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