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 "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         , _port_change_flag (false)
  73         , _midi_ins (0)
  74         , _midi_outs (0)
  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()) {
 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         }
 820
 821         /* reset internal state */
 822         _dsp_load = 0;
 823         _freewheeling = false;
 824         _freewheel = false;
 825         _last_process_start = 0;
 826
 827         release_device();
 828
 829         assert(_rmidi_in.size() == 0);
 830         assert(_rmidi_out.size() == 0);
 831         assert(_pcmi == 0);
 832
 833         int duplex = 0;
 834         std::string audio_device;
 835         std::string alsa_device;
 836         std::map<std::string, std::string> devices;
 837
 838         if (_input_audio_device == get_standard_device_name(DeviceNone) && _output_audio_device == get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 839                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: At least one of input or output device needs to be set.");
 840                 return AudioDeviceInvalidError;
 841         }
 842
 843         if (_input_audio_device != _output_audio_device) {
 844                 if (_input_audio_device != get_standard_device_name(DeviceNone) && _output_audio_device != get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 845                         PBD::error << _("AlsaAudioBackend: Cannot use two different devices.");
 846                         return AudioDeviceInvalidError;
 847                 }
 848                 if (_input_audio_device != get_standard_device_name(DeviceNone)) {
 849                         get_alsa_audio_device_names(devices, HalfDuplexIn);
 850                         audio_device = _input_audio_device;
 851                         duplex = 1;
 852                 } else {
 853                         get_alsa_audio_device_names(devices, HalfDuplexOut);
 854                         audio_device = _output_audio_device;
 855                         duplex = 2;
 856                 }
 857         } else {
 858                 get_alsa_audio_device_names(devices);
 859                 audio_device = _input_audio_device;
 860                 duplex = 3;
 861         }
 862
 863         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 864                 if (i->first == audio_device) {
 865                         alsa_device = i->second;
 866                         break;
 867                 }
 868         }
 869         if (alsa_device == "") {
 870                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: Cannot find configured device. Is it still connected?");
 871                 return AudioDeviceNotAvailableError;
 872         }
 873
 874         acquire_device(alsa_device.c_str());
 875         _pcmi = new Alsa_pcmi (
 876                         (duplex & 2) ? alsa_device.c_str() : NULL,
 877                         (duplex & 1) ? alsa_device.c_str() : NULL,
 878                         /* ctrl name */ 0,
 879                         _samplerate, _samples_per_period,
 880                         _periods_per_cycle, /* _periods_per_cycle */ 2,
 881                         /* debug */ 0);
 882
 883         AudioBackend::ErrorCode error_code = NoError;
 884         switch (_pcmi->state()) {
 885         case 0: /* OK */
 886                 break;
 887         case -1:
 888                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to open device.") << endmsg;
 889                 error_code = AudioDeviceOpenError;
 890                 break;
 891         case -2:
 892                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to allocate parameters.") << endmsg;
 893                 error_code = AudioDeviceOpenError;
 894                 break;
 895         case -3:
 896                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: cannot set requested sample rate.")
 897                            << endmsg;
 898                 error_code = SampleRateNotSupportedError;
 899                 break;
 900         case -4:
 901                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: cannot set requested period size.")
 902                            << endmsg;
 903                 error_code = PeriodSizeNotSupportedError;
 904                 break;
 905         case -5:
 906                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: cannot set requested number of periods.")
 907                            << endmsg;
 908                 error_code = PeriodCountNotSupportedError;
 909                 break;
 910         case -6:
 911                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: unsupported sample format.") << endmsg;
 912                 error_code = SampleFormatNotSupportedError;
 913                 break;
 914         default:
 915                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: initialization failed.") << endmsg;
 916                 error_code = AudioDeviceOpenError;
 917                 break;
 918         }
 919
 920         if (_pcmi->state ()) {
 921                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
 922                 release_device();
 923                 return error_code;
 924         }
 925
 926 #ifndef NDEBUG
 927         _pcmi->printinfo ();
 928 #endif
 929
 930         if (_n_outputs != _pcmi->nplay ()) {
 931                 if (_n_outputs == 0) {
 932                  _n_outputs = _pcmi->nplay ();
 933                 } else {
 934                  _n_outputs = std::min (_n_outputs, _pcmi->nplay ());
 935                 }
 936                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: adjusted output channel count to match device.") << endmsg;
 937         }
 938
 939         if (_n_inputs != _pcmi->ncapt ()) {
 940                 if (_n_inputs == 0) {
 941                  _n_inputs = _pcmi->ncapt ();
 942                 } else {
 943                  _n_inputs = std::min (_n_inputs, _pcmi->ncapt ());
 944                 }
 945                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: adjusted input channel count to match device.") << endmsg;
 946         }
 947
 948         if (_pcmi->fsize() != _samples_per_period) {
 949                 _samples_per_period = _pcmi->fsize();
 950                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: samples per period does not match.") << endmsg;
 951         }
 952
 953         if (_pcmi->fsamp() != _samplerate) {
 954                 _samplerate = _pcmi->fsamp();
 955                 engine.sample_rate_change (_samplerate);
 956                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: sample rate does not match.") << endmsg;
 957         }
 958
 959         _measure_latency = for_latency_measurement;
 960
 961         _midi_ins = _midi_outs = 0;
 962         register_system_midi_ports();
 963
 964         if (register_system_audio_ports()) {
 965                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to register system ports.") << endmsg;
 966                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
 967                 release_device();
 968                 return PortRegistrationError;
 969         }
 970
 971         engine.sample_rate_change (_samplerate);
 972         engine.buffer_size_change (_samples_per_period);
 973
 974         if (engine.reestablish_ports ()) {
 975                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: Could not re-establish ports.") << endmsg;
 976                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
 977                 release_device();
 978                 return PortReconnectError;
 979         }
 980
 981         engine.reconnect_ports ();
 982         _run = true;
 983         _port_change_flag = false;
 984
 985         if (_realtime_pthread_create (SCHED_FIFO, -20, 100000,
 986                                 &_main_thread, pthread_process, this))
 987         {
 988                 if (pthread_create (&_main_thread, NULL, pthread_process, this))
 989                 {
 990                         PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to create process thread.") << endmsg;
 991                         delete _pcmi; _pcmi = 0;
 992                         release_device();
 993                         _run = false;
 994                         return ProcessThreadStartError;
 995                 } else {
 996                         PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: cannot acquire realtime permissions.") << endmsg;
 997                 }
 998         }
 999
1000         int timeout = 5000;
1001         while (!_active && --timeout > 0) { Glib::usleep (1000); }
1002
1003         if (timeout == 0 || !_active) {
1004                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to start process thread.") << endmsg;
1005                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
1006                 release_device();
1007                 _run = false;
1008                 return ProcessThreadStartError;
1009         }
1010
1011         return NoError;
1012 }
1013
1014 int
1015 AlsaAudioBackend::stop ()
1016 {
1017         void *status;
1018         if (!_run) {
1019                 return 0;
1020         }
1021
1022         _run = false;
1023         if (pthread_join (_main_thread, &status)) {
1024                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to terminate.") << endmsg;
1025                 return -1;
1026         }
1027
1028         while (!_rmidi_out.empty ()) {
1029                 AlsaMidiIO *m = _rmidi_out.back ();
1030                 m->stop();
1031                 _rmidi_out.pop_back ();
1032                 delete m;
1033         }
1034         while (!_rmidi_in.empty ()) {
1035                 AlsaMidiIO *m = _rmidi_in.back ();
1036                 m->stop();
1037                 _rmidi_in.pop_back ();
1038                 delete m;
1039         }
1040
1041         unregister_ports();
1042         delete _pcmi; _pcmi = 0;
1043         _midi_ins = _midi_outs = 0;
1044         release_device();
1045
1046         return (_active == false) ? 0 : -1;
1047 }
1048
1049 int
1050 AlsaAudioBackend::freewheel (bool onoff)
1051 {
1052         _freewheeling = onoff;
1053         return 0;
1054 }
1055
1056 float
1057 AlsaAudioBackend::dsp_load () const
1058 {
1059         return 100.f * _dsp_load;
1060 }
1061
1062 size_t
1063 AlsaAudioBackend::raw_buffer_size (DataType t)
1064 {
1065         switch (t) {
1066                 case DataType::AUDIO:
1067                         return _samples_per_period * sizeof(Sample);
1068                 case DataType::MIDI:
1069                         return _max_buffer_size; // XXX not really limited
1070         }
1071         return 0;
1072 }
1073
1074 /* Process time */
1075 framepos_t
1076 AlsaAudioBackend::sample_time ()
1077 {
1078         return _processed_samples;
1079 }
1080
1081 framepos_t
1082 AlsaAudioBackend::sample_time_at_cycle_start ()
1083 {
1084         return _processed_samples;
1085 }
1086
1087 pframes_t
1088 AlsaAudioBackend::samples_since_cycle_start ()
1089 {
1090         if (!_active || !_run || _freewheeling || _freewheel) {
1091                 return 0;
1092         }
1093         if (_last_process_start == 0) {
1094                 return 0;
1095         }
1096
1097         const int64_t elapsed_time_us = g_get_monotonic_time() - _last_process_start;
1098         return std::max((pframes_t)0, (pframes_t)rint(1e-6 * elapsed_time_us * _samplerate));
1099 }
1100
1101
1102 void *
1103 AlsaAudioBackend::alsa_process_thread (void *arg)
1104 {
1105         ThreadData* td = reinterpret_cast<ThreadData*> (arg);
1106         boost::function<void ()> f = td->f;
1107         delete td;
1108         f ();
1109         return 0;
1110 }
1111
1112 int
1113 AlsaAudioBackend::create_process_thread (boost::function<void()> func)
1114 {
1115         pthread_t thread_id;
1116         pthread_attr_t attr;
1117         size_t stacksize = 100000;
1118
1119         ThreadData* td = new ThreadData (this, func, stacksize);
1120
1121         if (_realtime_pthread_create (SCHED_FIFO, -21, stacksize,
1122                                 &thread_id, alsa_process_thread, td)) {
1123                 pthread_attr_init (&attr);
1124                 pthread_attr_setstacksize (&attr, stacksize);
1125                 if (pthread_create (&thread_id, &attr, alsa_process_thread, td)) {
1126                         PBD::error << _("AudioEngine: cannot create process thread.") << endmsg;
1127                         pthread_attr_destroy (&attr);
1128                         return -1;
1129                 }
1130                 pthread_attr_destroy (&attr);
1131         }
1132
1133         _threads.push_back (thread_id);
1134         return 0;
1135 }
1136
1137 int
1138 AlsaAudioBackend::join_process_threads ()
1139 {
1140         int rv = 0;
1141
1142         for (std::vector<pthread_t>::const_iterator i = _threads.begin (); i != _threads.end (); ++i)
1143         {
1144                 void *status;
1145                 if (pthread_join (*i, &status)) {
1146                         PBD::error << _("AudioEngine: cannot terminate process thread.") << endmsg;
1147                         rv -= 1;
1148                 }
1149         }
1150         _threads.clear ();
1151         return rv;
1152 }
1153
1154 bool
1155 AlsaAudioBackend::in_process_thread ()
1156 {
1157         if (pthread_equal (_main_thread, pthread_self()) != 0) {
1158                 return true;
1159         }
1160
1161         for (std::vector<pthread_t>::const_iterator i = _threads.begin (); i != _threads.end (); ++i)
1162         {
1163                 if (pthread_equal (*i, pthread_self ()) != 0) {
1164                         return true;
1165                 }
1166         }
1167         return false;
1168 }
1169
1170 uint32_t
1171 AlsaAudioBackend::process_thread_count ()
1172 {
1173         return _threads.size ();
1174 }
1175
1176 void
1177 AlsaAudioBackend::update_latencies ()
1178 {
1179         // trigger latency callback in RT thread (locked graph)
1180         port_connect_add_remove_callback();
1181 }
1182
1183 /* PORTENGINE API */
1184
1185 void*
1186 AlsaAudioBackend::private_handle () const
1187 {
1188         return NULL;
1189 }
1190
1191 const std::string&
1192 AlsaAudioBackend::my_name () const
1193 {
1194         return _instance_name;
1195 }
1196
1197 bool
1198 AlsaAudioBackend::available () const
1199 {
1200         return _run && _active;
1201 }
1202
1203 uint32_t
1204 AlsaAudioBackend::port_name_size () const
1205 {
1206         return 256;
1207 }
1208
1209 int
1210 AlsaAudioBackend::set_port_name (PortEngine::PortHandle port, const std::string& name)
1211 {
1212         if (!valid_port (port)) {
1213                 PBD::error << _("AlsaBackend::set_port_name: Invalid Port(s)") << endmsg;
1214                 return -1;
1215         }
1216         return static_cast<AlsaPort*>(port)->set_name (_instance_name + ":" + name);
1217 }
1218
1219 std::string
1220 AlsaAudioBackend::get_port_name (PortEngine::PortHandle port) const
1221 {
1222         if (!valid_port (port)) {
1223                 PBD::error << _("AlsaBackend::get_port_name: Invalid Port(s)") << endmsg;
1224                 return std::string ();
1225         }
1226         return static_cast<AlsaPort*>(port)->name ();
1227 }
1228
1229 PortEngine::PortHandle
1230 AlsaAudioBackend::get_port_by_name (const std::string& name) const
1231 {
1232         PortHandle port = (PortHandle) find_port (name);
1233         return port;
1234 }
1235
1236 int
1237 AlsaAudioBackend::get_ports (
1238                 const std::string& port_name_pattern,
1239                 DataType type, PortFlags flags,
1240                 std::vector<std::string>& port_names) const
1241 {
1242         int rv = 0;
1243         regex_t port_regex;
1244         bool use_regexp = false;
1245         if (port_name_pattern.size () > 0) {
1246                 if (!regcomp (&port_regex, port_name_pattern.c_str (), REG_EXTENDED|REG_NOSUB)) {
1247                         use_regexp = true;
1248                 }
1249         }
1250         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1251                 AlsaPort* port = _ports[i];
1252                 if ((port->type () == type) && flags == (port->flags () & flags)) {
1253                         if (!use_regexp || !regexec (&port_regex, port->name ().c_str (), 0, NULL, 0)) {
1254                                 port_names.push_back (port->name ());
1255                                 ++rv;
1256                         }
1257                 }
1258         }
1259         if (use_regexp) {
1260                 regfree (&port_regex);
1261         }
1262         return rv;
1263 }
1264
1265 DataType
1266 AlsaAudioBackend::port_data_type (PortEngine::PortHandle port) const
1267 {
1268         if (!valid_port (port)) {
1269                 return DataType::NIL;
1270         }
1271         return static_cast<AlsaPort*>(port)->type ();
1272 }
1273
1274 PortEngine::PortHandle
1275 AlsaAudioBackend::register_port (
1276                 const std::string& name,
1277                 ARDOUR::DataType type,
1278                 ARDOUR::PortFlags flags)
1279 {
1280         if (name.size () == 0) { return 0; }
1281         if (flags & IsPhysical) { return 0; }
1282         return add_port (_instance_name + ":" + name, type, flags);
1283 }
1284
1285 PortEngine::PortHandle
1286 AlsaAudioBackend::add_port (
1287                 const std::string& name,
1288                 ARDOUR::DataType type,
1289                 ARDOUR::PortFlags flags)
1290 {
1291         assert(name.size ());
1292         if (find_port (name)) {
1293                 PBD::error << _("AlsaBackend::register_port: Port already exists:")
1294                                 << " (" << name << ")" << endmsg;
1295                 return 0;
1296         }
1297         AlsaPort* port = NULL;
1298         switch (type) {
1299                 case DataType::AUDIO:
1300                         port = new AlsaAudioPort (*this, name, flags);
1301                         break;
1302                 case DataType::MIDI:
1303                         port = new AlsaMidiPort (*this, name, flags);
1304                         break;
1305                 default:
1306                         PBD::error << _("AlsaBackend::register_port: Invalid Data Type.") << endmsg;
1307                         return 0;
1308         }
1309
1310         _ports.push_back (port);
1311
1312         return port;
1313 }
1314
1315 void
1316 AlsaAudioBackend::unregister_port (PortEngine::PortHandle port_handle)
1317 {
1318         if (!_run) {
1319                 return;
1320         }
1321         AlsaPort* port = static_cast<AlsaPort*>(port_handle);
1322         std::vector<AlsaPort*>::iterator i = std::find (_ports.begin (), _ports.end (), static_cast<AlsaPort*>(port_handle));
1323         if (i == _ports.end ()) {
1324                 PBD::error << _("AlsaBackend::unregister_port: Failed to find port") << endmsg;
1325                 return;
1326         }
1327         disconnect_all(port_handle);
1328         _ports.erase (i);
1329         delete port;
1330 }
1331
1332 int
1333 AlsaAudioBackend::register_system_audio_ports()
1334 {
1335         LatencyRange lr;
1336
1337         const int a_ins = _n_inputs;
1338         const int a_out = _n_outputs;
1339
1340         const uint32_t lcpp = (_periods_per_cycle - 2) * _samples_per_period;
1341
1342         /* audio ports */
1343         lr.min = lr.max = (_measure_latency ? 0 : _systemic_audio_input_latency);
1344         for (int i = 1; i <= a_ins; ++i) {
1345                 char tmp[64];
1346                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:capture_%d", i);
1347                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::AUDIO, static_cast<PortFlags>(IsOutput | IsPhysical | IsTerminal));
1348                 if (!p) return -1;
1349                 set_latency_range (p, false, lr);
1350                 _system_inputs.push_back(static_cast<AlsaPort*>(p));
1351         }
1352
1353         lr.min = lr.max = lcpp + (_measure_latency ? 0 : _systemic_audio_output_latency);
1354         for (int i = 1; i <= a_out; ++i) {
1355                 char tmp[64];
1356                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:playback_%d", i);
1357                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::AUDIO, static_cast<PortFlags>(IsInput | IsPhysical | IsTerminal));
1358                 if (!p) return -1;
1359                 set_latency_range (p, true, lr);
1360                 _system_outputs.push_back(static_cast<AlsaPort*>(p));
1361         }
1362         return 0;
1363 }
1364
1365 int
1366 AlsaAudioBackend::register_system_midi_ports(const std::string device)
1367 {
1368         std::map<std::string, std::string> devices;
1369
1370         // TODO use consistent numbering when re-adding devices: _midi_ins, _midi_outs
1371
1372         if (_midi_driver_option == get_standard_device_name(DeviceNone)) {
1373                 return 0;
1374         } else if (_midi_driver_option == _("ALSA raw devices")) {
1375                 get_alsa_rawmidi_device_names(devices);
1376         } else {
1377                 get_alsa_sequencer_names (devices);
1378         }
1379
1380         for (std::map<std::string, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
1381                 if (!device.empty() && device != i->first) {
1382                         continue;
1383                 }
1384                 struct AlsaMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(i->first);
1385                 if (!nfo) continue;
1386                 if (!nfo->enabled) continue;
1387
1388                 AlsaMidiOut *mout;
1389                 if (_midi_driver_option == _("ALSA raw devices")) {
1390                         mout = new AlsaRawMidiOut (i->first, i->second.c_str());
1391                 } else {
1392                         mout = new AlsaSeqMidiOut (i->first, i->second.c_str());
1393                 }
1394
1395                 if (mout->state ()) {
1396                         PBD::warning << string_compose (
1397                                         _("AlsaMidiOut: failed to open midi device '%1'."), i->second)
1398                                 << endmsg;
1399                         delete mout;
1400                 } else {
1401                         mout->setup_timing(_samples_per_period, _samplerate);
1402                         mout->sync_time (g_get_monotonic_time());
1403                         if (mout->start ()) {
1404                                 PBD::warning << string_compose (
1405                                                 _("AlsaMidiOut: failed to start midi device '%1'."), i->second)
1406                                         << endmsg;
1407                                 delete mout;
1408                         } else {
1409                                 char tmp[64];
1410                                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:midi_playback_%d", ++_midi_ins);
1411                                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::MIDI, static_cast<PortFlags>(IsInput | IsPhysical | IsTerminal));
1412                                 if (!p) {
1413                                         mout->stop();
1414                                         delete mout;
1415                                 }
1416                                 LatencyRange lr;
1417                                 lr.min = lr.max = (_measure_latency ? 0 : nfo->systemic_output_latency);
1418                                 set_latency_range (p, true, lr);
1419                                 static_cast<AlsaMidiPort*>(p)->set_n_periods(_periods_per_cycle); // TODO check MIDI alignment
1420                                 _system_midi_out.push_back(static_cast<AlsaPort*>(p));
1421                                 _rmidi_out.push_back (mout);
1422                         }
1423                 }
1424
1425                 AlsaMidiIn *midin;
1426                 if (_midi_driver_option == _("ALSA raw devices")) {
1427                         midin = new AlsaRawMidiIn (i->first, i->second.c_str());
1428                 } else {
1429                         midin = new AlsaSeqMidiIn (i->first, i->second.c_str());
1430                 }
1431
1432                 if (midin->state ()) {
1433                         PBD::warning << string_compose (
1434                                         _("AlsaMidiIn: failed to open midi device '%1'."), i->second)
1435                                 << endmsg;
1436                         delete midin;
1437                 } else {
1438                         midin->setup_timing(_samples_per_period, _samplerate);
1439                         midin->sync_time (g_get_monotonic_time());
1440                         if (midin->start ()) {
1441                                 PBD::warning << string_compose (
1442                                                 _("AlsaMidiIn: failed to start midi device '%1'."), i->second)
1443                                         << endmsg;
1444                                 delete midin;
1445                         } else {
1446                                 char tmp[64];
1447                                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:midi_capture_%d", ++_midi_outs);
1448                                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::MIDI, static_cast<PortFlags>(IsOutput | IsPhysical | IsTerminal));
1449                                 if (!p) {
1450                                         midin->stop();
1451                                         delete midin;
1452                                         continue;
1453                                 }
1454                                 LatencyRange lr;
1455                                 lr.min = lr.max = (_measure_latency ? 0 : nfo->systemic_input_latency);
1456                                 set_latency_range (p, false, lr);
1457                                 _system_midi_in.push_back(static_cast<AlsaPort*>(p));
1458                                 _rmidi_in.push_back (midin);
1459                         }
1460                 }
1461         }
1462         return 0;
1463 }
1464
1465 void
1466 AlsaAudioBackend::unregister_ports (bool system_only)
1467 {
1468         size_t i = 0;
1469         _system_inputs.clear();
1470         _system_outputs.clear();
1471         _system_midi_in.clear();
1472         _system_midi_out.clear();
1473         while (i <  _ports.size ()) {
1474                 AlsaPort* port = _ports[i];
1475                 if (! system_only || (port->is_physical () && port->is_terminal ())) {
1476                         port->disconnect_all ();
1477                         delete port;
1478                         _ports.erase (_ports.begin() + i);
1479                 } else {
1480                         ++i;
1481                 }
1482         }
1483 }
1484
1485 int
1486 AlsaAudioBackend::connect (const std::string& src, const std::string& dst)
1487 {
1488         AlsaPort* src_port = find_port (src);
1489         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1490
1491         if (!src_port) {
1492                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Source port:")
1493                                 << " (" << src <<")" << endmsg;
1494                 return -1;
1495         }
1496         if (!dst_port) {
1497                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Destination port:")
1498                         << " (" << dst <<")" << endmsg;
1499                 return -1;
1500         }
1501         return src_port->connect (dst_port);
1502 }
1503
1504 int
1505 AlsaAudioBackend::disconnect (const std::string& src, const std::string& dst)
1506 {
1507         AlsaPort* src_port = find_port (src);
1508         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1509
1510         if (!src_port || !dst_port) {
1511                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect: Invalid Port(s)") << endmsg;
1512                 return -1;
1513         }
1514         return src_port->disconnect (dst_port);
1515 }
1516
1517 int
1518 AlsaAudioBackend::connect (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst)
1519 {
1520         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1521         if (!valid_port (src)) {
1522                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Source Port Handle") << endmsg;
1523                 return -1;
1524         }
1525         if (!dst_port) {
1526                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Destination Port")
1527                         << " (" << dst << ")" << endmsg;
1528                 return -1;
1529         }
1530         return static_cast<AlsaPort*>(src)->connect (dst_port);
1531 }
1532
1533 int
1534 AlsaAudioBackend::disconnect (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst)
1535 {
1536         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1537         if (!valid_port (src) || !dst_port) {
1538                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect: Invalid Port(s)") << endmsg;
1539                 return -1;
1540         }
1541         return static_cast<AlsaPort*>(src)->disconnect (dst_port);
1542 }
1543
1544 int
1545 AlsaAudioBackend::disconnect_all (PortEngine::PortHandle port)
1546 {
1547         if (!valid_port (port)) {
1548                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect_all: Invalid Port") << endmsg;
1549                 return -1;
1550         }
1551         static_cast<AlsaPort*>(port)->disconnect_all ();
1552         return 0;
1553 }
1554
1555 bool
1556 AlsaAudioBackend::connected (PortEngine::PortHandle port, bool /* process_callback_safe*/)
1557 {
1558         if (!valid_port (port)) {
1559                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect_all: Invalid Port") << endmsg;
1560                 return false;
1561         }
1562         return static_cast<AlsaPort*>(port)->is_connected ();
1563 }
1564
1565 bool
1566 AlsaAudioBackend::connected_to (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst, bool /*process_callback_safe*/)
1567 {
1568         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1569         if (!valid_port (src) || !dst_port) {
1570                 PBD::error << _("AlsaBackend::connected_to: Invalid Port") << endmsg;
1571                 return false;
1572         }
1573         return static_cast<AlsaPort*>(src)->is_connected (dst_port);
1574 }
1575
1576 bool
1577 AlsaAudioBackend::physically_connected (PortEngine::PortHandle port, bool /*process_callback_safe*/)
1578 {
1579         if (!valid_port (port)) {
1580                 PBD::error << _("AlsaBackend::physically_connected: Invalid Port") << endmsg;
1581                 return false;
1582         }
1583         return static_cast<AlsaPort*>(port)->is_physically_connected ();
1584 }
1585
1586 int
1587 AlsaAudioBackend::get_connections (PortEngine::PortHandle port, std::vector<std::string>& names, bool /*process_callback_safe*/)
1588 {
1589         if (!valid_port (port)) {
1590                 PBD::error << _("AlsaBackend::get_connections: Invalid Port") << endmsg;
1591                 return -1;
1592         }
1593
1594         assert (0 == names.size ());
1595
1596         const std::vector<AlsaPort*>& connected_ports = static_cast<AlsaPort*>(port)->get_connections ();
1597
1598         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator i = connected_ports.begin (); i != connected_ports.end (); ++i) {
1599                 names.push_back ((*i)->name ());
1600         }
1601
1602         return (int)names.size ();
1603 }
1604
1605 /* MIDI */
1606 int
1607 AlsaAudioBackend::midi_event_get (
1608                 pframes_t& timestamp,
1609                 size_t& size, uint8_t** buf, void* port_buffer,
1610                 uint32_t event_index)
1611 {
1612         assert (buf && port_buffer);
1613         AlsaMidiBuffer& source = * static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer);
1614         if (event_index >= source.size ()) {
1615                 return -1;
1616         }
1617         AlsaMidiEvent * const event = source[event_index].get ();
1618
1619         timestamp = event->timestamp ();
1620         size = event->size ();
1621         *buf = event->data ();
1622         return 0;
1623 }
1624
1625 int
1626 AlsaAudioBackend::midi_event_put (
1627                 void* port_buffer,
1628                 pframes_t timestamp,
1629                 const uint8_t* buffer, size_t size)
1630 {
1631         assert (buffer && port_buffer);
1632         AlsaMidiBuffer& dst = * static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer);
1633         if (dst.size () && (pframes_t)dst.back ()->timestamp () > timestamp) {
1634 #ifndef NDEBUG
1635                 // nevermind, ::get_buffer() sorts events
1636                 fprintf (stderr, "AlsaMidiBuffer: it's too late for this event. %d > %d\n",
1637                                 (pframes_t)dst.back ()->timestamp (), timestamp);
1638 #endif
1639         }
1640         dst.push_back (boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>(new AlsaMidiEvent (timestamp, buffer, size)));
1641         return 0;
1642 }
1643
1644 uint32_t
1645 AlsaAudioBackend::get_midi_event_count (void* port_buffer)
1646 {
1647         assert (port_buffer);
1648         return static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer)->size ();
1649 }
1650
1651 void
1652 AlsaAudioBackend::midi_clear (void* port_buffer)
1653 {
1654         assert (port_buffer);
1655         AlsaMidiBuffer * buf = static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer);
1656         assert (buf);
1657         buf->clear ();
1658 }
1659
1660 /* Monitoring */
1661
1662 bool
1663 AlsaAudioBackend::can_monitor_input () const
1664 {
1665         return false;
1666 }
1667
1668 int
1669 AlsaAudioBackend::request_input_monitoring (PortEngine::PortHandle, bool)
1670 {
1671         return -1;
1672 }
1673
1674 int
1675 AlsaAudioBackend::ensure_input_monitoring (PortEngine::PortHandle, bool)
1676 {
1677         return -1;
1678 }
1679
1680 bool
1681 AlsaAudioBackend::monitoring_input (PortEngine::PortHandle)
1682 {
1683         return false;
1684 }
1685
1686 /* Latency management */
1687
1688 void
1689 AlsaAudioBackend::set_latency_range (PortEngine::PortHandle port, bool for_playback, LatencyRange latency_range)
1690 {
1691         if (!valid_port (port)) {
1692                 PBD::error << _("AlsaPort::set_latency_range (): invalid port.") << endmsg;
1693         }
1694         static_cast<AlsaPort*>(port)->set_latency_range (latency_range, for_playback);
1695 }
1696
1697 LatencyRange
1698 AlsaAudioBackend::get_latency_range (PortEngine::PortHandle port, bool for_playback)
1699 {
1700         LatencyRange r;
1701         if (!valid_port (port)) {
1702                 PBD::error << _("AlsaPort::get_latency_range (): invalid port.") << endmsg;
1703                 r.min = 0;
1704                 r.max = 0;
1705                 return r;
1706         }
1707         AlsaPort *p = static_cast<AlsaPort*>(port);
1708         assert(p);
1709
1710         r = p->latency_range (for_playback);
1711         if (p->is_physical() && p->is_terminal()) {
1712                 if (p->is_input() && for_playback) {
1713                         r.min += _samples_per_period;
1714                         r.max += _samples_per_period;
1715                 }
1716                 if (p->is_output() && !for_playback) {
1717                         r.min += _samples_per_period;
1718                         r.max += _samples_per_period;
1719                 }
1720         }
1721         return r;
1722 }
1723
1724 /* Discovering physical ports */
1725
1726 bool
1727 AlsaAudioBackend::port_is_physical (PortEngine::PortHandle port) const
1728 {
1729         if (!valid_port (port)) {
1730                 PBD::error << _("AlsaPort::port_is_physical (): invalid port.") << endmsg;
1731                 return false;
1732         }
1733         return static_cast<AlsaPort*>(port)->is_physical ();
1734 }
1735
1736 void
1737 AlsaAudioBackend::get_physical_outputs (DataType type, std::vector<std::string>& port_names)
1738 {
1739         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1740                 AlsaPort* port = _ports[i];
1741                 if ((port->type () == type) && port->is_input () && port->is_physical ()) {
1742                         port_names.push_back (port->name ());
1743                 }
1744         }
1745 }
1746
1747 void
1748 AlsaAudioBackend::get_physical_inputs (DataType type, std::vector<std::string>& port_names)
1749 {
1750         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1751                 AlsaPort* port = _ports[i];
1752                 if ((port->type () == type) && port->is_output () && port->is_physical ()) {
1753                         port_names.push_back (port->name ());
1754                 }
1755         }
1756 }
1757
1758 ChanCount
1759 AlsaAudioBackend::n_physical_outputs () const
1760 {
1761         int n_midi = 0;
1762         int n_audio = 0;
1763         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1764                 AlsaPort* port = _ports[i];
1765                 if (port->is_output () && port->is_physical ()) {
1766                         switch (port->type ()) {
1767                                 case DataType::AUDIO: ++n_audio; break;
1768                                 case DataType::MIDI: ++n_midi; break;
1769                                 default: break;
1770                         }
1771                 }
1772         }
1773         ChanCount cc;
1774         cc.set (DataType::AUDIO, n_audio);
1775         cc.set (DataType::MIDI, n_midi);
1776         return cc;
1777 }
1778
1779 ChanCount
1780 AlsaAudioBackend::n_physical_inputs () const
1781 {
1782         int n_midi = 0;
1783         int n_audio = 0;
1784         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1785                 AlsaPort* port = _ports[i];
1786                 if (port->is_input () && port->is_physical ()) {
1787                         switch (port->type ()) {
1788                                 case DataType::AUDIO: ++n_audio; break;
1789                                 case DataType::MIDI: ++n_midi; break;
1790                                 default: break;
1791                         }
1792                 }
1793         }
1794         ChanCount cc;
1795         cc.set (DataType::AUDIO, n_audio);
1796         cc.set (DataType::MIDI, n_midi);
1797         return cc;
1798 }
1799
1800 /* Getting access to the data buffer for a port */
1801
1802 void*
1803 AlsaAudioBackend::get_buffer (PortEngine::PortHandle port, pframes_t nframes)
1804 {
1805         assert (port);
1806         assert (valid_port (port));
1807         return static_cast<AlsaPort*>(port)->get_buffer (nframes);
1808 }
1809
1810 /* Engine Process */
1811 void *
1812 AlsaAudioBackend::main_process_thread ()
1813 {
1814         AudioEngine::thread_init_callback (this);
1815         _active = true;
1816         _processed_samples = 0;
1817
1818         uint64_t clock1;
1819         _pcmi->pcm_start ();
1820         int no_proc_errors = 0;
1821         const int bailout = 2 * _samplerate / _samples_per_period;
1822
1823         manager.registration_callback();
1824         manager.graph_order_callback();
1825
1826         while (_run) {
1827                 long nr;
1828                 bool xrun = false;
1829
1830                 if (_freewheeling != _freewheel) {
1831                         _freewheel = _freewheeling;
1832                         engine.freewheel_callback (_freewheel);
1833                 }
1834
1835                 if (!_freewheel) {
1836                         nr = _pcmi->pcm_wait ();
1837
1838                         if (_pcmi->state () > 0) {
1839                                 ++no_proc_errors;
1840                                 xrun = true;
1841                         }
1842                         if (_pcmi->state () < 0) {
1843                                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: I/O error. Audio Process Terminated.") << endmsg;
1844                                 break;
1845                         }
1846                         if (no_proc_errors > bailout) {
1847                                 PBD::error
1848                                         << string_compose (
1849                                                         _("AlsaAudioBackend: Audio Process Terminated after %1 consecutive x-runs."),
1850                                                         no_proc_errors)
1851                                         << endmsg;
1852                                 break;
1853                         }
1854
1855                         while (nr >= (long)_samples_per_period && _freewheeling == _freewheel) {
1856                                 uint32_t i = 0;
1857                                 clock1 = g_get_monotonic_time();
1858                                 no_proc_errors = 0;
1859
1860                                 _pcmi->capt_init (_samples_per_period);
1861                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_inputs.begin (); it != _system_inputs.end (); ++it, ++i) {
1862                                         _pcmi->capt_chan (i, (float*)((*it)->get_buffer(_samples_per_period)), _samples_per_period);
1863                                 }
1864                                 _pcmi->capt_done (_samples_per_period);
1865
1866                                 /* de-queue incoming midi*/
1867                                 i = 0;
1868                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_midi_in.begin (); it != _system_midi_in.end (); ++it, ++i) {
1869                                         assert (_rmidi_in.size() > i);
1870                                         AlsaMidiIn *rm = _rmidi_in.at(i);
1871                                         void *bptr = (*it)->get_buffer(0);
1872                                         pframes_t time;
1873                                         uint8_t data[64]; // match MaxAlsaEventSize in alsa_rawmidi.cc
1874                                         size_t size = sizeof(data);
1875                                         midi_clear(bptr);
1876                                         while (rm->recv_event (time, data, size)) {
1877                                                 midi_event_put(bptr, time, data, size);
1878                                                 size = sizeof(data);
1879                                         }
1880                                         rm->sync_time (clock1);
1881                                 }
1882
1883                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_outputs.begin (); it != _system_outputs.end (); ++it) {
1884                                         memset ((*it)->get_buffer (_samples_per_period), 0, _samples_per_period * sizeof (Sample));
1885                                 }
1886
1887                                 /* call engine process callback */
1888                                 _last_process_start = g_get_monotonic_time();
1889                                 if (engine.process_callback (_samples_per_period)) {
1890                                         _pcmi->pcm_stop ();
1891                                         _active = false;
1892                                         return 0;
1893                                 }
1894
1895                                 for (std::vector<AlsaPort*>::iterator it = _system_midi_out.begin (); it != _system_midi_out.end (); ++it) {
1896                                         static_cast<AlsaMidiPort*>(*it)->next_period();
1897                                 }
1898
1899                                 /* queue outgoing midi */
1900                                 i = 0;
1901                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_midi_out.begin (); it != _system_midi_out.end (); ++it, ++i) {
1902                                         assert (_rmidi_out.size() > i);
1903                                         const AlsaMidiBuffer * src = static_cast<const AlsaMidiPort*>(*it)->const_buffer();
1904                                         AlsaMidiOut *rm = _rmidi_out.at(i);
1905                                         rm->sync_time (clock1);
1906                                         for (AlsaMidiBuffer::const_iterator mit = src->begin (); mit != src->end (); ++mit) {
1907                                                 rm->send_event ((*mit)->timestamp(), (*mit)->data(), (*mit)->size());
1908                                         }
1909                                 }
1910
1911                                 /* write back audio */
1912                                 i = 0;
1913                                 _pcmi->play_init (_samples_per_period);
1914                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_outputs.begin (); it != _system_outputs.end (); ++it, ++i) {
1915                                         _pcmi->play_chan (i, (const float*)(*it)->get_buffer (_samples_per_period), _samples_per_period);
1916                                 }
1917                                 for (; i < _pcmi->nplay (); ++i) {
1918                                         _pcmi->clear_chan (i, _samples_per_period);
1919                                 }
1920                                 _pcmi->play_done (_samples_per_period);
1921                                 nr -= _samples_per_period;
1922                                 _processed_samples += _samples_per_period;
1923
1924                                 _dsp_load_calc.set_max_time(_samplerate, _samples_per_period);
1925                                 _dsp_load_calc.set_start_timestamp_us (clock1);
1926                                 _dsp_load_calc.set_stop_timestamp_us (g_get_monotonic_time());
1927                                 _dsp_load = _dsp_load_calc.get_dsp_load ();
1928                         }
1929
1930                         if (xrun && (_pcmi->capt_xrun() > 0 || _pcmi->play_xrun() > 0)) {
1931                                 engine.Xrun ();
1932 #if 0
1933                                 fprintf(stderr, "ALSA x-run read: %.2f ms, write: %.2f ms\n",
1934                                                 _pcmi->capt_xrun() * 1000.0, _pcmi->play_xrun() * 1000.0);
1935 #endif
1936                         }
1937                 } else {
1938                         // Freewheelin'
1939
1940                         // zero audio input buffers
1941                         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_inputs.begin (); it != _system_inputs.end (); ++it) {
1942                                 memset ((*it)->get_buffer (_samples_per_period), 0, _samples_per_period * sizeof (Sample));
1943                         }
1944
1945                         clock1 = g_get_monotonic_time();
1946                         uint32_t i = 0;
1947                         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_midi_in.begin (); it != _system_midi_in.end (); ++it, ++i) {
1948                                 static_cast<AlsaMidiBuffer*>((*it)->get_buffer(0))->clear ();
1949                                 AlsaMidiIn *rm = _rmidi_in.at(i);
1950                                 void *bptr = (*it)->get_buffer(0);
1951                                 midi_clear(bptr); // zero midi buffer
1952
1953                                 // TODO add an API call for this.
1954                                 pframes_t time;
1955                                 uint8_t data[64]; // match MaxAlsaEventSize in alsa_rawmidi.cc
1956                                 size_t size = sizeof(data);
1957                                 while (rm->recv_event (time, data, size)) {
1958                                         ; // discard midi-data from HW.
1959                                 }
1960                                 rm->sync_time (clock1);
1961                         }
1962
1963                         _last_process_start = 0;
1964                         if (engine.process_callback (_samples_per_period)) {
1965                                 _pcmi->pcm_stop ();
1966                                 _active = false;
1967                                 return 0;
1968                         }
1969
1970                         // drop all outgoing MIDI messages
1971                         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_midi_out.begin (); it != _system_midi_out.end (); ++it) {
1972                                         void *bptr = (*it)->get_buffer(0);
1973                                         midi_clear(bptr);
1974                         }
1975
1976                         _dsp_load = 1.0;
1977                         Glib::usleep (100); // don't hog cpu
1978                 }
1979
1980                 bool connections_changed = false;
1981                 bool ports_changed = false;
1982                 if (!pthread_mutex_trylock (&_port_callback_mutex)) {
1983                         if (_port_change_flag) {
1984                                 ports_changed = true;
1985                                 _port_change_flag = false;
1986                         }
1987                         if (!_port_connection_queue.empty ()) {
1988                                 connections_changed = true;
1989                         }
1990                         while (!_port_connection_queue.empty ()) {
1991                                 PortConnectData *c = _port_connection_queue.back ();
1992                                 manager.connect_callback (c->a, c->b, c->c);
1993                                 _port_connection_queue.pop_back ();
1994                                 delete c;
1995                         }
1996                         pthread_mutex_unlock (&_port_callback_mutex);
1997                 }
1998                 if (ports_changed) {
1999                         manager.registration_callback();
2000                 }
2001                 if (connections_changed) {
2002                         manager.graph_order_callback();
2003                 }
2004                 if (connections_changed || ports_changed) {
2005                         engine.latency_callback(false);
2006                         engine.latency_callback(true);
2007                 }
2008
2009         }
2010         _pcmi->pcm_stop ();
2011         _active = false;
2012         if (_run) {
2013                 engine.halted_callback("ALSA I/O error.");
2014         }
2015         return 0;
2016 }
2017
2018
2019 /******************************************************************************/
2020
2021 static boost::shared_ptr<AlsaAudioBackend> _instance;
2022
2023 static boost::shared_ptr<AudioBackend> backend_factory (AudioEngine& e);
2024 static int instantiate (const std::string& arg1, const std::string& /* arg2 */);
2025 static int deinstantiate ();
2026 static bool already_configured ();
2027 static bool available ();
2028
2029 static ARDOUR::AudioBackendInfo _descriptor = {
2030         "ALSA",
2031         instantiate,
2032         deinstantiate,
2033         backend_factory,
2034         already_configured,
2035         available
2036 };
2037
2038 static boost::shared_ptr<AudioBackend>
2039 backend_factory (AudioEngine& e)
2040 {
2041         if (!_instance) {
2042                 _instance.reset (new AlsaAudioBackend (e, _descriptor));
2043         }
2044         return _instance;
2045 }
2046
2047 static int
2048 instantiate (const std::string& arg1, const std::string& /* arg2 */)
2049 {
2050         s_instance_name = arg1;
2051         return 0;
2052 }
2053
2054 static int
2055 deinstantiate ()
2056 {
2057         _instance.reset ();
2058         return 0;
2059 }
2060
2061 static bool
2062 already_configured ()
2063 {
2064         return false;
2065 }
2066
2067 static bool
2068 available ()
2069 {
2070         return true;
2071 }
2072
2073 extern "C" ARDOURBACKEND_API ARDOUR::AudioBackendInfo* descriptor ()
2074 {
2075         return &_descriptor;
2076 }
2077
2078
2079 /******************************************************************************/
2080 AlsaPort::AlsaPort (AlsaAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
2081         : _alsa_backend (b)
2082         , _name  (name)
2083         , _flags (flags)
2084 {
2085         _capture_latency_range.min = 0;
2086         _capture_latency_range.max = 0;
2087         _playback_latency_range.min = 0;
2088         _playback_latency_range.max = 0;
2089 }
2090
2091 AlsaPort::~AlsaPort () {
2092         disconnect_all ();
2093 }
2094
2095
2096 int AlsaPort::connect (AlsaPort *port)
2097 {
2098         if (!port) {
2099                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): invalid (null) port") << endmsg;
2100                 return -1;
2101         }
2102
2103         if (type () != port->type ()) {
2104                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): wrong port-type") << endmsg;
2105                 return -1;
2106         }
2107
2108         if (is_output () && port->is_output ()) {
2109                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): cannot inter-connect output ports.") << endmsg;
2110                 return -1;
2111         }
2112
2113         if (is_input () && port->is_input ()) {
2114                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): cannot inter-connect input ports.") << endmsg;
2115                 return -1;
2116         }
2117
2118         if (this == port) {
2119                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): cannot self-connect ports.") << endmsg;
2120                 return -1;
2121         }
2122
2123         if (is_connected (port)) {
2124 #if 0 // don't bother to warn about this for now. just ignore it
2125                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): ports are already connected:")
2126                         << " (" << name () << ") -> (" << port->name () << ")"
2127                         << endmsg;
2128 #endif
2129                 return -1;
2130         }
2131
2132         _connect (port, true);
2133         return 0;
2134 }
2135
2136
2137 void AlsaPort::_connect (AlsaPort *port, bool callback)
2138 {
2139         _connections.push_back (port);
2140         if (callback) {
2141                 port->_connect (this, false);
2142                 _alsa_backend.port_connect_callback (name(),  port->name(), true);
2143         }
2144 }
2145
2146 int AlsaPort::disconnect (AlsaPort *port)
2147 {
2148         if (!port) {
2149                 PBD::error << _("AlsaPort::disconnect (): invalid (null) port") << endmsg;
2150                 return -1;
2151         }
2152
2153         if (!is_connected (port)) {
2154                 PBD::error << _("AlsaPort::disconnect (): ports are not connected:")
2155                         << " (" << name () << ") -> (" << port->name () << ")"
2156                         << endmsg;
2157                 return -1;
2158         }
2159         _disconnect (port, true);
2160         return 0;
2161 }
2162
2163 void AlsaPort::_disconnect (AlsaPort *port, bool callback)
2164 {
2165         std::vector<AlsaPort*>::iterator it = std::find (_connections.begin (), _connections.end (), port);
2166
2167         assert (it != _connections.end ());
2168
2169         _connections.erase (it);
2170
2171         if (callback) {
2172                 port->_disconnect (this, false);
2173                 _alsa_backend.port_connect_callback (name(),  port->name(), false);
2174         }
2175 }
2176
2177
2178 void AlsaPort::disconnect_all ()
2179 {
2180         while (!_connections.empty ()) {
2181                 _connections.back ()->_disconnect (this, false);
2182                 _alsa_backend.port_connect_callback (name(),  _connections.back ()->name(), false);
2183                 _connections.pop_back ();
2184         }
2185 }
2186
2187 bool
2188 AlsaPort::is_connected (const AlsaPort *port) const
2189 {
2190         return std::find (_connections.begin (), _connections.end (), port) != _connections.end ();
2191 }
2192
2193 bool AlsaPort::is_physically_connected () const
2194 {
2195         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _connections.begin (); it != _connections.end (); ++it) {
2196                 if ((*it)->is_physical ()) {
2197                         return true;
2198                 }
2199         }
2200         return false;
2201 }
2202
2203 /******************************************************************************/
2204
2205 AlsaAudioPort::AlsaAudioPort (AlsaAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
2206         : AlsaPort (b, name, flags)
2207 {
2208         memset (_buffer, 0, sizeof (_buffer));
2209         mlock(_buffer, sizeof (_buffer));
2210 }
2211
2212 AlsaAudioPort::~AlsaAudioPort () { }
2213
2214 void* AlsaAudioPort::get_buffer (pframes_t n_samples)
2215 {
2216         if (is_input ()) {
2217                 std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = get_connections ().begin ();
2218                 if (it == get_connections ().end ()) {
2219                         memset (_buffer, 0, n_samples * sizeof (Sample));
2220                 } else {
2221                         AlsaAudioPort const * source = static_cast<const AlsaAudioPort*>(*it);
2222                         assert (source && source->is_output ());
2223                         memcpy (_buffer, source->const_buffer (), n_samples * sizeof (Sample));
2224                         while (++it != get_connections ().end ()) {
2225                                 source = static_cast<const AlsaAudioPort*>(*it);
2226                                 assert (source && source->is_output ());
2227                                 Sample* dst = buffer ();
2228                                 const Sample* src = source->const_buffer ();
2229                                 for (uint32_t s = 0; s < n_samples; ++s, ++dst, ++src) {
2230                                         *dst += *src;
2231                                 }
2232                         }
2233                 }
2234         }
2235         return _buffer;
2236 }
2237
2238
2239 AlsaMidiPort::AlsaMidiPort (AlsaAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
2240         : AlsaPort (b, name, flags)
2241         , _n_periods (1)
2242         , _bufperiod (0)
2243 {
2244         _buffer[0].clear ();
2245         _buffer[1].clear ();
2246 }
2247
2248 AlsaMidiPort::~AlsaMidiPort () { }
2249
2250 struct MidiEventSorter {
2251         bool operator() (const boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>& a, const boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>& b) {
2252                 return *a < *b;
2253         }
2254 };
2255
2256 void* AlsaMidiPort::get_buffer (pframes_t /* nframes */)
2257 {
2258         if (is_input ()) {
2259                 (_buffer[_bufperiod]).clear ();
2260                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator i = get_connections ().begin ();
2261                                 i != get_connections ().end ();
2262                                 ++i) {
2263                         const AlsaMidiBuffer * src = static_cast<const AlsaMidiPort*>(*i)->const_buffer ();
2264                         for (AlsaMidiBuffer::const_iterator it = src->begin (); it != src->end (); ++it) {
2265                                 (_buffer[_bufperiod]).push_back (boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>(new AlsaMidiEvent (**it)));
2266                         }
2267                 }
2268                 std::sort ((_buffer[_bufperiod]).begin (), (_buffer[_bufperiod]).end (), MidiEventSorter());
2269         }
2270         return &(_buffer[_bufperiod]);
2271 }
2272
2273 AlsaMidiEvent::AlsaMidiEvent (const pframes_t timestamp, const uint8_t* data, size_t size)
2274         : _size (size)
2275         , _timestamp (timestamp)
2276         , _data (0)
2277 {
2278         if (size > 0) {
2279                 _data = (uint8_t*) malloc (size);
2280                 memcpy (_data, data, size);
2281         }
2282 }
2283
2284 AlsaMidiEvent::AlsaMidiEvent (const AlsaMidiEvent& other)
2285         : _size (other.size ())
2286         , _timestamp (other.timestamp ())
2287         , _data (0)
2288 {
2289         if (other.size () && other.const_data ()) {
2290                 _data = (uint8_t*) malloc (other.size ());
2291                 memcpy (_data, other.const_data (), other.size ());
2292         }
2293 };
2294
2295 AlsaMidiEvent::~AlsaMidiEvent () {
2296         free (_data);
2297 };