Prototype using additional ALSA devices (w/resampling).
[ardour.git] / libs / backends / alsa / alsa_audiobackend.h
index f9123875e6a371bb7994b5627114a9efacf65b53..ad3bb419493d1539a62c4b50253faf32e9e7879b 100644 (file)
 
 #include <boost/shared_ptr.hpp>
 
+#include "pbd/natsort.h"
 #include "ardour/audio_backend.h"
+#include "ardour/dsp_load_calculator.h"
 #include "ardour/system_exec.h"
 #include "ardour/types.h"
 
+#include "ardouralsautil/deviceinfo.h"
+
 #include "zita-alsa-pcmi.h"
 #include "alsa_rawmidi.h"
 #include "alsa_sequencer.h"
+#include "alsa_slave.h"
 
 namespace ARDOUR {
 
@@ -46,19 +51,17 @@ class AlsaMidiEvent {
        public:
                AlsaMidiEvent (const pframes_t timestamp, const uint8_t* data, size_t size);
                AlsaMidiEvent (const AlsaMidiEvent& other);
-               ~AlsaMidiEvent ();
                size_t size () const { return _size; };
                pframes_t timestamp () const { return _timestamp; };
-               const unsigned char* const_data () const { return _data; };
-               unsigned char* data () { return _data; };
+               const uint8_t* data () const { return _data; };
                bool operator< (const AlsaMidiEvent &other) const { return timestamp () < other.timestamp (); };
        private:
                size_t _size;
                pframes_t _timestamp;
-               uint8_t *_data;
+               uint8_t _data[MaxAlsaMidiEventSize];
 };
 
-typedef std::vector<boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent> > AlsaMidiBuffer;
+typedef std::vector<AlsaMidiEvent> AlsaMidiBuffer;
 
 class AlsaPort {
        protected:
@@ -67,9 +70,11 @@ class AlsaPort {
                virtual ~AlsaPort ();
 
                const std::string& name () const { return _name; }
+               const std::string& pretty_name () const { return _pretty_name; }
                PortFlags flags () const { return _flags; }
 
                int set_name (const std::string &name) { _name = name; return 0; }
+               int set_pretty_name (const std::string &name) { _pretty_name = name; return 0; }
 
                virtual DataType type () const = 0;
 
@@ -81,7 +86,7 @@ class AlsaPort {
                bool is_connected (const AlsaPort *port) const;
                bool is_physically_connected () const;
 
-               const std::vector<AlsaPort *>& get_connections () const { return _connections; }
+               const std::set<AlsaPort *>& get_connections () const { return _connections; }
 
                int connect (AlsaPort *port);
                int disconnect (AlsaPort *port);
@@ -89,7 +94,7 @@ class AlsaPort {
 
                virtual void* get_buffer (pframes_t nframes) = 0;
 
-               const LatencyRange& latency_range (bool for_playback) const
+               const LatencyRange latency_range (bool for_playback) const
                {
                        return for_playback ? _playback_latency_range : _capture_latency_range;
                }
@@ -109,10 +114,11 @@ class AlsaPort {
        private:
                AlsaAudioBackend &_alsa_backend;
                std::string _name;
+               std::string _pretty_name;
                const PortFlags _flags;
                LatencyRange _capture_latency_range;
                LatencyRange _playback_latency_range;
-               std::vector<AlsaPort*> _connections;
+               std::set<AlsaPort*> _connections;
 
                void _connect (AlsaPort* , bool);
                void _disconnect (AlsaPort* , bool);
@@ -142,17 +148,34 @@ class AlsaMidiPort : public AlsaPort {
                DataType type () const { return DataType::MIDI; };
 
                void* get_buffer (pframes_t nframes);
-               const AlsaMidiBuffer const_buffer () const { return _buffer[_bufperiod]; }
+               const AlsaMidiBuffer * const_buffer () const { return & _buffer[_bufperiod]; }
 
                void next_period() { if (_n_periods > 1) { get_buffer(0); _bufperiod = (_bufperiod + 1) % _n_periods; } }
-               void set_n_periods(int n) { if (n > 0 && n < 3) { _n_periods = n; } }
+               void set_n_periods(int n) { if (n > 0 && n < 4) { _n_periods = n; } }
 
        private:
-               AlsaMidiBuffer _buffer[2];
+               AlsaMidiBuffer _buffer[3];
                int _n_periods;
                int _bufperiod;
 }; // class AlsaMidiPort
 
+class AlsaDeviceReservation
+{
+       public:
+               AlsaDeviceReservation ();
+               AlsaDeviceReservation (const char* device_name);
+               ~AlsaDeviceReservation ();
+
+               bool acquire_device (const char* device_name);
+               void release_device ();
+
+       private:
+               ARDOUR::SystemExec* _device_reservation;
+               PBD::ScopedConnectionList _reservation_connection;
+               void reservation_stdout (std::string, size_t);
+               bool _reservation_succeeded;
+};
+
 class AlsaAudioBackend : public AudioBackend {
        friend class AlsaPort;
        public:
@@ -164,18 +187,32 @@ class AlsaAudioBackend : public AudioBackend {
                std::string name () const;
                bool is_realtime () const;
 
+               bool use_separate_input_and_output_devices () const { return true; }
+               bool match_input_output_devices_or_none () const { return true; }
+               bool can_set_period_size () const { return true; }
+
                std::vector<DeviceStatus> enumerate_devices () const;
+               std::vector<DeviceStatus> enumerate_input_devices () const;
+               std::vector<DeviceStatus> enumerate_output_devices () const;
                std::vector<float> available_sample_rates (const std::string& device) const;
+               std::vector<float> available_sample_rates2 (const std::string&, const std::string&) const;
                std::vector<uint32_t> available_buffer_sizes (const std::string& device) const;
+               std::vector<uint32_t> available_buffer_sizes2 (const std::string&, const std::string&) const;
+               std::vector<uint32_t> available_period_sizes (const std::string& driver) const;
                uint32_t available_input_channel_count (const std::string& device) const;
                uint32_t available_output_channel_count (const std::string& device) const;
 
                bool can_change_sample_rate_when_running () const;
                bool can_change_buffer_size_when_running () const;
 
+               bool can_change_systemic_latency_when_running () const { return true; }
+
                int set_device_name (const std::string&);
+               int set_input_device_name (const std::string&);
+               int set_output_device_name (const std::string&);
                int set_sample_rate (float);
                int set_buffer_size (uint32_t);
+               int set_peridod_size (uint32_t);
                int set_interleaved (bool yn);
                int set_input_channels (uint32_t);
                int set_output_channels (uint32_t);
@@ -188,8 +225,11 @@ class AlsaAudioBackend : public AudioBackend {
 
                /* Retrieving parameters */
                std::string  device_name () const;
+               std::string  input_device_name () const;
+               std::string  output_device_name () const;
                float        sample_rate () const;
                uint32_t     buffer_size () const;
+               uint32_t     period_size () const;
                bool         interleaved () const;
                uint32_t     input_channels () const;
                uint32_t     output_channels () const;
@@ -223,8 +263,8 @@ class AlsaAudioBackend : public AudioBackend {
                size_t raw_buffer_size (DataType t);
 
                /* Process time */
-               pframes_t sample_time ();
-               pframes_t sample_time_at_cycle_start ();
+               framepos_t sample_time ();
+               framepos_t sample_time_at_cycle_start ();
                pframes_t samples_since_cycle_start ();
 
                int create_process_thread (boost::function<void()> func);
@@ -245,6 +285,9 @@ class AlsaAudioBackend : public AudioBackend {
                std::string get_port_name (PortHandle) const;
                PortHandle  get_port_by_name (const std::string&) const;
 
+               int get_port_property (PortHandle, const std::string& key, std::string& value, std::string& type) const;
+               int set_port_property (PortHandle, const std::string& key, const std::string& value, const std::string& type);
+
                int get_ports (const std::string& port_name_pattern, DataType type, PortFlags flags, std::vector<std::string>&) const;
 
                DataType port_data_type (PortHandle) const;
@@ -264,7 +307,7 @@ class AlsaAudioBackend : public AudioBackend {
                int  get_connections (PortHandle, std::vector<std::string>&, bool process_callback_safe);
 
                /* MIDI */
-               int midi_event_get (pframes_t& timestamp, size_t& size, uint8_t** buf, void* port_buffer, uint32_t event_index);
+               int midi_event_get (pframes_t& timestamp, size_t& size, uint8_t const** buf, void* port_buffer, uint32_t event_index);
                int midi_event_put (void* port_buffer, pframes_t timestamp, const uint8_t* buffer, size_t size);
                uint32_t get_midi_event_count (void* port_buffer);
                void     midi_clear (void* port_buffer);
@@ -301,23 +344,26 @@ class AlsaAudioBackend : public AudioBackend {
 
                bool  _run; /* keep going or stop, ardour thread */
                bool  _active; /* is running, process thread */
+               bool  _freewheel;
                bool  _freewheeling;
                bool  _measure_latency;
 
+               uint64_t _last_process_start;
+
                static std::vector<std::string> _midi_options;
-               static std::vector<AudioBackend::DeviceStatus> _audio_device_status;
+               static std::vector<AudioBackend::DeviceStatus> _input_audio_device_status;
+               static std::vector<AudioBackend::DeviceStatus> _output_audio_device_status;
+               static std::vector<AudioBackend::DeviceStatus> _duplex_audio_device_status;
                static std::vector<AudioBackend::DeviceStatus> _midi_device_status;
+               static ARDOUR::ALSADeviceInfo _input_audio_device_info;
+               static ARDOUR::ALSADeviceInfo _output_audio_device_info;
 
-               mutable std::string _audio_device;
+               mutable std::string _input_audio_device;
+               mutable std::string _output_audio_device;
                std::string _midi_driver_option;
 
                /* audio device reservation */
-               ARDOUR::SystemExec *_device_reservation;
-               PBD::ScopedConnectionList _reservation_connection;
-               void reservation_stdout (std::string, size_t);
-               bool acquire_device(const char* device_name);
-               void release_device();
-               bool _reservation_succeeded;
+               AlsaDeviceReservation _device_reservation;
 
                /* audio settings */
                float  _samplerate;
@@ -348,9 +394,13 @@ class AlsaAudioBackend : public AudioBackend {
 
                /* processing */
                float  _dsp_load;
-               uint64_t _processed_samples;
+               ARDOUR::DSPLoadCalculator  _dsp_load_calc;
+               framecnt_t _processed_samples;
                pthread_t _main_thread;
 
+               /* DLL, track main process callback timing */
+               double _t0, _t1;
+
                /* process threads */
                static void* alsa_process_thread (void *);
                std::vector<pthread_t> _threads;
@@ -367,18 +417,33 @@ class AlsaAudioBackend : public AudioBackend {
                /* port engine */
                PortHandle add_port (const std::string& shortname, ARDOUR::DataType, ARDOUR::PortFlags);
                int register_system_audio_ports ();
-               int register_system_midi_ports ();
+               int register_system_midi_ports (const std::string device = "");
                void unregister_ports (bool system_only = false);
 
-               std::vector<AlsaPort *> _ports;
                std::vector<AlsaPort *> _system_inputs;
                std::vector<AlsaPort *> _system_outputs;
                std::vector<AlsaPort *> _system_midi_in;
                std::vector<AlsaPort *> _system_midi_out;
 
+               struct SortByPortName
+               {
+                       bool operator ()(const AlsaPort* lhs, const AlsaPort* rhs) const
+                       {
+                               return PBD::naturally_less (lhs->name ().c_str (), rhs->name ().c_str ());
+                       }
+               };
+
+               typedef std::map<std::string, AlsaPort *> PortMap; // fast lookup in _ports
+               typedef std::set<AlsaPort *, SortByPortName> PortIndex; // fast lookup in _ports
+               PortMap _portmap;
+               PortIndex _ports;
+
                std::vector<AlsaMidiOut *> _rmidi_out;
                std::vector<AlsaMidiIn  *> _rmidi_in;
 
+               unsigned _midi_ins;
+               unsigned _midi_outs;
+
                struct PortConnectData {
                        std::string a;
                        std::string b;
@@ -405,18 +470,60 @@ class AlsaAudioBackend : public AudioBackend {
                }
 
                bool valid_port (PortHandle port) const {
-                       return std::find (_ports.begin (), _ports.end (), (AlsaPort*)port) != _ports.end ();
+                       return std::find (_ports.begin(), _ports.end(), static_cast<AlsaPort*>(port)) != _ports.end ();
                }
 
-               AlsaPort * find_port (const std::string& port_name) const {
-                       for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _ports.begin (); it != _ports.end (); ++it) {
-                               if ((*it)->name () == port_name) {
-                                       return *it;
-                               }
+               AlsaPort* find_port (const std::string& port_name) const {
+                       PortMap::const_iterator it = _portmap.find (port_name);
+                       if (it == _portmap.end()) {
+                               return NULL;
                        }
-                       return NULL;
+                       return (*it).second;
                }
 
+               void update_systemic_audio_latencies ();
+               void update_systemic_midi_latencies ();
+
+               /* additional re-sampled I/O */
+               bool add_slave (const char*  slave_device,
+                               unsigned int slave_rate,
+                               unsigned int slave_spp,
+                               unsigned int duplex = 3);
+
+               class AudioSlave : public AlsaDeviceReservation, public AlsaAudioSlave {
+                       public:
+                               AudioSlave (
+                                               const char*  device,
+                                               unsigned int duplex,
+                                               unsigned int master_rate,
+                                               unsigned int master_samples_per_period,
+                                               unsigned int slave_rate,
+                                               unsigned int slave_samples_per_period,
+                                               unsigned int periods_per_cycle);
+
+                               ~AudioSlave ();
+
+                               bool active; // set in sync with process-cb
+                               bool halt;
+                               bool dead;
+
+                               std::vector<AlsaPort *> inputs;
+                               std::vector<AlsaPort *> outputs;
+
+                               PBD::Signal0<void> UpdateLatency;
+                               PBD::ScopedConnection latency_connection;
+
+                       protected:
+                               void update_latencies (uint32_t, uint32_t);
+
+                       private:
+                               PBD::ScopedConnection _halted_connection;
+                               void halted ();
+               };
+
+               typedef std::vector<AudioSlave*> AudioSlaves;
+               AudioSlaves _slaves;
+
 }; // class AlsaAudioBackend
 
 } // namespace