libs/backends/portaudio/portaudio_backend.cc

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2015-2015 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
  22 #ifndef PLATFORM_WINDOWS
  23 #include <sys/mman.h>
  24 #include <sys/time.h>
  25 #endif
  26
  27 #ifdef COMPILER_MINGW
  28 #include <sys/time.h>
  29 #endif
  30
  31 #include <glibmm.h>
  32
  33 #include "portaudio_backend.h"
  34 #include "rt_thread.h"
  35
  36 #include "pbd/compose.h"
  37 #include "pbd/error.h"
  38 #include "pbd/file_utils.h"
  39 #include "pbd/windows_timer_utils.h"
  40 #include "pbd/windows_mmcss.h"
  41
  42 #include "ardour/filesystem_paths.h"
  43 #include "ardour/port_manager.h"
  44 #include "i18n.h"
  45
  46 #include "audio_utils.h"
  47
  48 #include "debug.h"
  49
  50 using namespace ARDOUR;
  51
  52 namespace {
  53
  54 const char * const winmme_driver_name = X_("WinMME");
  55
  56 }
  57
  58 static std::string s_instance_name;
  59 size_t PortAudioBackend::_max_buffer_size = 8192;
  60 std::vector<std::string> PortAudioBackend::_midi_options;
  61 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus> PortAudioBackend::_input_audio_device_status;
  62 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus> PortAudioBackend::_output_audio_device_status;
  63
  64 PortAudioBackend::PortAudioBackend (AudioEngine& e, AudioBackendInfo& info)
  65         : AudioBackend (e, info)
  66         , _pcmio (0)
  67         , _run (false)
  68         , _active (false)
  69         , _freewheel (false)
  70         , _freewheeling (false)
  71         , _freewheel_ack (false)
  72         , _reinit_thread_callback (false)
  73         , _measure_latency (false)
  74         , _cycle_count(0)
  75         , _total_deviation_us(0)
  76         , _max_deviation_us(0)
  77         , _input_audio_device("")
  78         , _output_audio_device("")
  79         , _midi_driver_option(get_standard_device_name(DeviceNone))
  80         , _samplerate (48000)
  81         , _samples_per_period (1024)
  82         , _n_inputs (0)
  83         , _n_outputs (0)
  84         , _systemic_audio_input_latency (0)
  85         , _systemic_audio_output_latency (0)
  86         , _dsp_load (0)
  87         , _processed_samples (0)
  88         , _port_change_flag (false)
  89 {
  90         _instance_name = s_instance_name;
  91         pthread_mutex_init (&_port_callback_mutex, 0);
  92         pthread_mutex_init (&_freewheel_mutex, 0);
  93         pthread_cond_init (&_freewheel_signal, 0);
  94
  95         _pcmio = new PortAudioIO ();
  96         _midiio = new WinMMEMidiIO ();
  97 }
  98
  99 PortAudioBackend::~PortAudioBackend ()
 100 {
 101         delete _pcmio; _pcmio = 0;
 102         delete _midiio; _midiio = 0;
 103
 104         pthread_mutex_destroy (&_port_callback_mutex);
 105         pthread_mutex_destroy (&_freewheel_mutex);
 106         pthread_cond_destroy (&_freewheel_signal);
 107 }
 108
 109 /* AUDIOBACKEND API */
 110
 111 std::string
 112 PortAudioBackend::name () const
 113 {
 114         return X_("PortAudio");
 115 }
 116
 117 bool
 118 PortAudioBackend::is_realtime () const
 119 {
 120         return true;
 121 }
 122
 123 bool
 124 PortAudioBackend::requires_driver_selection() const
 125 {
 126         // we could do this but implementation would need changing
 127         /*
 128         if (enumerate_drivers().size() == 1) {
 129                 return false;
 130         }
 131         */
 132         return true;
 133 }
 134
 135 std::vector<std::string>
 136 PortAudioBackend::enumerate_drivers () const
 137 {
 138         DEBUG_AUDIO ("Portaudio: enumerate_drivers\n");
 139         std::vector<std::string> currently_available;
 140         _pcmio->host_api_list (currently_available);
 141         return currently_available;
 142 }
 143
 144 int
 145 PortAudioBackend::set_driver (const std::string& name)
 146 {
 147         DEBUG_AUDIO (string_compose ("Portaudio: set_driver %1 \n", name));
 148         if (!_pcmio->set_host_api (name)) {
 149                 DEBUG_AUDIO (string_compose ("Portaudio: Unable to set_driver %1 \n", name));
 150                 return -1;
 151         }
 152         _pcmio->update_devices();
 153         return 0;
 154 }
 155
 156 bool
 157 PortAudioBackend::update_devices ()
 158 {
 159         return _pcmio->update_devices();
 160 }
 161
 162 std::string
 163 PortAudioBackend::driver_name () const
 164 {
 165         std::string driver_name = _pcmio->get_host_api ();
 166         DEBUG_AUDIO (string_compose ("Portaudio: driver_name %1 \n", driver_name));
 167         return driver_name;
 168 }
 169
 170 bool
 171 PortAudioBackend::use_separate_input_and_output_devices () const
 172 {
 173         return true;
 174 }
 175
 176 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus>
 177 PortAudioBackend::enumerate_devices () const
 178 {
 179         DEBUG_AUDIO ("Portaudio: ERROR enumerate devices should not be called \n");
 180         return std::vector<AudioBackend::DeviceStatus>();
 181 }
 182
 183 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus>
 184 PortAudioBackend::enumerate_input_devices () const
 185 {
 186         _input_audio_device_status.clear();
 187         std::map<int, std::string> input_devices;
 188         _pcmio->input_device_list(input_devices);
 189
 190         for (std::map<int, std::string>::const_iterator i = input_devices.begin (); i != input_devices.end(); ++i) {
 191                 if (_input_audio_device == "") _input_audio_device = i->second;
 192                 _input_audio_device_status.push_back (DeviceStatus (i->second, true));
 193         }
 194         return _input_audio_device_status;
 195 }
 196
 197 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus>
 198 PortAudioBackend::enumerate_output_devices () const
 199 {
 200         _output_audio_device_status.clear();
 201         std::map<int, std::string> output_devices;
 202         _pcmio->output_device_list(output_devices);
 203
 204         for (std::map<int, std::string>::const_iterator i = output_devices.begin (); i != output_devices.end(); ++i) {
 205                 if (_output_audio_device == "") _output_audio_device = i->second;
 206                 _output_audio_device_status.push_back (DeviceStatus (i->second, true));
 207         }
 208         return _output_audio_device_status;
 209 }
 210
 211 std::vector<float>
 212 PortAudioBackend::available_sample_rates (const std::string&) const
 213 {
 214         DEBUG_AUDIO ("Portaudio: available_sample_rates\n");
 215         std::vector<float> sr;
 216         _pcmio->available_sample_rates(name_to_id(_input_audio_device), sr);
 217         return sr;
 218 }
 219
 220 std::vector<uint32_t>
 221 PortAudioBackend::available_buffer_sizes (const std::string&) const
 222 {
 223         DEBUG_AUDIO ("Portaudio: available_buffer_sizes\n");
 224         std::vector<uint32_t> bs;
 225         _pcmio->available_buffer_sizes(name_to_id(_input_audio_device), bs);
 226         return bs;
 227 }
 228
 229 uint32_t
 230 PortAudioBackend::available_input_channel_count (const std::string&) const
 231 {
 232         return 128; // TODO query current device
 233 }
 234
 235 uint32_t
 236 PortAudioBackend::available_output_channel_count (const std::string&) const
 237 {
 238         return 128; // TODO query current device
 239 }
 240
 241 bool
 242 PortAudioBackend::can_change_sample_rate_when_running () const
 243 {
 244         return false;
 245 }
 246
 247 bool
 248 PortAudioBackend::can_change_buffer_size_when_running () const
 249 {
 250         return false; // TODO
 251 }
 252
 253 int
 254 PortAudioBackend::set_device_name (const std::string& d)
 255 {
 256         DEBUG_AUDIO ("Portaudio: set_device_name should not be called\n");
 257         return 0;
 258 }
 259
 260 int
 261 PortAudioBackend::set_input_device_name (const std::string& d)
 262 {
 263         DEBUG_AUDIO (string_compose ("Portaudio: set_input_device_name %1\n", d));
 264         _input_audio_device = d;
 265         return 0;
 266 }
 267
 268 int
 269 PortAudioBackend::set_output_device_name (const std::string& d)
 270 {
 271         DEBUG_AUDIO (string_compose ("Portaudio: set_output_device_name %1\n", d));
 272         _output_audio_device = d;
 273         return 0;
 274 }
 275
 276 int
 277 PortAudioBackend::set_sample_rate (float sr)
 278 {
 279         if (sr <= 0) { return -1; }
 280         // TODO check if it's in the list of valid SR
 281         _samplerate = sr;
 282         engine.sample_rate_change (sr);
 283         return 0;
 284 }
 285
 286 int
 287 PortAudioBackend::set_buffer_size (uint32_t bs)
 288 {
 289         if (bs <= 0 || bs >= _max_buffer_size) {
 290                 return -1;
 291         }
 292         _samples_per_period = bs;
 293         engine.buffer_size_change (bs);
 294         return 0;
 295 }
 296
 297 int
 298 PortAudioBackend::set_interleaved (bool yn)
 299 {
 300         if (!yn) { return 0; }
 301         return -1;
 302 }
 303
 304 int
 305 PortAudioBackend::set_input_channels (uint32_t cc)
 306 {
 307         _n_inputs = cc;
 308         return 0;
 309 }
 310
 311 int
 312 PortAudioBackend::set_output_channels (uint32_t cc)
 313 {
 314         _n_outputs = cc;
 315         return 0;
 316 }
 317
 318 int
 319 PortAudioBackend::set_systemic_input_latency (uint32_t sl)
 320 {
 321         _systemic_audio_input_latency = sl;
 322         return 0;
 323 }
 324
 325 int
 326 PortAudioBackend::set_systemic_output_latency (uint32_t sl)
 327 {
 328         _systemic_audio_output_latency = sl;
 329         return 0;
 330 }
 331
 332 /* Retrieving parameters */
 333 std::string
 334 PortAudioBackend::device_name () const
 335 {
 336         return "Unused";
 337 }
 338
 339 std::string
 340 PortAudioBackend::input_device_name () const
 341 {
 342         return _input_audio_device;
 343 }
 344
 345 std::string
 346 PortAudioBackend::output_device_name () const
 347 {
 348         return _output_audio_device;
 349 }
 350
 351 float
 352 PortAudioBackend::sample_rate () const
 353 {
 354         return _samplerate;
 355 }
 356
 357 uint32_t
 358 PortAudioBackend::buffer_size () const
 359 {
 360         return _samples_per_period;
 361 }
 362
 363 bool
 364 PortAudioBackend::interleaved () const
 365 {
 366         return false;
 367 }
 368
 369 uint32_t
 370 PortAudioBackend::input_channels () const
 371 {
 372         return _n_inputs;
 373 }
 374
 375 uint32_t
 376 PortAudioBackend::output_channels () const
 377 {
 378         return _n_outputs;
 379 }
 380
 381 uint32_t
 382 PortAudioBackend::systemic_input_latency () const
 383 {
 384         return _systemic_audio_input_latency;
 385 }
 386
 387 uint32_t
 388 PortAudioBackend::systemic_output_latency () const
 389 {
 390         return _systemic_audio_output_latency;
 391 }
 392
 393 std::string
 394 PortAudioBackend::control_app_name () const
 395 {
 396         return _pcmio->control_app_name (name_to_id (_input_audio_device));
 397 }
 398
 399 void
 400 PortAudioBackend::launch_control_app ()
 401 {
 402         return _pcmio->launch_control_app (name_to_id(_input_audio_device));
 403 }
 404
 405 /* MIDI */
 406
 407 std::vector<std::string>
 408 PortAudioBackend::enumerate_midi_options () const
 409 {
 410         if (_midi_options.empty()) {
 411                 _midi_options.push_back (winmme_driver_name);
 412                 _midi_options.push_back (get_standard_device_name(DeviceNone));
 413         }
 414         return _midi_options;
 415 }
 416
 417 int
 418 PortAudioBackend::set_midi_option (const std::string& opt)
 419 {
 420         if (opt != get_standard_device_name(DeviceNone) && opt != winmme_driver_name) {
 421                 return -1;
 422         }
 423         DEBUG_MIDI (string_compose ("Setting midi option to %1\n", opt));
 424         _midi_driver_option = opt;
 425         return 0;
 426 }
 427
 428 std::string
 429 PortAudioBackend::midi_option () const
 430 {
 431         return _midi_driver_option;
 432 }
 433
 434 /* State Control */
 435
 436 static void * blocking_thread_func (void *arg)
 437 {
 438         PortAudioBackend *d = static_cast<PortAudioBackend *>(arg);
 439         d->blocking_process_thread ();
 440         pthread_exit (0);
 441         return 0;
 442 }
 443
 444 bool
 445 PortAudioBackend::engine_halted ()
 446 {
 447         return !_active && _run;
 448 }
 449
 450 bool
 451 PortAudioBackend::running ()
 452 {
 453         return _active || _run;
 454 }
 455
 456 int
 457 PortAudioBackend::_start (bool for_latency_measurement)
 458 {
 459         if (engine_halted()) {
 460                 stop();
 461         }
 462
 463         if (running()) {
 464                 DEBUG_AUDIO("Already started.\n");
 465                 return BackendReinitializationError;
 466         }
 467
 468         if (_ports.size()) {
 469                 DEBUG_AUDIO(
 470                     "Recovering from unclean shutdown, port registry is not empty.\n");
 471                 _system_inputs.clear();
 472                 _system_outputs.clear();
 473                 _system_midi_in.clear();
 474                 _system_midi_out.clear();
 475                 _ports.clear();
 476         }
 477
 478         /* reset internal state */
 479         _dsp_load = 0;
 480         _freewheeling = false;
 481         _freewheel = false;
 482
 483         PaErrorCode err = paNoError;
 484
 485 #ifdef USE_BLOCKING_API
 486         err = _pcmio->open_blocking_stream(name_to_id(_input_audio_device),
 487                                            name_to_id(_output_audio_device),
 488                                            _samplerate,
 489                                            _samples_per_period);
 490
 491 #else
 492         err = _pcmio->open_callback_stream(name_to_id(_input_audio_device),
 493                                            name_to_id(_output_audio_device),
 494                                            _samplerate,
 495                                            _samples_per_period,
 496                                            portaudio_callback,
 497                                            this);
 498
 499 #endif
 500
 501         // reintepret Portaudio error messages
 502         switch (err) {
 503         case paNoError:
 504                 break;
 505         case paBadIODeviceCombination:
 506                 return DeviceConfigurationNotSupportedError;
 507         case paInvalidChannelCount:
 508                 return ChannelCountNotSupportedError;
 509         case paInvalidSampleRate:
 510                 return SampleRateNotSupportedError;
 511         default:
 512                 return AudioDeviceOpenError;
 513         }
 514
 515         if (_n_outputs != _pcmio->n_playback_channels ()) {
 516                 _n_outputs = _pcmio->n_playback_channels ();
 517                 PBD::info << get_error_string(OutputChannelCountNotSupportedError) << endmsg;
 518         }
 519
 520         if (_n_inputs != _pcmio->n_capture_channels ()) {
 521                 _n_inputs = _pcmio->n_capture_channels ();
 522                 PBD::info << get_error_string(InputChannelCountNotSupportedError) << endmsg;
 523         }
 524 #if 0
 525         if (_pcmio->samples_per_period() != _samples_per_period) {
 526                 _samples_per_period = _pcmio->samples_per_period();
 527                 PBD::warning << _("PortAudioBackend: samples per period does not match.") << endmsg;
 528         }
 529 #endif
 530
 531         if (_pcmio->sample_rate() != _samplerate) {
 532                 _samplerate = _pcmio->sample_rate();
 533                 engine.sample_rate_change (_samplerate);
 534                 PBD::warning << get_error_string(SampleRateNotSupportedError) << endmsg;
 535         }
 536
 537         _measure_latency = for_latency_measurement;
 538
 539         _run = true;
 540         _port_change_flag = false;
 541
 542         if (_midi_driver_option == winmme_driver_name) {
 543                 _midiio->set_enabled(true);
 544                 //_midiio->set_port_changed_callback(midi_port_change, this);
 545                 _midiio->start(); // triggers port discovery, callback coremidi_rediscover()
 546         }
 547
 548         _cycle_timer.set_samplerate(_samplerate);
 549         _cycle_timer.set_samples_per_cycle(_samples_per_period);
 550
 551         _dsp_calc.set_max_time_us (_cycle_timer.get_length_us());
 552
 553         DEBUG_MIDI ("Registering MIDI ports\n");
 554
 555         if (register_system_midi_ports () != 0) {
 556                 DEBUG_PORTS("Failed to register system midi ports.\n")
 557                 _run = false;
 558                 return PortRegistrationError;
 559         }
 560
 561         DEBUG_AUDIO ("Registering Audio ports\n");
 562
 563         if (register_system_audio_ports()) {
 564                 DEBUG_PORTS("Failed to register system audio ports.\n");
 565                 _run = false;
 566                 return PortRegistrationError;
 567         }
 568
 569         engine.sample_rate_change (_samplerate);
 570         engine.buffer_size_change (_samples_per_period);
 571
 572         if (engine.reestablish_ports ()) {
 573                 DEBUG_PORTS("Could not re-establish ports.\n");
 574                 _run = false;
 575                 return PortReconnectError;
 576         }
 577
 578         engine.reconnect_ports ();
 579         _run = true;
 580         _port_change_flag = false;
 581
 582 #ifdef USE_BLOCKING_API
 583         if (!start_blocking_process_thread()) {
 584                 return ProcessThreadStartError;
 585         }
 586 #else
 587         if (_pcmio->start_stream() != paNoError) {
 588                 DEBUG_AUDIO("Unable to start stream\n");
 589                 return AudioDeviceOpenError;
 590         }
 591
 592         if (!start_freewheel_process_thread()) {
 593                 DEBUG_AUDIO("Unable to start freewheel thread\n");
 594                 stop();
 595                 return ProcessThreadStartError;
 596         }
 597 #endif
 598
 599         return NoError;
 600 }
 601
 602 int
 603 PortAudioBackend::portaudio_callback(const void* input,
 604                                      void* output,
 605                                      unsigned long frame_count,
 606                                      const PaStreamCallbackTimeInfo* time_info,
 607                                      PaStreamCallbackFlags status_flags,
 608                                      void* user_data)
 609 {
 610         PortAudioBackend* pa_backend = static_cast<PortAudioBackend*>(user_data);
 611
 612         if (!pa_backend->process_callback((const float*)input,
 613                                           (float*)output,
 614                                           frame_count,
 615                                           time_info,
 616                                           status_flags)) {
 617                 return paAbort;
 618         }
 619         return paContinue;
 620 }
 621
 622 bool
 623 PortAudioBackend::process_callback(const float* input,
 624                                    float* output,
 625                                    uint32_t frame_count,
 626                                    const PaStreamCallbackTimeInfo* timeInfo,
 627                                    PaStreamCallbackFlags statusFlags)
 628 {
 629         _active = true;
 630
 631         _dsp_calc.set_start_timestamp_us (PBD::get_microseconds());
 632
 633         if (_run && _freewheel && !_freewheel_ack) {
 634                 // acknowledge freewheeling; hand-over thread ID
 635                 pthread_mutex_lock (&_freewheel_mutex);
 636                 if (_freewheel) {
 637                         DEBUG_AUDIO("Setting _freewheel_ack = true;\n");
 638                         _freewheel_ack = true;
 639                 }
 640                 DEBUG_AUDIO("Signalling freewheel thread\n");
 641                 pthread_cond_signal (&_freewheel_signal);
 642                 pthread_mutex_unlock (&_freewheel_mutex);
 643         }
 644
 645         if (statusFlags & paInputUnderflow ||
 646                 statusFlags & paInputOverflow ||
 647                 statusFlags & paOutputUnderflow ||
 648                 statusFlags & paOutputOverflow ) {
 649                 DEBUG_AUDIO("PortAudio: Xrun\n");
 650                 engine.Xrun();
 651                 return true;
 652         }
 653
 654         if (!_run || _freewheel) {
 655                 memset(output, 0, frame_count * sizeof(float) * _system_outputs.size());
 656                 return true;
 657         }
 658
 659         bool in_main_thread = pthread_equal(_main_thread, pthread_self());
 660
 661         if (_reinit_thread_callback || !in_main_thread) {
 662                 _reinit_thread_callback = false;
 663                 _main_thread = pthread_self();
 664                 AudioEngine::thread_init_callback (this);
 665         }
 666
 667         return blocking_process_main (input, output);
 668 }
 669
 670 bool
 671 PortAudioBackend::start_blocking_process_thread ()
 672 {
 673         if (_realtime_pthread_create (SCHED_FIFO, -20, 100000,
 674                                 &_main_blocking_thread, blocking_thread_func, this))
 675         {
 676                 if (pthread_create (&_main_blocking_thread, NULL, blocking_thread_func, this))
 677                 {
 678                         DEBUG_AUDIO("Failed to create main audio thread\n");
 679                         _run = false;
 680                         return false;
 681                 } else {
 682                         PBD::warning << get_error_string(AquireRealtimePermissionError) << endmsg;
 683                 }
 684         }
 685
 686         int timeout = 5000;
 687         while (!_active && --timeout > 0) { Glib::usleep (1000); }
 688
 689         if (timeout == 0 || !_active) {
 690                 DEBUG_AUDIO("Failed to start main audio thread\n");
 691                 _pcmio->close_stream();
 692                 _run = false;
 693                 unregister_ports();
 694                 _active = false;
 695                 return false;
 696         }
 697         return true;
 698 }
 699
 700 bool
 701 PortAudioBackend::stop_blocking_process_thread ()
 702 {
 703         void *status;
 704
 705         if (pthread_join (_main_blocking_thread, &status)) {
 706                 DEBUG_AUDIO("Failed to stop main audio thread\n");
 707                 return false;
 708         }
 709
 710         return true;
 711 }
 712
 713 int
 714 PortAudioBackend::stop ()
 715 {
 716         if (!_run) {
 717                 return 0;
 718         }
 719
 720         _midiio->stop();
 721
 722         _run = false;
 723
 724 #ifdef USE_BLOCKING_API
 725         if (!stop_blocking_process_thread ()) {
 726                 return -1;
 727         }
 728 #else
 729         _pcmio->close_stream ();
 730         _active = false;
 731
 732         if (!stop_freewheel_process_thread ()) {
 733                 return -1;
 734         }
 735
 736 #endif
 737
 738         unregister_ports();
 739
 740         return (_active == false) ? 0 : -1;
 741 }
 742
 743 static void* freewheel_thread(void* arg)
 744 {
 745         PortAudioBackend* d = static_cast<PortAudioBackend*>(arg);
 746         d->freewheel_process_thread ();
 747         pthread_exit (0);
 748         return 0;
 749 }
 750
 751 bool
 752 PortAudioBackend::start_freewheel_process_thread ()
 753 {
 754         if (pthread_create(&_pthread_freewheel, NULL, freewheel_thread, this)) {
 755                 DEBUG_AUDIO("Failed to create main audio thread\n");
 756                 return false;
 757         }
 758
 759         int timeout = 5000;
 760         while (!_freewheel_thread_active && --timeout > 0) { Glib::usleep (1000); }
 761
 762         if (timeout == 0 || !_freewheel_thread_active) {
 763                 DEBUG_AUDIO("Failed to start freewheel thread\n");
 764                 return false;
 765         }
 766         return true;
 767 }
 768
 769 bool
 770 PortAudioBackend::stop_freewheel_process_thread ()
 771 {
 772         void *status;
 773
 774         if (!_freewheel_thread_active) {
 775                 return true;
 776         }
 777
 778         DEBUG_AUDIO("Signaling freewheel thread to stop\n");
 779
 780         pthread_mutex_lock (&_freewheel_mutex);
 781         pthread_cond_signal (&_freewheel_signal);
 782         pthread_mutex_unlock (&_freewheel_mutex);
 783
 784         if (pthread_join (_pthread_freewheel, &status) != 0) {
 785                 DEBUG_AUDIO("Failed to stop freewheel thread\n");
 786                 return false;
 787         }
 788
 789         return true;
 790 }
 791
 792 void*
 793 PortAudioBackend::freewheel_process_thread()
 794 {
 795         _freewheel_thread_active = true;
 796
 797         bool first_run = false;
 798
 799         pthread_mutex_lock (&_freewheel_mutex);
 800
 801         while(_run) {
 802                 // check if we should run,
 803                 if (_freewheeling != _freewheel) {
 804                         if (!_freewheeling) {
 805                                 DEBUG_AUDIO("Leaving freewheel\n");
 806                                 _freewheel = false; // first mark as disabled
 807                                 _reinit_thread_callback = true; // hand over _main_thread
 808                                 _freewheel_ack = false; // prepare next handshake
 809                                 _midiio->set_enabled(true);
 810                         } else {
 811                                 first_run = true;
 812                                 _freewheel = true;
 813                         }
 814                 }
 815
 816                 if (!_freewheel || !_freewheel_ack) {
 817                         // wait for a change, we use a timed wait to
 818                         // terminate early in case some error sets _run = 0
 819                         struct timeval tv;
 820                         struct timespec ts;
 821                         gettimeofday (&tv, NULL);
 822                         ts.tv_sec = tv.tv_sec + 3;
 823                         ts.tv_nsec = 0;
 824                         DEBUG_AUDIO("Waiting for freewheel change\n");
 825                         pthread_cond_timedwait (&_freewheel_signal, &_freewheel_mutex, &ts);
 826                         continue;
 827                 }
 828
 829                 if (first_run) {
 830                         // tell the engine we're ready to GO.
 831                         engine.freewheel_callback (_freewheeling);
 832                         first_run = false;
 833                         _main_thread = pthread_self();
 834                         AudioEngine::thread_init_callback (this);
 835                         _midiio->set_enabled(false);
 836                 }
 837
 838                 if (!blocking_process_freewheel()) {
 839                         break;
 840                 }
 841         }
 842
 843         pthread_mutex_unlock (&_freewheel_mutex);
 844
 845         _freewheel_thread_active = false;
 846
 847         if (_run) {
 848                 // engine.process_callback() returner error
 849                 engine.halted_callback("CoreAudio Freehweeling aborted.");
 850         }
 851         return 0;
 852 }
 853
 854 int
 855 PortAudioBackend::freewheel (bool onoff)
 856 {
 857         if (onoff == _freewheeling) {
 858                 return 0;
 859         }
 860         _freewheeling = onoff;
 861
 862         if (0 == pthread_mutex_trylock (&_freewheel_mutex)) {
 863                 pthread_cond_signal (&_freewheel_signal);
 864                 pthread_mutex_unlock (&_freewheel_mutex);
 865         }
 866         return 0;
 867 }
 868
 869 float
 870 PortAudioBackend::dsp_load () const
 871 {
 872         return 100.f * _dsp_load;
 873 }
 874
 875 size_t
 876 PortAudioBackend::raw_buffer_size (DataType t)
 877 {
 878         switch (t) {
 879         case DataType::AUDIO:
 880                 return _samples_per_period * sizeof(Sample);
 881         case DataType::MIDI:
 882                 return _max_buffer_size; // XXX not really limited
 883         }
 884         return 0;
 885 }
 886
 887 /* Process time */
 888 framepos_t
 889 PortAudioBackend::sample_time ()
 890 {
 891         return _processed_samples;
 892 }
 893
 894 framepos_t
 895 PortAudioBackend::sample_time_at_cycle_start ()
 896 {
 897         return _processed_samples;
 898 }
 899
 900 pframes_t
 901 PortAudioBackend::samples_since_cycle_start ()
 902 {
 903         if (!_active || !_run || _freewheeling || _freewheel) {
 904                 return 0;
 905         }
 906         if (!_cycle_timer.valid()) {
 907                 return 0;
 908         }
 909
 910         return _cycle_timer.samples_since_cycle_start (PBD::get_microseconds());
 911 }
 912
 913 int
 914 PortAudioBackend::name_to_id(std::string device_name) const {
 915         uint32_t device_id = UINT32_MAX;
 916         std::map<int, std::string> devices;
 917         _pcmio->input_device_list(devices);
 918         _pcmio->output_device_list(devices);
 919
 920         for (std::map<int, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 921                 if (i->second == device_name) {
 922                         device_id = i->first;
 923                         break;
 924                 }
 925         }
 926         return device_id;
 927 }
 928
 929 bool
 930 PortAudioBackend::set_mmcss_pro_audio (HANDLE* task_handle)
 931 {
 932         bool mmcss_success = PBD::MMCSS::set_thread_characteristics ("Pro Audio", task_handle);
 933
 934         if (!mmcss_success) {
 935                 PBD::warning << get_error_string(SettingAudioThreadPriorityError) << endmsg;
 936                 return false;
 937         } else {
 938                 DEBUG_THREADS("Thread characteristics set to Pro Audio\n");
 939         }
 940
 941         bool mmcss_priority =
 942                 PBD::MMCSS::set_thread_priority(*task_handle, PBD::MMCSS::AVRT_PRIORITY_NORMAL);
 943
 944         if (!mmcss_priority) {
 945                 PBD::warning << get_error_string(SettingAudioThreadPriorityError) << endmsg;
 946                 return false;
 947         } else {
 948                 DEBUG_THREADS("Thread priority set to AVRT_PRIORITY_NORMAL\n");
 949         }
 950
 951         return true;
 952 }
 953
 954 bool
 955 PortAudioBackend::reset_mmcss (HANDLE task_handle)
 956 {
 957         if (!PBD::MMCSS::revert_thread_characteristics(task_handle)) {
 958                 DEBUG_THREADS("Unable to reset process thread characteristics\n");
 959                 return false;
 960         }
 961         return true;
 962 }
 963
 964 void *
 965 PortAudioBackend::portaudio_process_thread (void *arg)
 966 {
 967         ThreadData* td = reinterpret_cast<ThreadData*> (arg);
 968         boost::function<void ()> f = td->f;
 969         delete td;
 970
 971 #ifdef USE_MMCSS_THREAD_PRIORITIES
 972         HANDLE task_handle;
 973         bool mmcss_success = set_mmcss_pro_audio (&task_handle);
 974 #endif
 975
 976         DWORD tid = GetCurrentThreadId ();
 977         DEBUG_THREADS (string_compose ("Process Thread Child ID: %1\n", tid));
 978
 979         f ();
 980
 981 #ifdef USE_MMCSS_THREAD_PRIORITIES
 982         if (mmcss_success) {
 983                 reset_mmcss (task_handle);
 984         }
 985 #endif
 986
 987         return 0;
 988 }
 989
 990 int
 991 PortAudioBackend::create_process_thread (boost::function<void()> func)
 992 {
 993         pthread_t thread_id;
 994         pthread_attr_t attr;
 995         size_t stacksize = 100000;
 996
 997         ThreadData* td = new ThreadData (this, func, stacksize);
 998
 999         if (_realtime_pthread_create (SCHED_FIFO, -21, stacksize,
1000                                 &thread_id, portaudio_process_thread, td)) {
1001                 pthread_attr_init (&attr);
1002                 pthread_attr_setstacksize (&attr, stacksize);
1003                 if (pthread_create (&thread_id, &attr, portaudio_process_thread, td)) {
1004                         DEBUG_AUDIO("Cannot create process thread.");
1005                         pthread_attr_destroy (&attr);
1006                         return -1;
1007                 }
1008                 pthread_attr_destroy (&attr);
1009         }
1010
1011         _threads.push_back (thread_id);
1012         return 0;
1013 }
1014
1015 int
1016 PortAudioBackend::join_process_threads ()
1017 {
1018         int rv = 0;
1019
1020         for (std::vector<pthread_t>::const_iterator i = _threads.begin (); i != _threads.end (); ++i)
1021         {
1022                 void *status;
1023                 if (pthread_join (*i, &status)) {
1024                         DEBUG_AUDIO("Cannot terminate process thread.");
1025                         rv -= 1;
1026                 }
1027         }
1028         _threads.clear ();
1029         return rv;
1030 }
1031
1032 bool
1033 PortAudioBackend::in_process_thread ()
1034 {
1035 #ifdef USE_BLOCKING_API
1036         if (pthread_equal (_main_blocking_thread, pthread_self()) != 0) {
1037                 return true;
1038         }
1039 #else
1040         if (pthread_equal (_main_thread, pthread_self()) != 0) {
1041                 return true;
1042         }
1043 #endif
1044
1045         for (std::vector<pthread_t>::const_iterator i = _threads.begin (); i != _threads.end (); ++i)
1046         {
1047                 if (pthread_equal (*i, pthread_self ()) != 0) {
1048                         return true;
1049                 }
1050         }
1051         return false;
1052 }
1053
1054 uint32_t
1055 PortAudioBackend::process_thread_count ()
1056 {
1057         return _threads.size ();
1058 }
1059
1060 void
1061 PortAudioBackend::update_latencies ()
1062 {
1063         // trigger latency callback in RT thread (locked graph)
1064         port_connect_add_remove_callback();
1065 }
1066
1067 /* PORTENGINE API */
1068
1069 void*
1070 PortAudioBackend::private_handle () const
1071 {
1072         return NULL;
1073 }
1074
1075 const std::string&
1076 PortAudioBackend::my_name () const
1077 {
1078         return _instance_name;
1079 }
1080
1081 bool
1082 PortAudioBackend::available () const
1083 {
1084         return _run && _active;
1085 }
1086
1087 uint32_t
1088 PortAudioBackend::port_name_size () const
1089 {
1090         return 256;
1091 }
1092
1093 int
1094 PortAudioBackend::set_port_name (PortEngine::PortHandle port, const std::string& name)
1095 {
1096         if (!valid_port (port)) {
1097                 DEBUG_PORTS("set_port_name: Invalid Port(s)\n");
1098                 return -1;
1099         }
1100         return static_cast<PamPort*>(port)->set_name (_instance_name + ":" + name);
1101 }
1102
1103 std::string
1104 PortAudioBackend::get_port_name (PortEngine::PortHandle port) const
1105 {
1106         if (!valid_port (port)) {
1107                 DEBUG_PORTS("get_port_name: Invalid Port(s)\n");
1108                 return std::string ();
1109         }
1110         return static_cast<PamPort*>(port)->name ();
1111 }
1112
1113 int
1114 PortAudioBackend::get_port_property (PortHandle port,
1115                                      const std::string& key,
1116                                      std::string& value,
1117                                      std::string& type) const
1118 {
1119         if (!valid_port (port)) {
1120                 DEBUG_PORTS("get_port_name: Invalid Port(s)\n");
1121                 return -1;
1122         }
1123
1124         if (key == "http://jackaudio.org/metadata/pretty-name") {
1125                 type = "";
1126                 value = static_cast<PamPort*>(port)->pretty_name ();
1127                 if (!value.empty()) {
1128                         return 0;
1129                 }
1130         }
1131         return -1;
1132 }
1133
1134 PortEngine::PortHandle
1135 PortAudioBackend::get_port_by_name (const std::string& name) const
1136 {
1137         PortHandle port = (PortHandle) find_port (name);
1138         return port;
1139 }
1140
1141 int
1142 PortAudioBackend::get_ports (
1143                 const std::string& port_name_pattern,
1144                 DataType type, PortFlags flags,
1145                 std::vector<std::string>& port_names) const
1146 {
1147         int rv = 0;
1148         regex_t port_regex;
1149         bool use_regexp = false;
1150         if (port_name_pattern.size () > 0) {
1151                 if (!regcomp (&port_regex, port_name_pattern.c_str (), REG_EXTENDED|REG_NOSUB)) {
1152                         use_regexp = true;
1153                 }
1154         }
1155         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1156                 PamPort* port = _ports[i];
1157                 if ((port->type () == type) && flags == (port->flags () & flags)) {
1158                         if (!use_regexp || !regexec (&port_regex, port->name ().c_str (), 0, NULL, 0)) {
1159                                 port_names.push_back (port->name ());
1160                                 ++rv;
1161                         }
1162                 }
1163         }
1164         if (use_regexp) {
1165                 regfree (&port_regex);
1166         }
1167         return rv;
1168 }
1169
1170 DataType
1171 PortAudioBackend::port_data_type (PortEngine::PortHandle port) const
1172 {
1173         if (!valid_port (port)) {
1174                 return DataType::NIL;
1175         }
1176         return static_cast<PamPort*>(port)->type ();
1177 }
1178
1179 PortEngine::PortHandle
1180 PortAudioBackend::register_port (
1181                 const std::string& name,
1182                 ARDOUR::DataType type,
1183                 ARDOUR::PortFlags flags)
1184 {
1185         if (name.size () == 0) { return 0; }
1186         if (flags & IsPhysical) { return 0; }
1187         return add_port (_instance_name + ":" + name, type, flags);
1188 }
1189
1190 PortEngine::PortHandle
1191 PortAudioBackend::add_port (
1192                 const std::string& name,
1193                 ARDOUR::DataType type,
1194                 ARDOUR::PortFlags flags)
1195 {
1196         assert(name.size ());
1197         if (find_port (name)) {
1198                 DEBUG_PORTS(
1199                     string_compose("register_port: Port already exists: (%1)\n", name));
1200                 return 0;
1201         }
1202         PamPort* port = NULL;
1203         switch (type) {
1204         case DataType::AUDIO:
1205                 port = new PortAudioPort(*this, name, flags);
1206                 break;
1207         case DataType::MIDI:
1208                 port = new PortMidiPort(*this, name, flags);
1209                 break;
1210         default:
1211                 DEBUG_PORTS("register_port: Invalid Data Type.\n");
1212                 return 0;
1213         }
1214
1215         _ports.push_back (port);
1216
1217         return port;
1218 }
1219
1220 void
1221 PortAudioBackend::unregister_port (PortEngine::PortHandle port_handle)
1222 {
1223         if (!_run) {
1224                 return;
1225         }
1226         PamPort* port = static_cast<PamPort*>(port_handle);
1227         std::vector<PamPort*>::iterator i = std::find (_ports.begin (), _ports.end (), static_cast<PamPort*>(port_handle));
1228         if (i == _ports.end ()) {
1229                 DEBUG_PORTS("unregister_port: Failed to find port\n");
1230                 return;
1231         }
1232         disconnect_all(port_handle);
1233         _ports.erase (i);
1234         delete port;
1235 }
1236
1237 int
1238 PortAudioBackend::register_system_audio_ports()
1239 {
1240         LatencyRange lr;
1241
1242         const uint32_t a_ins = _n_inputs;
1243         const uint32_t a_out = _n_outputs;
1244
1245         uint32_t capture_latency = 0;
1246         uint32_t playback_latency = 0;
1247
1248         // guard against erroneous latency values
1249         if (_pcmio->capture_latency() > _samples_per_period) {
1250                 capture_latency = _pcmio->capture_latency() - _samples_per_period;
1251         }
1252         if (_pcmio->playback_latency() > _samples_per_period) {
1253                 playback_latency = _pcmio->playback_latency() - _samples_per_period;
1254         }
1255
1256         /* audio ports */
1257         lr.min = lr.max = capture_latency + (_measure_latency ? 0 : _systemic_audio_input_latency);
1258         for (uint32_t i = 0; i < a_ins; ++i) {
1259                 char tmp[64];
1260                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:capture_%d", i+1);
1261                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::AUDIO, static_cast<PortFlags>(IsOutput | IsPhysical | IsTerminal));
1262                 if (!p) return -1;
1263                 set_latency_range (p, false, lr);
1264                 PortAudioPort* audio_port = static_cast<PortAudioPort*>(p);
1265                 audio_port->set_pretty_name (
1266                     _pcmio->get_input_channel_name (name_to_id (_input_audio_device), i));
1267                 _system_inputs.push_back (audio_port);
1268         }
1269
1270         lr.min = lr.max = playback_latency + (_measure_latency ? 0 : _systemic_audio_output_latency);
1271         for (uint32_t i = 0; i < a_out; ++i) {
1272                 char tmp[64];
1273                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:playback_%d", i+1);
1274                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::AUDIO, static_cast<PortFlags>(IsInput | IsPhysical | IsTerminal));
1275                 if (!p) return -1;
1276                 set_latency_range (p, true, lr);
1277                 PortAudioPort* audio_port = static_cast<PortAudioPort*>(p);
1278                 audio_port->set_pretty_name (
1279                     _pcmio->get_output_channel_name (name_to_id (_output_audio_device), i));
1280                 _system_outputs.push_back(audio_port);
1281         }
1282         return 0;
1283 }
1284
1285 int
1286 PortAudioBackend::register_system_midi_ports()
1287 {
1288         if (_midi_driver_option == get_standard_device_name(DeviceNone)) {
1289                 DEBUG_MIDI("No MIDI backend selected, not system midi ports available\n");
1290                 return 0;
1291         }
1292
1293         LatencyRange lr;
1294         lr.min = lr.max = _samples_per_period;
1295
1296         const std::vector<WinMMEMidiInputDevice*> inputs = _midiio->get_inputs();
1297
1298         for (std::vector<WinMMEMidiInputDevice*>::const_iterator i = inputs.begin ();
1299              i != inputs.end ();
1300              ++i) {
1301                 std::string port_name = "system_midi:" + (*i)->name() + " capture";
1302                 PortHandle p =
1303                     add_port (port_name,
1304                               DataType::MIDI,
1305                               static_cast<PortFlags>(IsOutput | IsPhysical | IsTerminal));
1306                 if (!p) return -1;
1307                 set_latency_range (p, false, lr);
1308                 PortMidiPort* midi_port = static_cast<PortMidiPort*>(p);
1309                 midi_port->set_pretty_name ((*i)->name());
1310                 _system_midi_in.push_back (midi_port);
1311                 DEBUG_MIDI (string_compose ("Registered MIDI input port: %1\n", port_name));
1312         }
1313
1314         const std::vector<WinMMEMidiOutputDevice*> outputs = _midiio->get_outputs();
1315
1316         for (std::vector<WinMMEMidiOutputDevice*>::const_iterator i = outputs.begin ();
1317              i != outputs.end ();
1318              ++i) {
1319                 std::string port_name = "system_midi:" + (*i)->name() + " playback";
1320                 PortHandle p =
1321                     add_port (port_name,
1322                               DataType::MIDI,
1323                               static_cast<PortFlags>(IsInput | IsPhysical | IsTerminal));
1324                 if (!p) return -1;
1325                 set_latency_range (p, false, lr);
1326                 PortMidiPort* midi_port = static_cast<PortMidiPort*>(p);
1327                 midi_port->set_n_periods(2);
1328                 midi_port->set_pretty_name ((*i)->name());
1329                 _system_midi_out.push_back (midi_port);
1330                 DEBUG_MIDI (string_compose ("Registered MIDI output port: %1\n", port_name));
1331         }
1332         return 0;
1333 }
1334
1335 void
1336 PortAudioBackend::unregister_ports (bool system_only)
1337 {
1338         size_t i = 0;
1339         _system_inputs.clear();
1340         _system_outputs.clear();
1341         _system_midi_in.clear();
1342         _system_midi_out.clear();
1343         while (i <  _ports.size ()) {
1344                 PamPort* port = _ports[i];
1345                 if (! system_only || (port->is_physical () && port->is_terminal ())) {
1346                         port->disconnect_all ();
1347                         delete port;
1348                         _ports.erase (_ports.begin() + i);
1349                 } else {
1350                         ++i;
1351                 }
1352         }
1353 }
1354
1355 int
1356 PortAudioBackend::connect (const std::string& src, const std::string& dst)
1357 {
1358         PamPort* src_port = find_port (src);
1359         PamPort* dst_port = find_port (dst);
1360
1361         if (!src_port) {
1362                 DEBUG_PORTS(string_compose("connect: Invalid Source port: (%1)\n", src));
1363                 return -1;
1364         }
1365         if (!dst_port) {
1366                 DEBUG_PORTS(string_compose("connect: Invalid Destination port: (%1)\n", dst));
1367                 return -1;
1368         }
1369         return src_port->connect (dst_port);
1370 }
1371
1372 int
1373 PortAudioBackend::disconnect (const std::string& src, const std::string& dst)
1374 {
1375         PamPort* src_port = find_port (src);
1376         PamPort* dst_port = find_port (dst);
1377
1378         if (!src_port || !dst_port) {
1379                 DEBUG_PORTS("disconnect: Invalid Port(s)\n");
1380                 return -1;
1381         }
1382         return src_port->disconnect (dst_port);
1383 }
1384
1385 int
1386 PortAudioBackend::connect (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst)
1387 {
1388         PamPort* dst_port = find_port (dst);
1389         if (!valid_port (src)) {
1390                 DEBUG_PORTS("connect: Invalid Source Port Handle\n");
1391                 return -1;
1392         }
1393         if (!dst_port) {
1394                 DEBUG_PORTS(string_compose("connect: Invalid Destination Port (%1)\n", dst));
1395                 return -1;
1396         }
1397         return static_cast<PamPort*>(src)->connect (dst_port);
1398 }
1399
1400 int
1401 PortAudioBackend::disconnect (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst)
1402 {
1403         PamPort* dst_port = find_port (dst);
1404         if (!valid_port (src) || !dst_port) {
1405                 DEBUG_PORTS("disconnect: Invalid Port(s)\n");
1406                 return -1;
1407         }
1408         return static_cast<PamPort*>(src)->disconnect (dst_port);
1409 }
1410
1411 int
1412 PortAudioBackend::disconnect_all (PortEngine::PortHandle port)
1413 {
1414         if (!valid_port (port)) {
1415                 DEBUG_PORTS("disconnect_all: Invalid Port\n");
1416                 return -1;
1417         }
1418         static_cast<PamPort*>(port)->disconnect_all ();
1419         return 0;
1420 }
1421
1422 bool
1423 PortAudioBackend::connected (PortEngine::PortHandle port, bool /* process_callback_safe*/)
1424 {
1425         if (!valid_port (port)) {
1426                 DEBUG_PORTS("disconnect_all: Invalid Port\n");
1427                 return false;
1428         }
1429         return static_cast<PamPort*>(port)->is_connected ();
1430 }
1431
1432 bool
1433 PortAudioBackend::connected_to (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst, bool /*process_callback_safe*/)
1434 {
1435         PamPort* dst_port = find_port (dst);
1436         if (!valid_port (src) || !dst_port) {
1437                 DEBUG_PORTS("connected_to: Invalid Port\n");
1438                 return false;
1439         }
1440         return static_cast<PamPort*>(src)->is_connected (dst_port);
1441 }
1442
1443 bool
1444 PortAudioBackend::physically_connected (PortEngine::PortHandle port, bool /*process_callback_safe*/)
1445 {
1446         if (!valid_port (port)) {
1447                 DEBUG_PORTS("physically_connected: Invalid Port\n");
1448                 return false;
1449         }
1450         return static_cast<PamPort*>(port)->is_physically_connected ();
1451 }
1452
1453 int
1454 PortAudioBackend::get_connections (PortEngine::PortHandle port, std::vector<std::string>& names, bool /*process_callback_safe*/)
1455 {
1456         if (!valid_port (port)) {
1457                 DEBUG_PORTS("get_connections: Invalid Port\n");
1458                 return -1;
1459         }
1460
1461         assert (0 == names.size ());
1462
1463         const std::vector<PamPort*>& connected_ports = static_cast<PamPort*>(port)->get_connections ();
1464
1465         for (std::vector<PamPort*>::const_iterator i = connected_ports.begin (); i != connected_ports.end (); ++i) {
1466                 names.push_back ((*i)->name ());
1467         }
1468
1469         return (int)names.size ();
1470 }
1471
1472 /* MIDI */
1473 int
1474 PortAudioBackend::midi_event_get (
1475                 pframes_t& timestamp,
1476                 size_t& size, uint8_t** buf, void* port_buffer,
1477                 uint32_t event_index)
1478 {
1479         if (!buf || !port_buffer) return -1;
1480         PortMidiBuffer& source = * static_cast<PortMidiBuffer*>(port_buffer);
1481         if (event_index >= source.size ()) {
1482                 return -1;
1483         }
1484         PortMidiEvent * const event = source[event_index].get ();
1485
1486         timestamp = event->timestamp ();
1487         size = event->size ();
1488         *buf = event->data ();
1489         return 0;
1490 }
1491
1492 int
1493 PortAudioBackend::midi_event_put (
1494                 void* port_buffer,
1495                 pframes_t timestamp,
1496                 const uint8_t* buffer, size_t size)
1497 {
1498         if (!buffer || !port_buffer) return -1;
1499         PortMidiBuffer& dst = * static_cast<PortMidiBuffer*>(port_buffer);
1500         if (dst.size () && (pframes_t)dst.back ()->timestamp () > timestamp) {
1501                 // nevermind, ::get_buffer() sorts events
1502                 DEBUG_MIDI (string_compose ("PortMidiBuffer: unordered event: %1 > %2\n",
1503                                             (pframes_t)dst.back ()->timestamp (),
1504                                             timestamp));
1505         }
1506         dst.push_back (boost::shared_ptr<PortMidiEvent>(new PortMidiEvent (timestamp, buffer, size)));
1507         return 0;
1508 }
1509
1510 uint32_t
1511 PortAudioBackend::get_midi_event_count (void* port_buffer)
1512 {
1513         if (!port_buffer) return 0;
1514         return static_cast<PortMidiBuffer*>(port_buffer)->size ();
1515 }
1516
1517 void
1518 PortAudioBackend::midi_clear (void* port_buffer)
1519 {
1520         if (!port_buffer) return;
1521         PortMidiBuffer * buf = static_cast<PortMidiBuffer*>(port_buffer);
1522         assert (buf);
1523         buf->clear ();
1524 }
1525
1526 /* Monitoring */
1527
1528 bool
1529 PortAudioBackend::can_monitor_input () const
1530 {
1531         return false;
1532 }
1533
1534 int
1535 PortAudioBackend::request_input_monitoring (PortEngine::PortHandle, bool)
1536 {
1537         return -1;
1538 }
1539
1540 int
1541 PortAudioBackend::ensure_input_monitoring (PortEngine::PortHandle, bool)
1542 {
1543         return -1;
1544 }
1545
1546 bool
1547 PortAudioBackend::monitoring_input (PortEngine::PortHandle)
1548 {
1549         return false;
1550 }
1551
1552 /* Latency management */
1553
1554 void
1555 PortAudioBackend::set_latency_range (PortEngine::PortHandle port, bool for_playback, LatencyRange latency_range)
1556 {
1557         if (!valid_port (port)) {
1558                 DEBUG_PORTS("PamPort::set_latency_range (): invalid port.\n");
1559         }
1560         static_cast<PamPort*>(port)->set_latency_range (latency_range, for_playback);
1561 }
1562
1563 LatencyRange
1564 PortAudioBackend::get_latency_range (PortEngine::PortHandle port, bool for_playback)
1565 {
1566         LatencyRange r;
1567         if (!valid_port (port)) {
1568                 DEBUG_PORTS("PamPort::get_latency_range (): invalid port.\n");
1569                 r.min = 0;
1570                 r.max = 0;
1571                 return r;
1572         }
1573         PamPort* p = static_cast<PamPort*>(port);
1574         assert(p);
1575
1576         r = p->latency_range (for_playback);
1577         // TODO MIDI
1578         if (p->is_physical() && p->is_terminal() && p->type() == DataType::AUDIO) {
1579                 if (p->is_input() && for_playback) {
1580                         r.min += _samples_per_period;
1581                         r.max += _samples_per_period;
1582                 }
1583                 if (p->is_output() && !for_playback) {
1584                         r.min += _samples_per_period;
1585                         r.max += _samples_per_period;
1586                 }
1587         }
1588         return r;
1589 }
1590
1591 /* Discovering physical ports */
1592
1593 bool
1594 PortAudioBackend::port_is_physical (PortEngine::PortHandle port) const
1595 {
1596         if (!valid_port (port)) {
1597                 DEBUG_PORTS("PamPort::port_is_physical (): invalid port.\n");
1598                 return false;
1599         }
1600         return static_cast<PamPort*>(port)->is_physical ();
1601 }
1602
1603 void
1604 PortAudioBackend::get_physical_outputs (DataType type, std::vector<std::string>& port_names)
1605 {
1606         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1607                 PamPort* port = _ports[i];
1608                 if ((port->type () == type) && port->is_input () && port->is_physical ()) {
1609                         port_names.push_back (port->name ());
1610                 }
1611         }
1612 }
1613
1614 void
1615 PortAudioBackend::get_physical_inputs (DataType type, std::vector<std::string>& port_names)
1616 {
1617         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1618                 PamPort* port = _ports[i];
1619                 if ((port->type () == type) && port->is_output () && port->is_physical ()) {
1620                         port_names.push_back (port->name ());
1621                 }
1622         }
1623 }
1624
1625 ChanCount
1626 PortAudioBackend::n_physical_outputs () const
1627 {
1628         int n_midi = 0;
1629         int n_audio = 0;
1630         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1631                 PamPort* port = _ports[i];
1632                 if (port->is_output () && port->is_physical ()) {
1633                         switch (port->type ()) {
1634                         case DataType::AUDIO:
1635                                 ++n_audio;
1636                                 break;
1637                         case DataType::MIDI:
1638                                 ++n_midi;
1639                                 break;
1640                         default:
1641                                 break;
1642                         }
1643                 }
1644         }
1645         ChanCount cc;
1646         cc.set (DataType::AUDIO, n_audio);
1647         cc.set (DataType::MIDI, n_midi);
1648         return cc;
1649 }
1650
1651 ChanCount
1652 PortAudioBackend::n_physical_inputs () const
1653 {
1654         int n_midi = 0;
1655         int n_audio = 0;
1656         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1657                 PamPort* port = _ports[i];
1658                 if (port->is_input () && port->is_physical ()) {
1659                         switch (port->type ()) {
1660                         case DataType::AUDIO:
1661                                 ++n_audio;
1662                                 break;
1663                         case DataType::MIDI:
1664                                 ++n_midi;
1665                                 break;
1666                         default:
1667                                 break;
1668                         }
1669                 }
1670         }
1671         ChanCount cc;
1672         cc.set (DataType::AUDIO, n_audio);
1673         cc.set (DataType::MIDI, n_midi);
1674         return cc;
1675 }
1676
1677 /* Getting access to the data buffer for a port */
1678
1679 void*
1680 PortAudioBackend::get_buffer (PortEngine::PortHandle port, pframes_t nframes)
1681 {
1682         if (!port || !valid_port (port)) return NULL;
1683         return static_cast<PamPort*>(port)->get_buffer (nframes);
1684 }
1685
1686
1687 void *
1688 PortAudioBackend::blocking_process_thread ()
1689 {
1690         AudioEngine::thread_init_callback (this);
1691         _active = true;
1692         _processed_samples = 0;
1693
1694         manager.registration_callback();
1695         manager.graph_order_callback();
1696
1697         if (_pcmio->start_stream() != paNoError) {
1698                 _pcmio->close_stream ();
1699                 _active = false;
1700                 engine.halted_callback(get_error_string(AudioDeviceIOError).c_str());
1701         }
1702
1703 #ifdef USE_MMCSS_THREAD_PRIORITIES
1704         HANDLE task_handle;
1705         bool mmcss_success = set_mmcss_pro_audio (&task_handle);
1706 #endif
1707
1708         DWORD tid = GetCurrentThreadId ();
1709         DEBUG_THREADS (string_compose ("Process Thread Master ID: %1\n", tid));
1710
1711         while (_run) {
1712
1713                 if (_freewheeling != _freewheel) {
1714                         _freewheel = _freewheeling;
1715                         engine.freewheel_callback (_freewheel);
1716                 }
1717
1718                 if (!_freewheel) {
1719
1720                         switch (_pcmio->next_cycle (_samples_per_period)) {
1721                         case 0: // OK
1722                                 break;
1723                         case 1:
1724                                 DEBUG_AUDIO("PortAudio: Xrun\n");
1725                                 engine.Xrun();
1726                                 break;
1727                         default:
1728                                 PBD::error << get_error_string(AudioDeviceIOError) << endmsg;
1729                                 break;
1730                         }
1731
1732                         if (!blocking_process_main(_pcmio->get_capture_buffer(),
1733                                                    _pcmio->get_playback_buffer())) {
1734                                 return 0;
1735                         }
1736                 } else {
1737
1738                         if (!blocking_process_freewheel()) {
1739                                 return 0;
1740                         }
1741                 }
1742
1743                 process_port_connection_changes();
1744         }
1745         _pcmio->close_stream();
1746         _active = false;
1747         if (_run) {
1748                 engine.halted_callback(get_error_string(AudioDeviceIOError).c_str());
1749         }
1750
1751 #ifdef USE_MMCSS_THREAD_PRIORITIES
1752         if (mmcss_success) {
1753                 reset_mmcss(task_handle);
1754         }
1755 #endif
1756
1757         return 0;
1758 }
1759
1760 bool
1761 PortAudioBackend::blocking_process_main(const float* interleaved_input_data,
1762                                         float* interleaved_output_data)
1763 {
1764         uint32_t i = 0;
1765         int64_t min_elapsed_us = 1000000;
1766         int64_t max_elapsed_us = 0;
1767
1768         _dsp_calc.set_start_timestamp_us (PBD::get_microseconds());
1769
1770         i = 0;
1771         /* Copy input audio data into input port buffers */
1772         for (std::vector<PamPort*>::const_iterator it = _system_inputs.begin();
1773              it != _system_inputs.end();
1774              ++it, ++i) {
1775                 assert(_system_inputs.size() == _pcmio->n_capture_channels());
1776                 uint32_t channels = _system_inputs.size();
1777                 float* input_port_buffer = (float*)(*it)->get_buffer(_samples_per_period);
1778                 deinterleave_audio_data(
1779                     interleaved_input_data, input_port_buffer, _samples_per_period, i, channels);
1780         }
1781
1782         process_incoming_midi ();
1783
1784         /* clear output buffers */
1785         for (std::vector<PamPort*>::const_iterator it = _system_outputs.begin();
1786              it != _system_outputs.end();
1787              ++it) {
1788                 memset((*it)->get_buffer(_samples_per_period),
1789                        0,
1790                        _samples_per_period * sizeof(Sample));
1791         }
1792
1793         _last_cycle_start = _cycle_timer.get_start();
1794         _cycle_timer.reset_start(PBD::get_microseconds());
1795         _cycle_count++;
1796
1797         uint64_t cycle_diff_us = (_cycle_timer.get_start() - _last_cycle_start);
1798         int64_t deviation_us = (cycle_diff_us - _cycle_timer.get_length_us());
1799         _total_deviation_us += ::llabs(deviation_us);
1800         _max_deviation_us =
1801             std::max(_max_deviation_us, (uint64_t)::llabs(deviation_us));
1802
1803         if ((_cycle_count % 1000) == 0) {
1804                 uint64_t mean_deviation_us = _total_deviation_us / _cycle_count;
1805                 DEBUG_TIMING(string_compose("Mean avg cycle deviation: %1(ms), max %2(ms)\n",
1806                                             mean_deviation_us * 1e-3,
1807                                             _max_deviation_us * 1e-3));
1808         }
1809
1810         if (::llabs(deviation_us) > _cycle_timer.get_length_us()) {
1811                 DEBUG_TIMING(
1812                     string_compose("time between process(ms): %1, Est(ms): %2, Dev(ms): %3\n",
1813                                    cycle_diff_us * 1e-3,
1814                                    _cycle_timer.get_length_us() * 1e-3,
1815                                    deviation_us * 1e-3));
1816         }
1817
1818         /* call engine process callback */
1819         if (engine.process_callback(_samples_per_period)) {
1820                 _pcmio->close_stream();
1821                 _active = false;
1822                 return false;
1823         }
1824
1825         process_outgoing_midi ();
1826
1827         /* write back audio */
1828         i = 0;
1829         for (std::vector<PamPort*>::const_iterator it = _system_outputs.begin();
1830              it != _system_outputs.end();
1831              ++it, ++i) {
1832                 assert(_system_outputs.size() == _pcmio->n_playback_channels());
1833                 const uint32_t channels = _system_outputs.size();
1834                 float* output_port_buffer = (float*)(*it)->get_buffer(_samples_per_period);
1835                 interleave_audio_data(
1836                     output_port_buffer, interleaved_output_data, _samples_per_period, i, channels);
1837         }
1838
1839         _processed_samples += _samples_per_period;
1840
1841         /* calculate DSP load */
1842         _dsp_calc.set_stop_timestamp_us (PBD::get_microseconds());
1843         _dsp_load = _dsp_calc.get_dsp_load();
1844
1845         DEBUG_TIMING(string_compose("DSP Load: %1\n", _dsp_load));
1846
1847         max_elapsed_us = std::max(_dsp_calc.elapsed_time_us(), max_elapsed_us);
1848         min_elapsed_us = std::min(_dsp_calc.elapsed_time_us(), min_elapsed_us);
1849         if ((_cycle_count % 1000) == 0) {
1850                 DEBUG_TIMING(string_compose("Elapsed process time(usecs) max: %1, min: %2\n",
1851                                             max_elapsed_us,
1852                                             min_elapsed_us));
1853         }
1854
1855         return true;
1856 }
1857
1858 bool
1859 PortAudioBackend::blocking_process_freewheel()
1860 {
1861         // zero audio input buffers
1862         for (std::vector<PamPort*>::const_iterator it = _system_inputs.begin();
1863              it != _system_inputs.end();
1864              ++it) {
1865                 memset((*it)->get_buffer(_samples_per_period),
1866                        0,
1867                        _samples_per_period * sizeof(Sample));
1868         }
1869
1870         // TODO clear midi or stop midi recv when entering fwheelin'
1871
1872         if (engine.process_callback(_samples_per_period)) {
1873                 _pcmio->close_stream();
1874                 _active = false;
1875                 return false;
1876         }
1877
1878         // drop all outgoing MIDI messages
1879         for (std::vector<PamPort*>::const_iterator it = _system_midi_out.begin();
1880              it != _system_midi_out.end();
1881              ++it) {
1882                 void* bptr = (*it)->get_buffer(0);
1883                 midi_clear(bptr);
1884         }
1885
1886         _dsp_load = 1.0;
1887         Glib::usleep(100); // don't hog cpu
1888         return true;
1889 }
1890
1891 void
1892 PortAudioBackend::process_incoming_midi ()
1893 {
1894         uint32_t i = 0;
1895         for (std::vector<PamPort*>::const_iterator it = _system_midi_in.begin();
1896              it != _system_midi_in.end();
1897              ++it, ++i) {
1898                 PortMidiBuffer* mbuf = static_cast<PortMidiBuffer*>((*it)->get_buffer(0));
1899                 mbuf->clear();
1900                 uint64_t timestamp;
1901                 pframes_t sample_offset;
1902                 uint8_t data[256];
1903                 size_t size = sizeof(data);
1904                 while (_midiio->dequeue_input_event(i,
1905                                                     _cycle_timer.get_start(),
1906                                                     _cycle_timer.get_next_start(),
1907                                                     timestamp,
1908                                                     data,
1909                                                     size)) {
1910                         sample_offset = _cycle_timer.samples_since_cycle_start(timestamp);
1911                         midi_event_put(mbuf, sample_offset, data, size);
1912                         DEBUG_MIDI(string_compose("Dequeuing incoming MIDI data for device: %1 "
1913                                                   "sample_offset: %2 timestamp: %3, size: %4\n",
1914                                                   _midiio->get_inputs()[i]->name(),
1915                                                   sample_offset,
1916                                                   timestamp,
1917                                                   size));
1918                         size = sizeof(data);
1919                 }
1920         }
1921 }
1922
1923 void
1924 PortAudioBackend::process_outgoing_midi ()
1925 {
1926         /* mixdown midi */
1927         for (std::vector<PamPort*>::iterator it = _system_midi_out.begin();
1928              it != _system_midi_out.end();
1929              ++it) {
1930                 static_cast<PortMidiPort*>(*it)->next_period();
1931         }
1932         /* queue outgoing midi */
1933         uint32_t i = 0;
1934         for (std::vector<PamPort*>::const_iterator it = _system_midi_out.begin();
1935              it != _system_midi_out.end();
1936              ++it, ++i) {
1937                 const PortMidiBuffer* src =
1938                     static_cast<const PortMidiPort*>(*it)->const_buffer();
1939
1940                 for (PortMidiBuffer::const_iterator mit = src->begin(); mit != src->end();
1941                      ++mit) {
1942                         uint64_t timestamp =
1943                             _cycle_timer.timestamp_from_sample_offset((*mit)->timestamp());
1944                         DEBUG_MIDI(string_compose("Queuing outgoing MIDI data for device: "
1945                                                   "%1 sample_offset: %2 timestamp: %3, size: %4\n",
1946                                                   _midiio->get_outputs()[i]->name(),
1947                                                   (*mit)->timestamp(),
1948                                                   timestamp,
1949                                                   (*mit)->size()));
1950                         _midiio->enqueue_output_event(i, timestamp, (*mit)->data(), (*mit)->size());
1951                 }
1952         }
1953 }
1954
1955 void
1956 PortAudioBackend::process_port_connection_changes ()
1957 {
1958         bool connections_changed = false;
1959         bool ports_changed = false;
1960         if (!pthread_mutex_trylock (&_port_callback_mutex)) {
1961                 if (_port_change_flag) {
1962                         ports_changed = true;
1963                         _port_change_flag = false;
1964                 }
1965                 if (!_port_connection_queue.empty ()) {
1966                         connections_changed = true;
1967                 }
1968                 while (!_port_connection_queue.empty ()) {
1969                         PortConnectData *c = _port_connection_queue.back ();
1970                         manager.connect_callback (c->a, c->b, c->c);
1971                         _port_connection_queue.pop_back ();
1972                         delete c;
1973                 }
1974                 pthread_mutex_unlock (&_port_callback_mutex);
1975         }
1976         if (ports_changed) {
1977                 manager.registration_callback();
1978         }
1979         if (connections_changed) {
1980                 manager.graph_order_callback();
1981         }
1982         if (connections_changed || ports_changed) {
1983                 engine.latency_callback(false);
1984                 engine.latency_callback(true);
1985         }
1986 }
1987
1988 /******************************************************************************/
1989
1990 static boost::shared_ptr<PortAudioBackend> _instance;
1991
1992 static boost::shared_ptr<AudioBackend> backend_factory (AudioEngine& e);
1993 static int instantiate (const std::string& arg1, const std::string& /* arg2 */);
1994 static int deinstantiate ();
1995 static bool already_configured ();
1996 static bool available ();
1997
1998 static ARDOUR::AudioBackendInfo _descriptor = {
1999         "PortAudio",
2000         instantiate,
2001         deinstantiate,
2002         backend_factory,
2003         already_configured,
2004         available
2005 };
2006
2007 static boost::shared_ptr<AudioBackend>
2008 backend_factory (AudioEngine& e)
2009 {
2010         if (!_instance) {
2011                 _instance.reset (new PortAudioBackend (e, _descriptor));
2012         }
2013         return _instance;
2014 }
2015
2016 static int
2017 instantiate (const std::string& arg1, const std::string& /* arg2 */)
2018 {
2019         s_instance_name = arg1;
2020         return 0;
2021 }
2022
2023 static int
2024 deinstantiate ()
2025 {
2026         _instance.reset ();
2027         return 0;
2028 }
2029
2030 static bool
2031 already_configured ()
2032 {
2033         return false;
2034 }
2035
2036 static bool
2037 available ()
2038 {
2039         return true;
2040 }
2041
2042 extern "C" ARDOURBACKEND_API ARDOUR::AudioBackendInfo* descriptor ()
2043 {
2044         return &_descriptor;
2045 }
2046
2047
2048 /******************************************************************************/
2049 PamPort::PamPort (PortAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
2050         : _osx_backend (b)
2051         , _name  (name)
2052         , _flags (flags)
2053 {
2054         _capture_latency_range.min = 0;
2055         _capture_latency_range.max = 0;
2056         _playback_latency_range.min = 0;
2057         _playback_latency_range.max = 0;
2058 }
2059
2060 PamPort::~PamPort () {
2061         disconnect_all ();
2062 }
2063
2064
2065 int PamPort::connect (PamPort *port)
2066 {
2067         if (!port) {
2068                 DEBUG_PORTS("PamPort::connect (): invalid (null) port\n");
2069                 return -1;
2070         }
2071
2072         if (type () != port->type ()) {
2073                 DEBUG_PORTS("PamPort::connect (): wrong port-type\n");
2074                 return -1;
2075         }
2076
2077         if (is_output () && port->is_output ()) {
2078                 DEBUG_PORTS("PamPort::connect (): cannot inter-connect output ports.\n");
2079                 return -1;
2080         }
2081
2082         if (is_input () && port->is_input ()) {
2083                 DEBUG_PORTS("PamPort::connect (): cannot inter-connect input ports.\n");
2084                 return -1;
2085         }
2086
2087         if (this == port) {
2088                 DEBUG_PORTS("PamPort::connect (): cannot self-connect ports.\n");
2089                 return -1;
2090         }
2091
2092         if (is_connected (port)) {
2093 #if 0 // don't bother to warn about this for now. just ignore it
2094                 PBD::error << _("PamPort::connect (): ports are already connected:")
2095                         << " (" << name () << ") -> (" << port->name () << ")"
2096                         << endmsg;
2097 #endif
2098                 return -1;
2099         }
2100
2101         _connect (port, true);
2102         return 0;
2103 }
2104
2105
2106 void PamPort::_connect (PamPort *port, bool callback)
2107 {
2108         _connections.push_back (port);
2109         if (callback) {
2110                 port->_connect (this, false);
2111                 _osx_backend.port_connect_callback (name(),  port->name(), true);
2112         }
2113 }
2114
2115 int PamPort::disconnect (PamPort *port)
2116 {
2117         if (!port) {
2118                 DEBUG_PORTS("PamPort::disconnect (): invalid (null) port\n");
2119                 return -1;
2120         }
2121
2122         if (!is_connected (port)) {
2123                 DEBUG_PORTS(string_compose(
2124                     "PamPort::disconnect (): ports are not connected: (%1) -> (%2)\n",
2125                     name(),
2126                     port->name()));
2127                 return -1;
2128         }
2129         _disconnect (port, true);
2130         return 0;
2131 }
2132
2133 void PamPort::_disconnect (PamPort *port, bool callback)
2134 {
2135         std::vector<PamPort*>::iterator it = std::find (_connections.begin (), _connections.end (), port);
2136
2137         assert (it != _connections.end ());
2138
2139         _connections.erase (it);
2140
2141         if (callback) {
2142                 port->_disconnect (this, false);
2143                 _osx_backend.port_connect_callback (name(),  port->name(), false);
2144         }
2145 }
2146
2147
2148 void PamPort::disconnect_all ()
2149 {
2150         while (!_connections.empty ()) {
2151                 _connections.back ()->_disconnect (this, false);
2152                 _osx_backend.port_connect_callback (name(),  _connections.back ()->name(), false);
2153                 _connections.pop_back ();
2154         }
2155 }
2156
2157 bool
2158 PamPort::is_connected (const PamPort *port) const
2159 {
2160         return std::find (_connections.begin (), _connections.end (), port) != _connections.end ();
2161 }
2162
2163 bool PamPort::is_physically_connected () const
2164 {
2165         for (std::vector<PamPort*>::const_iterator it = _connections.begin (); it != _connections.end (); ++it) {
2166                 if ((*it)->is_physical ()) {
2167                         return true;
2168                 }
2169         }
2170         return false;
2171 }
2172
2173 /******************************************************************************/
2174
2175 PortAudioPort::PortAudioPort (PortAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
2176         : PamPort (b, name, flags)
2177 {
2178         memset (_buffer, 0, sizeof (_buffer));
2179 #ifndef PLATFORM_WINDOWS
2180         mlock(_buffer, sizeof (_buffer));
2181 #endif
2182 }
2183
2184 PortAudioPort::~PortAudioPort () { }
2185
2186 void* PortAudioPort::get_buffer (pframes_t n_samples)
2187 {
2188         if (is_input ()) {
2189                 std::vector<PamPort*>::const_iterator it = get_connections ().begin ();
2190                 if (it == get_connections ().end ()) {
2191                         memset (_buffer, 0, n_samples * sizeof (Sample));
2192                 } else {
2193                         PortAudioPort const * source = static_cast<const PortAudioPort*>(*it);
2194                         assert (source && source->is_output ());
2195                         memcpy (_buffer, source->const_buffer (), n_samples * sizeof (Sample));
2196                         while (++it != get_connections ().end ()) {
2197                                 source = static_cast<const PortAudioPort*>(*it);
2198                                 assert (source && source->is_output ());
2199                                 Sample* dst = buffer ();
2200                                 const Sample* src = source->const_buffer ();
2201                                 for (uint32_t s = 0; s < n_samples; ++s, ++dst, ++src) {
2202                                         *dst += *src;
2203                                 }
2204                         }
2205                 }
2206         }
2207         return _buffer;
2208 }
2209
2210
2211 PortMidiPort::PortMidiPort (PortAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
2212         : PamPort (b, name, flags)
2213         , _n_periods (1)
2214         , _bufperiod (0)
2215 {
2216         _buffer[0].clear ();
2217         _buffer[1].clear ();
2218 }
2219
2220 PortMidiPort::~PortMidiPort () { }
2221
2222 struct MidiEventSorter {
2223         bool operator() (const boost::shared_ptr<PortMidiEvent>& a, const boost::shared_ptr<PortMidiEvent>& b) {
2224                 return *a < *b;
2225         }
2226 };
2227
2228 void* PortMidiPort::get_buffer (pframes_t /* nframes */)
2229 {
2230         if (is_input ()) {
2231                 (_buffer[_bufperiod]).clear ();
2232                 for (std::vector<PamPort*>::const_iterator i = get_connections ().begin ();
2233                                 i != get_connections ().end ();
2234                                 ++i) {
2235                         const PortMidiBuffer * src = static_cast<const PortMidiPort*>(*i)->const_buffer ();
2236                         for (PortMidiBuffer::const_iterator it = src->begin (); it != src->end (); ++it) {
2237                                 (_buffer[_bufperiod]).push_back (boost::shared_ptr<PortMidiEvent>(new PortMidiEvent (**it)));
2238                         }
2239                 }
2240                 std::sort ((_buffer[_bufperiod]).begin (), (_buffer[_bufperiod]).end (), MidiEventSorter());
2241         }
2242         return &(_buffer[_bufperiod]);
2243 }
2244
2245 PortMidiEvent::PortMidiEvent (const pframes_t timestamp, const uint8_t* data, size_t size)
2246         : _size (size)
2247         , _timestamp (timestamp)
2248         , _data (0)
2249 {
2250         if (size > 0) {
2251                 _data = (uint8_t*) malloc (size);
2252                 memcpy (_data, data, size);
2253         }
2254 }
2255
2256 PortMidiEvent::PortMidiEvent (const PortMidiEvent& other)
2257         : _size (other.size ())
2258         , _timestamp (other.timestamp ())
2259         , _data (0)
2260 {
2261         if (other.size () && other.const_data ()) {
2262                 _data = (uint8_t*) malloc (other.size ());
2263                 memcpy (_data, other.const_data (), other.size ());
2264         }
2265 };
2266
2267 PortMidiEvent::~PortMidiEvent () {
2268         free (_data);
2269 };