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 "ardour/port_manager.h"
  32 #include "i18n.h"
  33
  34 using namespace ARDOUR;
  35
  36 static std::string s_instance_name;
  37 size_t AlsaAudioBackend::_max_buffer_size = 8192;
  38
  39 AlsaAudioBackend::AlsaAudioBackend (AudioEngine& e, AudioBackendInfo& info)
  40         : AudioBackend (e, info)
  41         , _pcmi (0)
  42         , _run (false)
  43         , _active (false)
  44         , _freewheeling (false)
  45         , _capture_device("")
  46         , _playback_device("")
  47         , _samplerate (48000)
  48         , _samples_per_period (1024)
  49         , _periods_per_cycle (2)
  50         , _dsp_load (0)
  51         , _n_inputs (0)
  52         , _n_outputs (0)
  53         , _systemic_input_latency (0)
  54         , _systemic_output_latency (0)
  55         , _processed_samples (0)
  56 {
  57         _instance_name = s_instance_name;
  58         pthread_mutex_init (&_port_callback_mutex, 0);
  59 }
  60
  61 AlsaAudioBackend::~AlsaAudioBackend ()
  62 {
  63         pthread_mutex_destroy (&_port_callback_mutex);
  64 }
  65
  66 /* AUDIOBACKEND API */
  67
  68 std::string
  69 AlsaAudioBackend::name () const
  70 {
  71         return X_("ALSA");
  72 }
  73
  74 bool
  75 AlsaAudioBackend::is_realtime () const
  76 {
  77         return true;
  78 }
  79
  80 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus>
  81 AlsaAudioBackend::enumerate_devices () const
  82 {
  83         std::vector<AudioBackend::DeviceStatus> s;
  84         int cardnum = -1;
  85         int device = -1;
  86         snd_ctl_card_info_t *info;
  87         snd_ctl_card_info_alloca (&info);
  88         snd_pcm_info_t *pcminfo;
  89         snd_pcm_info_alloca (&pcminfo);
  90
  91         while (snd_card_next (&cardnum) >= 0 && cardnum >= 0) {
  92                 snd_ctl_t *handle;
  93
  94                 std::string devname = "hw:";
  95                 devname += PBD::to_string (cardnum, std::dec);
  96
  97                 if (snd_ctl_open (&handle, devname.c_str(), 0) >= 0 && snd_ctl_card_info (handle, info) >= 0) {
  98                         if (snd_ctl_card_info (handle, info) < 0) {
  99                                 continue;
 100                         }
 101
 102                         std::string card_name = snd_ctl_card_info_get_name (info);
 103                         devname = "hw:";
 104                         devname += snd_ctl_card_info_get_id (info);
 105
 106                         while (snd_ctl_pcm_next_device (handle, &device) >= 0 && device >= 0) {
 107                                 snd_pcm_info_set_device (pcminfo, device);
 108                                 snd_pcm_info_set_subdevice (pcminfo, 0);
 109                                 snd_pcm_info_set_stream (pcminfo, SND_PCM_STREAM_CAPTURE);
 110                                 if (snd_ctl_pcm_info (handle, pcminfo) < 0) {
 111                                         continue;
 112                                 }
 113                                 snd_pcm_info_set_device (pcminfo, device);
 114                                 snd_pcm_info_set_subdevice (pcminfo, 0);
 115                                 snd_pcm_info_set_stream (pcminfo, SND_PCM_STREAM_PLAYBACK);
 116                                 if (snd_ctl_pcm_info (handle, pcminfo) < 0) {
 117                                         continue;
 118                                 }
 119                                 devname += ',';
 120                                 devname += PBD::to_string (device, std::dec);
 121                                 s.push_back (DeviceStatus (devname + " " + card_name, true));
 122                         }
 123                         snd_ctl_close (handle);
 124                 }
 125         }
 126         return s;
 127 }
 128
 129 std::vector<float>
 130 AlsaAudioBackend::available_sample_rates (const std::string&) const
 131 {
 132         std::vector<float> sr;
 133         sr.push_back (8000.0);
 134         sr.push_back (22050.0);
 135         sr.push_back (24000.0);
 136         sr.push_back (44100.0);
 137         sr.push_back (48000.0);
 138         sr.push_back (88200.0);
 139         sr.push_back (96000.0);
 140         sr.push_back (176400.0);
 141         sr.push_back (192000.0);
 142         return sr;
 143 }
 144
 145 std::vector<uint32_t>
 146 AlsaAudioBackend::available_buffer_sizes (const std::string&) const
 147 {
 148         std::vector<uint32_t> bs;
 149         bs.push_back (32);
 150         bs.push_back (64);
 151         bs.push_back (128);
 152         bs.push_back (256);
 153         bs.push_back (512);
 154         bs.push_back (1024);
 155         bs.push_back (2048);
 156         bs.push_back (4096);
 157         bs.push_back (8192);
 158         return bs;
 159 }
 160
 161 uint32_t
 162 AlsaAudioBackend::available_input_channel_count (const std::string&) const
 163 {
 164         return 128; // TODO query current device
 165 }
 166
 167 uint32_t
 168 AlsaAudioBackend::available_output_channel_count (const std::string&) const
 169 {
 170         return 128; // TODO query current device
 171 }
 172
 173 bool
 174 AlsaAudioBackend::can_change_sample_rate_when_running () const
 175 {
 176         return false;
 177 }
 178
 179 bool
 180 AlsaAudioBackend::can_change_buffer_size_when_running () const
 181 {
 182         return false;
 183 }
 184
 185 int
 186 AlsaAudioBackend::set_device_name (const std::string& d)
 187 {
 188         _capture_device = d;
 189         _playback_device = d;
 190         return 0;
 191 }
 192
 193 int
 194 AlsaAudioBackend::set_sample_rate (float sr)
 195 {
 196         if (sr <= 0) { return -1; }
 197         _samplerate = sr;
 198         engine.sample_rate_change (sr);
 199         return 0;
 200 }
 201
 202 int
 203 AlsaAudioBackend::set_buffer_size (uint32_t bs)
 204 {
 205         if (bs <= 0 || bs >= _max_buffer_size) {
 206                 return -1;
 207         }
 208         _samples_per_period = bs;
 209         engine.buffer_size_change (bs);
 210         return 0;
 211 }
 212
 213 int
 214 AlsaAudioBackend::set_interleaved (bool yn)
 215 {
 216         if (!yn) { return 0; }
 217         return -1;
 218 }
 219
 220 int
 221 AlsaAudioBackend::set_input_channels (uint32_t cc)
 222 {
 223         _n_inputs = cc;
 224         return 0;
 225 }
 226
 227 int
 228 AlsaAudioBackend::set_output_channels (uint32_t cc)
 229 {
 230         _n_outputs = cc;
 231         return 0;
 232 }
 233
 234 int
 235 AlsaAudioBackend::set_systemic_input_latency (uint32_t sl)
 236 {
 237         _systemic_input_latency = sl;
 238         return 0;
 239 }
 240
 241 int
 242 AlsaAudioBackend::set_systemic_output_latency (uint32_t sl)
 243 {
 244         _systemic_output_latency = sl;
 245         return 0;
 246 }
 247
 248 /* Retrieving parameters */
 249 std::string
 250 AlsaAudioBackend::device_name () const
 251 {
 252         return _capture_device;
 253 }
 254
 255 float
 256 AlsaAudioBackend::sample_rate () const
 257 {
 258         return _samplerate;
 259 }
 260
 261 uint32_t
 262 AlsaAudioBackend::buffer_size () const
 263 {
 264         return _samples_per_period;
 265 }
 266
 267 bool
 268 AlsaAudioBackend::interleaved () const
 269 {
 270         return false;
 271 }
 272
 273 uint32_t
 274 AlsaAudioBackend::input_channels () const
 275 {
 276         return _n_inputs;
 277 }
 278
 279 uint32_t
 280 AlsaAudioBackend::output_channels () const
 281 {
 282         return _n_outputs;
 283 }
 284
 285 uint32_t
 286 AlsaAudioBackend::systemic_input_latency () const
 287 {
 288         return _systemic_input_latency;
 289 }
 290
 291 uint32_t
 292 AlsaAudioBackend::systemic_output_latency () const
 293 {
 294         return _systemic_output_latency;
 295 }
 296
 297 /* MIDI */
 298 void
 299 AlsaAudioBackend::enumerate_midi_devices (std::vector<std::string> &m) const
 300 {
 301         int cardnum = -1;
 302         snd_ctl_card_info_t *cinfo;
 303         snd_ctl_card_info_alloca (&cinfo);
 304         while (snd_card_next (&cardnum) >= 0 && cardnum >= 0) {
 305                 snd_ctl_t *handle;
 306                 std::string devname = "hw:";
 307                 devname += PBD::to_string (cardnum, std::dec);
 308                 if (snd_ctl_open (&handle, devname.c_str (), 0) >= 0 && snd_ctl_card_info (handle, cinfo) >= 0) {
 309                         int device = -1;
 310                         while (snd_ctl_rawmidi_next_device (handle, &device) >= 0 && device >= 0) {
 311                                 snd_rawmidi_info_t *info;
 312                                 snd_rawmidi_info_alloca (&info);
 313                                 snd_rawmidi_info_set_device (info, device);
 314
 315                                 int subs_in, subs_out;
 316
 317                                 snd_rawmidi_info_set_stream (info, SND_RAWMIDI_STREAM_INPUT);
 318                                 if (snd_ctl_rawmidi_info (handle, info) >= 0) {
 319                                         subs_in = snd_rawmidi_info_get_subdevices_count (info);
 320                                 } else {
 321                                         subs_in = 0;
 322                                 }
 323
 324                                 snd_rawmidi_info_set_stream (info, SND_RAWMIDI_STREAM_OUTPUT);
 325                                 if (snd_ctl_rawmidi_info (handle, info) >= 0) {
 326                                         subs_out = snd_rawmidi_info_get_subdevices_count (info);
 327                                 } else {
 328                                         subs_out = 0;
 329                                 }
 330
 331                                 const int subs = subs_in > subs_out ? subs_in : subs_out;
 332                                 if (!subs) {
 333                                         continue;
 334                                 }
 335
 336                                 for (int sub = 0; sub < subs; ++sub) {
 337                                         snd_rawmidi_info_set_stream (info, sub < subs_in ?
 338                                                         SND_RAWMIDI_STREAM_INPUT :
 339                                                         SND_RAWMIDI_STREAM_OUTPUT);
 340
 341                                         snd_rawmidi_info_set_subdevice (info, sub);
 342                                         if (snd_ctl_rawmidi_info (handle, info) < 0) {
 343                                                 continue;
 344                                         }
 345
 346                                         const char *sub_name = snd_rawmidi_info_get_subdevice_name (info);
 347                                         if (sub == 0 && sub_name[0] == '\0') {
 348                                                 devname = "hw:";
 349                                                 devname += snd_ctl_card_info_get_id (cinfo);
 350                                                 devname += ",";
 351                                                 devname += PBD::to_string (device, std::dec);
 352                                                 devname += " ";
 353                                                 devname += snd_rawmidi_info_get_name (info);
 354                                                 devname += " (";
 355                                                 if (sub < subs_in) devname += "I";
 356                                                 if (sub < subs_out) devname += "O";
 357                                                 devname += ")";
 358                                                 m.push_back (devname);
 359                                                 break;
 360                                         } else {
 361                                                 devname = "hw:";
 362                                                 devname += snd_ctl_card_info_get_id (cinfo);
 363                                                 devname += ",";
 364                                                 devname += PBD::to_string (device, std::dec);
 365                                                 devname += ",";
 366                                                 devname += PBD::to_string (sub, std::dec);
 367                                                 devname += " ";
 368                                                 devname += sub_name;
 369                                                 devname += " (";
 370                                                 if (sub < subs_in) devname += "I";
 371                                                 if (sub < subs_out) devname += "O";
 372                                                 devname += ")";
 373                                                 m.push_back (devname);
 374                                         }
 375                                 }
 376                         }
 377                         snd_ctl_close (handle);
 378                 }
 379         }
 380 }
 381
 382 std::vector<std::string>
 383 AlsaAudioBackend::enumerate_midi_options () const
 384 {
 385         std::vector<std::string> m;
 386         m.push_back (_("-None-"));
 387         enumerate_midi_devices(m);
 388         if (m.size() > 2) {
 389                 m.push_back (_("-All-"));
 390         }
 391         return m;
 392 }
 393
 394 int
 395 AlsaAudioBackend::set_midi_option (const std::string& opt)
 396 {
 397         _midi_device = opt;
 398         return 0;
 399 }
 400
 401 std::string
 402 AlsaAudioBackend::midi_option () const
 403 {
 404         return _midi_device;
 405 }
 406
 407 /* State Control */
 408
 409 static void * pthread_process (void *arg)
 410 {
 411         AlsaAudioBackend *d = static_cast<AlsaAudioBackend *>(arg);
 412         d->main_process_thread ();
 413         pthread_exit (0);
 414         return 0;
 415 }
 416
 417 int
 418 AlsaAudioBackend::_start (bool for_latency_measurement)
 419 {
 420         if (_active || _run) {
 421                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: already active.") << endmsg;
 422                 return -1;
 423         }
 424
 425         if (_ports.size()) {
 426                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: recovering from unclean shutdown, port registry is not empty.") << endmsg;
 427                 _system_inputs.clear();
 428                 _system_outputs.clear();
 429                 _system_midi_in.clear();
 430                 _system_midi_out.clear();
 431                 _ports.clear();
 432         }
 433
 434         assert(_rmidi_in.size() == 0);
 435         assert(_rmidi_out.size() == 0);
 436         assert(_pcmi == 0);
 437
 438         unsigned int pos = _capture_device.find(" ");
 439         _pcmi = new Alsa_pcmi (_capture_device.substr(0, pos).c_str(), _playback_device.substr(0, pos).c_str(), 0, _samplerate, _samples_per_period, _periods_per_cycle, 0);
 440         switch (_pcmi->state ()) {
 441                 case 0: /* OK */ break;
 442                 case -1: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to open device.") << endmsg; break;
 443                 case -2: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to allocate parameters.") << endmsg; break;
 444                 case -3: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: cannot set requested sample rate.") << endmsg; break;
 445                 case -4: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: cannot set requested period size.") << endmsg; break;
 446                 case -5: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: cannot set requested number of periods.") << endmsg; break;
 447                 case -6: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: unsupported sample format.") << endmsg; break;
 448                 default: PBD::error << _("AlsaAudioBackend: initialization failed.") << endmsg; break;
 449         }
 450         if (_pcmi->state ()) {
 451                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
 452                 return -1;
 453         }
 454
 455 #ifndef NDEBUG
 456         _pcmi->printinfo ();
 457 #endif
 458
 459         if (_n_outputs != _pcmi->nplay ()) {
 460                 if (_n_outputs == 0) {
 461                  _n_outputs = _pcmi->nplay ();
 462                 } else {
 463                  _n_outputs = std::min (_n_outputs, _pcmi->nplay ());
 464                 }
 465                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: adjusted output channel count to match device.") << endmsg;
 466         }
 467
 468         if (_n_inputs != _pcmi->ncapt ()) {
 469                 if (_n_inputs == 0) {
 470                  _n_inputs = _pcmi->ncapt ();
 471                 } else {
 472                  _n_inputs = std::min (_n_inputs, _pcmi->ncapt ());
 473                 }
 474                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: adjusted input channel count to match device.") << endmsg;
 475         }
 476
 477         if (_pcmi->fsize() != _samples_per_period) {
 478                 _samples_per_period = _pcmi->fsize();
 479                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: samples per period does not match.") << endmsg;
 480         }
 481
 482         if (_pcmi->fsamp() != _samplerate) {
 483                 _samplerate = _pcmi->fsamp();
 484                 engine.sample_rate_change (_samplerate);
 485                 PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: sample rate does not match.") << endmsg;
 486         }
 487
 488         if (for_latency_measurement) {
 489                 _systemic_input_latency = 0;
 490                 _systemic_output_latency = 0;
 491         }
 492
 493         register_system_midi_ports();
 494
 495         if (register_system_audio_ports()) {
 496                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to register system ports.") << endmsg;
 497                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
 498                 return -1;
 499         }
 500
 501         if (engine.reestablish_ports ()) {
 502                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: Could not re-establish ports.") << endmsg;
 503                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
 504                 return -1;
 505         }
 506
 507         engine.buffer_size_change (_samples_per_period);
 508         engine.reconnect_ports ();
 509         _run = true;
 510
 511         if (_realtime_pthread_create (SCHED_FIFO, -20,
 512                                 &_main_thread, pthread_process, this))
 513         {
 514                 if (pthread_create (&_main_thread, NULL, pthread_process, this))
 515                 {
 516                         PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to create process thread.") << endmsg;
 517                         delete _pcmi; _pcmi = 0;
 518                         _run = false;
 519                         return -1;
 520                 } else {
 521                         PBD::warning << _("AlsaAudioBackend: cannot acquire realtime permissions.") << endmsg;
 522                 }
 523         }
 524
 525         int timeout = 5000;
 526         while (!_active && --timeout > 0) { Glib::usleep (1000); }
 527
 528         if (timeout == 0 || !_active) {
 529                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to start process thread.") << endmsg;
 530                 delete _pcmi; _pcmi = 0;
 531                 _run = false;
 532                 return -1;
 533         }
 534
 535         return 0;
 536 }
 537
 538 int
 539 AlsaAudioBackend::stop ()
 540 {
 541         void *status;
 542         if (!_active) {
 543                 return 0;
 544         }
 545
 546         _run = false;
 547         if (pthread_join (_main_thread, &status)) {
 548                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: failed to terminate.") << endmsg;
 549                 return -1;
 550         }
 551
 552         while (!_rmidi_out.empty ()) {
 553                 AlsaRawMidiIO *m = _rmidi_out.back ();
 554                 m->stop();
 555                 _rmidi_out.pop_back ();
 556                 delete m;
 557         }
 558         while (!_rmidi_in.empty ()) {
 559                 AlsaRawMidiIO *m = _rmidi_in.back ();
 560                 m->stop();
 561                 _rmidi_in.pop_back ();
 562                 delete m;
 563         }
 564
 565         unregister_system_ports();
 566         delete _pcmi; _pcmi = 0;
 567         return (_active == false) ? 0 : -1;
 568 }
 569
 570 int
 571 AlsaAudioBackend::freewheel (bool onoff)
 572 {
 573         if (onoff == _freewheeling) {
 574                 return 0;
 575         }
 576         _freewheeling = onoff;
 577         engine.freewheel_callback (onoff);
 578         return 0;
 579 }
 580
 581 float
 582 AlsaAudioBackend::dsp_load () const
 583 {
 584         return 100.f * _dsp_load;
 585 }
 586
 587 size_t
 588 AlsaAudioBackend::raw_buffer_size (DataType t)
 589 {
 590         switch (t) {
 591                 case DataType::AUDIO:
 592                         return _samples_per_period * sizeof(Sample);
 593                 case DataType::MIDI:
 594                         return _max_buffer_size; // XXX not really limited
 595         }
 596         return 0;
 597 }
 598
 599 /* Process time */
 600 pframes_t
 601 AlsaAudioBackend::sample_time ()
 602 {
 603         return _processed_samples;
 604 }
 605
 606 pframes_t
 607 AlsaAudioBackend::sample_time_at_cycle_start ()
 608 {
 609         return _processed_samples;
 610 }
 611
 612 pframes_t
 613 AlsaAudioBackend::samples_since_cycle_start ()
 614 {
 615         return 0;
 616 }
 617
 618
 619 void *
 620 AlsaAudioBackend::alsa_process_thread (void *arg)
 621 {
 622         ThreadData* td = reinterpret_cast<ThreadData*> (arg);
 623         boost::function<void ()> f = td->f;
 624         delete td;
 625         f ();
 626         return 0;
 627 }
 628
 629 int
 630 AlsaAudioBackend::create_process_thread (boost::function<void()> func)
 631 {
 632         pthread_t thread_id;
 633         pthread_attr_t attr;
 634         size_t stacksize = 100000;
 635
 636         pthread_attr_init (&attr);
 637         pthread_attr_setstacksize (&attr, stacksize);
 638         ThreadData* td = new ThreadData (this, func, stacksize);
 639
 640         if (pthread_create (&thread_id, &attr, alsa_process_thread, td)) {
 641                 PBD::error << _("AudioEngine: cannot create process thread.") << endmsg;
 642                 pthread_attr_destroy (&attr);
 643                 return -1;
 644         }
 645         pthread_attr_destroy (&attr);
 646
 647         _threads.push_back (thread_id);
 648         return 0;
 649 }
 650
 651 int
 652 AlsaAudioBackend::join_process_threads ()
 653 {
 654         int rv = 0;
 655
 656         for (std::vector<pthread_t>::const_iterator i = _threads.begin (); i != _threads.end (); ++i)
 657         {
 658                 void *status;
 659                 if (pthread_join (*i, &status)) {
 660                         PBD::error << _("AudioEngine: cannot terminate process thread.") << endmsg;
 661                         rv -= 1;
 662                 }
 663         }
 664         _threads.clear ();
 665         return rv;
 666 }
 667
 668 bool
 669 AlsaAudioBackend::in_process_thread ()
 670 {
 671         for (std::vector<pthread_t>::const_iterator i = _threads.begin (); i != _threads.end (); ++i)
 672         {
 673                 if (pthread_equal (*i, pthread_self ()) != 0) {
 674                         return true;
 675                 }
 676         }
 677         return false;
 678 }
 679
 680 uint32_t
 681 AlsaAudioBackend::process_thread_count ()
 682 {
 683         return _threads.size ();
 684 }
 685
 686 void
 687 AlsaAudioBackend::update_latencies ()
 688 {
 689 }
 690
 691 /* PORTENGINE API */
 692
 693 void*
 694 AlsaAudioBackend::private_handle () const
 695 {
 696         return NULL;
 697 }
 698
 699 const std::string&
 700 AlsaAudioBackend::my_name () const
 701 {
 702         return _instance_name;
 703 }
 704
 705 bool
 706 AlsaAudioBackend::available () const
 707 {
 708         return _run && _active;
 709 }
 710
 711 uint32_t
 712 AlsaAudioBackend::port_name_size () const
 713 {
 714         return 256;
 715 }
 716
 717 int
 718 AlsaAudioBackend::set_port_name (PortEngine::PortHandle port, const std::string& name)
 719 {
 720         if (!valid_port (port)) {
 721                 PBD::error << _("AlsaBackend::set_port_name: Invalid Port(s)") << endmsg;
 722                 return -1;
 723         }
 724         return static_cast<AlsaPort*>(port)->set_name (_instance_name + ":" + name);
 725 }
 726
 727 std::string
 728 AlsaAudioBackend::get_port_name (PortEngine::PortHandle port) const
 729 {
 730         if (!valid_port (port)) {
 731                 PBD::error << _("AlsaBackend::get_port_name: Invalid Port(s)") << endmsg;
 732                 return std::string ();
 733         }
 734         return static_cast<AlsaPort*>(port)->name ();
 735 }
 736
 737 PortEngine::PortHandle
 738 AlsaAudioBackend::get_port_by_name (const std::string& name) const
 739 {
 740         PortHandle port = (PortHandle) find_port (name);
 741         return port;
 742 }
 743
 744 int
 745 AlsaAudioBackend::get_ports (
 746                 const std::string& port_name_pattern,
 747                 DataType type, PortFlags flags,
 748                 std::vector<std::string>& port_names) const
 749 {
 750         int rv = 0;
 751         regex_t port_regex;
 752         bool use_regexp = false;
 753         if (port_name_pattern.size () > 0) {
 754                 if (!regcomp (&port_regex, port_name_pattern.c_str (), REG_EXTENDED|REG_NOSUB)) {
 755                         use_regexp = true;
 756                 }
 757         }
 758         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
 759                 AlsaPort* port = _ports[i];
 760                 if ((port->type () == type) && (port->flags () & flags)) {
 761                         if (!use_regexp || !regexec (&port_regex, port->name ().c_str (), 0, NULL, 0)) {
 762                                 port_names.push_back (port->name ());
 763                                 ++rv;
 764                         }
 765                 }
 766         }
 767         if (use_regexp) {
 768                 regfree (&port_regex);
 769         }
 770         return rv;
 771 }
 772
 773 DataType
 774 AlsaAudioBackend::port_data_type (PortEngine::PortHandle port) const
 775 {
 776         if (!valid_port (port)) {
 777                 return DataType::NIL;
 778         }
 779         return static_cast<AlsaPort*>(port)->type ();
 780 }
 781
 782 PortEngine::PortHandle
 783 AlsaAudioBackend::register_port (
 784                 const std::string& name,
 785                 ARDOUR::DataType type,
 786                 ARDOUR::PortFlags flags)
 787 {
 788         if (name.size () == 0) { return 0; }
 789         if (flags & IsPhysical) { return 0; }
 790         return add_port (_instance_name + ":" + name, type, flags);
 791 }
 792
 793 PortEngine::PortHandle
 794 AlsaAudioBackend::add_port (
 795                 const std::string& name,
 796                 ARDOUR::DataType type,
 797                 ARDOUR::PortFlags flags)
 798 {
 799         assert(name.size ());
 800         if (find_port (name)) {
 801                 PBD::error << _("AlsaBackend::register_port: Port already exists:")
 802                                 << " (" << name << ")" << endmsg;
 803                 return 0;
 804         }
 805         AlsaPort* port = NULL;
 806         switch (type) {
 807                 case DataType::AUDIO:
 808                         port = new AlsaAudioPort (*this, name, flags);
 809                         break;
 810                 case DataType::MIDI:
 811                         port = new AlsaMidiPort (*this, name, flags);
 812                         break;
 813                 default:
 814                         PBD::error << _("AlsaBackend::register_port: Invalid Data Type.") << endmsg;
 815                         return 0;
 816         }
 817
 818         _ports.push_back (port);
 819
 820         return port;
 821 }
 822
 823 void
 824 AlsaAudioBackend::unregister_port (PortEngine::PortHandle port_handle)
 825 {
 826         if (!valid_port (port_handle)) {
 827                 PBD::error << _("AlsaBackend::unregister_port: Invalid Port.") << endmsg;
 828         }
 829         AlsaPort* port = static_cast<AlsaPort*>(port_handle);
 830         std::vector<AlsaPort*>::iterator i = std::find (_ports.begin (), _ports.end (), static_cast<AlsaPort*>(port_handle));
 831         if (i == _ports.end ()) {
 832                 PBD::error << _("AlsaBackend::unregister_port: Failed to find port") << endmsg;
 833                 return;
 834         }
 835         disconnect_all(port_handle);
 836         _ports.erase (i);
 837         delete port;
 838 }
 839
 840 int
 841 AlsaAudioBackend::register_system_audio_ports()
 842 {
 843         LatencyRange lr;
 844
 845         const int a_ins = _n_inputs > 0 ? _n_inputs : 2;
 846         const int a_out = _n_outputs > 0 ? _n_outputs : 2;
 847
 848         /* audio ports */
 849         lr.min = lr.max = _samples_per_period * _periods_per_cycle + _systemic_input_latency;
 850         for (int i = 1; i <= a_ins; ++i) {
 851                 char tmp[64];
 852                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:capture_%d", i);
 853                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::AUDIO, static_cast<PortFlags>(IsOutput | IsPhysical | IsTerminal));
 854                 if (!p) return -1;
 855                 set_latency_range (p, false, lr);
 856                 _system_inputs.push_back(static_cast<AlsaPort*>(p));
 857         }
 858
 859         lr.min = lr.max = _samples_per_period * _periods_per_cycle + _systemic_output_latency;
 860         for (int i = 1; i <= a_out; ++i) {
 861                 char tmp[64];
 862                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:playback_%d", i);
 863                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::AUDIO, static_cast<PortFlags>(IsInput | IsPhysical | IsTerminal));
 864                 if (!p) return -1;
 865                 set_latency_range (p, false, lr);
 866                 _system_outputs.push_back(static_cast<AlsaPort*>(p));
 867         }
 868         return 0;
 869 }
 870
 871 int
 872 AlsaAudioBackend::register_system_midi_ports()
 873 {
 874         LatencyRange lr;
 875         std::vector<std::string> devices;
 876
 877         if (_midi_device == _("-None-")) {
 878                 return 0;
 879         }
 880         else if (_midi_device == _("-All-")) {
 881                 enumerate_midi_devices(devices);
 882         } else {
 883                 unsigned int pos = _midi_device.find(" ");
 884                 devices.push_back(_midi_device.substr(0, pos));
 885         }
 886
 887         for (std::vector<std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end (); ++i) {
 888
 889                 AlsaRawMidiOut *mout = new AlsaRawMidiOut (i->c_str());
 890                 if (mout->state ()) {
 891                         PBD::warning << string_compose (
 892                                         _("AlsaRawMidiOut: failed to open midi device '%1'."), *i)
 893                                 << endmsg;
 894                         delete mout;
 895                 } else {
 896                         mout->setup_timing(_samples_per_period, _samplerate);
 897                         mout->sync_time (g_get_monotonic_time());
 898                         if (mout->start ()) {
 899                                 PBD::warning << string_compose (
 900                                                 _("AlsaRawMidiOut: failed to start midi device '%1'."), *i)
 901                                         << endmsg;
 902                                 delete mout;
 903                         } else {
 904                                 _rmidi_out.push_back (mout);
 905                         }
 906                 }
 907
 908                 AlsaRawMidiIn *midin = new AlsaRawMidiIn (i->c_str());
 909                 if (midin->state ()) {
 910                         PBD::warning << string_compose (
 911                                         _("AlsaRawMidiIn: failed to open midi device '%1'."), *i)
 912                                 << endmsg;
 913                         delete midin;
 914                 } else {
 915                         midin->setup_timing(_samples_per_period, _samplerate);
 916                         midin->sync_time (g_get_monotonic_time());
 917                         if (midin->start ()) {
 918                                 PBD::warning << string_compose (
 919                                                 _("AlsaRawMidiIn: failed to start midi device '%1'."), *i)
 920                                         << endmsg;
 921                                 delete midin;
 922                         } else {
 923                                 _rmidi_in.push_back (midin);
 924                         }
 925                 }
 926         }
 927
 928         const int m_ins = _rmidi_in.size();
 929         const int m_out = _rmidi_out.size();
 930
 931         lr.min = lr.max = _samples_per_period + _systemic_input_latency;
 932         for (int i = 1; i <= m_ins; ++i) {
 933                 char tmp[64];
 934                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:midi_capture_%d", i);
 935                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::MIDI, static_cast<PortFlags>(IsOutput | IsPhysical | IsTerminal));
 936                 if (!p) return -1;
 937                 set_latency_range (p, false, lr);
 938                 _system_midi_in.push_back(static_cast<AlsaPort*>(p));
 939         }
 940
 941         lr.min = lr.max = _samples_per_period + _systemic_output_latency;
 942         for (int i = 1; i <= m_out; ++i) {
 943                 char tmp[64];
 944                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:midi_playback_%d", i);
 945                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::MIDI, static_cast<PortFlags>(IsInput | IsPhysical | IsTerminal));
 946                 if (!p) return -1;
 947                 set_latency_range (p, false, lr);
 948                 _system_midi_out.push_back(static_cast<AlsaPort*>(p));
 949         }
 950
 951         return 0;
 952 }
 953
 954 void
 955 AlsaAudioBackend::unregister_system_ports()
 956 {
 957         size_t i = 0;
 958         _system_inputs.clear();
 959         _system_outputs.clear();
 960         _system_midi_in.clear();
 961         _system_midi_out.clear();
 962         while (i <  _ports.size ()) {
 963                 AlsaPort* port = _ports[i];
 964                 if (port->is_physical () && port->is_terminal ()) {
 965                         port->disconnect_all ();
 966                         _ports.erase (_ports.begin() + i);
 967                 } else {
 968                         ++i;
 969                 }
 970         }
 971 }
 972
 973 int
 974 AlsaAudioBackend::connect (const std::string& src, const std::string& dst)
 975 {
 976         AlsaPort* src_port = find_port (src);
 977         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
 978
 979         if (!src_port) {
 980                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Source port:")
 981                                 << " (" << src <<")" << endmsg;
 982                 return -1;
 983         }
 984         if (!dst_port) {
 985                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Destination port:")
 986                         << " (" << dst <<")" << endmsg;
 987                 return -1;
 988         }
 989         return src_port->connect (dst_port);
 990 }
 991
 992 int
 993 AlsaAudioBackend::disconnect (const std::string& src, const std::string& dst)
 994 {
 995         AlsaPort* src_port = find_port (src);
 996         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
 997
 998         if (!src_port || !dst_port) {
 999                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect: Invalid Port(s)") << endmsg;
1000                 return -1;
1001         }
1002         return src_port->disconnect (dst_port);
1003 }
1004
1005 int
1006 AlsaAudioBackend::connect (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst)
1007 {
1008         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1009         if (!valid_port (src)) {
1010                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Source Port Handle") << endmsg;
1011                 return -1;
1012         }
1013         if (!dst_port) {
1014                 PBD::error << _("AlsaBackend::connect: Invalid Destination Port")
1015                         << " (" << dst << ")" << endmsg;
1016                 return -1;
1017         }
1018         return static_cast<AlsaPort*>(src)->connect (dst_port);
1019 }
1020
1021 int
1022 AlsaAudioBackend::disconnect (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst)
1023 {
1024         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1025         if (!valid_port (src) || !dst_port) {
1026                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect: Invalid Port(s)") << endmsg;
1027                 return -1;
1028         }
1029         return static_cast<AlsaPort*>(src)->disconnect (dst_port);
1030 }
1031
1032 int
1033 AlsaAudioBackend::disconnect_all (PortEngine::PortHandle port)
1034 {
1035         if (!valid_port (port)) {
1036                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect_all: Invalid Port") << endmsg;
1037                 return -1;
1038         }
1039         static_cast<AlsaPort*>(port)->disconnect_all ();
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 bool
1044 AlsaAudioBackend::connected (PortEngine::PortHandle port, bool /* process_callback_safe*/)
1045 {
1046         if (!valid_port (port)) {
1047                 PBD::error << _("AlsaBackend::disconnect_all: Invalid Port") << endmsg;
1048                 return false;
1049         }
1050         return static_cast<AlsaPort*>(port)->is_connected ();
1051 }
1052
1053 bool
1054 AlsaAudioBackend::connected_to (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst, bool /*process_callback_safe*/)
1055 {
1056         AlsaPort* dst_port = find_port (dst);
1057         if (!valid_port (src) || !dst_port) {
1058                 PBD::error << _("AlsaBackend::connected_to: Invalid Port") << endmsg;
1059                 return false;
1060         }
1061         return static_cast<AlsaPort*>(src)->is_connected (dst_port);
1062 }
1063
1064 bool
1065 AlsaAudioBackend::physically_connected (PortEngine::PortHandle port, bool /*process_callback_safe*/)
1066 {
1067         if (!valid_port (port)) {
1068                 PBD::error << _("AlsaBackend::physically_connected: Invalid Port") << endmsg;
1069                 return false;
1070         }
1071         return static_cast<AlsaPort*>(port)->is_physically_connected ();
1072 }
1073
1074 int
1075 AlsaAudioBackend::get_connections (PortEngine::PortHandle port, std::vector<std::string>& names, bool /*process_callback_safe*/)
1076 {
1077         if (!valid_port (port)) {
1078                 PBD::error << _("AlsaBackend::get_connections: Invalid Port") << endmsg;
1079                 return -1;
1080         }
1081
1082         assert (0 == names.size ());
1083
1084         const std::vector<AlsaPort*>& connected_ports = static_cast<AlsaPort*>(port)->get_connections ();
1085
1086         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator i = connected_ports.begin (); i != connected_ports.end (); ++i) {
1087                 names.push_back ((*i)->name ());
1088         }
1089
1090         return (int)names.size ();
1091 }
1092
1093 /* MIDI */
1094 int
1095 AlsaAudioBackend::midi_event_get (
1096                 pframes_t& timestamp,
1097                 size_t& size, uint8_t** buf, void* port_buffer,
1098                 uint32_t event_index)
1099 {
1100         assert (buf && port_buffer);
1101         AlsaMidiBuffer& source = * static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer);
1102         if (event_index >= source.size ()) {
1103                 return -1;
1104         }
1105         AlsaMidiEvent * const event = source[event_index].get ();
1106
1107         timestamp = event->timestamp ();
1108         size = event->size ();
1109         *buf = event->data ();
1110         return 0;
1111 }
1112
1113 int
1114 AlsaAudioBackend::midi_event_put (
1115                 void* port_buffer,
1116                 pframes_t timestamp,
1117                 const uint8_t* buffer, size_t size)
1118 {
1119         assert (buffer && port_buffer);
1120         AlsaMidiBuffer& dst = * static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer);
1121         if (dst.size () && (pframes_t)dst.back ()->timestamp () > timestamp) {
1122                 fprintf (stderr, "AlsaMidiBuffer: it's too late for this event. %d > %d\n",
1123                                 (pframes_t)dst.back ()->timestamp (), timestamp);
1124                 return -1;
1125         }
1126         dst.push_back (boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>(new AlsaMidiEvent (timestamp, buffer, size)));
1127         return 0;
1128 }
1129
1130 uint32_t
1131 AlsaAudioBackend::get_midi_event_count (void* port_buffer)
1132 {
1133         assert (port_buffer);
1134         return static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer)->size ();
1135 }
1136
1137 void
1138 AlsaAudioBackend::midi_clear (void* port_buffer)
1139 {
1140         assert (port_buffer);
1141         AlsaMidiBuffer * buf = static_cast<AlsaMidiBuffer*>(port_buffer);
1142         assert (buf);
1143         buf->clear ();
1144 }
1145
1146 /* Monitoring */
1147
1148 bool
1149 AlsaAudioBackend::can_monitor_input () const
1150 {
1151         return false;
1152 }
1153
1154 int
1155 AlsaAudioBackend::request_input_monitoring (PortEngine::PortHandle, bool)
1156 {
1157         return -1;
1158 }
1159
1160 int
1161 AlsaAudioBackend::ensure_input_monitoring (PortEngine::PortHandle, bool)
1162 {
1163         return -1;
1164 }
1165
1166 bool
1167 AlsaAudioBackend::monitoring_input (PortEngine::PortHandle)
1168 {
1169         return false;
1170 }
1171
1172 /* Latency management */
1173
1174 void
1175 AlsaAudioBackend::set_latency_range (PortEngine::PortHandle port, bool for_playback, LatencyRange latency_range)
1176 {
1177         if (!valid_port (port)) {
1178                 PBD::error << _("AlsaPort::set_latency_range (): invalid port.") << endmsg;
1179         }
1180         static_cast<AlsaPort*>(port)->set_latency_range (latency_range, for_playback);
1181 }
1182
1183 LatencyRange
1184 AlsaAudioBackend::get_latency_range (PortEngine::PortHandle port, bool for_playback)
1185 {
1186         if (!valid_port (port)) {
1187                 PBD::error << _("AlsaPort::get_latency_range (): invalid port.") << endmsg;
1188                 LatencyRange r;
1189                 r.min = 0;
1190                 r.max = 0;
1191                 return r;
1192         }
1193         return static_cast<AlsaPort*>(port)->latency_range (for_playback);
1194 }
1195
1196 /* Discovering physical ports */
1197
1198 bool
1199 AlsaAudioBackend::port_is_physical (PortEngine::PortHandle port) const
1200 {
1201         if (!valid_port (port)) {
1202                 PBD::error << _("AlsaPort::port_is_physical (): invalid port.") << endmsg;
1203                 return false;
1204         }
1205         return static_cast<AlsaPort*>(port)->is_physical ();
1206 }
1207
1208 void
1209 AlsaAudioBackend::get_physical_outputs (DataType type, std::vector<std::string>& port_names)
1210 {
1211         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1212                 AlsaPort* port = _ports[i];
1213                 if ((port->type () == type) && port->is_input () && port->is_physical ()) {
1214                         port_names.push_back (port->name ());
1215                 }
1216         }
1217 }
1218
1219 void
1220 AlsaAudioBackend::get_physical_inputs (DataType type, std::vector<std::string>& port_names)
1221 {
1222         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1223                 AlsaPort* port = _ports[i];
1224                 if ((port->type () == type) && port->is_output () && port->is_physical ()) {
1225                         port_names.push_back (port->name ());
1226                 }
1227         }
1228 }
1229
1230 ChanCount
1231 AlsaAudioBackend::n_physical_outputs () const
1232 {
1233         int n_midi = 0;
1234         int n_audio = 0;
1235         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1236                 AlsaPort* port = _ports[i];
1237                 if (port->is_output () && port->is_physical ()) {
1238                         switch (port->type ()) {
1239                                 case DataType::AUDIO: ++n_audio; break;
1240                                 case DataType::MIDI: ++n_midi; break;
1241                                 default: break;
1242                         }
1243                 }
1244         }
1245         ChanCount cc;
1246         cc.set (DataType::AUDIO, n_audio);
1247         cc.set (DataType::MIDI, n_midi);
1248         return cc;
1249 }
1250
1251 ChanCount
1252 AlsaAudioBackend::n_physical_inputs () const
1253 {
1254         int n_midi = 0;
1255         int n_audio = 0;
1256         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1257                 AlsaPort* port = _ports[i];
1258                 if (port->is_input () && port->is_physical ()) {
1259                         switch (port->type ()) {
1260                                 case DataType::AUDIO: ++n_audio; break;
1261                                 case DataType::MIDI: ++n_midi; break;
1262                                 default: break;
1263                         }
1264                 }
1265         }
1266         ChanCount cc;
1267         cc.set (DataType::AUDIO, n_audio);
1268         cc.set (DataType::MIDI, n_midi);
1269         return cc;
1270 }
1271
1272 /* Getting access to the data buffer for a port */
1273
1274 void*
1275 AlsaAudioBackend::get_buffer (PortEngine::PortHandle port, pframes_t nframes)
1276 {
1277         assert (port);
1278         assert (valid_port (port));
1279         return static_cast<AlsaPort*>(port)->get_buffer (nframes);
1280 }
1281
1282 /* Engine Process */
1283 void *
1284 AlsaAudioBackend::main_process_thread ()
1285 {
1286         AudioEngine::thread_init_callback (this);
1287         _active = true;
1288         _processed_samples = 0;
1289
1290         uint64_t clock1, clock2;
1291         clock1 = g_get_monotonic_time();
1292         _pcmi->pcm_start ();
1293         int no_proc_errors = 0;
1294
1295         while (_run) {
1296                 long nr;
1297                 bool xrun = false;
1298                 if (!_freewheeling) {
1299                         nr = _pcmi->pcm_wait ();
1300
1301                         if (_pcmi->state () > 0) {
1302                                 ++no_proc_errors;
1303                                 xrun = true;
1304                         }
1305                         if (_pcmi->state () < 0 || no_proc_errors > 50) {
1306                                 PBD::error << _("AlsaAudioBackend: I/O error. Audio Process Terminated.") << endmsg;
1307                                 break;
1308                         }
1309                         while (nr >= (long)_samples_per_period) {
1310                                 uint32_t i = 0;
1311                                 clock1 = g_get_monotonic_time();
1312                                 no_proc_errors = 0;
1313
1314                                 _pcmi->capt_init (_samples_per_period);
1315                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_inputs.begin (); it != _system_inputs.end (); ++it, ++i) {
1316                                         _pcmi->capt_chan (i, (float*)((*it)->get_buffer(_samples_per_period)), _samples_per_period);
1317                                 }
1318                                 _pcmi->capt_done (_samples_per_period);
1319
1320                                 /* de-queue midi*/
1321                                 i = 0;
1322                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_midi_in.begin (); it != _system_midi_in.end (); ++it, ++i) {
1323                                         assert (_rmidi_in.size() > i);
1324                                         AlsaRawMidiIn *rm = static_cast<AlsaRawMidiIn*>(_rmidi_in.at(i));
1325                                         void *bptr = (*it)->get_buffer(0);
1326                                         pframes_t time;
1327                                         uint8_t data[64]; // match MaxAlsaRawEventSize in alsa_rawmidi.cc
1328                                         size_t size = sizeof(data);
1329                                         midi_clear(bptr);
1330                                         while (rm->recv_event (time, data, size)) {
1331                                                 midi_event_put(bptr, time, data, size);
1332                                                 size = sizeof(data);
1333                                         }
1334                                         rm->sync_time (clock1);
1335                                 }
1336
1337                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_outputs.begin (); it != _system_outputs.end (); ++it) {
1338                                         memset ((*it)->get_buffer (_samples_per_period), 0, _samples_per_period * sizeof (Sample));
1339                                 }
1340
1341                                 if (engine.process_callback (_samples_per_period)) {
1342                                         _pcmi->pcm_stop ();
1343                                         return 0;
1344                                 }
1345
1346                                 /* queue midi*/
1347                                 i = 0;
1348                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_midi_out.begin (); it != _system_midi_out.end (); ++it, ++i) {
1349                                         assert (_rmidi_out.size() > i);
1350                                         AlsaRawMidiOut *rm = static_cast<AlsaRawMidiOut*>(_rmidi_out.at(i));
1351                                         const AlsaMidiBuffer *src = static_cast<const AlsaMidiBuffer*>((*it)->get_buffer(0));
1352                                         rm->sync_time (clock1); // ?? use clock pre DSP load?
1353                                         for (AlsaMidiBuffer::const_iterator mit = src->begin (); mit != src->end (); ++mit) {
1354                                                 rm->send_event ((*mit)->timestamp(), (*mit)->data(), (*mit)->size());
1355                                         }
1356                                 }
1357
1358                                 /* write back audio */
1359                                 i = 0;
1360                                 _pcmi->play_init (_samples_per_period);
1361                                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_outputs.begin (); it != _system_outputs.end (); ++it, ++i) {
1362                                         _pcmi->play_chan (i, (const float*)(*it)->get_buffer (_samples_per_period), _samples_per_period);
1363                                 }
1364                                 for (; i < _pcmi->nplay (); ++i) {
1365                                         _pcmi->clear_chan (i, _samples_per_period);
1366                                 }
1367                                 _pcmi->play_done (_samples_per_period);
1368                                 nr -= _samples_per_period;
1369                                 _processed_samples += _samples_per_period;
1370
1371                                 /* calculate DSP load */
1372                                 clock2 = g_get_monotonic_time();
1373                                 const int64_t elapsed_time = clock2 - clock1;
1374                                 const int64_t nomial_time = 1e6 * _samples_per_period / _samplerate;
1375                                 _dsp_load = elapsed_time / (float) nomial_time;
1376                         }
1377
1378                         if (xrun && (_pcmi->capt_xrun() > 0 || _pcmi->play_xrun() > 0)) {
1379                                 engine.Xrun ();
1380 #if 0
1381                                 fprintf(stderr, "ALSA x-run read: %.1f ms, write: %.1f ms\n",
1382                                                 _pcmi->capt_xrun() * 1000.0, _pcmi->play_xrun() * 1000.0);
1383 #endif
1384                         }
1385                 } else {
1386                         // Freewheelin'
1387                         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_inputs.begin (); it != _system_inputs.end (); ++it) {
1388                                 memset ((*it)->get_buffer (_samples_per_period), 0, _samples_per_period * sizeof (Sample));
1389                         }
1390                         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _system_midi_in.begin (); it != _system_midi_in.end (); ++it) {
1391                                 static_cast<AlsaMidiBuffer*>((*it)->get_buffer(0))->clear ();
1392                         }
1393
1394                         if (engine.process_callback (_samples_per_period)) {
1395                                 _pcmi->pcm_stop ();
1396                                 return 0;
1397                         }
1398                         _dsp_load = 1.0;
1399                         Glib::usleep (100); // don't hog cpu
1400                 }
1401
1402                 if (!pthread_mutex_trylock (&_port_callback_mutex)) {
1403                         while (!_port_connection_queue.empty ()) {
1404                                 PortConnectData *c = _port_connection_queue.back ();
1405                                 manager.connect_callback (c->a, c->b, c->c);
1406                                 _port_connection_queue.pop_back ();
1407                                 delete c;
1408                         }
1409                         pthread_mutex_unlock (&_port_callback_mutex);
1410                 }
1411
1412         }
1413         _pcmi->pcm_stop ();
1414         _active = false;
1415         return 0;
1416 }
1417
1418
1419 /******************************************************************************/
1420
1421 static boost::shared_ptr<AlsaAudioBackend> _instance;
1422
1423 static boost::shared_ptr<AudioBackend> backend_factory (AudioEngine& e);
1424 static int instantiate (const std::string& arg1, const std::string& /* arg2 */);
1425 static int deinstantiate ();
1426 static bool already_configured ();
1427
1428 static ARDOUR::AudioBackendInfo _descriptor = {
1429         "Alsa",
1430         instantiate,
1431         deinstantiate,
1432         backend_factory,
1433         already_configured,
1434 };
1435
1436 static boost::shared_ptr<AudioBackend>
1437 backend_factory (AudioEngine& e)
1438 {
1439         if (!_instance) {
1440                 _instance.reset (new AlsaAudioBackend (e, _descriptor));
1441         }
1442         return _instance;
1443 }
1444
1445 static int
1446 instantiate (const std::string& arg1, const std::string& /* arg2 */)
1447 {
1448         s_instance_name = arg1;
1449         return 0;
1450 }
1451
1452 static int
1453 deinstantiate ()
1454 {
1455         _instance.reset ();
1456         return 0;
1457 }
1458
1459 static bool
1460 already_configured ()
1461 {
1462         return false;
1463 }
1464
1465 extern "C" ARDOURBACKEND_API ARDOUR::AudioBackendInfo* descriptor ()
1466 {
1467         return &_descriptor;
1468 }
1469
1470
1471 /******************************************************************************/
1472 AlsaPort::AlsaPort (AlsaAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
1473         : _alsa_backend (b)
1474         , _name  (name)
1475         , _flags (flags)
1476 {
1477         _capture_latency_range.min = 0;
1478         _capture_latency_range.max = 0;
1479         _playback_latency_range.min = 0;
1480         _playback_latency_range.max = 0;
1481 }
1482
1483 AlsaPort::~AlsaPort () {
1484         disconnect_all ();
1485 }
1486
1487
1488 int AlsaPort::connect (AlsaPort *port)
1489 {
1490         if (!port) {
1491                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): invalid (null) port") << endmsg;
1492                 return -1;
1493         }
1494
1495         if (type () != port->type ()) {
1496                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): wrong port-type") << endmsg;
1497                 return -1;
1498         }
1499
1500         if (is_output () && port->is_output ()) {
1501                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): cannot inter-connect output ports.") << endmsg;
1502                 return -1;
1503         }
1504
1505         if (is_input () && port->is_input ()) {
1506                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): cannot inter-connect input ports.") << endmsg;
1507                 return -1;
1508         }
1509
1510         if (this == port) {
1511                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): cannot self-connect ports.") << endmsg;
1512                 return -1;
1513         }
1514
1515         if (is_connected (port)) {
1516 #if 0 // don't bother to warn about this for now. just ignore it
1517                 PBD::error << _("AlsaPort::connect (): ports are already connected:")
1518                         << " (" << name () << ") -> (" << port->name () << ")"
1519                         << endmsg;
1520 #endif
1521                 return -1;
1522         }
1523
1524         _connect (port, true);
1525         return 0;
1526 }
1527
1528
1529 void AlsaPort::_connect (AlsaPort *port, bool callback)
1530 {
1531         _connections.push_back (port);
1532         if (callback) {
1533                 port->_connect (this, false);
1534                 _alsa_backend.port_connect_callback (name(),  port->name(), true);
1535         }
1536 }
1537
1538 int AlsaPort::disconnect (AlsaPort *port)
1539 {
1540         if (!port) {
1541                 PBD::error << _("AlsaPort::disconnect (): invalid (null) port") << endmsg;
1542                 return -1;
1543         }
1544
1545         if (!is_connected (port)) {
1546                 PBD::error << _("AlsaPort::disconnect (): ports are not connected:")
1547                         << " (" << name () << ") -> (" << port->name () << ")"
1548                         << endmsg;
1549                 return -1;
1550         }
1551         _disconnect (port, true);
1552         return 0;
1553 }
1554
1555 void AlsaPort::_disconnect (AlsaPort *port, bool callback)
1556 {
1557         std::vector<AlsaPort*>::iterator it = std::find (_connections.begin (), _connections.end (), port);
1558
1559         assert (it != _connections.end ());
1560
1561         _connections.erase (it);
1562
1563         if (callback) {
1564                 port->_disconnect (this, false);
1565                 _alsa_backend.port_connect_callback (name(),  port->name(), false);
1566         }
1567 }
1568
1569
1570 void AlsaPort::disconnect_all ()
1571 {
1572         while (!_connections.empty ()) {
1573                 _connections.back ()->_disconnect (this, false);
1574                 _alsa_backend.port_connect_callback (name(),  _connections.back ()->name(), false);
1575                 _connections.pop_back ();
1576         }
1577 }
1578
1579 bool
1580 AlsaPort::is_connected (const AlsaPort *port) const
1581 {
1582         return std::find (_connections.begin (), _connections.end (), port) != _connections.end ();
1583 }
1584
1585 bool AlsaPort::is_physically_connected () const
1586 {
1587         for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = _connections.begin (); it != _connections.end (); ++it) {
1588                 if ((*it)->is_physical ()) {
1589                         return true;
1590                 }
1591         }
1592         return false;
1593 }
1594
1595 /******************************************************************************/
1596
1597 AlsaAudioPort::AlsaAudioPort (AlsaAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
1598         : AlsaPort (b, name, flags)
1599 {
1600         memset (_buffer, 0, sizeof (_buffer));
1601         mlock(_buffer, sizeof (_buffer));
1602 }
1603
1604 AlsaAudioPort::~AlsaAudioPort () { }
1605
1606 void* AlsaAudioPort::get_buffer (pframes_t n_samples)
1607 {
1608         if (is_input ()) {
1609                 std::vector<AlsaPort*>::const_iterator it = get_connections ().begin ();
1610                 if (it == get_connections ().end ()) {
1611                         memset (_buffer, 0, n_samples * sizeof (Sample));
1612                 } else {
1613                         AlsaAudioPort const * source = static_cast<const AlsaAudioPort*>(*it);
1614                         assert (source && source->is_output ());
1615                         memcpy (_buffer, source->const_buffer (), n_samples * sizeof (Sample));
1616                         while (++it != get_connections ().end ()) {
1617                                 source = static_cast<const AlsaAudioPort*>(*it);
1618                                 assert (source && source->is_output ());
1619                                 Sample* dst = buffer ();
1620                                 const Sample* src = source->const_buffer ();
1621                                 for (uint32_t s = 0; s < n_samples; ++s, ++dst, ++src) {
1622                                         *dst += *src;
1623                                 }
1624                         }
1625                 }
1626         }
1627         return _buffer;
1628 }
1629
1630
1631 AlsaMidiPort::AlsaMidiPort (AlsaAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
1632         : AlsaPort (b, name, flags)
1633 {
1634         _buffer.clear ();
1635 }
1636
1637 AlsaMidiPort::~AlsaMidiPort () { }
1638
1639 struct MidiEventSorter {
1640         bool operator() (const boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>& a, const boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>& b) {
1641                 return *a < *b;
1642         }
1643 };
1644
1645 void* AlsaMidiPort::get_buffer (pframes_t /* nframes */)
1646 {
1647         if (is_input ()) {
1648                 _buffer.clear ();
1649                 for (std::vector<AlsaPort*>::const_iterator i = get_connections ().begin ();
1650                                 i != get_connections ().end ();
1651                                 ++i) {
1652                         const AlsaMidiBuffer src = static_cast<const AlsaMidiPort*>(*i)->const_buffer ();
1653                         for (AlsaMidiBuffer::const_iterator it = src.begin (); it != src.end (); ++it) {
1654                                 _buffer.push_back (boost::shared_ptr<AlsaMidiEvent>(new AlsaMidiEvent (**it)));
1655                         }
1656                 }
1657                 std::sort (_buffer.begin (), _buffer.end (), MidiEventSorter());
1658         }
1659         return &_buffer;
1660 }
1661
1662 AlsaMidiEvent::AlsaMidiEvent (const pframes_t timestamp, const uint8_t* data, size_t size)
1663         : _size (size)
1664         , _timestamp (timestamp)
1665         , _data (0)
1666 {
1667         if (size > 0) {
1668                 _data = (uint8_t*) malloc (size);
1669                 memcpy (_data, data, size);
1670         }
1671 }
1672
1673 AlsaMidiEvent::AlsaMidiEvent (const AlsaMidiEvent& other)
1674         : _size (other.size ())
1675         , _timestamp (other.timestamp ())
1676         , _data (0)
1677 {
1678         if (other.size () && other.const_data ()) {
1679                 _data = (uint8_t*) malloc (other.size ());
1680                 memcpy (_data, other.const_data (), other.size ());
1681         }
1682 };
1683
1684 AlsaMidiEvent::~AlsaMidiEvent () {
1685         free (_data);
1686 };