libs/backends/coreaudio/coremidi_io.cc

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2015 Robin Gareus <robin@gareus.org>
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7  * (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  17  */
  18
  19 #include "coremidi_io.h"
  20 #include <CoreAudio/HostTime.h>
  21
  22 static void notifyProc (const MIDINotification *message, void *refCon) {
  23         CoreMidiIo *self = static_cast<CoreMidiIo*>(refCon);
  24         self->notify_proc(message);
  25 }
  26
  27 static void midiInputCallback(const MIDIPacketList *list, void *procRef, void *srcRef) {
  28         // TODO skip while freewheeling
  29         RingBuffer<uint8_t> * rb  = static_cast<RingBuffer < uint8_t > *> (srcRef);
  30         if (!rb) return;
  31         for (UInt32 i = 0; i < list->numPackets; i++) {
  32                 const MIDIPacket *packet = &list->packet[i];
  33                 if (rb->write_space() < sizeof(MIDIPacket)) {
  34                         fprintf(stderr, "CoreMIDI: dropped MIDI event\n");
  35                         continue;
  36                 }
  37                 rb->write((uint8_t*)packet, sizeof(MIDIPacket));
  38         }
  39 }
  40
  41
  42 CoreMidiIo::CoreMidiIo()
  43         : _midi_client (0)
  44         , _input_endpoints (0)
  45         , _output_endpoints (0)
  46         , _input_ports (0)
  47         , _output_ports (0)
  48         , _input_queue (0)
  49         , _rb (0)
  50         , _n_midi_in (0)
  51         , _n_midi_out (0)
  52         , _time_at_cycle_start (0)
  53         , _active (false)
  54         , _changed_callback (0)
  55         , _changed_arg (0)
  56 {
  57         OSStatus err;
  58         err = MIDIClientCreate(CFSTR("Ardour"), &notifyProc, this, &_midi_client);
  59         if (noErr != err) {
  60                 fprintf(stderr, "Creating Midi Client failed\n");
  61         }
  62
  63 }
  64
  65 CoreMidiIo::~CoreMidiIo()
  66 {
  67         cleanup();
  68         MIDIClientDispose(_midi_client); _midi_client = 0;
  69 }
  70
  71 void
  72 CoreMidiIo::cleanup()
  73 {
  74         _active = false;
  75         for (uint32_t i = 0 ; i < _n_midi_in ; ++i) {
  76                 MIDIPortDispose(_input_ports[i]);
  77                 _input_queue[i].clear();
  78                 delete _rb[i];
  79         }
  80         for (uint32_t i = 0 ; i < _n_midi_out ; ++i) {
  81                 MIDIPortDispose(_output_ports[i]);
  82         }
  83
  84         free(_input_ports); _input_ports = 0;
  85         free(_input_endpoints); _input_endpoints = 0;
  86         free(_input_queue); _input_queue = 0;
  87         free(_output_ports); _output_ports = 0;
  88         free(_output_endpoints); _output_endpoints = 0;
  89         free(_rb); _rb = 0;
  90
  91         _n_midi_in = 0;
  92         _n_midi_out = 0;
  93 }
  94
  95 void
  96 CoreMidiIo::start_cycle()
  97 {
  98         _time_at_cycle_start = AudioGetCurrentHostTime();
  99 }
 100
 101 void
 102 CoreMidiIo::notify_proc(const MIDINotification *message)
 103 {
 104         switch(message->messageID) {
 105                 case kMIDIMsgSetupChanged:
 106                         /* this one catches all of the added/removed/changed below */
 107                         //printf("kMIDIMsgSetupChanged\n");
 108                         discover();
 109                         break;
 110                 case kMIDIMsgObjectAdded:
 111                         {
 112                         //const MIDIObjectAddRemoveNotification *n = (const MIDIObjectAddRemoveNotification*) message;
 113                         //printf("kMIDIMsgObjectAdded\n");
 114                         }
 115                         break;
 116                 case kMIDIMsgObjectRemoved:
 117                         {
 118                         //const MIDIObjectAddRemoveNotification *n = (const MIDIObjectAddRemoveNotification*) message;
 119                         //printf("kMIDIMsgObjectRemoved\n");
 120                         }
 121                         break;
 122                 case kMIDIMsgPropertyChanged:
 123                         {
 124                         //const MIDIObjectPropertyChangeNotification *n = (const MIDIObjectPropertyChangeNotification*) message;
 125                         //printf("kMIDIMsgObjectRemoved\n");
 126                         }
 127                         break;
 128                 case kMIDIMsgThruConnectionsChanged:
 129                         //printf("kMIDIMsgThruConnectionsChanged\n");
 130                         break;
 131                 case kMIDIMsgSerialPortOwnerChanged:
 132                         //printf("kMIDIMsgSerialPortOwnerChanged\n");
 133                         break;
 134                 case kMIDIMsgIOError:
 135                         fprintf(stderr, "kMIDIMsgIOError\n");
 136                         discover();
 137                         break;
 138         }
 139 }
 140
 141 size_t
 142 CoreMidiIo::recv_event (uint32_t port, double cycle_time_us, uint64_t &time, uint8_t *d, size_t &s)
 143 {
 144         if (!_active || _time_at_cycle_start == 0) {
 145                 return 0;
 146         }
 147         assert(port < _n_midi_in);
 148
 149         while (_rb[port]->read_space() >= sizeof(MIDIPacket)) {
 150                 MIDIPacket packet;
 151                 size_t rv = _rb[port]->read((uint8_t*)&packet, sizeof(MIDIPacket));
 152                 assert(rv == sizeof(MIDIPacket));
 153                 _input_queue[port].push_back(boost::shared_ptr<CoreMIDIPacket>(new _CoreMIDIPacket (&packet)));
 154         }
 155
 156         UInt64 start = _time_at_cycle_start;
 157         UInt64 end = AudioConvertNanosToHostTime(AudioConvertHostTimeToNanos(_time_at_cycle_start) + cycle_time_us * 1e3);
 158
 159         for (CoreMIDIQueue::iterator it = _input_queue[port].begin (); it != _input_queue[port].end (); ) {
 160                 if ((*it)->timeStamp < end) {
 161                         if ((*it)->timeStamp < start) {
 162                                 uint64_t dt = AudioConvertHostTimeToNanos(start - (*it)->timeStamp);
 163                                 //printf("Stale Midi Event dt:%.2fms\n", dt * 1e-6);
 164                                 if (dt > 1e-4) { // 100ms, maybe too large
 165                                         it = _input_queue[port].erase(it);
 166                                         continue;
 167                                 }
 168                                 time = 0;
 169                         } else {
 170                                 time = AudioConvertHostTimeToNanos((*it)->timeStamp - start);
 171                         }
 172                         s = std::min(s, (size_t) (*it)->length);
 173                         if (s > 0) {
 174                                 memcpy(d, (*it)->data, s);
 175                         }
 176                         _input_queue[port].erase(it);
 177                         return s;
 178                 }
 179                 ++it;
 180
 181         }
 182         return 0;
 183 }
 184
 185 int
 186 CoreMidiIo::send_event (uint32_t port, double reltime_us, const uint8_t *d, const size_t s)
 187 {
 188         if (!_active || _time_at_cycle_start == 0) {
 189                 return 0;
 190         }
 191
 192         assert(port < _n_midi_out);
 193         UInt64 ts = AudioConvertHostTimeToNanos(_time_at_cycle_start);
 194         ts += reltime_us * 1e3;
 195
 196         // TODO use a single packet list.. queue all events first..
 197         MIDIPacketList pl;
 198
 199         pl.numPackets = 1;
 200         MIDIPacket *mp = &(pl.packet[0]);
 201
 202         mp->timeStamp = AudioConvertNanosToHostTime(ts);
 203         mp->length = s;
 204         assert(s < 256);
 205         memcpy(mp->data, d, s);
 206
 207         MIDISend(_output_ports[port], _output_endpoints[port], &pl);
 208         return 0;
 209 }
 210
 211 void
 212 CoreMidiIo::discover()
 213 {
 214         cleanup();
 215
 216         assert(!_active && _midi_client);
 217
 218         ItemCount srcCount = MIDIGetNumberOfSources();
 219         ItemCount dstCount = MIDIGetNumberOfDestinations();
 220
 221         if (srcCount > 0) {
 222                 _input_ports = (MIDIPortRef *) malloc (srcCount * sizeof(MIDIPortRef));
 223                 _input_endpoints = (MIDIEndpointRef*) malloc (srcCount * sizeof(MIDIEndpointRef));
 224                 _input_queue = (CoreMIDIQueue*) calloc (srcCount, sizeof(CoreMIDIQueue));
 225                 _rb = (RingBuffer<uint8_t> **) malloc (srcCount * sizeof(RingBuffer<uint8_t>*));
 226         }
 227         if (dstCount > 0) {
 228                 _output_ports = (MIDIPortRef *) malloc (dstCount * sizeof(MIDIPortRef));
 229                 _output_endpoints = (MIDIEndpointRef*) malloc (dstCount * sizeof(MIDIEndpointRef));
 230         }
 231
 232         for (ItemCount i = 0; i < srcCount; i++) {
 233                 OSStatus err;
 234                 MIDIEndpointRef src = MIDIGetSource(i);
 235                 CFStringRef port_name;
 236                 port_name = CFStringCreateWithFormat(NULL, NULL, CFSTR("midi_capture_%lu"), i);
 237
 238                 err = MIDIInputPortCreate (_midi_client, port_name, midiInputCallback, this, &_input_ports[_n_midi_in]);
 239                 if (noErr != err) {
 240                         fprintf(stderr, "Cannot create Midi Output\n");
 241                         // TODO  handle errors
 242                         continue;
 243                 }
 244                 // TODO get device name/ID
 245                 _rb[_n_midi_in] = new RingBuffer<uint8_t>(1024 * sizeof(MIDIPacket));
 246                 _input_queue[_n_midi_in] = CoreMIDIQueue();
 247                 MIDIPortConnectSource(_input_ports[_n_midi_in], src, (void*) _rb[_n_midi_in]);
 248                 CFRelease(port_name);
 249                 _input_endpoints[_n_midi_in] = src;
 250                 ++_n_midi_in;
 251         }
 252
 253         for (ItemCount i = 0; i < dstCount; i++) {
 254                 MIDIEndpointRef dst = MIDIGetDestination(i);
 255                 CFStringRef port_name;
 256                 port_name = CFStringCreateWithFormat(NULL, NULL, CFSTR("midi_playback_%lu"), i);
 257
 258                 OSStatus err;
 259                 err = MIDIOutputPortCreate (_midi_client, port_name, &_output_ports[_n_midi_out]);
 260                 if (noErr != err) {
 261                         fprintf(stderr, "Cannot create Midi Output\n");
 262                         // TODO  handle errors
 263                         continue;
 264                 }
 265                 // TODO get device name/ID
 266                 MIDIPortConnectSource(_output_ports[_n_midi_out], dst, NULL);
 267                 CFRelease(port_name);
 268                 _output_endpoints[_n_midi_out] = dst;
 269                 ++_n_midi_out;
 270         }
 271
 272         if (_changed_callback) {
 273                 _changed_callback(_changed_arg);
 274         }
 275
 276         _active = true;
 277 }