goodbye USE_TRACKS_CODE_FEATURES and is_tracks_build
[ardour.git] / libs / ardour / ardour / audioengine.h
index b63bcfc65fa548ade73e980ce7fed8356b33a689..3d08759787ebd2bf25a48c24b7d8f1ed985552c1 100644 (file)
@@ -1,21 +1,24 @@
 /*
-    Copyright (C) 2002-2004 Paul Davis
-
-    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
-    it under the terms of the GNU General Public License as published by
-    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
-    (at your option) any later version.
-
-    This program is distributed in the hope that it will be useful,
-    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
-    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
-    GNU General Public License for more details.
-
-    You should have received a copy of the GNU General Public License
-    along with this program; if not, write to the Free Software
-    Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
-
-*/
+ * Copyright (C) 2006-2011 David Robillard <d@drobilla.net>
+ * Copyright (C) 2006-2019 Paul Davis <paul@linuxaudiosystems.com>
+ * Copyright (C) 2007-2012 Carl Hetherington <carl@carlh.net>
+ * Copyright (C) 2012-2019 Robin Gareus <robin@gareus.org>
+ * Copyright (C) 2013-2015 Tim Mayberry <mojofunk@gmail.com>
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+ * it under the terms of the GNU General Public License as published by
+ * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
+ * (at your option) any later version.
+ *
+ * This program is distributed in the hope that it will be useful,
+ * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+ * GNU General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU General Public License along
+ * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
+ * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
+ */
 
 #ifndef __ardour_audioengine_h__
 #define __ardour_audioengine_h__
 #include <exception>
 #include <string>
 
-#include <glibmm/thread.h>
+#include <glibmm/threads.h>
 
-#include "pbd/rcu.h"
 #include "pbd/signals.h"
+#include "pbd/stacktrace.h"
 
 #include "ardour/ardour.h"
-#include <jack/jack.h>
-#include <jack/transport.h>
-
 #include "ardour/data_type.h"
 #include "ardour/session_handle.h"
+#include "ardour/libardour_visibility.h"
 #include "ardour/types.h"
 #include "ardour/chan_count.h"
+#include "ardour/port_manager.h"
 
-#ifdef HAVE_JACK_SESSION
-#include <jack/session.h>
-#endif
+class MTDM;
 
 namespace ARDOUR {
 
 class InternalPort;
 class MidiPort;
+class MIDIDM;
 class Port;
 class Session;
 class ProcessThread;
+class AudioBackend;
+struct AudioBackendInfo;
 
-class AudioEngine : public SessionHandlePtr
+class LIBARDOUR_API AudioEngine : public PortManager, public SessionHandlePtr
 {
-   public:
-       typedef std::set<Port*> Ports;
+  public:
 
-        class disconnected_exception : public std::exception {
-          public:
-                virtual const char *what() const throw() { return "AudioEngine is disconnected"; }
-        };
+       static AudioEngine* create ();
 
-       AudioEngine (std::string client_name, std::string session_uuid);
        virtual ~AudioEngine ();
 
-       jack_client_t* jack() const;
-       bool connected() const { return _jack != 0; }
-
-       bool is_realtime () const;
-
-        ProcessThread* main_thread() const { return _main_thread; }
+       int discover_backends();
+       std::vector<const AudioBackendInfo*> available_backends() const;
+       std::string current_backend_name () const;
+       boost::shared_ptr<AudioBackend> set_backend (const std::string&, const std::string& arg1, const std::string& arg2);
+       boost::shared_ptr<AudioBackend> current_backend() const { return _backend; }
+       bool setup_required () const;
 
-       std::string client_name() const { return jack_client_name; }
+       ProcessThread* main_thread() const { return _main_thread; }
 
-       int reconnect_to_jack ();
-       int disconnect_from_jack();
-
-       bool will_reconnect_at_halt ();
-       void set_reconnect_at_halt (bool);
+       /* START BACKEND PROXY API
+        *
+        * See audio_backend.h for full documentation and semantics. These wrappers
+        * just forward to a backend implementation.
+        */
 
-       int stop (bool forever = false);
-       int start ();
-       bool running() const { return _running; }
+       int            start (bool for_latency_measurement=false);
+       int            stop (bool for_latency_measurement=false);
+       int            freewheel (bool start_stop);
+       float          get_dsp_load() const ;
+       void           transport_start ();
+       void           transport_stop ();
+       TransportState transport_state ();
+       void           transport_locate (samplepos_t pos);
+       samplepos_t     transport_sample();
+       samplecnt_t     sample_rate () const;
+       pframes_t      samples_per_cycle () const;
+       int            usecs_per_cycle () const;
+       size_t         raw_buffer_size (DataType t);
+       samplepos_t     sample_time ();
+       samplepos_t     sample_time_at_cycle_start ();
+       pframes_t      samples_since_cycle_start ();
+       bool           get_sync_offset (pframes_t& offset) const;
+
+       std::string    get_last_backend_error () const { return _last_backend_error_string; }
+
+       int            create_process_thread (boost::function<void()> func);
+       int            join_process_threads ();
+       bool           in_process_thread ();
+       uint32_t       process_thread_count ();
+
+       /* internal backends
+        * -20 : main thread
+        * -21 : additional I/O threads e.g. MIDI
+        * -22 : client/process threads
+        *
+        * search for
+        * - pbd_realtime_pthread_create
+        * - pbd_set_thread_priority
+        */
+       virtual int    client_real_time_priority () { return -22; }
 
-       Glib::Mutex& process_lock() { return _process_lock; }
+       int            backend_reset_requested();
+       void           request_backend_reset();
+       void           request_device_list_update();
+       void           launch_device_control_app();
 
-       framecnt_t frame_rate () const;
-       pframes_t frames_per_cycle () const;
+       bool           is_realtime() const;
 
-       size_t raw_buffer_size(DataType t);
+       // for the user which hold state_lock to check if reset operation is pending
+       bool           is_reset_requested() const { return g_atomic_int_get(const_cast<gint*>(&_hw_reset_request_count)); }
 
-       int usecs_per_cycle () const { return _usecs_per_cycle; }
+       int set_device_name (const std::string&);
+       int set_sample_rate (float);
+       int set_buffer_size (uint32_t);
+       int set_interleaved (bool yn);
+       int set_input_channels (uint32_t);
+       int set_output_channels (uint32_t);
+       int set_systemic_input_latency (uint32_t);
+       int set_systemic_output_latency (uint32_t);
 
-       bool get_sync_offset (pframes_t & offset) const;
+       /* END BACKEND PROXY API */
 
-       pframes_t frames_since_cycle_start () {
-               jack_client_t* _priv_jack = _jack;
-               if (!_running || !_priv_jack) {
-                       return 0;
-               }
-               return jack_frames_since_cycle_start (_priv_jack);
-       }
-       
-       pframes_t frame_time () {
-               jack_client_t* _priv_jack = _jack;
-               if (!_running || !_priv_jack) {
-                       return 0;
-               }
-               return jack_frame_time (_priv_jack);
-       }
+       bool freewheeling() const { return _freewheeling; }
+       bool running() const { return _running; }
 
-       pframes_t frame_time_at_cycle_start () {
-               jack_client_t* _priv_jack = _jack;
-               if (!_running || !_priv_jack) {
-                       return 0;
-               }
-               return jack_last_frame_time (_priv_jack);
-       }
+       Glib::Threads::Mutex& process_lock() { return _process_lock; }
+       Glib::Threads::RecMutex& state_lock() { return _state_lock; }
 
-       pframes_t transport_frame () const {
-               const jack_client_t* _priv_jack = _jack;
-               if (!_running || !_priv_jack) {
-                       return 0;
-               }
-               return jack_get_current_transport_frame (_priv_jack);
+       int request_buffer_size (pframes_t samples) {
+               return set_buffer_size (samples);
        }
 
-       int request_buffer_size (pframes_t);
-
-       framecnt_t set_monitor_check_interval (framecnt_t);
-       framecnt_t processed_frames() const { return _processed_frames; }
-
-       float get_cpu_load() {
-               jack_client_t* _priv_jack = _jack;
-               if (!_running || !_priv_jack) {
-                       return 0;
-               }
-               return jack_cpu_load (_priv_jack);
-       }
+       samplecnt_t processed_samples() const { return _processed_samples; }
 
        void set_session (Session *);
        void remove_session (); // not a replacement for SessionHandle::session_going_away()
-
-       class PortRegistrationFailure : public std::exception {
-       public:
-               PortRegistrationFailure (std::string const & why = "")
-                       : reason (why) {}
-
-               ~PortRegistrationFailure () throw () {}
-
-               virtual const char *what() const throw () { return reason.c_str(); }
-
-       private:
-               std::string reason;
-       };
+       Session* session() const { return _session; }
 
        class NoBackendAvailable : public std::exception {
-       public:
+           public:
                virtual const char *what() const throw() { return "could not connect to engine backend"; }
        };
 
-       Port *register_input_port (DataType, const std::string& portname);
-       Port *register_output_port (DataType, const std::string& portname);
-       int   unregister_port (Port &);
-
        void split_cycle (pframes_t offset);
 
-       int connect (const std::string& source, const std::string& destination);
-       int disconnect (const std::string& source, const std::string& destination);
-       int disconnect (Port &);
-
-       const char ** get_ports (const std::string& port_name_pattern, const std::string& type_name_pattern, uint32_t flags);
-
-       bool can_request_hardware_monitoring ();
-
-       ChanCount n_physical_outputs () const;
-       ChanCount n_physical_inputs () const;
-
-       void get_physical_outputs (DataType type, std::vector<std::string>&);
-       void get_physical_inputs (DataType type, std::vector<std::string>&);
-
-       void update_total_latencies ();
-       void update_total_latency (const Port&);
-
-       Port *get_port_by_name (const std::string &);
-
-       enum TransportState {
-               TransportStopped = JackTransportStopped,
-               TransportRolling = JackTransportRolling,
-               TransportLooping = JackTransportLooping,
-               TransportStarting = JackTransportStarting
-       };
-
-       void transport_start ();
-       void transport_stop ();
-       void transport_locate (framepos_t);
-       TransportState transport_state ();
-
        int  reset_timebase ();
 
-       /* start/stop freewheeling */
-
-       int freewheel (bool onoff);
-       bool freewheeling() const { return _freewheeling; }
+       void update_latencies ();
 
        /* this signal is sent for every process() cycle while freewheeling.
-_         the regular process() call to session->process() is not made.
+          (the regular process() call to session->process() is not made)
        */
 
-       PBD::Signal1<int, pframes_t> Freewheel;
+       PBD::Signal1<void, pframes_t> Freewheel;
 
        PBD::Signal0<void> Xrun;
 
-       /* this signal is if JACK notifies us of a graph order event */
+       /** this signal is emitted if the sample rate changes */
+       PBD::Signal1<void, samplecnt_t> SampleRateChanged;
 
-       PBD::Signal0<void> GraphReordered;
-
-#ifdef HAVE_JACK_SESSION
-       PBD::Signal1<void,jack_session_event_t *> JackSessionEvent;
-#endif
+       /** this signal is emitted if the buffer size changes */
+       PBD::Signal1<void, pframes_t> BufferSizeChanged;
 
+       /** this signal is emitted if the device cannot operate properly */
+       PBD::Signal0<void> DeviceError;
 
-       /* this signal is emitted if the sample rate changes */
+       /* this signal is emitted if the device list changed */
 
-       PBD::Signal1<void, framecnt_t> SampleRateChanged;
+       PBD::Signal0<void> DeviceListChanged;
 
-       /* this signal is sent if JACK ever disconnects us */
+       /* this signal is sent if the backend ever disconnects us */
 
        PBD::Signal1<void,const char*> Halted;
 
@@ -239,114 +196,134 @@ _          the regular process() call to session->process() is not made.
           started and stopped
        */
 
-       PBD::Signal0<void> Running;
+       PBD::Signal1<void,uint32_t> Running;
        PBD::Signal0<void> Stopped;
 
-       /** Emitted if a JACK port is registered or unregistered */
-       PBD::Signal0<void> PortRegisteredOrUnregistered;
-
-       /** Emitted if a JACK port is connected or disconnected.
-        *  The Port parameters are the ports being connected / disconnected, or 0 if they are not known to Ardour.
-        *  The bool parameter is true if ports were connected, or false for disconnected.
+       /* these two are emitted when a device reset is initiated/finished
         */
-       PBD::Signal3<void, Port *, Port *, bool> PortConnectedOrDisconnected;
 
-       std::string make_port_name_relative (std::string);
-       std::string make_port_name_non_relative (std::string);
+       PBD::Signal0<void> DeviceResetStarted;
+       PBD::Signal0<void> DeviceResetFinished;
 
        static AudioEngine* instance() { return _instance; }
+       static void destroy();
        void died ();
 
-        int create_process_thread (boost::function<void()>, pthread_t*, size_t stacksize);
+       /* The backend will cause these at the appropriate time(s)
+        */
+       int  process_callback (pframes_t nframes);
+       int  buffer_size_change (pframes_t nframes);
+       int  sample_rate_change (pframes_t nframes);
+       void freewheel_callback (bool);
+       void timebase_callback (TransportState state, pframes_t nframes, samplepos_t pos, int new_position);
+       int  sync_callback (TransportState state, samplepos_t position);
+       int  port_registration_callback ();
+       void latency_callback (bool for_playback);
+       void halted_callback (const char* reason);
+
+       /* checks if current thread is properly set up for audio processing */
+       static bool thread_initialised_for_audio_processing ();
+
+       /* sets up the process callback thread */
+       static void thread_init_callback (void *);
+
+       /* latency measurement */
+
+       MTDM* mtdm() { return _mtdm; }
+       MIDIDM* mididm() { return _mididm; }
+
+       int  prepare_for_latency_measurement ();
+       int  start_latency_detection (bool);
+       void stop_latency_detection ();
+       void set_latency_input_port (const std::string&);
+       void set_latency_output_port (const std::string&);
+       uint32_t latency_signal_delay () const { return _latency_signal_latency; }
+
+       enum LatencyMeasurement {
+               MeasureNone,
+               MeasureAudio,
+               MeasureMIDI
+       };
 
-  private:
-       static AudioEngine*       _instance;
+       LatencyMeasurement measuring_latency () const { return _measuring_latency; }
 
-       jack_client_t* volatile   _jack; /* could be reset to null by SIGPIPE or another thread */
-       std::string                jack_client_name;
-       Glib::Mutex               _process_lock;
-       Glib::Cond                 session_removed;
-       bool                       session_remove_pending;
-       bool                      _running;
-       bool                      _has_run;
-       mutable framecnt_t        _buffer_size;
-       std::map<DataType,size_t> _raw_buffer_sizes;
-       mutable framecnt_t        _frame_rate;
-       /// number of frames between each check for changes in monitor input
-       framecnt_t                 monitor_check_interval;
-       /// time of the last monitor check in frames
-       framecnt_t                 last_monitor_check;
-       /// the number of frames processed since start() was called
-       framecnt_t                _processed_frames;
-       bool                      _freewheeling;
-       bool                      _freewheel_pending;
-       boost::function<int(framecnt_t)>  freewheel_action;
-       bool                       reconnect_on_halt;
-       int                       _usecs_per_cycle;
-
-       SerializedRCUManager<Ports> ports;
+       /* These two are used only in builds where SILENCE_AFTER_SECONDS was
+        * set. BecameSilent will be emitted when the audioengine goes silent.
+        * reset_silence_countdown() can be used to reset the silence
+        * countdown, whose duration will be reduced to half of its previous
+        * value.
+        */
 
-       Port *register_port (DataType type, const std::string& portname, bool input);
+       PBD::Signal0<void> BecameSilent;
+       void reset_silence_countdown ();
 
-       int    process_callback (pframes_t nframes);
-       void*  process_thread ();
-        void   finish_process_cycle (int status);
-       void   remove_all_ports ();
+       void add_pending_port_deletion (Port*);
 
-       ChanCount n_physical (unsigned long) const;
-       void get_physical (DataType, unsigned long, std::vector<std::string> &);
+  private:
+       AudioEngine ();
 
-       void port_registration_failure (const std::string& portname);
+       static AudioEngine*       _instance;
 
-       static int  _xrun_callback (void *arg);
-#ifdef HAVE_JACK_SESSION
-       static void _session_callback (jack_session_event_t *event, void *arg);
-#endif
-       static int  _graph_order_callback (void *arg);
-       static int  _process_callback (pframes_t nframes, void *arg);
-       static void* _process_thread (void *arg);
-       static int  _sample_rate_callback (pframes_t nframes, void *arg);
-       static int  _bufsize_callback (pframes_t nframes, void *arg);
-       static void _jack_timebase_callback (jack_transport_state_t, pframes_t, jack_position_t*, int, void*);
-       static int  _jack_sync_callback (jack_transport_state_t, jack_position_t*, void *arg);
-       static void _freewheel_callback (int , void *arg);
-       static void _registration_callback (jack_port_id_t, int, void *);
-       static void _connect_callback (jack_port_id_t, jack_port_id_t, int, void *);
-
-       void jack_timebase_callback (jack_transport_state_t, pframes_t, jack_position_t*, int);
-       int  jack_sync_callback (jack_transport_state_t, jack_position_t*);
-       int  jack_bufsize_callback (pframes_t);
-       int  jack_sample_rate_callback (pframes_t);
-
-#ifdef HAVE_JACK_NEW_LATENCY
-        static void _latency_callback (jack_latency_callback_mode_t, void*);
-        void jack_latency_callback (jack_latency_callback_mode_t);
+       Glib::Threads::Mutex       _process_lock;
+       Glib::Threads::RecMutex    _state_lock;
+       Glib::Threads::Cond        session_removed;
+       bool                       session_remove_pending;
+       sampleoffset_t             session_removal_countdown;
+       gain_t                     session_removal_gain;
+       gain_t                     session_removal_gain_step;
+       bool                      _running;
+       bool                      _freewheeling;
+       /// number of samples between each check for changes in monitor input
+       samplecnt_t                monitor_check_interval;
+       /// time of the last monitor check in samples
+       samplecnt_t                last_monitor_check;
+       /// the number of samples processed since start() was called
+       samplecnt_t               _processed_samples;
+       Glib::Threads::Thread*     m_meter_thread;
+       ProcessThread*            _main_thread;
+       MTDM*                     _mtdm;
+       MIDIDM*                   _mididm;
+       LatencyMeasurement        _measuring_latency;
+       PortEngine::PortHandle    _latency_input_port;
+       PortEngine::PortHandle    _latency_output_port;
+       samplecnt_t               _latency_flush_samples;
+       std::string               _latency_input_name;
+       std::string               _latency_output_name;
+       samplecnt_t               _latency_signal_latency;
+       bool                      _stopped_for_latency;
+       bool                      _started_for_latency;
+       bool                      _in_destructor;
+
+       std::string               _last_backend_error_string;
+
+       Glib::Threads::Thread*    _hw_reset_event_thread;
+       gint                      _hw_reset_request_count;
+       Glib::Threads::Cond       _hw_reset_condition;
+       Glib::Threads::Mutex      _reset_request_lock;
+       gint                      _stop_hw_reset_processing;
+       Glib::Threads::Thread*    _hw_devicelist_update_thread;
+       gint                      _hw_devicelist_update_count;
+       Glib::Threads::Cond       _hw_devicelist_update_condition;
+       Glib::Threads::Mutex      _devicelist_update_lock;
+       gint                      _stop_hw_devicelist_processing;
+       uint32_t                  _start_cnt;
+       uint32_t                  _init_countdown;
+
+       void start_hw_event_processing();
+       void stop_hw_event_processing();
+       void do_reset_backend();
+       void do_devicelist_update();
+
+       typedef std::map<std::string,AudioBackendInfo*> BackendMap;
+       BackendMap _backends;
+       AudioBackendInfo* backend_discover (const std::string&);
+       void drop_backend ();
+
+#ifdef SILENCE_AFTER
+       samplecnt_t _silence_countdown;
+       uint32_t   _silence_hit_cnt;
 #endif
 
-       int connect_to_jack (std::string client_name, std::string session_uuid);
-
-       static void halted (void *);
-       static void halted_info (jack_status_t,const char*,void *);
-
-       void meter_thread ();
-       void start_metering_thread ();
-       void stop_metering_thread ();
-
-       Glib::Thread*    m_meter_thread;
-       static gint      m_meter_exit;
-
-        ProcessThread* _main_thread;
-
-        struct ThreadData {
-            AudioEngine* engine;
-            boost::function<void()> f;
-            size_t stacksize;
-            
-            ThreadData (AudioEngine* ae, boost::function<void()> fp, size_t stacksz) 
-            : engine (ae) , f (fp) , stacksize (stacksz) {}
-        };
-        
-        static void* _start_process_thread (void*);
 };
 
 } // namespace ARDOUR