libs/backends/alsa/alsa_audiobackend.cc

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2014 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 #include <sys/mman.h>
  22 #include <sys/time.h>
  23
  24 #include <glibmm.h>
  25
  26 #include "alsa_audiobackend.h"
  27 #include "rt_thread.h"
  28
  29 #include "pbd/compose.h"
  30 #include "pbd/error.h"
  31 #include "pbd/file_utils.h"
  32 #include "ardour/filesystem_paths.h"
  33 #include "ardour/port_manager.h"
  34 #include "ardouralsautil/devicelist.h"
  35 #include "pbd/i18n.h"
  36
  37 using namespace ARDOUR;
  38
  39 static std::string s_instance_name;
  40 size_t AlsaAudioBackend::_max_buffer_size = 8192;
  41 std::vector<std::string> AlsaAudioBackend::_midi_options;
  42 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus> AlsaAudioBackend::_input_audio_device_status;
  43 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus> AlsaAudioBackend::_output_audio_device_status;
  44 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus> AlsaAudioBackend::_duplex_audio_device_status;
  45 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus> AlsaAudioBackend::_midi_device_status;
  46
  47 ALSADeviceInfo AlsaAudioBackend::_input_audio_device_info;
  48 ALSADeviceInfo AlsaAudioBackend::_output_audio_device_info;
  49
  50 AlsaAudioBackend::AlsaAudioBackend (AudioEngine& e, AudioBackendInfo& info)
  51         : AudioBackend (e, info)
  52         , _pcmi (0)
  53         , _run (false)
  54         , _active (false)
  55         , _freewheel (false)
  56         , _freewheeling (false)
  57         , _measure_latency (false)
  58         , _last_process_start (0)
  59         , _input_audio_device("")
  60         , _output_audio_device("")
  61         , _midi_driver_option(get_standard_device_name(DeviceNone))
  62         , _device_reservation(0)
  63         , _samplerate (48000)
  64         , _samples_per_period (1024)
  65         , _periods_per_cycle (2)
  66         , _n_inputs (0)
  67         , _n_outputs (0)
  68         , _systemic_audio_input_latency (0)
  69         , _systemic_audio_output_latency (0)
  70         , _dsp_load (0)
  71         , _processed_samples (0)
  72         , _midi_ins (0)
  73         , _midi_outs (0)
  74         , _port_change_flag (false)
  75 {
  76         _instance_name = s_instance_name;
  77         pthread_mutex_init (&_port_callback_mutex, 0);
  78         _input_audio_device_info.valid = false;
  79         _output_audio_device_info.valid = false;
  80 }
  81
  82 AlsaAudioBackend::~AlsaAudioBackend ()
  83 {
  84         pthread_mutex_destroy (&_port_callback_mutex);
  85 }
  86
  87 /* AUDIOBACKEND API */
  88
  89 std::string
  90 AlsaAudioBackend::name () const
  91 {
  92         return X_("ALSA");
  93 }
  94
  95 bool
  96 AlsaAudioBackend::is_realtime () const
  97 {
  98         return true;
  99 }
 100
 101 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus>
 102 AlsaAudioBackend::enumerate_devices () const
 103 {
 104         _duplex_audio_device_status.clear();
 105         std::map<std::string, std::string> devices;
 106         get_alsa_audio_device_names(devices);
 107         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 108                 if (_input_audio_device == "") _input_audio_device = i->first;
 109                 if (_output_audio_device == "") _output_audio_device = i->first;
 110                 _duplex_audio_device_status.push_back (DeviceStatus (i->first, true));
 111         }
 112         return _duplex_audio_device_status;
 113 }
 114
 115 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus>
 116 AlsaAudioBackend::enumerate_input_devices () const
 117 {
 118         _input_audio_device_status.clear();
 119         std::map<std::string, std::string> devices;
 120         get_alsa_audio_device_names(devices, HalfDuplexIn);
 121         _input_audio_device_status.push_back (DeviceStatus (get_standard_device_name(DeviceNone), true));
 122         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 123                 if (_input_audio_device == "") _input_audio_device = i->first;
 124                 _input_audio_device_status.push_back (DeviceStatus (i->first, true));
 125         }
 126         return _input_audio_device_status;
 127 }
 128
 129 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus>
 130 AlsaAudioBackend::enumerate_output_devices () const
 131 {
 132         _output_audio_device_status.clear();
 133         std::map<std::string, std::string> devices;
 134         get_alsa_audio_device_names(devices, HalfDuplexOut);
 135         _output_audio_device_status.push_back (DeviceStatus (get_standard_device_name(DeviceNone), true));
 136         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 137                 if (_output_audio_device == "") _output_audio_device = i->first;
 138                 _output_audio_device_status.push_back (DeviceStatus (i->first, true));
 139         }
 140         return _output_audio_device_status;
 141 }
 142
 143 void
 144 AlsaAudioBackend::reservation_stdout (std::string d, size_t /* s */)
 145 {
 146   if (d.substr(0, 19) == "Acquired audio-card") {
 147                 _reservation_succeeded = true;
 148         }
 149 }
 150
 151 void
 152 AlsaAudioBackend::release_device()
 153 {
 154         _reservation_connection.drop_connections();
 155         ARDOUR::SystemExec * tmp = _device_reservation;
 156         _device_reservation = 0;
 157         delete tmp;
 158 }
 159
 160 bool
 161 AlsaAudioBackend::acquire_device(const char* device_name)
 162 {
 163         /* This is  quick hack, ideally we'll link against libdbus and implement a dbus-listener
 164          * that owns the device. here we try to get away by just requesting it and then block it...
 165          * (pulseaudio periodically checks anyway)
 166          *
 167          * dbus-send --session --print-reply --type=method_call --dest=org.freedesktop.ReserveDevice1.Audio2 /org/freedesktop/ReserveDevice1/Audio2 org.freedesktop.ReserveDevice1.RequestRelease int32:4
 168          * -> should not return  'boolean false'
 169          */
 170         int device_number = card_to_num(device_name);
 171         if (device_number < 0) return false;
 172
 173         assert(_device_reservation == 0);
 174         _reservation_succeeded = false;
 175
 176         std::string request_device_exe;
 177         if (!PBD::find_file (
 178                                 PBD::Searchpath(Glib::build_filename(ARDOUR::ardour_dll_directory(), "ardouralsautil")
 179                                         + G_SEARCHPATH_SEPARATOR_S + ARDOUR::ardour_dll_directory()),
 180                                 "ardour-request-device", request_device_exe))
 181         {
 182                 PBD::warning << "ardour-request-device binary was not found..'" << endmsg;
 183                 return false;
 184         }
 185         else
 186         {
 187                 char **argp;
 188                 char tmp[128];
 189                 argp=(char**) calloc(5,sizeof(char*));
 190                 argp[0] = strdup(request_device_exe.c_str());
 191                 argp[1] = strdup("-P");
 192                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "%d", getpid());
 193                 argp[2] = strdup(tmp);
 194                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "Audio%d", device_number);
 195                 argp[3] = strdup(tmp);
 196                 argp[4] = 0;
 197
 198                 _device_reservation = new ARDOUR::SystemExec(request_device_exe, argp);
 199                 _device_reservation->ReadStdout.connect_same_thread (_reservation_connection, boost::bind (&AlsaAudioBackend::reservation_stdout, this, _1 ,_2));
 200                 _device_reservation->Terminated.connect_same_thread (_reservation_connection, boost::bind (&AlsaAudioBackend::release_device, this));
 201                 if (_device_reservation->start(0)) {
 202                         PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: Device Request failed.") << endmsg;
 203                         release_device();
 204                         return false;
 205                 }
 206         }
 207         // wait to check if reservation suceeded.
 208         int timeout = 500; // 5 sec
 209         while (_device_reservation && !_reservation_succeeded && --timeout > 0) {
 210                 Glib::usleep(10000);
 211         }
 212         if (timeout == 0 || !_reservation_succeeded) {
 213                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: Device Reservation failed.") << endmsg;
 214                 release_device();
 215                 return false;
 216         }
 217         return true;
 218 }
 219
 220 std::vector<float>
 221 AlsaAudioBackend::available_sample_rates2 (const std::string& input_device, const std::string& output_device) const
 222 {
 223         std::vector<float> sr;
 224         if (input_device == get_standard_device_name(DeviceNone) && output_device == get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 225                 return sr;
 226         }
 227         else if (input_device == get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 228                 sr = available_sample_rates (output_device);
 229         }
 230         else if (output_device == get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 231                 sr = available_sample_rates (input_device);
 232         } else {
 233                 std::vector<float> sr_in =  available_sample_rates (input_device);
 234                 std::vector<float> sr_out = available_sample_rates (output_device);
 235                 std::set_intersection (sr_in.begin(), sr_in.end(), sr_out.begin(), sr_out.end(), std::back_inserter(sr));
 236         }
 237         return sr;
 238 }
 239
 240 std::vector<float>
 241 AlsaAudioBackend::available_sample_rates (const std::string& device) const
 242 {
 243         ALSADeviceInfo *nfo = NULL;
 244         std::vector<float> sr;
 245         if (device == get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 246                 return sr;
 247         }
 248         if (device == _input_audio_device && _input_audio_device_info.valid) {
 249                 nfo = &_input_audio_device_info;
 250         }
 251         else if (device == _output_audio_device && _output_audio_device_info.valid) {
 252                 nfo = &_output_audio_device_info;
 253         }
 254
 255         static const float avail_rates [] = { 8000, 22050.0, 24000.0, 44100.0, 48000.0, 88200.0, 96000.0, 176400.0, 192000.0 };
 256
 257         for (size_t i = 0 ; i < sizeof(avail_rates) / sizeof(float); ++i) {
 258                 if (!nfo || (avail_rates[i] >= nfo->min_rate && avail_rates[i] <= nfo->max_rate)) {
 259                         sr.push_back (avail_rates[i]);
 260                 }
 261         }
 262
 263         return sr;
 264 }
 265
 266 std::vector<uint32_t>
 267 AlsaAudioBackend::available_buffer_sizes2 (const std::string& input_device, const std::string& output_device) const
 268 {
 269         std::vector<uint32_t> bs;
 270         if (input_device == get_standard_device_name(DeviceNone) && output_device == get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 271                 return bs;
 272         }
 273         else if (input_device == get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 274                 bs = available_buffer_sizes (output_device);
 275         }
 276         else if (output_device == get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 277                 bs = available_buffer_sizes (input_device);
 278         } else {
 279                 std::vector<uint32_t> bs_in =  available_buffer_sizes (input_device);
 280                 std::vector<uint32_t> bs_out = available_buffer_sizes (output_device);
 281                 std::set_intersection (bs_in.begin(), bs_in.end(), bs_out.begin(), bs_out.end(), std::back_inserter(bs));
 282         }
 283         return bs;
 284 }
 285
 286 std::vector<uint32_t>
 287 AlsaAudioBackend::available_buffer_sizes (const std::string& device) const
 288 {
 289         ALSADeviceInfo *nfo = NULL;
 290         std::vector<uint32_t> bs;
 291         if (device == get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 292                 return bs;
 293         }
 294         if (device == _input_audio_device && _input_audio_device_info.valid) {
 295                 nfo = &_input_audio_device_info;
 296         }
 297         else if (device == _output_audio_device && _output_audio_device_info.valid) {
 298                 nfo = &_output_audio_device_info;
 299         }
 300
 301         static const unsigned long avail_sizes [] = { 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192 };
 302
 303         for (size_t i = 0 ; i < sizeof(avail_sizes) / sizeof(unsigned long); ++i) {
 304                 if (!nfo || (avail_sizes[i] >= nfo->min_size && avail_sizes[i] <= nfo->max_size)) {
 305                         bs.push_back (avail_sizes[i]);
 306                 }
 307         }
 308         return bs;
 309 }
 310
 311 uint32_t
 312 AlsaAudioBackend::available_input_channel_count (const std::string& device) const
 313 {
 314         if (device == get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 315                 return 0;
 316         }
 317         if (device == _input_audio_device && _input_audio_device_info.valid) {
 318                 return _input_audio_device_info.max_channels;
 319         }
 320         return 128;
 321 }
 322
 323 uint32_t
 324 AlsaAudioBackend::available_output_channel_count (const std::string& device) const
 325 {
 326         if (device == get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 327                 return 0;
 328         }
 329         if (device == _output_audio_device && _output_audio_device_info.valid) {
 330                 return _output_audio_device_info.max_channels;
 331         }
 332         return 128;
 333 }
 334
 335 std::vector<uint32_t>
 336 AlsaAudioBackend::available_period_sizes (const std::string& driver) const
 337 {
 338         std::vector<uint32_t> ps;
 339         ps.push_back (2);
 340         ps.push_back (3);
 341         return ps;
 342 }
 343
 344 bool
 345 AlsaAudioBackend::can_change_sample_rate_when_running () const
 346 {
 347         return false;
 348 }
 349
 350 bool
 351 AlsaAudioBackend::can_change_buffer_size_when_running () const
 352 {
 353         return false; // why not? :)
 354 }
 355
 356 int
 357 AlsaAudioBackend::set_input_device_name (const std::string& d)
 358 {
 359         if (_input_audio_device == d) {
 360                 return 0;
 361         }
 362         _input_audio_device = d;
 363
 364         if (d == get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 365                 _input_audio_device_info.valid = false;
 366                 return 0;
 367         }
 368         std::string alsa_device;
 369         std::map<std::string, std::string> devices;
 370
 371         get_alsa_audio_device_names(devices, HalfDuplexIn);
 372         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 373                 if (i->first == d) {
 374                         alsa_device = i->second;
 375                         break;
 376                 }
 377         }
 378         if (alsa_device == "") {
 379                 _input_audio_device_info.valid = false;
 380                 return 1;
 381         }
 382         /* device will be busy once used, hence cache the parameters */
 383         /* return */ get_alsa_device_parameters (alsa_device.c_str(), true, &_input_audio_device_info);
 384         return 0;
 385 }
 386
 387 int
 388 AlsaAudioBackend::set_output_device_name (const std::string& d)
 389 {
 390         if (_output_audio_device == d) {
 391                 return 0;
 392         }
 393
 394         _output_audio_device = d;
 395
 396         if (d == get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 397                 _output_audio_device_info.valid = false;
 398                 return 0;
 399         }
 400         std::string alsa_device;
 401         std::map<std::string, std::string> devices;
 402
 403         get_alsa_audio_device_names(devices, HalfDuplexOut);
 404         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 405                 if (i->first == d) {
 406                         alsa_device = i->second;
 407                         break;
 408                 }
 409         }
 410         if (alsa_device == "") {
 411                 _output_audio_device_info.valid = false;
 412                 return 1;
 413         }
 414         /* return */ get_alsa_device_parameters (alsa_device.c_str(), true, &_output_audio_device_info);
 415         return 0;
 416 }
 417
 418 int
 419 AlsaAudioBackend::set_device_name (const std::string& d)
 420 {
 421         int rv = 0;
 422         rv |= set_input_device_name (d);
 423         rv |= set_output_device_name (d);
 424         return rv;
 425 }
 426
 427 int
 428 AlsaAudioBackend::set_sample_rate (float sr)
 429 {
 430         if (sr <= 0) { return -1; }
 431         _samplerate = sr;
 432         engine.sample_rate_change (sr);
 433         return 0;
 434 }
 435
 436 int
 437 AlsaAudioBackend::set_peridod_size (uint32_t n)
 438 {
 439         if (n == 0 || n > 3) {
 440                 return -1;
 441         }
 442         if (_run) {
 443                 return -1;
 444         }
 445         _periods_per_cycle = n;
 446         return 0;
 447 }
 448
 449 int
 450 AlsaAudioBackend::set_buffer_size (uint32_t bs)
 451 {
 452         if (bs <= 0 || bs >= _max_buffer_size) {
 453                 return -1;
 454         }
 455         if (_run) {
 456                 return -1;
 457         }
 458         _samples_per_period = bs;
 459         engine.buffer_size_change (bs);
 460         return 0;
 461 }
 462
 463 int
 464 AlsaAudioBackend::set_interleaved (bool yn)
 465 {
 466         if (!yn) { return 0; }
 467         return -1;
 468 }
 469
 470 int
 471 AlsaAudioBackend::set_input_channels (uint32_t cc)
 472 {
 473         _n_inputs = cc;
 474         return 0;
 475 }
 476
 477 int
 478 AlsaAudioBackend::set_output_channels (uint32_t cc)
 479 {
 480         _n_outputs = cc;
 481         return 0;
 482 }
 483
 484 int
 485 AlsaAudioBackend::set_systemic_input_latency (uint32_t sl)
 486 {
 487         _systemic_audio_input_latency = sl;
 488         if (_run) {
 489                 update_systemic_audio_latencies();
 490         }
 491         return 0;
 492 }
 493
 494 int
 495 AlsaAudioBackend::set_systemic_output_latency (uint32_t sl)
 496 {
 497         _systemic_audio_output_latency = sl;
 498         if (_run) {
 499                 update_systemic_audio_latencies();
 500         }
 501         return 0;
 502 }
 503
 504 int
 505 AlsaAudioBackend::set_systemic_midi_input_latency (std::string const device, uint32_t sl)
 506 {
 507         struct AlsaMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(device);
 508         if (!nfo) return -1;
 509         nfo->systemic_input_latency = sl;
 510         if (_run && nfo->enabled) {
 511                 update_systemic_midi_latencies ();
 512         }
 513         return 0;
 514 }
 515
 516 int
 517 AlsaAudioBackend::set_systemic_midi_output_latency (std::string const device, uint32_t sl)
 518 {
 519         struct AlsaMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(device);
 520         if (!nfo) return -1;
 521         nfo->systemic_output_latency = sl;
 522         if (_run && nfo->enabled) {
 523                 update_systemic_midi_latencies ();
 524         }
 525         return 0;
 526 }
 527
 528 void
 529 AlsaAudioBackend::update_systemic_audio_latencies ()
 530 {
 531         const uint32_t lcpp = (_periods_per_cycle - 2) * _samples_per_period;
 532         LatencyRange lr;
 533
 534         lr.min = lr.max = lcpp + (_measure_latency ? 0 : _systemic_audio_input_latency);
 535         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_outputs.begin (); it != _system_outputs.end (); ++it) {
 536                 set_latency_range (*it, true, lr);
 537         }
 538
 539         lr.min = lr.max = (_measure_latency ? 0 : _systemic_audio_output_latency);
 540         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_inputs.begin (); it != _system_inputs.end (); ++it) {
 541                 set_latency_range (*it, false, lr);
 542         }
 543         update_latencies ();
 544 }
 545
 546 void
 547 AlsaAudioBackend::update_systemic_midi_latencies ()
 548 {
 549         uint32_t i = 0;
 550         for (std::vector<AlsaPort*>::iterator it = _system_midi_out.begin (); it != _system_midi_out.end (); ++it, ++i) {
 551                 assert (_rmidi_out.size() > i);
 552                 AlsaMidiOut *rm = _rmidi_out.at(i);
 553                 struct AlsaMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info (rm->name());
 554                 assert (nfo);
 555                 LatencyRange lr;
 556                 lr.min = lr.max = (_measure_latency ? 0 : nfo->systemic_output_latency);
 557                 set_latency_range (*it, false, lr);
 558         }
 559
 560         i = 0;
 561         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_midi_in.begin (); it != _system_midi_in.end (); ++it, ++i) {
 562                 assert (_rmidi_in.size() > i);
 563                 AlsaMidiIO *rm = _rmidi_in.at(i);
 564                 struct AlsaMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info (rm->name());
 565                 assert (nfo);
 566                 LatencyRange lr;
 567                 lr.min = lr.max = (_measure_latency ? 0 : nfo->systemic_input_latency);
 568                 set_latency_range (*it, true, lr);
 569         }
 570         update_latencies ();
 571 }
 572
 573 /* Retrieving parameters */
 574 std::string
 575 AlsaAudioBackend::device_name () const
 576 {
 577         if (_input_audio_device != get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 578                 return _input_audio_device;
 579         }
 580         if (_output_audio_device != get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 581                 return _output_audio_device;
 582         }
 583         return "";
 584 }
 585
 586 std::string
 587 AlsaAudioBackend::input_device_name () const
 588 {
 589         return _input_audio_device;
 590 }
 591
 592 std::string
 593 AlsaAudioBackend::output_device_name () const
 594 {
 595         return _output_audio_device;
 596 }
 597
 598 float
 599 AlsaAudioBackend::sample_rate () const
 600 {
 601         return _samplerate;
 602 }
 603
 604 uint32_t
 605 AlsaAudioBackend::buffer_size () const
 606 {
 607         return _samples_per_period;
 608 }
 609
 610 uint32_t
 611 AlsaAudioBackend::period_size () const
 612 {
 613         return _periods_per_cycle;
 614 }
 615
 616 bool
 617 AlsaAudioBackend::interleaved () const
 618 {
 619         return false;
 620 }
 621
 622 uint32_t
 623 AlsaAudioBackend::input_channels () const
 624 {
 625         return _n_inputs;
 626 }
 627
 628 uint32_t
 629 AlsaAudioBackend::output_channels () const
 630 {
 631         return _n_outputs;
 632 }
 633
 634 uint32_t
 635 AlsaAudioBackend::systemic_input_latency () const
 636 {
 637         return _systemic_audio_input_latency;
 638 }
 639
 640 uint32_t
 641 AlsaAudioBackend::systemic_output_latency () const
 642 {
 643         return _systemic_audio_output_latency;
 644 }
 645
 646 uint32_t
 647 AlsaAudioBackend::systemic_midi_input_latency (std::string const device) const
 648 {
 649         struct AlsaMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(device);
 650         if (!nfo) return 0;
 651         return nfo->systemic_input_latency;
 652 }
 653
 654 uint32_t
 655 AlsaAudioBackend::systemic_midi_output_latency (std::string const device) const
 656 {
 657         struct AlsaMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(device);
 658         if (!nfo) return 0;
 659         return nfo->systemic_output_latency;
 660 }
 661
 662 /* MIDI */
 663 struct AlsaAudioBackend::AlsaMidiDeviceInfo *
 664 AlsaAudioBackend::midi_device_info(std::string const name) const {
 665         for (std::map<std::string, struct AlsaMidiDeviceInfo*>::const_iterator i = _midi_devices.begin (); i != _midi_devices.end(); ++i) {
 666                 if (i->first == name) {
 667                         return (i->second);
 668                 }
 669         }
 670
 671         assert(_midi_driver_option != get_standard_device_name(DeviceNone));
 672
 673         std::map<std::string, std::string> devices;
 674         if (_midi_driver_option == _("ALSA raw devices")) {
 675                 get_alsa_rawmidi_device_names(devices);
 676         } else {
 677                 get_alsa_sequencer_names (devices);
 678         }
 679
 680         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 681                 if (i->first == name) {
 682                         _midi_devices[name] = new AlsaMidiDeviceInfo();
 683                         return _midi_devices[name];
 684                 }
 685         }
 686         return 0;
 687 }
 688
 689 std::vector<std::string>
 690 AlsaAudioBackend::enumerate_midi_options () const
 691 {
 692         if (_midi_options.empty()) {
 693                 _midi_options.push_back (_("ALSA raw devices"));
 694                 _midi_options.push_back (_("ALSA sequencer"));
 695                 _midi_options.push_back (get_standard_device_name(DeviceNone));
 696         }
 697         return _midi_options;
 698 }
 699
 700 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus>
 701 AlsaAudioBackend::enumerate_midi_devices () const
 702 {
 703         _midi_device_status.clear();
 704         std::map<std::string, std::string> devices;
 705
 706         if (_midi_driver_option == _("ALSA raw devices")) {
 707                 get_alsa_rawmidi_device_names (devices);
 708         }
 709         else if (_midi_driver_option == _("ALSA sequencer")) {
 710                 get_alsa_sequencer_names (devices);
 711         }
 712
 713         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 714                 _midi_device_status.push_back (DeviceStatus (i->first, true));
 715         }
 716         return _midi_device_status;
 717 }
 718
 719 int
 720 AlsaAudioBackend::set_midi_option (const std::string& opt)
 721 {
 722         if (opt != get_standard_device_name(DeviceNone) && opt != _("ALSA raw devices") && opt != _("ALSA sequencer")) {
 723                 return -1;
 724         }
 725         if (_run && _midi_driver_option != opt) {
 726                 return -1;
 727         }
 728         _midi_driver_option = opt;
 729         return 0;
 730 }
 731
 732 std::string
 733 AlsaAudioBackend::midi_option () const
 734 {
 735         return _midi_driver_option;
 736 }
 737
 738 int
 739 AlsaAudioBackend::set_midi_device_enabled (std::string const device, bool enable)
 740 {
 741         struct AlsaMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(device);
 742         if (!nfo) return -1;
 743         const bool prev_enabled = nfo->enabled;
 744         nfo->enabled = enable;
 745
 746         if (_run && prev_enabled != enable) {
 747                 if (enable) {
 748                         // add ports for the given device
 749                         register_system_midi_ports(device);
 750                 } else {
 751                         // remove all ports provided by the given device
 752                         uint32_t i = 0;
 753                         for (std::vector<AlsaPort*>::iterator it = _system_midi_out.begin (); it != _system_midi_out.end ();) {
 754                                 assert (_rmidi_out.size() > i);
 755                                 AlsaMidiOut *rm = _rmidi_out.at(i);
 756                                 if (rm->name () != device) { ++it; ++i; continue; }
 757                                 it = _system_midi_out.erase (it);
 758                                 unregister_port (*it);
 759                                 rm->stop();
 760                                 _rmidi_out.erase (_rmidi_out.begin() + i);
 761                                 delete rm;
 762                         }
 763
 764                         i = 0;
 765                         for (std::vector<AlsaPort*>::iterator it = _system_midi_in.begin (); it != _system_midi_in.end ();) {
 766                                 assert (_rmidi_in.size() > i);
 767                                 AlsaMidiIn *rm = _rmidi_in.at(i);
 768                                 if (rm->name () != device) { ++it; ++i; continue; }
 769                                 it = _system_midi_in.erase (it);
 770                                 unregister_port (*it);
 771                                 rm->stop();
 772                                 _rmidi_in.erase (_rmidi_in.begin() + i);
 773                                 delete rm;
 774                         }
 775                 }
 776                 update_systemic_midi_latencies ();
 777         }
 778         return 0;
 779 }
 780
 781 bool
 782 AlsaAudioBackend::midi_device_enabled (std::string const device) const
 783 {
 784         struct AlsaMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(device);
 785         if (!nfo) return false;
 786         return nfo->enabled;
 787 }
 788
 789 /* State Control */
 790
 791 static void * pthread_process (void *arg)
 792 {
 793         AlsaAudioBackend *d = static_cast<AlsaAudioBackend *>(arg);
 794         d->main_process_thread ();
 795         pthread_exit (0);
 796         return 0;
 797 }
 798
 799 int
 800 AlsaAudioBackend::_start (bool for_latency_measurement)
 801 {
 802         if (!_active && _run) {
 803                 // recover from 'halted', reap threads
 804                 stop();
 805         }
 806
 807         if (_active || _run) {
 808                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: already active.") << endmsg;
 809                 return BackendReinitializationError;
 810         }
 811
 812         if (_ports.size () || _portmap.size ()) {
 813                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: recovering from unclean shutdown, port registry is not empty.") << endmsg;
 814                 _system_inputs.clear();
 815                 _system_outputs.clear();
 816                 _system_midi_in.clear();
 817                 _system_midi_out.clear();
 818                 _ports.clear();
 819                 _portmap.clear();
 820         }
 821
 822         /* reset internal state */
 823         _dsp_load = 0;
 824         _freewheeling = false;
 825         _freewheel = false;
 826         _last_process_start = 0;
 827
 828         release_device();
 829
 830         assert(_rmidi_in.size() == 0);
 831         assert(_rmidi_out.size() == 0);
 832         assert(_pcmi == 0);
 833
 834         int duplex = 0;
 835         std::string audio_device;
 836         std::string alsa_device;
 837         std::map<std::string, std::string> devices;
 838
 839         if (_input_audio_device == get_standard_device_name(DeviceNone) && _output_audio_device == get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 840                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: At least one of input or output device needs to be set.");
 841                 return AudioDeviceInvalidError;
 842         }
 843
 844         if (_input_audio_device != _output_audio_device) {
 845                 if (_input_audio_device != get_standard_device_name(DeviceNone) && _output_audio_device != get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 846                         PBD::error << _("AlsaAudioBackend: Cannot use two different devices.");
 847                         return AudioDeviceInvalidError;
 848                 }
 849                 if (_input_audio_device != get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 850                         get_alsa_audio_device_names(devices, HalfDuplexIn);
 851                         audio_device = _input_audio_device;
 852                         duplex = 1;
 853                 } else {
 854                         get_alsa_audio_device_names(devices, HalfDuplexOut);
 855                         audio_device = _output_audio_device;
 856                         duplex = 2;
 857                 }
 858         } else {
 859                 get_alsa_audio_device_names(devices);
 860                 audio_device = _input_audio_device;
 861                 duplex = 3;
 862         }
 863
 864         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 865                 if (i->first == audio_device) {
 866                         alsa_device = i->second;
 867                         break;
 868                 }
 869         }
 870         if (alsa_device == "") {
 871                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: Cannot find configured device. Is it still connected?");
 872                 return AudioDeviceNotAvailableError;
 873         }
 874
 875         acquire_device(alsa_device.c_str());
 876         _pcmi = new Alsa_pcmi (
 877                         (duplex & 2) ? alsa_device.c_str() : NULL,
 878                         (duplex & 1) ? alsa_device.c_str() : NULL,
 879                         /* ctrl name */ 0,
 880                         _samplerate, _samples_per_period,
 881                         _periods_per_cycle, /* _periods_per_cycle */ 2,
 882                         /* debug */ 0);
 883
 884         AudioBackend::ErrorCode error_code = NoError;
 885         switch (_pcmi->state()) {
 886         case 0: /* OK */
 887                 break;
 888         case -1:
 889                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to open device.") << endmsg;
 890                 error_code = AudioDeviceOpenError;
 891                 break;
 892         case -2:
 893                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to allocate parameters.") << endmsg;
 894                 error_code = AudioDeviceOpenError;
 895                 break;
 896         case -3:
 897                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: cannot set requested sample rate.")
 898                            << endmsg;
 899                 error_code = SampleRateNotSupportedError;
 900                 break;
 901         case -4:
 902                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: cannot set requested period size.")
 903                            << endmsg;
 904                 error_code = PeriodSizeNotSupportedError;
 905                 break;
 906         case -5:
 907                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: cannot set requested number of periods.")
 908                            << endmsg;
 909                 error_code = PeriodCountNotSupportedError;
 910                 break;
 911         case -6:
 912                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: unsupported sample format.") << endmsg;
 913                 error_code = SampleFormatNotSupportedError;
 914                 break;
 915         default:
 916                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: initialization failed.") << endmsg;
 917                 error_code = AudioDeviceOpenError;
 918                 break;
 919         }
 920
 921         if (_pcmi->state ()) {
 922                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
 923                 release_device();
 924                 return error_code;
 925         }
 926
 927 #ifndef NDEBUG
 928         _pcmi->printinfo ();
 929 #endif
 930
 931         if (_n_outputs != _pcmi->nplay ()) {
 932                 if (_n_outputs == 0) {
 933                  _n_outputs = _pcmi->nplay ();
 934                 } else {
 935                  _n_outputs = std::min (_n_outputs, _pcmi->nplay ());
 936                 }
 937                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: adjusted output channel count to match device.") << endmsg;
 938         }
 939
 940         if (_n_inputs != _pcmi->ncapt ()) {
 941                 if (_n_inputs == 0) {
 942                  _n_inputs = _pcmi->ncapt ();
 943                 } else {
 944                  _n_inputs = std::min (_n_inputs, _pcmi->ncapt ());
 945                 }
 946                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: adjusted input channel count to match device.") << endmsg;
 947         }
 948
 949         if (_pcmi->fsize() != _samples_per_period) {
 950                 _samples_per_period = _pcmi->fsize();
 951                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: samples per period does not match.") << endmsg;
 952         }
 953
 954         if (_pcmi->fsamp() != _samplerate) {
 955                 _samplerate = _pcmi->fsamp();
 956                 engine.sample_rate_change (_samplerate);
 957                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: sample rate does not match.") << endmsg;
 958         }
 959
 960         _measure_latency = for_latency_measurement;
 961
 962         _midi_ins = _midi_outs = 0;
 963         register_system_midi_ports();
 964
 965         if (register_system_audio_ports()) {
 966                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to register system ports.") << endmsg;
 967                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
 968                 release_device();
 969                 return PortRegistrationError;
 970         }
 971
 972         engine.sample_rate_change (_samplerate);
 973         engine.buffer_size_change (_samples_per_period);
 974
 975         if (engine.reestablish_ports ()) {
 976                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: Could not re-establish ports.") << endmsg;
 977                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
 978                 release_device();
 979                 return PortReconnectError;
 980         }
 981
 982         engine.reconnect_ports ();
 983         _run = true;
 984         _port_change_flag = false;
 985
 986         if (_realtime_pthread_create (SCHED_FIFO, -20, 100000,
 987                                 &_main_thread, pthread_process, this))
 988         {
 989                 if (pthread_create (&_main_thread, NULL, pthread_process, this))
 990                 {
 991                         PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to create process thread.") << endmsg;
 992                         delete _pcmi; _pcmi = 0;
 993                         release_device();
 994                         _run = false;
 995                         return ProcessThreadStartError;
 996                 } else {
 997                         PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: cannot acquire realtime permissions.") << endmsg;
 998                 }
 999         }
1000
1001         int timeout = 5000;
1002         while (!_active && --timeout > 0) { Glib::usleep (1000); }
1003
1004         if (timeout == 0 || !_active) {
1005                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to start process thread.") << endmsg;
1006                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
1007                 release_device();
1008                 _run = false;
1009                 return ProcessThreadStartError;
1010         }
1011
1012         return NoError;
1013 }
1014
1015 int
1016 AlsaAudioBackend::stop ()
1017 {
1018         void *status;
1019         if (!_run) {
1020                 return 0;
1021         }
1022
1023         _run = false;
1024         if (pthread_join (_main_thread, &status)) {
1025                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to terminate.") << endmsg;
1026                 return -1;
1027         }
1028
1029         while (!_rmidi_out.empty ()) {
1030                 AlsaMidiIO *m = _rmidi_out.back ();
1031                 m->stop();
1032                 _rmidi_out.pop_back ();
1033                 delete m;
1034         }
1035         while (!_rmidi_in.empty ()) {
1036                 AlsaMidiIO *m = _rmidi_in.back ();
1037                 m->stop();
1038                 _rmidi_in.pop_back ();
1039                 delete m;
1040         }
1041
1042         unregister_ports();
1043         delete _pcmi; _pcmi = 0;
1044         _midi_ins = _midi_outs = 0;
1045         release_device();
1046
1047         return (_active == false) ? 0 : -1;
1048 }
1049
1050 int
1051 AlsaAudioBackend::freewheel (bool onoff)
1052 {
1053         _freewheeling = onoff;
1054         return 0;
1055 }
1056
1057 float
1058 AlsaAudioBackend::dsp_load () const
1059 {
1060         return 100.f * _dsp_load;
1061 }
1062
1063 size_t
1064 AlsaAudioBackend::raw_buffer_size (DataType t)
1065 {
1066         switch (t) {
1067                 case DataType::AUDIO:
1068                         return _samples_per_period * sizeof(Sample);
1069                 case DataType::MIDI:
1070                         return _max_buffer_size; // XXX not really limited
1071         }
1072         return 0;
1073 }
1074
1075 /* Process time */
1076 framepos_t
1077 AlsaAudioBackend::sample_time ()
1078 {
1079         return _processed_samples;
1080 }
1081
1082 framepos_t
1083 AlsaAudioBackend::sample_time_at_cycle_start ()
1084 {
1085         return _processed_samples;
1086 }
1087
1088 pframes_t
1089 AlsaAudioBackend::samples_since_cycle_start ()
1090 {
1091         if (!_active || !_run || _freewheeling || _freewheel) {
1092                 return 0;
1093         }
1094         if (_last_process_start == 0) {
1095                 return 0;
1096         }
1097
1098         const int64_t elapsed_time_us = g_get_monotonic_time() - _last_process_start;
1099         return std::max((pframes_t)0, (pframes_t)rint(1e-6 * elapsed_time_us * _samplerate));
1100 }
1101
1102
1103 void *
1104 AlsaAudioBackend::alsa_process_thread (void *arg)
1105 {
1106         ThreadData* td = reinterpret_cast<ThreadData*> (arg);
1107         boost::function<void ()> f = td->f;
1108         delete td;
1109         f ();
1110         return 0;
1111 }
1112
1113 int
1114 AlsaAudioBackend::create_process_thread (boost::function<void()> func)
1115 {
1116         pthread_t thread_id;
1117         pthread_attr_t attr;
1118         size_t stacksize = 100000;
1119
1120         ThreadData* td = new ThreadData (this, func, stacksize);
1121
1122         if (_realtime_pthread_create (SCHED_FIFO, -21, stacksize,
1123                                 &thread_id, alsa_process_thread, td)) {
1124                 pthread_attr_init (&attr);
1125                 pthread_attr_setstacksize (&attr, stacksize);
1126                 if (pthread_create (&thread_id, &attr, alsa_process_thread, td)) {
1127                         PBD::error << _("AudioEngine: cannot create process thread.") << endmsg;
1128                         pthread_attr_destroy (&attr);
1129                         return -1;
1130                 }
1131                 pthread_attr_destroy (&attr);
1132         }
1133
1134         _threads.push_back (thread_id);
1135         return 0;
1136 }
1137
1138 int
1139 AlsaAudioBackend::join_process_threads ()
1140 {
1141         int rv = 0;
1142
1143         for (std::vector<pthread_t>::const_iterator i = _threads.begin (); i != _threads.end (); ++i)
1144         {
1145                 void *status;
1146                 if (pthread_join (*i, &status)) {
1147                         PBD::error << _("AudioEngine: cannot terminate process thread.") << endmsg;
1148                         rv -= 1;
1149                 }
1150         }
1151         _threads.clear ();
1152         return rv;
1153 }
1154
1155 bool
1156 AlsaAudioBackend::in_process_thread ()
1157 {
1158         if (pthread_equal (_main_thread, pthread_self()) != 0) {
1159                 return true;
1160         }
1161
1162         for (std::vector<pthread_t>::const_iterator i = _threads.begin (); i != _threads.end (); ++i)
1163         {
1164                 if (pthread_equal (*i, pthread_self ()) != 0) {
1165                         return true;
1166                 }
1167         }
1168         return false;
1169 }
1170
1171 uint32_t
1172 AlsaAudioBackend::process_thread_count ()
1173 {
1174         return _threads.size ();
1175 }
1176
1177 void
1178 AlsaAudioBackend::update_latencies ()
1179 {
1180         // trigger latency callback in RT thread (locked graph)
1181         port_connect_add_remove_callback();
1182 }
1183
1184 /* PORTENGINE API */
1185
1186 void*
1187 AlsaAudioBackend::private_handle () const
1188 {
1189         return NULL;
1190 }
1191
1192 const std::string&
1193 AlsaAudioBackend::my_name () const
1194 {
1195         return _instance_name;
1196 }
1197
1198 bool
1199 AlsaAudioBackend::available () const
1200 {
1201         return _run && _active;
1202 }
1203
1204 uint32_t
1205 AlsaAudioBackend::port_name_size () const
1206 {
1207         return 256;
1208 }
1209
1210 int
1211 AlsaAudioBackend::set_port_name (PortEngine::PortHandle port, const std::string& name)
1212 {
1213         std::string newname (_instance_name + ":" + name);
1214         if (!valid_port (port)) {
1215                 PBD::error << _("AlsaBackend::set_port_name: Invalid Port") << endmsg;
1216                 return -1;
1217         }
1218         if (find_port (newname)) {
1219                 PBD::error << _("AlsaBackend::set_port_name: Port with given name already exists") << endmsg;
1220                 return -1;
1221         }
1222
1223         AlsaPort* p = static_cast<AlsaPort*>(port);
1224         _portmap.erase (p->name());
1225         _portmap.insert (make_pair (newname, p));
1226         return p->set_name (newname);
1227 }
1228
1229 std::string
1230 AlsaAudioBackend::get_port_name (PortEngine::PortHandle port) const
1231 {
1232         if (!valid_port (port)) {
1233                 PBD::warning << _("AlsaBackend::get_port_name: Invalid Port(s)") << endmsg;
1234                 return std::string ();
1235         }
1236         return static_cast<AlsaPort*>(port)->name ();
1237 }
1238
1239 int
1240 AlsaAudioBackend::get_port_property (PortHandle port, const std::string& key, std::string& value, std::string& type) const
1241 {
1242         if (!valid_port (port)) {
1243                 PBD::warning << _("AlsaBackend::get_port_property: Invalid Port(s)") << endmsg;
1244                 return -1;
1245         }
1246         if (key == "http://jackaudio.org/metadata/pretty-name") {
1247                 type = "";
1248                 value = static_cast<AlsaPort*>(port)->pretty_name ();
1249                 if (!value.empty()) {
1250                         return 0;
1251                 }
1252         }
1253         return -1;
1254 }
1255
1256 int
1257 AlsaAudioBackend::set_port_property (PortHandle port, const std::string& key, const std::string& value, const std::string& type)
1258 {
1259         if (!valid_port (port)) {
1260                 PBD::warning << _("AlsaBackend::set_port_property: Invalid Port(s)") << endmsg;
1261                 return -1;
1262         }
1263         if (key == "http://jackaudio.org/metadata/pretty-name" && type.empty ()) {
1264                 static_cast<AlsaPort*>(port)->set_pretty_name (value);
1265                 return 0;
1266         }
1267         return -1;
1268 }
1269
1270 PortEngine::PortHandle
1271 AlsaAudioBackend::get_port_by_name (const std::string& name) const
1272 {
1273         PortHandle port = (PortHandle) find_port (name);
1274         return port;
1275 }
1276
1277 int
1278 AlsaAudioBackend::get_ports (
1279                 const std::string& port_name_pattern,
1280                 DataType type, PortFlags flags,
1281                 std::vector<std::string>& port_names) const
1282 {
1283         int rv = 0;
1284         regex_t port_regex;
1285         bool use_regexp = false;
1286         if (port_name_pattern.size () > 0) {
1287                 if (!regcomp (&port_regex, port_name_pattern.c_str (), REG_EXTENDED|REG_NOSUB)) {
1288                         use_regexp = true;
1289                 }
1290         }
1291
1292         for (PortIndex::const_iterator i = _ports.begin (); i != _ports.end (); ++i) {
1293                 AlsaPort* port = *i;
1294                 if ((port->type () == type) && flags == (port->flags () & flags)) {
1295                         if (!use_regexp || !regexec (&port_regex, port->name ().c_str (), 0, NULL, 0)) {
1296                                 port_names.push_back (port->name ());
1297                                 ++rv;
1298                         }
1299                 }
1300         }
1301         if (use_regexp) {
1302                 regfree (&port_regex);
1303         }
1304         return rv;
1305 }
1306
1307 DataType
1308 AlsaAudioBackend::port_data_type (PortEngine::PortHandle port) const
1309 {
1310         if (!valid_port (port)) {
1311                 return DataType::NIL;
1312         }
1313         return static_cast<AlsaPort*>(port)->type ();
1314 }
1315
1316 PortEngine::PortHandle
1317 AlsaAudioBackend::register_port (
1318                 const std::string& name,
1319                 ARDOUR::DataType type,
1320                 ARDOUR::PortFlags flags)
1321 {
1322         if (name.size () == 0) { return 0; }
1323         if (flags & IsPhysical) { return 0; }
1324         return add_port (_instance_name + ":" + name, type, flags);
1325 }
1326
1327 PortEngine::PortHandle
1328 AlsaAudioBackend::add_port (
1329                 const std::string& name,
1330                 ARDOUR::DataType type,
1331                 ARDOUR::PortFlags flags)
1332 {
1333         assert(name.size ());
1334         if (find_port (name)) {
1335                 PBD::error << _("AlsaBackend::register_port: Port already exists:")
1336                                 << " (" << name << ")" << endmsg;
1337                 return 0;
1338         }
1339         AlsaPort* port = NULL;
1340         switch (type) {
1341                 case DataType::AUDIO:
1342                         port = new AlsaAudioPort (*this, name, flags);
1343                         break;
1344                 case DataType::MIDI:
1345                         port = new AlsaMidiPort (*this, name, flags);
1346                         break;
1347                 default:
1348                         PBD::error << _("AlsaBackend::register_port: Invalid Data Type.") << endmsg;
1349                         return 0;
1350         }
1351
1352         _ports.insert (port);
1353         _portmap.insert (make_pair (name, port));
1354
1355         return port;
1356 }
1357
1358 void
1359 AlsaAudioBackend::unregister_port (PortEngine::PortHandle port_handle)
1360 {
1361         if (!_run) {
1362                 return;
1363         }
1364         AlsaPort* port = static_cast<AlsaPort*>(port_handle);
1365         PortIndex::iterator i = std::find (_ports.begin(), _ports.end(), static_cast<AlsaPort*>(port_handle));
1366         if (i == _ports.end ()) {
1367                 PBD::error << _("AlsaBackend::unregister_port: Failed to find port") << endmsg;
1368                 return;
1369         }
1370         disconnect_all(port_handle);
1371         _portmap.erase (port->name());
1372         _ports.erase (i);
1373         delete port;
1374 }
1375
1376 int
1377 AlsaAudioBackend::register_system_audio_ports()
1378 {
1379         LatencyRange lr;
1380
1381         const int a_ins = _n_inputs;
1382         const int a_out = _n_outputs;
1383
1384         const uint32_t lcpp = (_periods_per_cycle - 2) * _samples_per_period;
1385
1386         /* audio ports */
1387         lr.min = lr.max = (_measure_latency ? 0 : _systemic_audio_input_latency);
1388         for (int i = 1; i <= a_ins; ++i) {
1389                 char tmp[64];
1390                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:capture_%d", i);
1391                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::AUDIO, static_cast<PortFlags>(IsOutput | IsPhysical | IsTerminal));
1392                 if (!p) return -1;
1393                 set_latency_range (p, false, lr);
1394                 AlsaPort *ap = static_cast<AlsaPort*>(p);
1395                 //ap->set_pretty_name ("")
1396                 _system_inputs.push_back (ap);
1397         }
1398
1399         lr.min = lr.max = lcpp + (_measure_latency ? 0 : _systemic_audio_output_latency);
1400         for (int i = 1; i <= a_out; ++i) {
1401                 char tmp[64];
1402                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:playback_%d", i);
1403                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::AUDIO, static_cast<PortFlags>(IsInput | IsPhysical | IsTerminal));
1404                 if (!p) return -1;
1405                 set_latency_range (p, true, lr);
1406                 AlsaPort *ap = static_cast<AlsaPort*>(p);
1407                 //ap->set_pretty_name ("")
1408                 _system_outputs.push_back (ap);
1409         }
1410         return 0;
1411 }
1412
1413 int
1414 AlsaAudioBackend::register_system_midi_ports(const std::string device)
1415 {
1416         std::map<std::string, std::string> devices;
1417
1418         // TODO use consistent numbering when re-adding devices: _midi_ins, _midi_outs
1419
1420         if (_midi_driver_option == get_standard_device_name(DeviceNone)) {
1421                 return 0;
1422         } else if (_midi_driver_option == _("ALSA raw devices")) {
1423                 get_alsa_rawmidi_device_names(devices);
1424         } else {
1425                 get_alsa_sequencer_names (devices);
1426         }
1427
1428         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
1429                 if (!device.empty() && device != i->first) {
1430                         continue;
1431                 }
1432                 struct AlsaMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(i->first);
1433                 if (!nfo) continue;
1434                 if (!nfo->enabled) continue;
1435
1436                 AlsaMidiOut *mout;
1437                 if (_midi_driver_option == _("ALSA raw devices")) {
1438                         mout = new AlsaRawMidiOut (i->first, i->second.c_str());
1439                 } else {
1440                         mout = new AlsaSeqMidiOut (i->first, i->second.c_str());
1441                 }
1442
1443                 if (mout->state ()) {
1444                         PBD::warning << string_compose (
1445                                         _("AlsaMidiOut: failed to open midi device '%1'."), i->second)
1446                                 << endmsg;
1447                         delete mout;
1448                 } else {
1449                         mout->setup_timing(_samples_per_period, _samplerate);
1450                         mout->sync_time (g_get_monotonic_time());
1451                         if (mout->start ()) {
1452                                 PBD::warning << string_compose (
1453                                                 _("AlsaMidiOut: failed to start midi device '%1'."), i->second)
1454                                         << endmsg;
1455                                 delete mout;
1456                         } else {
1457                                 char tmp[64];
1458                                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:midi_playback_%d", ++_midi_ins);
1459                                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::MIDI, static_cast<PortFlags>(IsInput | IsPhysical | IsTerminal));
1460                                 if (!p) {
1461                                         mout->stop();
1462                                         delete mout;
1463                                 }
1464                                 LatencyRange lr;
1465                                 lr.min = lr.max = (_measure_latency ? 0 : nfo->systemic_output_latency);
1466                                 set_latency_range (p, true, lr);
1467                                 static_cast<AlsaMidiPort*>(p)->set_n_periods(_periods_per_cycle); // TODO check MIDI alignment
1468                                 AlsaPort *ap = static_cast<AlsaPort*>(p);
1469                                 ap->set_pretty_name (i->first);
1470                                 _system_midi_out.push_back (ap);
1471                                 _rmidi_out.push_back (mout);
1472                         }
1473                 }
1474
1475                 AlsaMidiIn *midin;
1476                 if (_midi_driver_option == _("ALSA raw devices")) {
1477                         midin = new AlsaRawMidiIn (i->first, i->second.c_str());
1478                 } else {
1479                         midin = new AlsaSeqMidiIn (i->first, i->second.c_str());
1480                 }
1481
1482                 if (midin->state ()) {
1483                         PBD::warning << string_compose (
1484                                         _("AlsaMidiIn: failed to open midi device '%1'."), i->second)
1485                                 << endmsg;
1486                         delete midin;
1487                 } else {
1488                         midin->setup_timing(_samples_per_period, _samplerate);
1489                         midin->sync_time (g_get_monotonic_time());
1490                         if (midin->start ()) {
1491                                 PBD::warning << string_compose (
1492                                                 _("AlsaMidiIn: failed to start midi device '%1'."), i->second)
1493                                         << endmsg;
1494                                 delete midin;
1495                         } else {
1496                                 char tmp[64];
1497                                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:midi_capture_%d", ++_midi_outs);
1498                                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::MIDI, static_cast<PortFlags>(IsOutput | IsPhysical | IsTerminal));
1499                                 if (!p) {
1500                                         midin->stop();
1501                                         delete midin;
1502                                         continue;
1503                                 }
1504                                 LatencyRange lr;
1505                                 lr.min = lr.max = (_measure_latency ? 0 : nfo->systemic_input_latency);
1506                                 set_latency_range (p, false, lr);
1507                                 AlsaPort *ap = static_cast<AlsaPort*>(p);
1508                                 ap->set_pretty_name (i->first);
1509                                 _system_midi_in.push_back (ap);
1510                                 _rmidi_in.push_back (midin);
1511                         }
1512                 }
1513         }
1514         return 0;
1515 }
1516
1517 void
1518 AlsaAudioBackend::unregister_ports (bool system_only)
1519 {
1520         _system_inputs.clear();
1521         _system_outputs.clear();
1522         _system_midi_in.clear();
1523         _system_midi_out.clear();
1524
1525         for (PortIndex::iterator i = _ports.begin (); i != _ports.end ();) {
1526                 PortIndex::iterator cur = i++;
1527                 AlsaPort* port = *cur;
1528                 if (! system_only || (port->is_physical () && port->is_terminal ())) {
1529                         port->disconnect_all ();
1530                         _portmap.erase (port->name());
1531                         delete port;
1532                         _ports.erase (cur);
1533                 }
1534         }
1535 }
1536
1537 int
1538 AlsaAudioBackend::connect (const std::string& src, const std::string& dst)
1539 {
1540         AlsaPort* src_port = find_port (src);
1541         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1542
1543         if (!src_port) {
1544                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Source port:")
1545                                 << " (" << src <<")" << endmsg;
1546                 return -1;
1547         }
1548         if (!dst_port) {
1549                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Destination port:")
1550                         << " (" << dst <<")" << endmsg;
1551                 return -1;
1552         }
1553         return src_port->connect (dst_port);
1554 }
1555
1556 int
1557 AlsaAudioBackend::disconnect (const std::string& src, const std::string& dst)
1558 {
1559         AlsaPort* src_port = find_port (src);
1560         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1561
1562         if (!src_port || !dst_port) {
1563                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect: Invalid Port(s)") << endmsg;
1564                 return -1;
1565         }
1566         return src_port->disconnect (dst_port);
1567 }
1568
1569 int
1570 AlsaAudioBackend::connect (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst)
1571 {
1572         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1573         if (!valid_port (src)) {
1574                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Source Port Handle") << endmsg;
1575                 return -1;
1576         }
1577         if (!dst_port) {
1578                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Destination Port")
1579                         << " (" << dst << ")" << endmsg;
1580                 return -1;
1581         }
1582         return static_cast<AlsaPort*>(src)->connect (dst_port);
1583 }
1584
1585 int
1586 AlsaAudioBackend::disconnect (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst)
1587 {
1588         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1589         if (!valid_port (src) || !dst_port) {
1590                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect: Invalid Port(s)") << endmsg;
1591                 return -1;
1592         }
1593         return static_cast<AlsaPort*>(src)->disconnect (dst_port);
1594 }
1595
1596 int
1597 AlsaAudioBackend::disconnect_all (PortEngine::PortHandle port)
1598 {
1599         if (!valid_port (port)) {
1600                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect_all: Invalid Port") << endmsg;
1601                 return -1;
1602         }
1603         static_cast<AlsaPort*>(port)->disconnect_all ();
1604         return 0;
1605 }
1606
1607 bool
1608 AlsaAudioBackend::connected (PortEngine::PortHandle port, bool /* process_callback_safe*/)
1609 {
1610         if (!valid_port (port)) {
1611                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect_all: Invalid Port") << endmsg;
1612                 return false;
1613         }
1614         return static_cast<AlsaPort*>(port)->is_connected ();
1615 }
1616
1617 bool
1618 AlsaAudioBackend::connected_to (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst, bool /*process_callback_safe*/)
1619 {
1620         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1621 #ifndef NDEBUG
1622         if (!valid_port (src) || !dst_port) {
1623                 PBD::error << _("AlsaBackend::connected_to: Invalid Port") << endmsg;
1624                 return false;
1625         }
1626 #endif
1627         return static_cast<AlsaPort*>(src)->is_connected (dst_port);
1628 }
1629
1630 bool
1631 AlsaAudioBackend::physically_connected (PortEngine::PortHandle port, bool /*process_callback_safe*/)
1632 {
1633         if (!valid_port (port)) {
1634                 PBD::error << _("AlsaBackend::physically_connected: Invalid Port") << endmsg;
1635                 return false;
1636         }
1637         return static_cast<AlsaPort*>(port)->is_physically_connected ();
1638 }
1639
1640 int
1641 AlsaAudioBackend::get_connections (PortEngine::PortHandle port, std::vector<std::string>& names, bool /*process_callback_safe*/)
1642 {
1643         if (!valid_port (port)) {
1644                 PBD::error << _("AlsaBackend::get_connections: Invalid Port") << endmsg;
1645                 return -1;
1646         }
1647
1648         assert (0 == names.size ());
1649
1650         const std::set<AlsaPort*>& connected_ports = static_cast<AlsaPort*>(port)->get_connections ();
1651
1652         for (std::set<AlsaPort*>::const_iterator i = connected_ports.begin (); i != connected_ports.end (); ++i) {
1653                 names.push_back ((*i)->name ());
1654         }
1655
1656         return (int)names.size ();
1657 }
1658
1659 /* MIDI */
1660 int
1661 AlsaAudioBackend::midi_event_get (
1662                 pframes_t& timestamp,
1663                 size_t& size, uint8_t** buf, void* port_buffer,
1664                 uint32_t event_index)
1665 {
1666         assert (buf && port_buffer);
1667         AlsaMidiBuffer& source = * static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer);
1668         if (event_index >= source.size ()) {
1669                 return -1;
1670         }
1671         AlsaMidiEvent * const event = source[event_index].get ();
1672
1673         timestamp = event->timestamp ();
1674         size = event->size ();
1675         *buf = event->data ();
1676         return 0;
1677 }
1678
1679 int
1680 AlsaAudioBackend::midi_event_put (
1681                 void* port_buffer,
1682                 pframes_t timestamp,
1683                 const uint8_t* buffer, size_t size)
1684 {
1685         assert (buffer && port_buffer);
1686         AlsaMidiBuffer& dst = * static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer);
1687         if (dst.size () && (pframes_t)dst.back ()->timestamp () > timestamp) {
1688 #ifndef NDEBUG
1689                 // nevermind, ::get_buffer() sorts events
1690                 fprintf (stderr, "AlsaMidiBuffer: it's too late for this event. %d > %d\n",
1691                                 (pframes_t)dst.back ()->timestamp (), timestamp);
1692 #endif
1693         }
1694         dst.push_back (boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>(new AlsaMidiEvent (timestamp, buffer, size)));
1695         return 0;
1696 }
1697
1698 uint32_t
1699 AlsaAudioBackend::get_midi_event_count (void* port_buffer)
1700 {
1701         assert (port_buffer);
1702         return static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer)->size ();
1703 }
1704
1705 void
1706 AlsaAudioBackend::midi_clear (void* port_buffer)
1707 {
1708         assert (port_buffer);
1709         AlsaMidiBuffer * buf = static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer);
1710         assert (buf);
1711         buf->clear ();
1712 }
1713
1714 /* Monitoring */
1715
1716 bool
1717 AlsaAudioBackend::can_monitor_input () const
1718 {
1719         return false;
1720 }
1721
1722 int
1723 AlsaAudioBackend::request_input_monitoring (PortEngine::PortHandle, bool)
1724 {
1725         return -1;
1726 }
1727
1728 int
1729 AlsaAudioBackend::ensure_input_monitoring (PortEngine::PortHandle, bool)
1730 {
1731         return -1;
1732 }
1733
1734 bool
1735 AlsaAudioBackend::monitoring_input (PortEngine::PortHandle)
1736 {
1737         return false;
1738 }
1739
1740 /* Latency management */
1741
1742 void
1743 AlsaAudioBackend::set_latency_range (PortEngine::PortHandle port, bool for_playback, LatencyRange latency_range)
1744 {
1745         if (!valid_port (port)) {
1746                 PBD::error << _("AlsaPort::set_latency_range (): invalid port.") << endmsg;
1747         }
1748         static_cast<AlsaPort*>(port)->set_latency_range (latency_range, for_playback);
1749 }
1750
1751 LatencyRange
1752 AlsaAudioBackend::get_latency_range (PortEngine::PortHandle port, bool for_playback)
1753 {
1754         LatencyRange r;
1755         if (!valid_port (port)) {
1756                 PBD::error << _("AlsaPort::get_latency_range (): invalid port.") << endmsg;
1757                 r.min = 0;
1758                 r.max = 0;
1759                 return r;
1760         }
1761         AlsaPort *p = static_cast<AlsaPort*>(port);
1762         assert(p);
1763
1764         r = p->latency_range (for_playback);
1765         if (p->is_physical() && p->is_terminal()) {
1766                 if (p->is_input() && for_playback) {
1767                         r.min += _samples_per_period;
1768                         r.max += _samples_per_period;
1769                 }
1770                 if (p->is_output() && !for_playback) {
1771                         r.min += _samples_per_period;
1772                         r.max += _samples_per_period;
1773                 }
1774         }
1775         return r;
1776 }
1777
1778 /* Discovering physical ports */
1779
1780 bool
1781 AlsaAudioBackend::port_is_physical (PortEngine::PortHandle port) const
1782 {
1783         if (!valid_port (port)) {
1784                 PBD::error << _("AlsaPort::port_is_physical (): invalid port.") << endmsg;
1785                 return false;
1786         }
1787         return static_cast<AlsaPort*>(port)->is_physical ();
1788 }
1789
1790 void
1791 AlsaAudioBackend::get_physical_outputs (DataType type, std::vector<std::string>& port_names)
1792 {
1793         for (PortIndex::iterator i = _ports.begin (); i != _ports.end (); ++i) {
1794                 AlsaPort* port = *i;
1795                 if ((port->type () == type) && port->is_input () && port->is_physical ()) {
1796                         port_names.push_back (port->name ());
1797                 }
1798         }
1799 }
1800
1801 void
1802 AlsaAudioBackend::get_physical_inputs (DataType type, std::vector<std::string>& port_names)
1803 {
1804         for (PortIndex::iterator i = _ports.begin (); i != _ports.end (); ++i) {
1805                 AlsaPort* port = *i;
1806                 if ((port->type () == type) && port->is_output () && port->is_physical ()) {
1807                         port_names.push_back (port->name ());
1808                 }
1809         }
1810 }
1811
1812 ChanCount
1813 AlsaAudioBackend::n_physical_outputs () const
1814 {
1815         int n_midi = 0;
1816         int n_audio = 0;
1817         for (PortIndex::const_iterator i = _ports.begin (); i != _ports.end (); ++i) {
1818                 AlsaPort* port = *i;
1819                 if (port->is_output () && port->is_physical ()) {
1820                         switch (port->type ()) {
1821                                 case DataType::AUDIO: ++n_audio; break;
1822                                 case DataType::MIDI: ++n_midi; break;
1823                                 default: break;
1824                         }
1825                 }
1826         }
1827         ChanCount cc;
1828         cc.set (DataType::AUDIO, n_audio);
1829         cc.set (DataType::MIDI, n_midi);
1830         return cc;
1831 }
1832
1833 ChanCount
1834 AlsaAudioBackend::n_physical_inputs () const
1835 {
1836         int n_midi = 0;
1837         int n_audio = 0;
1838         for (PortIndex::const_iterator i = _ports.begin (); i != _ports.end (); ++i) {
1839                 AlsaPort* port = *i;
1840                 if (port->is_input () && port->is_physical ()) {
1841                         switch (port->type ()) {
1842                                 case DataType::AUDIO: ++n_audio; break;
1843                                 case DataType::MIDI: ++n_midi; break;
1844                                 default: break;
1845                         }
1846                 }
1847         }
1848         ChanCount cc;
1849         cc.set (DataType::AUDIO, n_audio);
1850         cc.set (DataType::MIDI, n_midi);
1851         return cc;
1852 }
1853
1854 /* Getting access to the data buffer for a port */
1855
1856 void*
1857 AlsaAudioBackend::get_buffer (PortEngine::PortHandle port, pframes_t nframes)
1858 {
1859         assert (port);
1860         assert (valid_port (port));
1861         return static_cast<AlsaPort*>(port)->get_buffer (nframes);
1862 }
1863
1864 /* Engine Process */
1865 void *
1866 AlsaAudioBackend::main_process_thread ()
1867 {
1868         AudioEngine::thread_init_callback (this);
1869         _active = true;
1870         _processed_samples = 0;
1871
1872         uint64_t clock1;
1873         _pcmi->pcm_start ();
1874         int no_proc_errors = 0;
1875         const int bailout = 2 * _samplerate / _samples_per_period;
1876
1877         manager.registration_callback();
1878         manager.graph_order_callback();
1879
1880         while (_run) {
1881                 long nr;
1882                 bool xrun = false;
1883
1884                 if (_freewheeling != _freewheel) {
1885                         _freewheel = _freewheeling;
1886                         engine.freewheel_callback (_freewheel);
1887                 }
1888
1889                 if (!_freewheel) {
1890                         nr = _pcmi->pcm_wait ();
1891
1892                         if (_pcmi->state () > 0) {
1893                                 ++no_proc_errors;
1894                                 xrun = true;
1895                         }
1896                         if (_pcmi->state () < 0) {
1897                                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: I/O error. Audio Process Terminated.") << endmsg;
1898                                 break;
1899                         }
1900                         if (no_proc_errors > bailout) {
1901                                 PBD::error
1902                                         << string_compose (
1903                                                         _("AlsaAudioBackend: Audio Process Terminated after %1 consecutive x-runs."),
1904                                                         no_proc_errors)
1905                                         << endmsg;
1906                                 break;
1907                         }
1908
1909                         while (nr >= (long)_samples_per_period && _freewheeling == _freewheel) {
1910                                 uint32_t i = 0;
1911                                 clock1 = g_get_monotonic_time();
1912                                 no_proc_errors = 0;
1913
1914                                 _pcmi->capt_init (_samples_per_period);
1915                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_inputs.begin (); it != _system_inputs.end (); ++it, ++i) {
1916                                         _pcmi->capt_chan (i, (float*)((*it)->get_buffer(_samples_per_period)), _samples_per_period);
1917                                 }
1918                                 _pcmi->capt_done (_samples_per_period);
1919
1920                                 /* de-queue incoming midi*/
1921                                 i = 0;
1922                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_midi_in.begin (); it != _system_midi_in.end (); ++it, ++i) {
1923                                         assert (_rmidi_in.size() > i);
1924                                         AlsaMidiIn *rm = _rmidi_in.at(i);
1925                                         void *bptr = (*it)->get_buffer(0);
1926                                         pframes_t time;
1927                                         uint8_t data[64]; // match MaxAlsaEventSize in alsa_rawmidi.cc
1928                                         size_t size = sizeof(data);
1929                                         midi_clear(bptr);
1930                                         while (rm->recv_event (time, data, size)) {
1931                                                 midi_event_put(bptr, time, data, size);
1932                                                 size = sizeof(data);
1933                                         }
1934                                         rm->sync_time (clock1);
1935                                 }
1936
1937                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_outputs.begin (); it != _system_outputs.end (); ++it) {
1938                                         memset ((*it)->get_buffer (_samples_per_period), 0, _samples_per_period * sizeof (Sample));
1939                                 }
1940
1941                                 /* call engine process callback */
1942                                 _last_process_start = g_get_monotonic_time();
1943                                 if (engine.process_callback (_samples_per_period)) {
1944                                         _pcmi->pcm_stop ();
1945                                         _active = false;
1946                                         return 0;
1947                                 }
1948
1949                                 for (std::vector<AlsaPort*>::iterator it = _system_midi_out.begin (); it != _system_midi_out.end (); ++it) {
1950                                         static_cast<AlsaMidiPort*>(*it)->next_period();
1951                                 }
1952
1953                                 /* queue outgoing midi */
1954                                 i = 0;
1955                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_midi_out.begin (); it != _system_midi_out.end (); ++it, ++i) {
1956                                         assert (_rmidi_out.size() > i);
1957                                         const AlsaMidiBuffer * src = static_cast<const AlsaMidiPort*>(*it)->const_buffer();
1958                                         AlsaMidiOut *rm = _rmidi_out.at(i);
1959                                         rm->sync_time (clock1);
1960                                         for (AlsaMidiBuffer::const_iterator mit = src->begin (); mit != src->end (); ++mit) {
1961                                                 rm->send_event ((*mit)->timestamp(), (*mit)->data(), (*mit)->size());
1962                                         }
1963                                 }
1964
1965                                 /* write back audio */
1966                                 i = 0;
1967                                 _pcmi->play_init (_samples_per_period);
1968                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_outputs.begin (); it != _system_outputs.end (); ++it, ++i) {
1969                                         _pcmi->play_chan (i, (const float*)(*it)->get_buffer (_samples_per_period), _samples_per_period);
1970                                 }
1971                                 for (; i < _pcmi->nplay (); ++i) {
1972                                         _pcmi->clear_chan (i, _samples_per_period);
1973                                 }
1974                                 _pcmi->play_done (_samples_per_period);
1975                                 nr -= _samples_per_period;
1976                                 _processed_samples += _samples_per_period;
1977
1978                                 _dsp_load_calc.set_max_time(_samplerate, _samples_per_period);
1979                                 _dsp_load_calc.set_start_timestamp_us (clock1);
1980                                 _dsp_load_calc.set_stop_timestamp_us (g_get_monotonic_time());
1981                                 _dsp_load = _dsp_load_calc.get_dsp_load ();
1982                         }
1983
1984                         if (xrun && (_pcmi->capt_xrun() > 0 || _pcmi->play_xrun() > 0)) {
1985                                 engine.Xrun ();
1986 #if 0
1987                                 fprintf(stderr, "ALSA x-run read: %.2f ms, write: %.2f ms\n",
1988                                                 _pcmi->capt_xrun() * 1000.0, _pcmi->play_xrun() * 1000.0);
1989 #endif
1990                         }
1991                 } else {
1992                         // Freewheelin'
1993
1994                         // zero audio input buffers
1995                         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_inputs.begin (); it != _system_inputs.end (); ++it) {
1996                                 memset ((*it)->get_buffer (_samples_per_period), 0, _samples_per_period * sizeof (Sample));
1997                         }
1998
1999                         clock1 = g_get_monotonic_time();
2000                         uint32_t i = 0;
2001                         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_midi_in.begin (); it != _system_midi_in.end (); ++it, ++i) {
2002                                 static_cast<AlsaMidiBuffer*>((*it)->get_buffer(0))->clear ();
2003                                 AlsaMidiIn *rm = _rmidi_in.at(i);
2004                                 void *bptr = (*it)->get_buffer(0);
2005                                 midi_clear(bptr); // zero midi buffer
2006
2007                                 // TODO add an API call for this.
2008                                 pframes_t time;
2009                                 uint8_t data[64]; // match MaxAlsaEventSize in alsa_rawmidi.cc
2010                                 size_t size = sizeof(data);
2011                                 while (rm->recv_event (time, data, size)) {
2012                                         ; // discard midi-data from HW.
2013                                 }
2014                                 rm->sync_time (clock1);
2015                         }
2016
2017                         _last_process_start = 0;
2018                         if (engine.process_callback (_samples_per_period)) {
2019                                 _pcmi->pcm_stop ();
2020                                 _active = false;
2021                                 return 0;
2022                         }
2023
2024                         // drop all outgoing MIDI messages
2025                         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_midi_out.begin (); it != _system_midi_out.end (); ++it) {
2026                                         void *bptr = (*it)->get_buffer(0);
2027                                         midi_clear(bptr);
2028                         }
2029
2030                         _dsp_load = 1.0;
2031                         Glib::usleep (100); // don't hog cpu
2032                 }
2033
2034                 bool connections_changed = false;
2035                 bool ports_changed = false;
2036                 if (!pthread_mutex_trylock (&_port_callback_mutex)) {
2037                         if (_port_change_flag) {
2038                                 ports_changed = true;
2039                                 _port_change_flag = false;
2040                         }
2041                         if (!_port_connection_queue.empty ()) {
2042                                 connections_changed = true;
2043                         }
2044                         while (!_port_connection_queue.empty ()) {
2045                                 PortConnectData *c = _port_connection_queue.back ();
2046                                 manager.connect_callback (c->a, c->b, c->c);
2047                                 _port_connection_queue.pop_back ();
2048                                 delete c;
2049                         }
2050                         pthread_mutex_unlock (&_port_callback_mutex);
2051                 }
2052                 if (ports_changed) {
2053                         manager.registration_callback();
2054                 }
2055                 if (connections_changed) {
2056                         manager.graph_order_callback();
2057                 }
2058                 if (connections_changed || ports_changed) {
2059                         engine.latency_callback(false);
2060                         engine.latency_callback(true);
2061                 }
2062
2063         }
2064         _pcmi->pcm_stop ();
2065         _active = false;
2066         if (_run) {
2067                 engine.halted_callback("ALSA I/O error.");
2068         }
2069         return 0;
2070 }
2071
2072
2073 /******************************************************************************/
2074
2075 static boost::shared_ptr<AlsaAudioBackend> _instance;
2076
2077 static boost::shared_ptr<AudioBackend> backend_factory (AudioEngine& e);
2078 static int instantiate (const std::string& arg1, const std::string& /* arg2 */);
2079 static int deinstantiate ();
2080 static bool already_configured ();
2081 static bool available ();
2082
2083 static ARDOUR::AudioBackendInfo _descriptor = {
2084         "ALSA",
2085         instantiate,
2086         deinstantiate,
2087         backend_factory,
2088         already_configured,
2089         available
2090 };
2091
2092 static boost::shared_ptr<AudioBackend>
2093 backend_factory (AudioEngine& e)
2094 {
2095         if (!_instance) {
2096                 _instance.reset (new AlsaAudioBackend (e, _descriptor));
2097         }
2098         return _instance;
2099 }
2100
2101 static int
2102 instantiate (const std::string& arg1, const std::string& /* arg2 */)
2103 {
2104         s_instance_name = arg1;
2105         return 0;
2106 }
2107
2108 static int
2109 deinstantiate ()
2110 {
2111         _instance.reset ();
2112         return 0;
2113 }
2114
2115 static bool
2116 already_configured ()
2117 {
2118         return false;
2119 }
2120
2121 static bool
2122 available ()
2123 {
2124         return true;
2125 }
2126
2127 extern "C" ARDOURBACKEND_API ARDOUR::AudioBackendInfo* descriptor ()
2128 {
2129         return &_descriptor;
2130 }
2131
2132
2133 /******************************************************************************/
2134 AlsaPort::AlsaPort (AlsaAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
2135         : _alsa_backend (b)
2136         , _name  (name)
2137         , _flags (flags)
2138 {
2139         _capture_latency_range.min = 0;
2140         _capture_latency_range.max = 0;
2141         _playback_latency_range.min = 0;
2142         _playback_latency_range.max = 0;
2143 }
2144
2145 AlsaPort::~AlsaPort () {
2146         disconnect_all ();
2147 }
2148
2149
2150 int AlsaPort::connect (AlsaPort *port)
2151 {
2152         if (!port) {
2153                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): invalid (null) port") << endmsg;
2154                 return -1;
2155         }
2156
2157         if (type () != port->type ()) {
2158                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): wrong port-type") << endmsg;
2159                 return -1;
2160         }
2161
2162         if (is_output () && port->is_output ()) {
2163                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): cannot inter-connect output ports.") << endmsg;
2164                 return -1;
2165         }
2166
2167         if (is_input () && port->is_input ()) {
2168                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): cannot inter-connect input ports.") << endmsg;
2169                 return -1;
2170         }
2171
2172         if (this == port) {
2173                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): cannot self-connect ports.") << endmsg;
2174                 return -1;
2175         }
2176
2177         if (is_connected (port)) {
2178 #if 0 // don't bother to warn about this for now. just ignore it
2179                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): ports are already connected:")
2180                         << " (" << name () << ") -> (" << port->name () << ")"
2181                         << endmsg;
2182 #endif
2183                 return -1;
2184         }
2185
2186         _connect (port, true);
2187         return 0;
2188 }
2189
2190
2191 void AlsaPort::_connect (AlsaPort *port, bool callback)
2192 {
2193         _connections.insert (port);
2194         if (callback) {
2195                 port->_connect (this, false);
2196                 _alsa_backend.port_connect_callback (name(),  port->name(), true);
2197         }
2198 }
2199
2200 int AlsaPort::disconnect (AlsaPort *port)
2201 {
2202         if (!port) {
2203                 PBD::error << _("AlsaPort::disconnect (): invalid (null) port") << endmsg;
2204                 return -1;
2205         }
2206
2207         if (!is_connected (port)) {
2208                 PBD::error << _("AlsaPort::disconnect (): ports are not connected:")
2209                         << " (" << name () << ") -> (" << port->name () << ")"
2210                         << endmsg;
2211                 return -1;
2212         }
2213         _disconnect (port, true);
2214         return 0;
2215 }
2216
2217 void AlsaPort::_disconnect (AlsaPort *port, bool callback)
2218 {
2219         std::set<AlsaPort*>::iterator it = _connections.find (port);
2220         assert (it != _connections.end ());
2221         _connections.erase (it);
2222         if (callback) {
2223                 port->_disconnect (this, false);
2224                 _alsa_backend.port_connect_callback (name(),  port->name(), false);
2225         }
2226 }
2227
2228
2229 void AlsaPort::disconnect_all ()
2230 {
2231         while (!_connections.empty ()) {
2232                 std::set<AlsaPort*>::iterator it = _connections.begin ();
2233                 (*it)->_disconnect (this, false);
2234                 _alsa_backend.port_connect_callback (name(), (*it)->name(), false);
2235                 _connections.erase (it);
2236         }
2237 }
2238
2239 bool
2240 AlsaPort::is_connected (const AlsaPort *port) const
2241 {
2242         return _connections.find (const_cast<AlsaPort *>(port)) != _connections.end ();
2243 }
2244
2245 bool AlsaPort::is_physically_connected () const
2246 {
2247         for (std::set<AlsaPort*>::const_iterator it = _connections.begin (); it != _connections.end (); ++it) {
2248                 if ((*it)->is_physical ()) {
2249                         return true;
2250                 }
2251         }
2252         return false;
2253 }
2254
2255 /******************************************************************************/
2256
2257 AlsaAudioPort::AlsaAudioPort (AlsaAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
2258         : AlsaPort (b, name, flags)
2259 {
2260         memset (_buffer, 0, sizeof (_buffer));
2261         mlock(_buffer, sizeof (_buffer));
2262 }
2263
2264 AlsaAudioPort::~AlsaAudioPort () { }
2265
2266 void* AlsaAudioPort::get_buffer (pframes_t n_samples)
2267 {
2268         if (is_input ()) {
2269                 const std::set<AlsaPort *>& connections = get_connections ();
2270                 std::set<AlsaPort*>::const_iterator it = connections.begin ();
2271                 if (it == connections.end ()) {
2272                         memset (_buffer, 0, n_samples * sizeof (Sample));
2273                 } else {
2274                         AlsaAudioPort const * source = static_cast<const AlsaAudioPort*>(*it);
2275                         assert (source && source->is_output ());
2276                         memcpy (_buffer, source->const_buffer (), n_samples * sizeof (Sample));
2277                         while (++it != connections.end ()) {
2278                                 source = static_cast<const AlsaAudioPort*>(*it);
2279                                 assert (source && source->is_output ());
2280                                 Sample* dst = buffer ();
2281                                 const Sample* src = source->const_buffer ();
2282                                 for (uint32_t s = 0; s < n_samples; ++s, ++dst, ++src) {
2283                                         *dst += *src;
2284                                 }
2285                         }
2286                 }
2287         }
2288         return _buffer;
2289 }
2290
2291
2292 AlsaMidiPort::AlsaMidiPort (AlsaAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
2293         : AlsaPort (b, name, flags)
2294         , _n_periods (1)
2295         , _bufperiod (0)
2296 {
2297         _buffer[0].clear ();
2298         _buffer[1].clear ();
2299 }
2300
2301 AlsaMidiPort::~AlsaMidiPort () { }
2302
2303 struct MidiEventSorter {
2304         bool operator() (const boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>& a, const boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>& b) {
2305                 return *a < *b;
2306         }
2307 };
2308
2309 void* AlsaMidiPort::get_buffer (pframes_t /* nframes */)
2310 {
2311         if (is_input ()) {
2312                 (_buffer[_bufperiod]).clear ();
2313                 const std::set<AlsaPort*>& connections = get_connections ();
2314                 for (std::set<AlsaPort*>::const_iterator i = connections.begin ();
2315                                 i != connections.end ();
2316                                 ++i) {
2317                         const AlsaMidiBuffer * src = static_cast<const AlsaMidiPort*>(*i)->const_buffer ();
2318                         for (AlsaMidiBuffer::const_iterator it = src->begin (); it != src->end (); ++it) {
2319                                 (_buffer[_bufperiod]).push_back (boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>(new AlsaMidiEvent (**it)));
2320                         }
2321                 }
2322                 std::sort ((_buffer[_bufperiod]).begin (), (_buffer[_bufperiod]).end (), MidiEventSorter());
2323         }
2324         return &(_buffer[_bufperiod]);
2325 }
2326
2327 AlsaMidiEvent::AlsaMidiEvent (const pframes_t timestamp, const uint8_t* data, size_t size)
2328         : _size (size)
2329         , _timestamp (timestamp)
2330         , _data (0)
2331 {
2332         if (size > 0) {
2333                 _data = (uint8_t*) malloc (size);
2334                 memcpy (_data, data, size);
2335         }
2336 }
2337
2338 AlsaMidiEvent::AlsaMidiEvent (const AlsaMidiEvent& other)
2339         : _size (other.size ())
2340         , _timestamp (other.timestamp ())
2341         , _data (0)
2342 {
2343         if (other.size () && other.const_data ()) {
2344                 _data = (uint8_t*) malloc (other.size ());
2345                 memcpy (_data, other.const_data (), other.size ());
2346         }
2347 };
2348
2349 AlsaMidiEvent::~AlsaMidiEvent () {
2350         free (_data);
2351 };