1571
1572 static int
1573 instantiate (const std::string& arg1, const std::string& /* arg2 */)
1574 {
1575         s_instance_name = arg1;
1576         return 0;
1577 }
1578
1579 static int
1580 deinstantiate ()
1581 {
1582         _instance.reset ();
1583         return 0;
1584 }
1585
1586 static bool
1587 already_configured ()
1588 {
1589         return false;
1590 }
1591
1592 extern "C" ARDOURBACKEND_API ARDOUR::AudioBackendInfo* descriptor ()
1593 {
1594         return &_descriptor;
1595 }
1596
1597
1598 /******************************************************************************/
1599 AlsaPort::AlsaPort (AlsaAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
1600         : _alsa_backend (b)
1601         , _name  (name)
1602         , _flags (flags)
1603 {
1604         _capture_latency_range.min = 0;
1605         _capture_latency_range.max = 0;
1606         _playback_latency_range.min = 0;
1607         _playback_latency_range.max = 0;
1608 }
1609
1610 AlsaPort::~AlsaPort () {
1611         disconnect_all ();
1612 }
1613
1614
1615 int AlsaPort::connect (AlsaPort *port)
1616 {
1617         if (!port) {
1618                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): invalid (null) port") << endmsg;
1619                 return -1;
1620         }
1621
1622         if (type () != port->type ()) {
1623                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): wrong port-type") << endmsg;
1624                 return -1;
1625         }
1626
1627         if (is_output () && port->is_output ()) {
1628                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): cannot inter-connect output ports.") << endmsg;
1629                 return -1;
1630         }
1631
1632         if (is_input () && port->is_input ()) {
1633                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): cannot inter-connect input ports.") << endmsg;
1634                 return -1;
1635         }
1636
1637         if (this == port) {
1638                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): cannot self-connect ports.") << endmsg;
1639                 return -1;
1640         }
1641
1642         if (is_connected (port)) {
1643 #if 0 // don't bother to warn about this for now. just ignore it
1644                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): ports are already connected:")
1645                         << " (" << name () << ") -> (" << port->name () << ")"
1646                         << endmsg;
1647 #endif
1648                 return -1;
1649         }
1650
1651         _connect (port, true);
1652         return 0;
1653 }
1654
1655
1656 void AlsaPort::_connect (AlsaPort *port, bool callback)
1657 {
1658         _connections.push_back (port);
1659         if (callback) {
1660                 port->_connect (this, false);
1661                 _alsa_backend.port_connect_callback (name(),  port->name(), true);
1662         }
1663 }
1664
1665 int AlsaPort::disconnect (AlsaPort *port)
1666 {
1667         if (!port) {
1668                 PBD::error << _("AlsaPort::disconnect (): invalid (null) port") << endmsg;
1669                 return -1;
1670         }
1671
1672         if (!is_connected (port)) {
1673                 PBD::error << _("AlsaPort::disconnect (): ports are not connected:")
1674                         << " (" << name () << ") -> (" << port->name () << ")"
1675                         << endmsg;
1676                 return -1;
1677         }
1678         _disconnect (port, true);
1679         return 0;
1680 }
1681
1682 void AlsaPort::_disconnect (AlsaPort *port, bool callback)
1683 {
1684         std::vector<AlsaPort*>::iterator it = std::find (_connections.begin (), _connections.end (), port);
1685
1686         assert (it != _connections.end ());
1687
1688         _connections.erase (it);
1689
1690         if (callback) {
1691                 port->_disconnect (this, false);
1692                 _alsa_backend.port_connect_callback (name(),  port->name(), false);
1693         }
1694 }
1695
1696
1697 void AlsaPort::disconnect_all ()
1698 {
1699         while (!_connections.empty ()) {
1700                 _connections.back ()->_disconnect (this, false);
1701                 _alsa_backend.port_connect_callback (name(),  _connections.back ()->name(), false);
1702                 _connections.pop_back ();
1703         }
1704 }
1705
1706 bool
1707 AlsaPort::is_connected (const AlsaPort *port) const
1708 {
1709         return std::find (_connections.begin (), _connections.end (), port) != _connections.end ();
1710 }
1711
1712 bool AlsaPort::is_physically_connected () const
1713 {
1714         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _connections.begin (); it != _connections.end (); ++it) {
1715                 if ((*it)->is_physical ()) {
1716                         return true;
1717                 }
1718         }
1719         return false;
1720 }
1721
1722 /******************************************************************************/
1723
1724 AlsaAudioPort::AlsaAudioPort (AlsaAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
1725         : AlsaPort (b, name, flags)
1726 {
1727         memset (_buffer, 0, sizeof (_buffer));
1728         mlock(_buffer, sizeof (_buffer));
1729 }
1730
1731 AlsaAudioPort::~AlsaAudioPort () { }
1732
1733 void* AlsaAudioPort::get_buffer (pframes_t n_samples)
1734 {
1735         if (is_input ()) {
1736                 std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = get_connections ().begin ();
1737                 if (it == get_connections ().end ()) {
1738                         memset (_buffer, 0, n_samples * sizeof (Sample));
1739                 } else {
1740                         AlsaAudioPort const * source = static_cast<const AlsaAudioPort*>(*it);
1741                         assert (source && source->is_output ());
1742                         memcpy (_buffer, source->const_buffer (), n_samples * sizeof (Sample));
1743                         while (++it != get_connections ().end ()) {
1744                                 source = static_cast<const AlsaAudioPort*>(*it);
1745                                 assert (source && source->is_output ());
1746                                 Sample* dst = buffer ();
1747                                 const Sample* src = source->const_buffer ();
1748                                 for (uint32_t s = 0; s < n_samples; ++s, ++dst, ++src) {
1749                                         *dst += *src;
1750                                 }
1751                         }
1752                 }
1753         }
1754         return _buffer;
1755 }
1756
1757
1758 AlsaMidiPort::AlsaMidiPort (AlsaAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
1759         : AlsaPort (b, name, flags)
1760         , _bufperiod (0)
1761 {
1762         _buffer[0].clear ();
1763         _buffer[1].clear ();
1764 }
1765
1766 AlsaMidiPort::~AlsaMidiPort () { }
1767
1768 struct MidiEventSorter {
1769         bool operator() (const boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>& a, const boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>& b) {
1770                 return *a < *b;
1771         }
1772 };
1773
1774 void* AlsaMidiPort::get_buffer (pframes_t /* nframes */)
1775 {
1776         if (is_input ()) {
1777                 (_buffer[_bufperiod]).clear ();
1778                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator i = get_connections ().begin ();
1779                                 i != get_connections ().end ();
1780                                 ++i) {
1781                         const AlsaMidiBuffer src = static_cast<const AlsaMidiPort*>(*i)->const_buffer ();
1782                         for (AlsaMidiBuffer::const_iterator it = src.begin (); it != src.end (); ++it) {
1783                                 (_buffer[_bufperiod]).push_back (boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>(new AlsaMidiEvent (**it)));
1784                         }
1785                 }
1786                 std::sort ((_buffer[_bufperiod]).begin (), (_buffer[_bufperiod]).end (), MidiEventSorter());
1787         }
1788         return &(_buffer[_bufperiod]);
1789 }
1790
1791 AlsaMidiEvent::AlsaMidiEvent (const pframes_t timestamp, const uint8_t* data, size_t size)
1792         : _size (size)
1793         , _timestamp (timestamp)
1794         , _data (0)
1795 {
1796         if (size > 0) {
1797                 _data = (uint8_t*) malloc (size);
1798                 memcpy (_data, data, size);
1799         }
1800 }
1801
1802 AlsaMidiEvent::AlsaMidiEvent (const AlsaMidiEvent& other)
1803         : _size (other.size ())
1804         , _timestamp (other.timestamp ())
1805         , _data (0)
1806 {
1807         if (other.size () && other.const_data ()) {
1808                 _data = (uint8_t*) malloc (other.size ());
1809                 memcpy (_data, other.const_data (), other.size ());
1810         }
1811 };
1812
1813 AlsaMidiEvent::~AlsaMidiEvent () {
1814         free (_data);
1815 };