* made MidiClock_Slave conform more to to the Spec by starting transport
[ardour.git] / libs / ardour / ardour / slave.h
index 0656ed305de997b2d9cb01e72ca16e3502c63da3..db66e428be1cf74e591e36f63e7d2acfe864b8d0 100644 (file)
@@ -36,17 +36,116 @@ namespace MIDI {
 namespace ARDOUR {
 class Session;
 
+/**
+ * @class Slave
+ * 
+ * @brief The Slave interface can be used to sync ARDOURs tempo to an external source
+ * like MTC, MIDI Clock, etc.
+ * 
+ * The name of the interface may be a bit misleading: A subclass of Slave actually
+ * acts as a time master for ARDOUR, that means ARDOUR will try to follow the
+ * speed and transport position of the implementation of Slave.
+ * Therefore it is rather that class, that makes ARDOUR a slave by connecting it
+ * to its external time master.
+ */
 class Slave {
   public:
        Slave() { }
        virtual ~Slave() {}
 
-       virtual bool speed_and_position (float&, nframes_t&) = 0;
+       /**
+        * This is the most important function to implement:
+        * Each process cycle, Session::follow_slave will call this method.
+        *  and after the method call they should
+        * 
+        * Session::follow_slave will then try to follow the given
+        * <emph>position</emph> using a delay locked loop (DLL),
+        * starting with the first given transport speed.
+        * If the values of speed and position contradict each other,
+        * ARDOUR will always follow the position and disregard the speed.
+        * Although, a correct speed is important so that ARDOUR
+        * can sync to the master time source quickly.
+        * 
+        * For background information on delay locked loops, 
+        * see http://www.kokkinizita.net/papers/usingdll.pdf
+        * 
+        * The method has the following precondition:
+        * <ul>
+        *       <li>
+        *       Slave::ok() should return true, otherwise playback will stop 
+        *       immediately and the method will not be called
+        *   </li> 
+        *   <li>
+        *     when the references speed and position are passed into the Slave
+        *     they are uninitialized
+        *   </li>
+        * </ul>
+        * 
+        * After the method call the following postconditions should be met:
+        * <ul>
+        *        <li>
+        *       The first position value on transport start should be 0,
+        *       otherwise ARDOUR will try to locate to the new position 
+        *       rather than move to it
+        *    </li>
+        *        <li>
+        *      the references speed and position should be assigned 
+        *      to the Slaves current requested transport speed
+        *      and transport position.
+        *    </li>
+        *   <li>
+        *     Slave::resolution() should be greater than the maximum distance of 
+        *     ARDOURs transport position to the slaves requested transport position.
+        *   </li>
+        *       <li>Slave::locked() should return true, otherwise Session::no_roll will be called</li>
+        *       <li>Slave::starting() should be false, otherwise the transport will not move until it becomes true</li>         *   
+        * </ul>
+        * 
+        * @param speed - The transport speed requested
+        * @param position - The transport position requested
+        */
+       virtual bool speed_and_position (float& speed, nframes_t& position) = 0;
+       
+       /**
+        * reports to ARDOUR whether the Slave is currently synced to its external 
+        * time source.
+        * 
+        * @return - when returning false, the transport will stop rolling
+        */
        virtual bool locked() const = 0;
+       
+       /**
+        * reports to ARDOUR whether the slave is in a sane state
+        * 
+        * @return - when returning false, the transport will be stopped and the slave 
+        * disconnected from ARDOUR.
+        */
        virtual bool ok() const = 0;
+       
+       /**
+        * reports to ARDOUR whether the slave is in the process of starting
+        * to roll
+        * 
+        * @return - when returning false, transport will not move until this method returns true
+        */
        virtual bool starting() const { return false; }
+       
+       /**
+        * @return - the timing resolution of the Slave - If the distance of ARDOURs transport
+        * to the slave becomes greater than the resolution, sound will stop
+        */
        virtual nframes_t resolution() const = 0;
+       
+       /**
+        * @return - when returning true, ARDOUR will wait for one second before transport
+        * starts rolling
+        */
        virtual bool requires_seekahead () const = 0;
+       
+       /**
+        * @return - when returning true, ARDOUR will use transport speed 1.0 no matter what 
+        *           the slave returns
+        */
        virtual bool is_always_synced() const { return false; }
 };
 
@@ -87,6 +186,7 @@ class MTC_Slave : public Slave, public sigc::trackable {
        SafeTime    current;
        nframes_t   mtc_frame;               /* current time */
        nframes_t   last_inbound_frame;      /* when we got it; audio clocked */
+       MIDI::byte  last_mtc_fps_byte;
 
        float       mtc_speed;
        nframes_t   first_mtc_frame;
@@ -114,37 +214,57 @@ class MIDIClock_Slave : public Slave, public sigc::trackable {
 
        bool locked() const;
        bool ok() const;
+       bool starting() const;
 
        nframes_t resolution() const;
-       bool requires_seekahead () const { return true; }
+       bool requires_seekahead () const { return false; }
 
   private:
        Session&    session;
        MIDI::Port* port;
        std::vector<sigc::connection> connections;
 
+       /// pulses per quarter note for one MIDI clock frame (default 24)
        int         ppqn;
+       
+       /// the duration of one ppqn in frame time
        double      one_ppqn_in_frames;
 
+       /// the time stamp and transport position of the last inbound MIDI clock message
        SafeTime    current;
-       nframes_t   midi_clock_frame;               /* current time */
-       nframes_t   last_inbound_frame;             /* when we got it; audio clocked */
-
-       float       midi_clock_speed;
-       nframes_t   first_midi_clock_frame;
-       nframes_t   first_midi_clock_time;
-
-       static const int32_t accumulator_size = 128;
-       float   accumulator[accumulator_size];
+       /// since current.position is integral, we need to keep track of decimal places
+       /// to be precise
+       double      current_position;
+       
+       /// The duration of the current MIDI clock frame in frames
+       nframes_t   current_midi_clock_frame_duration;
+       /// the timestamp of the last inbound MIDI clock message
+       nframes_t   last_inbound_frame;             
+
+       /// how many MIDI clock frames to average over
+       static const int32_t accumulator_size = 4;
+       double  accumulator[accumulator_size];
        int32_t accumulator_index;
-       bool    have_first_accumulated_speed;
+       
+       /// the running average of current_midi_clock_frame_duration
+       double  average_midi_clock_frame_duration;
 
        void reset ();
-       void start (MIDI::Parser& parser);
-       void stop (MIDI::Parser& parser);
-       void update_midi_clock (MIDI::Parser& parser);
+       void start (MIDI::Parser& parser, nframes_t timestamp);
+       void stop (MIDI::Parser& parser, nframes_t timestamp);
+       // we can't use continue because it is a C++ keyword
+       void contineu (MIDI::Parser& parser, nframes_t timestamp);
+       void calculate_one_ppqn_in_frames_at(nframes_t time);
+       void update_midi_clock (MIDI::Parser& parser, nframes_t timestamp);
        void read_current (SafeTime *) const;
+       bool stop_if_no_more_clock_events(nframes_t& pos, nframes_t now, SafeTime& last);
+
+       /// whether transport should be rolling
        bool _started;
+       
+       /// is true if the MIDI Start message has just been received until
+       /// the first MIDI Clock Event
+       bool _starting;
 };
 
 class ADAT_Slave : public Slave