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/port_manager.h"
  33 #include "ardour/system_exec.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         , _audio_device("")
  49         , _midi_device("")
  50         , _samplerate (48000)
  51         , _samples_per_period (1024)
  52         , _periods_per_cycle (2)
  53         , _dsp_load (0)
  54         , _n_inputs (0)
  55         , _n_outputs (0)
  56         , _systemic_input_latency (0)
  57         , _systemic_output_latency (0)
  58         , _processed_samples (0)
  59 {
  60         _instance_name = s_instance_name;
  61         pthread_mutex_init (&_port_callback_mutex, 0);
  62 }
  63
  64 AlsaAudioBackend::~AlsaAudioBackend ()
  65 {
  66         pthread_mutex_destroy (&_port_callback_mutex);
  67 }
  68
  69 /* AUDIOBACKEND API */
  70
  71 std::string
  72 AlsaAudioBackend::name () const
  73 {
  74         return X_("ALSA");
  75 }
  76
  77 bool
  78 AlsaAudioBackend::is_realtime () const
  79 {
  80         return true;
  81 }
  82
  83 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus>
  84 AlsaAudioBackend::enumerate_devices () const
  85 {
  86         std::vector<AudioBackend::DeviceStatus> s;
  87         std::map<std::string, std::string> devices;
  88         get_alsa_audio_device_names(devices);
  89         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
  90                 s.push_back (DeviceStatus (i->first, true));
  91         }
  92         return s;
  93 }
  94
  95 static void acquire_device(const char* device_name)
  96 {
  97         /* This is  quick hack, ideally we'll link against libdbus and implement a dbus-listener
  98          * that owns the device. here we try to get away by just requesting it and then block it...
  99          * (pulseaudio periodically checks anyway)
 100          *
 101          * dbus-send --session --print-reply --type=method_call --dest=org.freedesktop.ReserveDevice1.Audio2 /org/freedesktop/ReserveDevice1/Audio2 org.freedesktop.ReserveDevice1.RequestRelease int32:4
 102          * -> should not return  'boolean false'
 103          */
 104         int device_number = card_to_num(device_name);
 105         if (device_number < 0) return;
 106
 107         std::string dbus_send_path;
 108         if (PBD::find_file_in_search_path (PBD::Searchpath(Glib::getenv("PATH")), X_("dbus-send"), dbus_send_path)) {
 109                 char **argp;
 110                 char tmp[128];
 111                 argp=(char**) calloc(8,sizeof(char*));
 112                 argp[0] = strdup(dbus_send_path.c_str());
 113                 argp[1] = strdup("--session");
 114                 argp[2] = strdup("--print-reply"); // need to wait for the receiver to act.
 115                 argp[3] = strdup("--type=method_call");
 116                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "--dest=org.freedesktop.ReserveDevice1.Audio%d", device_number);
 117                 argp[4] = strdup(tmp);
 118                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "/org/freedesktop/ReserveDevice1/Audio%d", device_number);
 119                 argp[5] = strdup(tmp);
 120                 argp[6] = strdup("org.freedesktop.ReserveDevice1.RequestRelease");
 121                 argp[7] = strdup("int32:4294967296");
 122                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "string:'org.freedesktop.ReserveDevice1.Audio%d'", device_number);
 123                 argp[7] = strdup(tmp);
 124                 argp[8] = 0;
 125
 126                 ARDOUR::SystemExec process (dbus_send_path, argp);
 127                 if (!process.start(1)) {
 128                         process.wait();
 129                 }
 130         }
 131 }
 132
 133 std::vector<float>
 134 AlsaAudioBackend::available_sample_rates (const std::string&) const
 135 {
 136         std::vector<float> sr;
 137         sr.push_back (8000.0);
 138         sr.push_back (22050.0);
 139         sr.push_back (24000.0);
 140         sr.push_back (44100.0);
 141         sr.push_back (48000.0);
 142         sr.push_back (88200.0);
 143         sr.push_back (96000.0);
 144         sr.push_back (176400.0);
 145         sr.push_back (192000.0);
 146         return sr;
 147 }
 148
 149 std::vector<uint32_t>
 150 AlsaAudioBackend::available_buffer_sizes (const std::string&) const
 151 {
 152         std::vector<uint32_t> bs;
 153         bs.push_back (32);
 154         bs.push_back (64);
 155         bs.push_back (128);
 156         bs.push_back (256);
 157         bs.push_back (512);
 158         bs.push_back (1024);
 159         bs.push_back (2048);
 160         bs.push_back (4096);
 161         bs.push_back (8192);
 162         return bs;
 163 }
 164
 165 uint32_t
 166 AlsaAudioBackend::available_input_channel_count (const std::string&) const
 167 {
 168         return 128; // TODO query current device
 169 }
 170
 171 uint32_t
 172 AlsaAudioBackend::available_output_channel_count (const std::string&) const
 173 {
 174         return 128; // TODO query current device
 175 }
 176
 177 bool
 178 AlsaAudioBackend::can_change_sample_rate_when_running () const
 179 {
 180         return false;
 181 }
 182
 183 bool
 184 AlsaAudioBackend::can_change_buffer_size_when_running () const
 185 {
 186         return false;
 187 }
 188
 189 int
 190 AlsaAudioBackend::set_device_name (const std::string& d)
 191 {
 192         _audio_device = d;
 193         return 0;
 194 }
 195
 196 int
 197 AlsaAudioBackend::set_sample_rate (float sr)
 198 {
 199         if (sr <= 0) { return -1; }
 200         _samplerate = sr;
 201         engine.sample_rate_change (sr);
 202         return 0;
 203 }
 204
 205 int
 206 AlsaAudioBackend::set_buffer_size (uint32_t bs)
 207 {
 208         if (bs <= 0 || bs >= _max_buffer_size) {
 209                 return -1;
 210         }
 211         _samples_per_period = bs;
 212         engine.buffer_size_change (bs);
 213         return 0;
 214 }
 215
 216 int
 217 AlsaAudioBackend::set_interleaved (bool yn)
 218 {
 219         if (!yn) { return 0; }
 220         return -1;
 221 }
 222
 223 int
 224 AlsaAudioBackend::set_input_channels (uint32_t cc)
 225 {
 226         _n_inputs = cc;
 227         return 0;
 228 }
 229
 230 int
 231 AlsaAudioBackend::set_output_channels (uint32_t cc)
 232 {
 233         _n_outputs = cc;
 234         return 0;
 235 }
 236
 237 int
 238 AlsaAudioBackend::set_systemic_input_latency (uint32_t sl)
 239 {
 240         _systemic_input_latency = sl;
 241         return 0;
 242 }
 243
 244 int
 245 AlsaAudioBackend::set_systemic_output_latency (uint32_t sl)
 246 {
 247         _systemic_output_latency = sl;
 248         return 0;
 249 }
 250
 251 /* Retrieving parameters */
 252 std::string
 253 AlsaAudioBackend::device_name () const
 254 {
 255         return _audio_device;
 256 }
 257
 258 float
 259 AlsaAudioBackend::sample_rate () const
 260 {
 261         return _samplerate;
 262 }
 263
 264 uint32_t
 265 AlsaAudioBackend::buffer_size () const
 266 {
 267         return _samples_per_period;
 268 }
 269
 270 bool
 271 AlsaAudioBackend::interleaved () const
 272 {
 273         return false;
 274 }
 275
 276 uint32_t
 277 AlsaAudioBackend::input_channels () const
 278 {
 279         return _n_inputs;
 280 }
 281
 282 uint32_t
 283 AlsaAudioBackend::output_channels () const
 284 {
 285         return _n_outputs;
 286 }
 287
 288 uint32_t
 289 AlsaAudioBackend::systemic_input_latency () const
 290 {
 291         return _systemic_input_latency;
 292 }
 293
 294 uint32_t
 295 AlsaAudioBackend::systemic_output_latency () const
 296 {
 297         return _systemic_output_latency;
 298 }
 299
 300 /* MIDI */
 301 std::vector<std::string>
 302 AlsaAudioBackend::enumerate_midi_options () const
 303 {
 304         std::vector<std::string> m;
 305         m.push_back (_("-None-"));
 306         std::map<std::string, std::string> devices;
 307         get_alsa_rawmidi_device_names(devices);
 308
 309         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 310                 m.push_back (i->first);
 311         }
 312         if (m.size() > 2) {
 313                 m.push_back (_("-All-"));
 314         }
 315         return m;
 316 }
 317
 318 int
 319 AlsaAudioBackend::set_midi_option (const std::string& opt)
 320 {
 321         _midi_device = opt;
 322         return 0;
 323 }
 324
 325 std::string
 326 AlsaAudioBackend::midi_option () const
 327 {
 328         return _midi_device;
 329 }
 330
 331 /* State Control */
 332
 333 static void * pthread_process (void *arg)
 334 {
 335         AlsaAudioBackend *d = static_cast<AlsaAudioBackend *>(arg);
 336         d->main_process_thread ();
 337         pthread_exit (0);
 338         return 0;
 339 }
 340
 341 int
 342 AlsaAudioBackend::_start (bool for_latency_measurement)
 343 {
 344         if (_active || _run) {
 345                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: already active.") << endmsg;
 346                 return -1;
 347         }
 348
 349         if (_ports.size()) {
 350                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: recovering from unclean shutdown, port registry is not empty.") << endmsg;
 351                 _system_inputs.clear();
 352                 _system_outputs.clear();
 353                 _system_midi_in.clear();
 354                 _system_midi_out.clear();
 355                 _ports.clear();
 356         }
 357
 358         assert(_rmidi_in.size() == 0);
 359         assert(_rmidi_out.size() == 0);
 360         assert(_pcmi == 0);
 361
 362         std::string alsa_device;
 363         std::map<std::string, std::string> devices;
 364         get_alsa_audio_device_names(devices);
 365         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 366                 if (i->first == _audio_device) {
 367                         alsa_device = i->second;
 368                         break;
 369                 }
 370         }
 371
 372         acquire_device(alsa_device.c_str());
 373         _pcmi = new Alsa_pcmi (alsa_device.c_str(), alsa_device.c_str(), 0, _samplerate, _samples_per_period, _periods_per_cycle, 0);
 374         switch (_pcmi->state ()) {
 375                 case 0: /* OK */ break;
 376                 case -1: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to open device.") << endmsg; break;
 377                 case -2: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to allocate parameters.") << endmsg; break;
 378                 case -3: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: cannot set requested sample rate.") << endmsg; break;
 379                 case -4: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: cannot set requested period size.") << endmsg; break;
 380                 case -5: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: cannot set requested number of periods.") << endmsg; break;
 381                 case -6: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: unsupported sample format.") << endmsg; break;
 382                 default: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: initialization failed.") << endmsg; break;
 383         }
 384         if (_pcmi->state ()) {
 385                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
 386                 return -1;
 387         }
 388
 389 #ifndef NDEBUG
 390         _pcmi->printinfo ();
 391 #endif
 392
 393         if (_n_outputs != _pcmi->nplay ()) {
 394                 if (_n_outputs == 0) {
 395                  _n_outputs = _pcmi->nplay ();
 396                 } else {
 397                  _n_outputs = std::min (_n_outputs, _pcmi->nplay ());
 398                 }
 399                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: adjusted output channel count to match device.") << endmsg;
 400         }
 401
 402         if (_n_inputs != _pcmi->ncapt ()) {
 403                 if (_n_inputs == 0) {
 404                  _n_inputs = _pcmi->ncapt ();
 405                 } else {
 406                  _n_inputs = std::min (_n_inputs, _pcmi->ncapt ());
 407                 }
 408                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: adjusted input channel count to match device.") << endmsg;
 409         }
 410
 411         if (_pcmi->fsize() != _samples_per_period) {
 412                 _samples_per_period = _pcmi->fsize();
 413                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: samples per period does not match.") << endmsg;
 414         }
 415
 416         if (_pcmi->fsamp() != _samplerate) {
 417                 _samplerate = _pcmi->fsamp();
 418                 engine.sample_rate_change (_samplerate);
 419                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: sample rate does not match.") << endmsg;
 420         }
 421
 422         if (for_latency_measurement) {
 423                 _systemic_input_latency = 0;
 424                 _systemic_output_latency = 0;
 425         }
 426
 427         register_system_midi_ports();
 428
 429         if (register_system_audio_ports()) {
 430                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to register system ports.") << endmsg;
 431                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
 432                 return -1;
 433         }
 434
 435         if (engine.reestablish_ports ()) {
 436                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: Could not re-establish ports.") << endmsg;
 437                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
 438                 return -1;
 439         }
 440
 441         engine.buffer_size_change (_samples_per_period);
 442         engine.reconnect_ports ();
 443         _run = true;
 444
 445         if (_realtime_pthread_create (SCHED_FIFO, -20,
 446                                 &_main_thread, pthread_process, this))
 447         {
 448                 if (pthread_create (&_main_thread, NULL, pthread_process, this))
 449                 {
 450                         PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to create process thread.") << endmsg;
 451                         delete _pcmi; _pcmi = 0;
 452                         _run = false;
 453                         return -1;
 454                 } else {
 455                         PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: cannot acquire realtime permissions.") << endmsg;
 456                 }
 457         }
 458
 459         int timeout = 5000;
 460         while (!_active && --timeout > 0) { Glib::usleep (1000); }
 461
 462         if (timeout == 0 || !_active) {
 463                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to start process thread.") << endmsg;
 464                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
 465                 _run = false;
 466                 return -1;
 467         }
 468
 469         return 0;
 470 }
 471
 472 int
 473 AlsaAudioBackend::stop ()
 474 {
 475         void *status;
 476         if (!_active) {
 477                 return 0;
 478         }
 479
 480         _run = false;
 481         if (pthread_join (_main_thread, &status)) {
 482                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to terminate.") << endmsg;
 483                 return -1;
 484         }
 485
 486         while (!_rmidi_out.empty ()) {
 487                 AlsaRawMidiIO *m = _rmidi_out.back ();
 488                 m->stop();
 489                 _rmidi_out.pop_back ();
 490                 delete m;
 491         }
 492         while (!_rmidi_in.empty ()) {
 493                 AlsaRawMidiIO *m = _rmidi_in.back ();
 494                 m->stop();
 495                 _rmidi_in.pop_back ();
 496                 delete m;
 497         }
 498
 499         unregister_system_ports();
 500         delete _pcmi; _pcmi = 0;
 501         return (_active == false) ? 0 : -1;
 502 }
 503
 504 int
 505 AlsaAudioBackend::freewheel (bool onoff)
 506 {
 507         if (onoff == _freewheeling) {
 508                 return 0;
 509         }
 510         _freewheeling = onoff;
 511         engine.freewheel_callback (onoff);
 512         return 0;
 513 }
 514
 515 float
 516 AlsaAudioBackend::dsp_load () const
 517 {
 518         return 100.f * _dsp_load;
 519 }
 520
 521 size_t
 522 AlsaAudioBackend::raw_buffer_size (DataType t)
 523 {
 524         switch (t) {
 525                 case DataType::AUDIO:
 526                         return _samples_per_period * sizeof(Sample);
 527                 case DataType::MIDI:
 528                         return _max_buffer_size; // XXX not really limited
 529         }
 530         return 0;
 531 }
 532
 533 /* Process time */
 534 pframes_t
 535 AlsaAudioBackend::sample_time ()
 536 {
 537         return _processed_samples;
 538 }
 539
 540 pframes_t
 541 AlsaAudioBackend::sample_time_at_cycle_start ()
 542 {
 543         return _processed_samples;
 544 }
 545
 546 pframes_t
 547 AlsaAudioBackend::samples_since_cycle_start ()
 548 {
 549         return 0;
 550 }
 551
 552
 553 void *
 554 AlsaAudioBackend::alsa_process_thread (void *arg)
 555 {
 556         ThreadData* td = reinterpret_cast<ThreadData*> (arg);
 557         boost::function<void ()> f = td->f;
 558         delete td;
 559         f ();
 560         return 0;
 561 }
 562
 563 int
 564 AlsaAudioBackend::create_process_thread (boost::function<void()> func)
 565 {
 566         pthread_t thread_id;
 567         pthread_attr_t attr;
 568         size_t stacksize = 100000;
 569
 570         pthread_attr_init (&attr);
 571         pthread_attr_setstacksize (&attr, stacksize);
 572         ThreadData* td = new ThreadData (this, func, stacksize);
 573
 574         if (pthread_create (&thread_id, &attr, alsa_process_thread, td)) {
 575                 PBD::error << _("AudioEngine: cannot create process thread.") << endmsg;
 576                 pthread_attr_destroy (&attr);
 577                 return -1;
 578         }
 579         pthread_attr_destroy (&attr);
 580
 581         _threads.push_back (thread_id);
 582         return 0;
 583 }
 584
 585 int
 586 AlsaAudioBackend::join_process_threads ()
 587 {
 588         int rv = 0;
 589
 590         for (std::vector<pthread_t>::const_iterator i = _threads.begin (); i != _threads.end (); ++i)
 591         {
 592                 void *status;
 593                 if (pthread_join (*i, &status)) {
 594                         PBD::error << _("AudioEngine: cannot terminate process thread.") << endmsg;
 595                         rv -= 1;
 596                 }
 597         }
 598         _threads.clear ();
 599         return rv;
 600 }
 601
 602 bool
 603 AlsaAudioBackend::in_process_thread ()
 604 {
 605         for (std::vector<pthread_t>::const_iterator i = _threads.begin (); i != _threads.end (); ++i)
 606         {
 607                 if (pthread_equal (*i, pthread_self ()) != 0) {
 608                         return true;
 609                 }
 610         }
 611         return false;
 612 }
 613
 614 uint32_t
 615 AlsaAudioBackend::process_thread_count ()
 616 {
 617         return _threads.size ();
 618 }
 619
 620 void
 621 AlsaAudioBackend::update_latencies ()
 622 {
 623 }
 624
 625 /* PORTENGINE API */
 626
 627 void*
 628 AlsaAudioBackend::private_handle () const
 629 {
 630         return NULL;
 631 }
 632
 633 const std::string&
 634 AlsaAudioBackend::my_name () const
 635 {
 636         return _instance_name;
 637 }
 638
 639 bool
 640 AlsaAudioBackend::available () const
 641 {
 642         return _run && _active;
 643 }
 644
 645 uint32_t
 646 AlsaAudioBackend::port_name_size () const
 647 {
 648         return 256;
 649 }
 650
 651 int
 652 AlsaAudioBackend::set_port_name (PortEngine::PortHandle port, const std::string& name)
 653 {
 654         if (!valid_port (port)) {
 655                 PBD::error << _("AlsaBackend::set_port_name: Invalid Port(s)") << endmsg;
 656                 return -1;
 657         }
 658         return static_cast<AlsaPort*>(port)->set_name (_instance_name + ":" + name);
 659 }
 660
 661 std::string
 662 AlsaAudioBackend::get_port_name (PortEngine::PortHandle port) const
 663 {
 664         if (!valid_port (port)) {
 665                 PBD::error << _("AlsaBackend::get_port_name: Invalid Port(s)") << endmsg;
 666                 return std::string ();
 667         }
 668         return static_cast<AlsaPort*>(port)->name ();
 669 }
 670
 671 PortEngine::PortHandle
 672 AlsaAudioBackend::get_port_by_name (const std::string& name) const
 673 {
 674         PortHandle port = (PortHandle) find_port (name);
 675         return port;
 676 }
 677
 678 int
 679 AlsaAudioBackend::get_ports (
 680                 const std::string& port_name_pattern,
 681                 DataType type, PortFlags flags,
 682                 std::vector<std::string>& port_names) const
 683 {
 684         int rv = 0;
 685         regex_t port_regex;
 686         bool use_regexp = false;
 687         if (port_name_pattern.size () > 0) {
 688                 if (!regcomp (&port_regex, port_name_pattern.c_str (), REG_EXTENDED|REG_NOSUB)) {
 689                         use_regexp = true;
 690                 }
 691         }
 692         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
 693                 AlsaPort* port = _ports[i];
 694                 if ((port->type () == type) && (port->flags () & flags)) {
 695                         if (!use_regexp || !regexec (&port_regex, port->name ().c_str (), 0, NULL, 0)) {
 696                                 port_names.push_back (port->name ());
 697                                 ++rv;
 698                         }
 699                 }
 700         }
 701         if (use_regexp) {
 702                 regfree (&port_regex);
 703         }
 704         return rv;
 705 }
 706
 707 DataType
 708 AlsaAudioBackend::port_data_type (PortEngine::PortHandle port) const
 709 {
 710         if (!valid_port (port)) {
 711                 return DataType::NIL;
 712         }
 713         return static_cast<AlsaPort*>(port)->type ();
 714 }
 715
 716 PortEngine::PortHandle
 717 AlsaAudioBackend::register_port (
 718                 const std::string& name,
 719                 ARDOUR::DataType type,
 720                 ARDOUR::PortFlags flags)
 721 {
 722         if (name.size () == 0) { return 0; }
 723         if (flags & IsPhysical) { return 0; }
 724         return add_port (_instance_name + ":" + name, type, flags);
 725 }
 726
 727 PortEngine::PortHandle
 728 AlsaAudioBackend::add_port (
 729                 const std::string& name,
 730                 ARDOUR::DataType type,
 731                 ARDOUR::PortFlags flags)
 732 {
 733         assert(name.size ());
 734         if (find_port (name)) {
 735                 PBD::error << _("AlsaBackend::register_port: Port already exists:")
 736                                 << " (" << name << ")" << endmsg;
 737                 return 0;
 738         }
 739         AlsaPort* port = NULL;
 740         switch (type) {
 741                 case DataType::AUDIO:
 742                         port = new AlsaAudioPort (*this, name, flags);
 743                         break;
 744                 case DataType::MIDI:
 745                         port = new AlsaMidiPort (*this, name, flags);
 746                         break;
 747                 default:
 748                         PBD::error << _("AlsaBackend::register_port: Invalid Data Type.") << endmsg;
 749                         return 0;
 750         }
 751
 752         _ports.push_back (port);
 753
 754         return port;
 755 }
 756
 757 void
 758 AlsaAudioBackend::unregister_port (PortEngine::PortHandle port_handle)
 759 {
 760         if (!valid_port (port_handle)) {
 761                 PBD::error << _("AlsaBackend::unregister_port: Invalid Port.") << endmsg;
 762         }
 763         AlsaPort* port = static_cast<AlsaPort*>(port_handle);
 764         std::vector<AlsaPort*>::iterator i = std::find (_ports.begin (), _ports.end (), static_cast<AlsaPort*>(port_handle));
 765         if (i == _ports.end ()) {
 766                 PBD::error << _("AlsaBackend::unregister_port: Failed to find port") << endmsg;
 767                 return;
 768         }
 769         disconnect_all(port_handle);
 770         _ports.erase (i);
 771         delete port;
 772 }
 773
 774 int
 775 AlsaAudioBackend::register_system_audio_ports()
 776 {
 777         LatencyRange lr;
 778
 779         const int a_ins = _n_inputs > 0 ? _n_inputs : 2;
 780         const int a_out = _n_outputs > 0 ? _n_outputs : 2;
 781
 782         /* audio ports */
 783         lr.min = lr.max = _samples_per_period * _periods_per_cycle + _systemic_input_latency;
 784         for (int i = 1; i <= a_ins; ++i) {
 785                 char tmp[64];
 786                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:capture_%d", i);
 787                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::AUDIO, static_cast<PortFlags>(IsOutput | IsPhysical | IsTerminal));
 788                 if (!p) return -1;
 789                 set_latency_range (p, false, lr);
 790                 _system_inputs.push_back(static_cast<AlsaPort*>(p));
 791         }
 792
 793         lr.min = lr.max = _samples_per_period * _periods_per_cycle + _systemic_output_latency;
 794         for (int i = 1; i <= a_out; ++i) {
 795                 char tmp[64];
 796                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:playback_%d", i);
 797                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::AUDIO, static_cast<PortFlags>(IsInput | IsPhysical | IsTerminal));
 798                 if (!p) return -1;
 799                 set_latency_range (p, false, lr);
 800                 _system_outputs.push_back(static_cast<AlsaPort*>(p));
 801         }
 802         return 0;
 803 }
 804
 805 int
 806 AlsaAudioBackend::register_system_midi_ports()
 807 {
 808         LatencyRange lr;
 809         std::vector<std::string> devices;
 810
 811         if (_midi_device == _("-None-")) {
 812                 return 0;
 813         }
 814         else if (_midi_device == _("-All-")) {
 815                 std::map<std::string, std::string> devmap;
 816                 get_alsa_rawmidi_device_names(devmap);
 817                 for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devmap.begin (); i != devmap.end(); ++i) {
 818                         devices.push_back (i->second);
 819                 }
 820         } else {
 821                 std::map<std::string, std::string> devmap;
 822                 get_alsa_rawmidi_device_names(devmap);
 823                 for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devmap.begin (); i != devmap.end(); ++i) {
 824                         if (i->first == _midi_device) {
 825                                 devices.push_back (i->second);
 826                                 break;
 827                         }
 828                 }
 829         }
 830
 831         for (std::vector<std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end (); ++i) {
 832
 833                 AlsaRawMidiOut *mout = new AlsaRawMidiOut (i->c_str());
 834                 if (mout->state ()) {
 835                         PBD::warning << string_compose (
 836                                         _("AlsaRawMidiOut: failed to open midi device '%1'."), *i)
 837                                 << endmsg;
 838                         delete mout;
 839                 } else {
 840                         mout->setup_timing(_samples_per_period, _samplerate);
 841                         mout->sync_time (g_get_monotonic_time());
 842                         if (mout->start ()) {
 843                                 PBD::warning << string_compose (
 844                                                 _("AlsaRawMidiOut: failed to start midi device '%1'."), *i)
 845                                         << endmsg;
 846                                 delete mout;
 847                         } else {
 848                                 _rmidi_out.push_back (mout);
 849                         }
 850                 }
 851
 852                 AlsaRawMidiIn *midin = new AlsaRawMidiIn (i->c_str());
 853                 if (midin->state ()) {
 854                         PBD::warning << string_compose (
 855                                         _("AlsaRawMidiIn: failed to open midi device '%1'."), *i)
 856                                 << endmsg;
 857                         delete midin;
 858                 } else {
 859                         midin->setup_timing(_samples_per_period, _samplerate);
 860                         midin->sync_time (g_get_monotonic_time());
 861                         if (midin->start ()) {
 862                                 PBD::warning << string_compose (
 863                                                 _("AlsaRawMidiIn: failed to start midi device '%1'."), *i)
 864                                         << endmsg;
 865                                 delete midin;
 866                         } else {
 867                                 _rmidi_in.push_back (midin);
 868                         }
 869                 }
 870         }
 871
 872         const int m_ins = _rmidi_in.size();
 873         const int m_out = _rmidi_out.size();
 874
 875         lr.min = lr.max = _samples_per_period + _systemic_input_latency;
 876         for (int i = 1; i <= m_ins; ++i) {
 877                 char tmp[64];
 878                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:midi_capture_%d", i);
 879                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::MIDI, static_cast<PortFlags>(IsOutput | IsPhysical | IsTerminal));
 880                 if (!p) return -1;
 881                 set_latency_range (p, false, lr);
 882                 _system_midi_in.push_back(static_cast<AlsaPort*>(p));
 883         }
 884
 885         lr.min = lr.max = _samples_per_period + _systemic_output_latency;
 886         for (int i = 1; i <= m_out; ++i) {
 887                 char tmp[64];
 888                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:midi_playback_%d", i);
 889                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::MIDI, static_cast<PortFlags>(IsInput | IsPhysical | IsTerminal));
 890                 if (!p) return -1;
 891                 set_latency_range (p, false, lr);
 892                 _system_midi_out.push_back(static_cast<AlsaPort*>(p));
 893         }
 894
 895         return 0;
 896 }
 897
 898 void
 899 AlsaAudioBackend::unregister_system_ports()
 900 {
 901         size_t i = 0;
 902         _system_inputs.clear();
 903         _system_outputs.clear();
 904         _system_midi_in.clear();
 905         _system_midi_out.clear();
 906         while (i <  _ports.size ()) {
 907                 AlsaPort* port = _ports[i];
 908                 if (port->is_physical () && port->is_terminal ()) {
 909                         port->disconnect_all ();
 910                         _ports.erase (_ports.begin() + i);
 911                 } else {
 912                         ++i;
 913                 }
 914         }
 915 }
 916
 917 int
 918 AlsaAudioBackend::connect (const std::string& src, const std::string& dst)
 919 {
 920         AlsaPort* src_port = find_port (src);
 921         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
 922
 923         if (!src_port) {
 924                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Source port:")
 925                                 << " (" << src <<")" << endmsg;
 926                 return -1;
 927         }
 928         if (!dst_port) {
 929                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Destination port:")
 930                         << " (" << dst <<")" << endmsg;
 931                 return -1;
 932         }
 933         return src_port->connect (dst_port);
 934 }
 935
 936 int
 937 AlsaAudioBackend::disconnect (const std::string& src, const std::string& dst)
 938 {
 939         AlsaPort* src_port = find_port (src);
 940         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
 941
 942         if (!src_port || !dst_port) {
 943                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect: Invalid Port(s)") << endmsg;
 944                 return -1;
 945         }
 946         return src_port->disconnect (dst_port);
 947 }
 948
 949 int
 950 AlsaAudioBackend::connect (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst)
 951 {
 952         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
 953         if (!valid_port (src)) {
 954                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Source Port Handle") << endmsg;
 955                 return -1;
 956         }
 957         if (!dst_port) {
 958                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Destination Port")
 959                         << " (" << dst << ")" << endmsg;
 960                 return -1;
 961         }
 962         return static_cast<AlsaPort*>(src)->connect (dst_port);
 963 }
 964
 965 int
 966 AlsaAudioBackend::disconnect (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst)
 967 {
 968         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
 969         if (!valid_port (src) || !dst_port) {
 970                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect: Invalid Port(s)") << endmsg;
 971                 return -1;
 972         }
 973         return static_cast<AlsaPort*>(src)->disconnect (dst_port);
 974 }
 975
 976 int
 977 AlsaAudioBackend::disconnect_all (PortEngine::PortHandle port)
 978 {
 979         if (!valid_port (port)) {
 980                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect_all: Invalid Port") << endmsg;
 981                 return -1;
 982         }
 983         static_cast<AlsaPort*>(port)->disconnect_all ();
 984         return 0;
 985 }
 986
 987 bool
 988 AlsaAudioBackend::connected (PortEngine::PortHandle port, bool /* process_callback_safe*/)
 989 {
 990         if (!valid_port (port)) {
 991                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect_all: Invalid Port") << endmsg;
 992                 return false;
 993         }
 994         return static_cast<AlsaPort*>(port)->is_connected ();
 995 }
 996
 997 bool
 998 AlsaAudioBackend::connected_to (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst, bool /*process_callback_safe*/)
 999 {
1000         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1001         if (!valid_port (src) || !dst_port) {
1002                 PBD::error << _("AlsaBackend::connected_to: Invalid Port") << endmsg;
1003                 return false;
1004         }
1005         return static_cast<AlsaPort*>(src)->is_connected (dst_port);
1006 }
1007
1008 bool
1009 AlsaAudioBackend::physically_connected (PortEngine::PortHandle port, bool /*process_callback_safe*/)
1010 {
1011         if (!valid_port (port)) {
1012                 PBD::error << _("AlsaBackend::physically_connected: Invalid Port") << endmsg;
1013                 return false;
1014         }
1015         return static_cast<AlsaPort*>(port)->is_physically_connected ();
1016 }
1017
1018 int
1019 AlsaAudioBackend::get_connections (PortEngine::PortHandle port, std::vector<std::string>& names, bool /*process_callback_safe*/)
1020 {
1021         if (!valid_port (port)) {
1022                 PBD::error << _("AlsaBackend::get_connections: Invalid Port") << endmsg;
1023                 return -1;
1024         }
1025
1026         assert (0 == names.size ());
1027
1028         const std::vector<AlsaPort*>& connected_ports = static_cast<AlsaPort*>(port)->get_connections ();
1029
1030         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator i = connected_ports.begin (); i != connected_ports.end (); ++i) {
1031                 names.push_back ((*i)->name ());
1032         }
1033
1034         return (int)names.size ();
1035 }
1036
1037 /* MIDI */
1038 int
1039 AlsaAudioBackend::midi_event_get (
1040                 pframes_t& timestamp,
1041                 size_t& size, uint8_t** buf, void* port_buffer,
1042                 uint32_t event_index)
1043 {
1044         assert (buf && port_buffer);
1045         AlsaMidiBuffer& source = * static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer);
1046         if (event_index >= source.size ()) {
1047                 return -1;
1048         }
1049         AlsaMidiEvent * const event = source[event_index].get ();
1050
1051         timestamp = event->timestamp ();
1052         size = event->size ();
1053         *buf = event->data ();
1054         return 0;
1055 }
1056
1057 int
1058 AlsaAudioBackend::midi_event_put (
1059                 void* port_buffer,
1060                 pframes_t timestamp,
1061                 const uint8_t* buffer, size_t size)
1062 {
1063         assert (buffer && port_buffer);
1064         AlsaMidiBuffer& dst = * static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer);
1065         if (dst.size () && (pframes_t)dst.back ()->timestamp () > timestamp) {
1066                 fprintf (stderr, "AlsaMidiBuffer: it's too late for this event. %d > %d\n",
1067                                 (pframes_t)dst.back ()->timestamp (), timestamp);
1068                 return -1;
1069         }
1070         dst.push_back (boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>(new AlsaMidiEvent (timestamp, buffer, size)));
1071         return 0;
1072 }
1073
1074 uint32_t
1075 AlsaAudioBackend::get_midi_event_count (void* port_buffer)
1076 {
1077         assert (port_buffer);
1078         return static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer)->size ();
1079 }
1080
1081 void
1082 AlsaAudioBackend::midi_clear (void* port_buffer)
1083 {
1084         assert (port_buffer);
1085         AlsaMidiBuffer * buf = static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer);
1086         assert (buf);
1087         buf->clear ();
1088 }
1089
1090 /* Monitoring */
1091
1092 bool
1093 AlsaAudioBackend::can_monitor_input () const
1094 {
1095         return false;
1096 }
1097
1098 int
1099 AlsaAudioBackend::request_input_monitoring (PortEngine::PortHandle, bool)
1100 {
1101         return -1;
1102 }
1103
1104 int
1105 AlsaAudioBackend::ensure_input_monitoring (PortEngine::PortHandle, bool)
1106 {
1107         return -1;
1108 }
1109
1110 bool
1111 AlsaAudioBackend::monitoring_input (PortEngine::PortHandle)
1112 {
1113         return false;
1114 }
1115
1116 /* Latency management */
1117
1118 void
1119 AlsaAudioBackend::set_latency_range (PortEngine::PortHandle port, bool for_playback, LatencyRange latency_range)
1120 {
1121         if (!valid_port (port)) {
1122                 PBD::error << _("AlsaPort::set_latency_range (): invalid port.") << endmsg;
1123         }
1124         static_cast<AlsaPort*>(port)->set_latency_range (latency_range, for_playback);
1125 }
1126
1127 LatencyRange
1128 AlsaAudioBackend::get_latency_range (PortEngine::PortHandle port, bool for_playback)
1129 {
1130         if (!valid_port (port)) {
1131                 PBD::error << _("AlsaPort::get_latency_range (): invalid port.") << endmsg;
1132                 LatencyRange r;
1133                 r.min = 0;
1134                 r.max = 0;
1135                 return r;
1136         }
1137         return static_cast<AlsaPort*>(port)->latency_range (for_playback);
1138 }
1139
1140 /* Discovering physical ports */
1141
1142 bool
1143 AlsaAudioBackend::port_is_physical (PortEngine::PortHandle port) const
1144 {
1145         if (!valid_port (port)) {
1146                 PBD::error << _("AlsaPort::port_is_physical (): invalid port.") << endmsg;
1147                 return false;
1148         }
1149         return static_cast<AlsaPort*>(port)->is_physical ();
1150 }
1151
1152 void
1153 AlsaAudioBackend::get_physical_outputs (DataType type, std::vector<std::string>& port_names)
1154 {
1155         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1156                 AlsaPort* port = _ports[i];
1157                 if ((port->type () == type) && port->is_input () && port->is_physical ()) {
1158                         port_names.push_back (port->name ());
1159                 }
1160         }
1161 }
1162
1163 void
1164 AlsaAudioBackend::get_physical_inputs (DataType type, std::vector<std::string>& port_names)
1165 {
1166         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1167                 AlsaPort* port = _ports[i];
1168                 if ((port->type () == type) && port->is_output () && port->is_physical ()) {
1169                         port_names.push_back (port->name ());
1170                 }
1171         }
1172 }
1173
1174 ChanCount
1175 AlsaAudioBackend::n_physical_outputs () const
1176 {
1177         int n_midi = 0;
1178         int n_audio = 0;
1179         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1180                 AlsaPort* port = _ports[i];
1181                 if (port->is_output () && port->is_physical ()) {
1182                         switch (port->type ()) {
1183                                 case DataType::AUDIO: ++n_audio; break;
1184                                 case DataType::MIDI: ++n_midi; break;
1185                                 default: break;
1186                         }
1187                 }
1188         }
1189         ChanCount cc;
1190         cc.set (DataType::AUDIO, n_audio);
1191         cc.set (DataType::MIDI, n_midi);
1192         return cc;
1193 }
1194
1195 ChanCount
1196 AlsaAudioBackend::n_physical_inputs () const
1197 {
1198         int n_midi = 0;
1199         int n_audio = 0;
1200         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1201                 AlsaPort* port = _ports[i];
1202                 if (port->is_input () && port->is_physical ()) {
1203                         switch (port->type ()) {
1204                                 case DataType::AUDIO: ++n_audio; break;
1205                                 case DataType::MIDI: ++n_midi; break;
1206                                 default: break;
1207                         }
1208                 }
1209         }
1210         ChanCount cc;
1211         cc.set (DataType::AUDIO, n_audio);
1212         cc.set (DataType::MIDI, n_midi);
1213         return cc;
1214 }
1215
1216 /* Getting access to the data buffer for a port */
1217
1218 void*
1219 AlsaAudioBackend::get_buffer (PortEngine::PortHandle port, pframes_t nframes)
1220 {
1221         assert (port);
1222         assert (valid_port (port));
1223         return static_cast<AlsaPort*>(port)->get_buffer (nframes);
1224 }
1225
1226 /* Engine Process */
1227 void *
1228 AlsaAudioBackend::main_process_thread ()
1229 {
1230         AudioEngine::thread_init_callback (this);
1231         _active = true;
1232         _processed_samples = 0;
1233
1234         uint64_t clock1, clock2;
1235         clock1 = g_get_monotonic_time();
1236         _pcmi->pcm_start ();
1237         int no_proc_errors = 0;
1238
1239         while (_run) {
1240                 long nr;
1241                 bool xrun = false;
1242                 if (!_freewheeling) {
1243                         nr = _pcmi->pcm_wait ();
1244
1245                         if (_pcmi->state () > 0) {
1246                                 ++no_proc_errors;
1247                                 xrun = true;
1248                         }
1249                         if (_pcmi->state () < 0 || no_proc_errors > 50) {
1250                                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: I/O error. Audio Process Terminated.") << endmsg;
1251                                 break;
1252                         }
1253                         while (nr >= (long)_samples_per_period) {
1254                                 uint32_t i = 0;
1255                                 clock1 = g_get_monotonic_time();
1256                                 no_proc_errors = 0;
1257
1258                                 _pcmi->capt_init (_samples_per_period);
1259                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_inputs.begin (); it != _system_inputs.end (); ++it, ++i) {
1260                                         _pcmi->capt_chan (i, (float*)((*it)->get_buffer(_samples_per_period)), _samples_per_period);
1261                                 }
1262                                 _pcmi->capt_done (_samples_per_period);
1263
1264                                 /* de-queue midi*/
1265                                 i = 0;
1266                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_midi_in.begin (); it != _system_midi_in.end (); ++it, ++i) {
1267                                         assert (_rmidi_in.size() > i);
1268                                         AlsaRawMidiIn *rm = static_cast<AlsaRawMidiIn*>(_rmidi_in.at(i));
1269                                         void *bptr = (*it)->get_buffer(0);
1270                                         pframes_t time;
1271                                         uint8_t data[64]; // match MaxAlsaRawEventSize in alsa_rawmidi.cc
1272                                         size_t size = sizeof(data);
1273                                         midi_clear(bptr);
1274                                         while (rm->recv_event (time, data, size)) {
1275                                                 midi_event_put(bptr, time, data, size);
1276                                                 size = sizeof(data);
1277                                         }
1278                                         rm->sync_time (clock1);
1279                                 }
1280
1281                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_outputs.begin (); it != _system_outputs.end (); ++it) {
1282                                         memset ((*it)->get_buffer (_samples_per_period), 0, _samples_per_period * sizeof (Sample));
1283                                 }
1284
1285                                 if (engine.process_callback (_samples_per_period)) {
1286                                         _pcmi->pcm_stop ();
1287                                         _active = false;
1288                                         return 0;
1289                                 }
1290
1291                                 /* queue midi*/
1292                                 i = 0;
1293                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_midi_out.begin (); it != _system_midi_out.end (); ++it, ++i) {
1294                                         assert (_rmidi_out.size() > i);
1295                                         AlsaRawMidiOut *rm = static_cast<AlsaRawMidiOut*>(_rmidi_out.at(i));
1296                                         const AlsaMidiBuffer *src = static_cast<const AlsaMidiBuffer*>((*it)->get_buffer(0));
1297                                         rm->sync_time (clock1); // ?? use clock pre DSP load?
1298                                         for (AlsaMidiBuffer::const_iterator mit = src->begin (); mit != src->end (); ++mit) {
1299                                                 rm->send_event ((*mit)->timestamp(), (*mit)->data(), (*mit)->size());
1300                                         }
1301                                 }
1302
1303                                 /* write back audio */
1304                                 i = 0;
1305                                 _pcmi->play_init (_samples_per_period);
1306                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_outputs.begin (); it != _system_outputs.end (); ++it, ++i) {
1307                                         _pcmi->play_chan (i, (const float*)(*it)->get_buffer (_samples_per_period), _samples_per_period);
1308                                 }
1309                                 for (; i < _pcmi->nplay (); ++i) {
1310                                         _pcmi->clear_chan (i, _samples_per_period);
1311                                 }
1312                                 _pcmi->play_done (_samples_per_period);
1313                                 nr -= _samples_per_period;
1314                                 _processed_samples += _samples_per_period;
1315
1316                                 /* calculate DSP load */
1317                                 clock2 = g_get_monotonic_time();
1318                                 const int64_t elapsed_time = clock2 - clock1;
1319                                 const int64_t nomial_time = 1e6 * _samples_per_period / _samplerate;
1320                                 _dsp_load = elapsed_time / (float) nomial_time;
1321                         }
1322
1323                         if (xrun && (_pcmi->capt_xrun() > 0 || _pcmi->play_xrun() > 0)) {
1324                                 engine.Xrun ();
1325 #if 0
1326                                 fprintf(stderr, "ALSA x-run read: %.1f ms, write: %.1f ms\n",
1327                                                 _pcmi->capt_xrun() * 1000.0, _pcmi->play_xrun() * 1000.0);
1328 #endif
1329                         }
1330                 } else {
1331                         // Freewheelin'
1332                         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_inputs.begin (); it != _system_inputs.end (); ++it) {
1333                                 memset ((*it)->get_buffer (_samples_per_period), 0, _samples_per_period * sizeof (Sample));
1334                         }
1335                         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_midi_in.begin (); it != _system_midi_in.end (); ++it) {
1336                                 static_cast<AlsaMidiBuffer*>((*it)->get_buffer(0))->clear ();
1337                         }
1338
1339                         if (engine.process_callback (_samples_per_period)) {
1340                                 _pcmi->pcm_stop ();
1341                                 return 0;
1342                         }
1343                         _dsp_load = 1.0;
1344                         Glib::usleep (100); // don't hog cpu
1345                 }
1346
1347                 if (!pthread_mutex_trylock (&_port_callback_mutex)) {
1348                         while (!_port_connection_queue.empty ()) {
1349                                 PortConnectData *c = _port_connection_queue.back ();
1350                                 manager.connect_callback (c->a, c->b, c->c);
1351                                 _port_connection_queue.pop_back ();
1352                                 delete c;
1353                         }
1354                         pthread_mutex_unlock (&_port_callback_mutex);
1355                 }
1356
1357         }
1358         _pcmi->pcm_stop ();
1359         _active = false;
1360         if (_run) {
1361                 engine.halted_callback("ALSA I/O error.");
1362         }
1363         return 0;
1364 }
1365
1366
1367 /******************************************************************************/
1368
1369 static boost::shared_ptr<AlsaAudioBackend> _instance;
1370
1371 static boost::shared_ptr<AudioBackend> backend_factory (AudioEngine& e);
1372 static int instantiate (const std::string& arg1, const std::string& /* arg2 */);
1373 static int deinstantiate ();
1374 static bool already_configured ();
1375
1376 static ARDOUR::AudioBackendInfo _descriptor = {
1377         "Alsa",
1378         instantiate,
1379         deinstantiate,
1380         backend_factory,
1381         already_configured,
1382 };
1383
1384 static boost::shared_ptr<AudioBackend>
1385 backend_factory (AudioEngine& e)
1386 {
1387         if (!_instance) {
1388                 _instance.reset (new AlsaAudioBackend (e, _descriptor));
1389         }
1390         return _instance;
1391 }
1392
1393 static int
1394 instantiate (const std::string& arg1, const std::string& /* arg2 */)
1395 {
1396         s_instance_name = arg1;
1397         return 0;
1398 }
1399
1400 static int
1401 deinstantiate ()
1402 {
1403         _instance.reset ();
1404         return 0;
1405 }
1406
1407 static bool
1408 already_configured ()
1409 {
1410         return false;
1411 }
1412
1413 extern "C" ARDOURBACKEND_API ARDOUR::AudioBackendInfo* descriptor ()
1414 {
1415         return &_descriptor;
1416 }
1417
1418
1419 /******************************************************************************/
1420 AlsaPort::AlsaPort (AlsaAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
1421         : _alsa_backend (b)
1422         , _name  (name)
1423         , _flags (flags)
1424 {
1425         _capture_latency_range.min = 0;
1426         _capture_latency_range.max = 0;
1427         _playback_latency_range.min = 0;
1428         _playback_latency_range.max = 0;
1429 }
1430
1431 AlsaPort::~AlsaPort () {
1432         disconnect_all ();
1433 }
1434
1435
1436 int AlsaPort::connect (AlsaPort *port)
1437 {
1438         if (!port) {
1439                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): invalid (null) port") << endmsg;
1440                 return -1;
1441         }
1442
1443         if (type () != port->type ()) {
1444                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): wrong port-type") << endmsg;
1445                 return -1;
1446         }
1447
1448         if (is_output () && port->is_output ()) {
1449                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): cannot inter-connect output ports.") << endmsg;
1450                 return -1;
1451         }
1452
1453         if (is_input () && port->is_input ()) {
1454                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): cannot inter-connect input ports.") << endmsg;
1455                 return -1;
1456         }
1457
1458         if (this == port) {
1459                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): cannot self-connect ports.") << endmsg;
1460                 return -1;
1461         }
1462
1463         if (is_connected (port)) {
1464 #if 0 // don't bother to warn about this for now. just ignore it
1465                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): ports are already connected:")
1466                         << " (" << name () << ") -> (" << port->name () << ")"
1467                         << endmsg;
1468 #endif
1469                 return -1;
1470         }
1471
1472         _connect (port, true);
1473         return 0;
1474 }
1475
1476
1477 void AlsaPort::_connect (AlsaPort *port, bool callback)
1478 {
1479         _connections.push_back (port);
1480         if (callback) {
1481                 port->_connect (this, false);
1482                 _alsa_backend.port_connect_callback (name(),  port->name(), true);
1483         }
1484 }
1485
1486 int AlsaPort::disconnect (AlsaPort *port)
1487 {
1488         if (!port) {
1489                 PBD::error << _("AlsaPort::disconnect (): invalid (null) port") << endmsg;
1490                 return -1;
1491         }
1492
1493         if (!is_connected (port)) {
1494                 PBD::error << _("AlsaPort::disconnect (): ports are not connected:")
1495                         << " (" << name () << ") -> (" << port->name () << ")"
1496                         << endmsg;
1497                 return -1;
1498         }
1499         _disconnect (port, true);
1500         return 0;
1501 }
1502
1503 void AlsaPort::_disconnect (AlsaPort *port, bool callback)
1504 {
1505         std::vector<AlsaPort*>::iterator it = std::find (_connections.begin (), _connections.end (), port);
1506
1507         assert (it != _connections.end ());
1508
1509         _connections.erase (it);
1510
1511         if (callback) {
1512                 port->_disconnect (this, false);
1513                 _alsa_backend.port_connect_callback (name(),  port->name(), false);
1514         }
1515 }
1516
1517
1518 void AlsaPort::disconnect_all ()
1519 {
1520         while (!_connections.empty ()) {
1521                 _connections.back ()->_disconnect (this, false);
1522                 _alsa_backend.port_connect_callback (name(),  _connections.back ()->name(), false);
1523                 _connections.pop_back ();
1524         }
1525 }
1526
1527 bool
1528 AlsaPort::is_connected (const AlsaPort *port) const
1529 {
1530         return std::find (_connections.begin (), _connections.end (), port) != _connections.end ();
1531 }
1532
1533 bool AlsaPort::is_physically_connected () const
1534 {
1535         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _connections.begin (); it != _connections.end (); ++it) {
1536                 if ((*it)->is_physical ()) {
1537                         return true;
1538                 }
1539         }
1540         return false;
1541 }
1542
1543 /******************************************************************************/
1544
1545 AlsaAudioPort::AlsaAudioPort (AlsaAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
1546         : AlsaPort (b, name, flags)
1547 {
1548         memset (_buffer, 0, sizeof (_buffer));
1549         mlock(_buffer, sizeof (_buffer));
1550 }
1551
1552 AlsaAudioPort::~AlsaAudioPort () { }
1553
1554 void* AlsaAudioPort::get_buffer (pframes_t n_samples)
1555 {
1556         if (is_input ()) {
1557                 std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = get_connections ().begin ();
1558                 if (it == get_connections ().end ()) {
1559                         memset (_buffer, 0, n_samples * sizeof (Sample));
1560                 } else {
1561                         AlsaAudioPort const * source = static_cast<const AlsaAudioPort*>(*it);
1562                         assert (source && source->is_output ());
1563                         memcpy (_buffer, source->const_buffer (), n_samples * sizeof (Sample));
1564                         while (++it != get_connections ().end ()) {
1565                                 source = static_cast<const AlsaAudioPort*>(*it);
1566                                 assert (source && source->is_output ());
1567                                 Sample* dst = buffer ();
1568                                 const Sample* src = source->const_buffer ();
1569                                 for (uint32_t s = 0; s < n_samples; ++s, ++dst, ++src) {
1570                                         *dst += *src;
1571                                 }
1572                         }
1573                 }
1574         }
1575         return _buffer;
1576 }
1577
1578
1579 AlsaMidiPort::AlsaMidiPort (AlsaAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
1580         : AlsaPort (b, name, flags)
1581 {
1582         _buffer.clear ();
1583 }
1584
1585 AlsaMidiPort::~AlsaMidiPort () { }
1586
1587 struct MidiEventSorter {
1588         bool operator() (const boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>& a, const boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>& b) {
1589                 return *a < *b;
1590         }
1591 };
1592
1593 void* AlsaMidiPort::get_buffer (pframes_t /* nframes */)
1594 {
1595         if (is_input ()) {
1596                 _buffer.clear ();
1597                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator i = get_connections ().begin ();
1598                                 i != get_connections ().end ();
1599                                 ++i) {
1600                         const AlsaMidiBuffer src = static_cast<const AlsaMidiPort*>(*i)->const_buffer ();
1601                         for (AlsaMidiBuffer::const_iterator it = src.begin (); it != src.end (); ++it) {
1602                                 _buffer.push_back (boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>(new AlsaMidiEvent (**it)));
1603                         }
1604                 }
1605                 std::sort (_buffer.begin (), _buffer.end (), MidiEventSorter());
1606         }
1607         return &_buffer;
1608 }
1609
1610 AlsaMidiEvent::AlsaMidiEvent (const pframes_t timestamp, const uint8_t* data, size_t size)
1611         : _size (size)
1612         , _timestamp (timestamp)
1613         , _data (0)
1614 {
1615         if (size > 0) {
1616                 _data = (uint8_t*) malloc (size);
1617                 memcpy (_data, data, size);
1618         }
1619 }
1620
1621 AlsaMidiEvent::AlsaMidiEvent (const AlsaMidiEvent& other)
1622         : _size (other.size ())
1623         , _timestamp (other.timestamp ())
1624         , _data (0)
1625 {
1626         if (other.size () && other.const_data ()) {
1627                 _data = (uint8_t*) malloc (other.size ());
1628                 memcpy (_data, other.const_data (), other.size ());
1629         }
1630 };
1631
1632 AlsaMidiEvent::~AlsaMidiEvent () {
1633         free (_data);
1634 };