libs/backends/asio/asio_backend.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 "asio_backend.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 "i18n.h"
  35
  36 using namespace ARDOUR;
  37
  38 static std::string s_instance_name;
  39 size_t ASIOBackend::_max_buffer_size = 8192;
  40 std::vector<std::string> ASIOBackend::_midi_options;
  41 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus> ASIOBackend::_audio_device_status;
  42
  43
  44 /* static class instance access */
  45 static void hw_changed_callback_ptr (void *arg)
  46 {
  47         ASIOBackend *d = static_cast<ASIOBackend*> (arg);
  48         d->hw_changed_callback();
  49 }
  50
  51 static void error_callback_ptr (void *arg)
  52 {
  53         ASIOBackend *d = static_cast<ASIOBackend*> (arg);
  54         d->error_callback();
  55 }
  56
  57 static void xrun_callback_ptr (void *arg)
  58 {
  59         ASIOBackend *d = static_cast<ASIOBackend*> (arg);
  60         d->xrun_callback();
  61 }
  62
  63 static void buffer_size_callback_ptr (void *arg)
  64 {
  65         ASIOBackend *d = static_cast<ASIOBackend*> (arg);
  66         d->buffer_size_callback();
  67 }
  68
  69 static void sample_rate_callback_ptr (void *arg)
  70 {
  71         ASIOBackend *d = static_cast<ASIOBackend*> (arg);
  72         d->sample_rate_callback();
  73 }
  74
  75
  76 ASIOBackend::ASIOBackend (AudioEngine& e, AudioBackendInfo& info)
  77         : AudioBackend (e, info)
  78         , _run (false)
  79         , _active_cb (false)
  80         , _active_fw (false)
  81         , _freewheeling (false)
  82         , _freewheel (false)
  83         , _freewheel_ack (false)
  84         , _reinit_thread_callback (false)
  85         , _measure_latency (false)
  86         , _last_process_start (0)
  87         , _audio_device("")
  88         , _midi_driver_option(_("None"))
  89         , _samplerate (48000)
  90         , _samples_per_period (1024)
  91         , _n_inputs (0)
  92         , _n_outputs (0)
  93         , _systemic_audio_input_latency (0)
  94         , _systemic_audio_output_latency (0)
  95         , _dsp_load (0)
  96         , _processed_samples (0)
  97         , _port_change_flag (false)
  98 {
  99         _instance_name = s_instance_name;
 100         pthread_mutex_init (&_port_callback_mutex, 0);
 101         pthread_mutex_init (&_process_callback_mutex, 0);
 102         pthread_mutex_init (&_freewheel_mutex, 0);
 103         pthread_cond_init  (&_freewheel_signal, 0);
 104
 105 #if 0 // TODO
 106         //_pcmio = new ASIOPCM ();
 107         //_midiio = new WindowsMidiIo ();
 108
 109         _pcmio->set_hw_changed_callback (hw_changed_callback_ptr, this);
 110         _pcmio->discover();
 111 #endif
 112 }
 113
 114 ASIOBackend::~ASIOBackend ()
 115 {
 116 #if 0
 117         delete _pcmio; _pcmio = 0; // TODO
 118         delete _midiio; _midiio = 0; // TODO
 119 #endif
 120         pthread_mutex_destroy (&_port_callback_mutex);
 121         pthread_mutex_destroy (&_process_callback_mutex);
 122         pthread_mutex_destroy (&_freewheel_mutex);
 123         pthread_cond_destroy  (&_freewheel_signal);
 124 }
 125
 126 /* AUDIOBACKEND API */
 127
 128 std::string
 129 ASIOBackend::name () const
 130 {
 131         return X_("ASIO");
 132 }
 133
 134 bool
 135 ASIOBackend::is_realtime () const
 136 {
 137         return true;
 138 }
 139
 140 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus>
 141 ASIOBackend::enumerate_devices () const
 142 {
 143         _audio_device_status.clear();
 144 #if 0 // TODO
 145         std::map<size_t, std::string> devices;
 146         _pcmio->device_list(devices);
 147
 148         for (std::map<size_t, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 149                 if (_audio_device == "") _audio_device = i->second;
 150                 _audio_device_status.push_back (DeviceStatus (i->second, true));
 151         }
 152 #endif
 153         return _audio_device_status;
 154 }
 155
 156 std::vector<float>
 157 ASIOBackend::available_sample_rates (const std::string&) const
 158 {
 159         std::vector<float> sr;
 160 #if 0 // TODO
 161         _pcmio->available_sample_rates(_audio_device, sr);
 162 #endif
 163         return sr;
 164 }
 165
 166 std::vector<uint32_t>
 167 ASIOBackend::available_buffer_sizes (const std::string&) const
 168 {
 169         std::vector<uint32_t> bs;
 170 #if 0 // TODO
 171         _pcmio->available_buffer_sizes(_audio_device, bs);
 172 #endif
 173         return bs;
 174 }
 175
 176 uint32_t
 177 ASIOBackend::available_input_channel_count (const std::string&) const
 178 {
 179         return 128; // TODO query current device
 180 }
 181
 182 uint32_t
 183 ASIOBackend::available_output_channel_count (const std::string&) const
 184 {
 185         return 128; // TODO query current device
 186 }
 187
 188 bool
 189 ASIOBackend::can_change_sample_rate_when_running () const
 190 {
 191         return false;
 192 }
 193
 194 bool
 195 ASIOBackend::can_change_buffer_size_when_running () const
 196 {
 197         return true;
 198 }
 199
 200 int
 201 ASIOBackend::set_device_name (const std::string& d)
 202 {
 203         _audio_device = d;
 204 #if 0 // TODO
 205         const float sr = _pcmio->current_sample_rate(_audio_device);
 206 #endif
 207         //if (sr > 0) { set_sample_rate(sr); }
 208         return 0;
 209 }
 210
 211 int
 212 ASIOBackend::set_sample_rate (float sr)
 213 {
 214         if (sr <= 0) { return -1; }
 215         // TODO check if it's in the list of valid SR
 216         _samplerate = sr;
 217         engine.sample_rate_change (sr);
 218         return 0;
 219 }
 220
 221 int
 222 ASIOBackend::set_buffer_size (uint32_t bs)
 223 {
 224         if (bs <= 0 || bs >= _max_buffer_size) {
 225                 return -1;
 226         }
 227         _samples_per_period = bs;
 228 #if 0 // TODO
 229         _pcmio->set_samples_per_period(bs);
 230 #endif
 231         engine.buffer_size_change (bs);
 232         return 0;
 233 }
 234
 235 int
 236 ASIOBackend::set_interleaved (bool yn)
 237 {
 238         if (!yn) { return 0; }
 239         return -1;
 240 }
 241
 242 int
 243 ASIOBackend::set_input_channels (uint32_t cc)
 244 {
 245         _n_inputs = cc;
 246         return 0;
 247 }
 248
 249 int
 250 ASIOBackend::set_output_channels (uint32_t cc)
 251 {
 252         _n_outputs = cc;
 253         return 0;
 254 }
 255
 256 int
 257 ASIOBackend::set_systemic_input_latency (uint32_t sl)
 258 {
 259         _systemic_audio_input_latency = sl;
 260         return 0;
 261 }
 262
 263 int
 264 ASIOBackend::set_systemic_output_latency (uint32_t sl)
 265 {
 266         _systemic_audio_output_latency = sl;
 267         return 0;
 268 }
 269
 270 /* Retrieving parameters */
 271 std::string
 272 ASIOBackend::device_name () const
 273 {
 274         return _audio_device;
 275 }
 276
 277 float
 278 ASIOBackend::sample_rate () const
 279 {
 280         return _samplerate;
 281 }
 282
 283 uint32_t
 284 ASIOBackend::buffer_size () const
 285 {
 286         return _samples_per_period;
 287 }
 288
 289 bool
 290 ASIOBackend::interleaved () const
 291 {
 292         return false;
 293 }
 294
 295 uint32_t
 296 ASIOBackend::input_channels () const
 297 {
 298         return _n_inputs;
 299 }
 300
 301 uint32_t
 302 ASIOBackend::output_channels () const
 303 {
 304         return _n_outputs;
 305 }
 306
 307 uint32_t
 308 ASIOBackend::systemic_input_latency () const
 309 {
 310         return _systemic_audio_input_latency;
 311 }
 312
 313 uint32_t
 314 ASIOBackend::systemic_output_latency () const
 315 {
 316         return _systemic_audio_output_latency;
 317 }
 318
 319 /* MIDI */
 320
 321 std::vector<std::string>
 322 ASIOBackend::enumerate_midi_options () const
 323 {
 324         if (_midi_options.empty()) {
 325                 _midi_options.push_back (_("WindowsMidi"));
 326                 _midi_options.push_back (_("None"));
 327         }
 328         return _midi_options;
 329 }
 330
 331 int
 332 ASIOBackend::set_midi_option (const std::string& opt)
 333 {
 334         if (opt != _("None") && opt != _("WindowsMidi")) {
 335                 return -1;
 336         }
 337         _midi_driver_option = opt;
 338         return 0;
 339 }
 340
 341 std::string
 342 ASIOBackend::midi_option () const
 343 {
 344         return _midi_driver_option;
 345 }
 346
 347 void
 348 ASIOBackend::launch_control_app ()
 349 {
 350         // TODO
 351 }
 352
 353 /* State Control */
 354
 355 static void * pthread_freewheel (void *arg)
 356 {
 357         ASIOBackend *d = static_cast<ASIOBackend *>(arg);
 358         d->freewheel_thread ();
 359         pthread_exit (0);
 360         return 0;
 361 }
 362
 363 static int process_callback_ptr (void *arg, const uint32_t n_samples, const uint64_t host_time)
 364 {
 365         ASIOBackend *d = static_cast<ASIOBackend*> (arg);
 366         return d->process_callback(n_samples, host_time);
 367 }
 368
 369 int
 370 ASIOBackend::_start (bool for_latency_measurement)
 371 {
 372         if ((!_active_cb || !_active_fw)  && _run) {
 373                 // recover from 'halted', reap threads
 374                 stop();
 375         }
 376
 377         if (_active_cb || _active_fw || _run) {
 378                 PBD::error << _("ASIOBackend: already active.") << endmsg;
 379                 return -1;
 380         }
 381
 382         if (_ports.size()) {
 383                 PBD::warning << _("ASIOBackend: recovering from unclean shutdown, port registry is not empty.") << endmsg;
 384                 _system_inputs.clear();
 385                 _system_outputs.clear();
 386                 _system_midi_in.clear();
 387                 _system_midi_out.clear();
 388                 _ports.clear();
 389         }
 390
 391         assert(_active_cb == false);
 392         assert(_active_fw == false);
 393
 394         _freewheel_ack = false;
 395         _reinit_thread_callback = true;
 396         _last_process_start = 0;
 397
 398 #if 0 // TODO
 399         _pcmio->set_error_callback (error_callback_ptr, this);
 400         _pcmio->set_buffer_size_callback (buffer_size_callback_ptr, this);
 401         _pcmio->set_sample_rate_callback (sample_rate_callback_ptr, this);
 402
 403         _pcmio->pcm_start (device1, device2, _samplerate, _samples_per_period, process_callback_ptr, this);
 404
 405         switch (_pcmio->state ()) {
 406                 case 0: /* OK */ break;
 407                 case -1: PBD::error << _("ASIOBackend: failed to open device.") << endmsg; break;
 408                 default: PBD::error << _("ASIOBackend: initialization failed.") << endmsg; break;
 409         }
 410         if (_pcmio->state ()) {
 411                 return -1;
 412         }
 413
 414         if (_n_outputs != _pcmio->n_playback_channels ()) {
 415                 if (_n_outputs == 0) {
 416                  _n_outputs = _pcmio->n_playback_channels ();
 417                 } else {
 418                  _n_outputs = std::min (_n_outputs, _pcmio->n_playback_channels ());
 419                 }
 420                 PBD::info << _("ASIOBackend: adjusted output channel count to match device.") << endmsg;
 421         }
 422
 423         if (_n_inputs != _pcmio->n_capture_channels ()) {
 424                 if (_n_inputs == 0) {
 425                  _n_inputs = _pcmio->n_capture_channels ();
 426                 } else {
 427                  _n_inputs = std::min (_n_inputs, _pcmio->n_capture_channels ());
 428                 }
 429                 PBD::info << _("ASIOBackend: adjusted input channel count to match device.") << endmsg;
 430         }
 431
 432         if (_pcmio->samples_per_period() != _samples_per_period) {
 433                 _samples_per_period = _pcmio->samples_per_period();
 434                 PBD::warning << _("ASIOBackend: samples per period does not match.") << endmsg;
 435         }
 436
 437         if (_pcmio->sample_rate() != _samplerate) {
 438                 _samplerate = _pcmio->sample_rate();
 439                 engine.sample_rate_change (_samplerate);
 440                 PBD::warning << _("ASIOBackend: sample rate does not match.") << endmsg;
 441         }
 442 #endif
 443
 444         _measure_latency = for_latency_measurement;
 445
 446         _preinit = true;
 447         _run = true;
 448         _port_change_flag = false;
 449
 450 #if 0 // TODO
 451         if (_midi_driver_option == _("WindowsMidi")) {
 452                 // TODO
 453                 //_midiio->set_enabled(true);
 454                 //_midiio->set_port_changed_callback(midi_port_change, this);
 455                 //_midiio->start(); // triggers port discovery, callback coremidi_rediscover()
 456         }
 457 #endif
 458
 459         if (register_system_audio_ports()) {
 460                 PBD::error << _("ASIOBackend: failed to register system ports.") << endmsg;
 461                 _run = false;
 462                 return -1;
 463         }
 464
 465         engine.sample_rate_change (_samplerate);
 466         engine.buffer_size_change (_samples_per_period);
 467
 468         if (engine.reestablish_ports ()) {
 469                 PBD::error << _("ASIOBackend: Could not re-establish ports.") << endmsg;
 470                 _run = false;
 471                 return -1;
 472         }
 473
 474         if (pthread_create (&_freeewheel_thread, NULL, pthread_freewheel, this))
 475         {
 476                 PBD::error << _("ASIOBackend: failed to create process thread.") << endmsg;
 477 #if 0 // TODO
 478                 delete _pcmio; _pcmio = 0;
 479 #endif
 480                 _run = false;
 481                 return -1;
 482         }
 483
 484         int timeout = 5000;
 485         while ((!_active_cb || !_active_fw) && --timeout > 0) { Glib::usleep (1000); }
 486
 487         if (timeout == 0) {
 488                 PBD::error << _("ASIOBackend: failed to start.") << endmsg;
 489         }
 490
 491         if (!_active_fw) {
 492                 PBD::error << _("ASIOBackend: failed to start freewheeling thread.") << endmsg;
 493                 _run = false;
 494 #if 0 // TODO
 495                 _pcmio->pcm_stop();
 496 #endif
 497                 unregister_ports();
 498                 _active_cb = false;
 499                 _active_fw = false;
 500                 return -1;
 501         }
 502
 503         if (!_active_cb) {
 504                 PBD::error << _("ASIOBackend: failed to start ASIO.") << endmsg;
 505                 stop();
 506                 _run = false;
 507                 return -1;
 508         }
 509
 510         engine.reconnect_ports ();
 511
 512         // force  an initial registration_callback() & latency re-compute
 513         _port_change_flag = true;
 514         pre_process ();
 515
 516         // all systems go.
 517 #if 0 // TODO
 518         _pcmio->set_xrun_callback (xrun_callback_ptr, this);
 519 #endif
 520         _preinit = false;
 521
 522         return 0;
 523 }
 524
 525 int
 526 ASIOBackend::stop ()
 527 {
 528         void *status;
 529         if (!_run) {
 530                 return 0;
 531         }
 532
 533         _run = false;
 534 #if 0 // TODO
 535         _pcmio->pcm_stop();
 536         _midiio->set_port_changed_callback(NULL, NULL);
 537         _midiio->stop();
 538 #endif
 539         pthread_mutex_lock (&_freewheel_mutex);
 540         pthread_cond_signal (&_freewheel_signal);
 541         pthread_mutex_unlock (&_freewheel_mutex);
 542
 543         if (pthread_join (_freeewheel_thread, &status)) {
 544                 PBD::error << _("ASIOBackend: failed to terminate.") << endmsg;
 545                 return -1;
 546         }
 547
 548         unregister_ports();
 549
 550         _active_cb = false;
 551         _active_fw = false; // ??
 552
 553         return 0;
 554 }
 555
 556 int
 557 ASIOBackend::freewheel (bool onoff)
 558 {
 559         if (onoff == _freewheeling) {
 560                 return 0;
 561         }
 562         _freewheeling = onoff;
 563         // wake up freewheeling thread
 564         if (0 == pthread_mutex_trylock (&_freewheel_mutex)) {
 565                 pthread_cond_signal (&_freewheel_signal);
 566                 pthread_mutex_unlock (&_freewheel_mutex);
 567         }
 568         return 0;
 569 }
 570
 571 float
 572 ASIOBackend::dsp_load () const
 573 {
 574         return 100.f * _dsp_load;
 575 }
 576
 577 size_t
 578 ASIOBackend::raw_buffer_size (DataType t)
 579 {
 580         switch (t) {
 581                 case DataType::AUDIO:
 582                         return _samples_per_period * sizeof(Sample);
 583                 case DataType::MIDI:
 584                         return _max_buffer_size; // XXX not really limited
 585         }
 586         return 0;
 587 }
 588
 589 /* Process time */
 590 framepos_t
 591 ASIOBackend::sample_time ()
 592 {
 593         return _processed_samples;
 594 }
 595
 596 framepos_t
 597 ASIOBackend::sample_time_at_cycle_start ()
 598 {
 599         return _processed_samples;
 600 }
 601
 602 pframes_t
 603 ASIOBackend::samples_since_cycle_start ()
 604 {
 605         if (!_active_cb || !_run || _freewheeling || _freewheel) {
 606                 return 0;
 607         }
 608         if (_last_process_start == 0) {
 609                 return 0;
 610         }
 611
 612 #if 0 // TODO
 613         const uint64_t now = AudioGetCurrentHostTime ();
 614         const int64_t elapsed_time_ns = AudioConvertHostTimeToNanos(now - _last_process_start);
 615         return std::max((pframes_t)0, (pframes_t)rint(1e-9 * elapsed_time_ns * _samplerate));
 616 #else
 617         return 0;
 618 #endif
 619 }
 620
 621 void *
 622 ASIOBackend::asio_process_thread (void *arg)
 623 {
 624         ThreadData* td = reinterpret_cast<ThreadData*> (arg);
 625         boost::function<void ()> f = td->f;
 626         delete td;
 627         f ();
 628         return 0;
 629 }
 630
 631 int
 632 ASIOBackend::create_process_thread (boost::function<void()> func)
 633 {
 634         pthread_t thread_id;
 635         pthread_attr_t attr;
 636         size_t stacksize = 100000;
 637
 638         ThreadData* td = new ThreadData (this, func, stacksize);
 639
 640         if (_realtime_pthread_create (SCHED_FIFO, -21, stacksize,
 641                                 &thread_id, asio_process_thread, td)) {
 642                 pthread_attr_init (&attr);
 643                 pthread_attr_setstacksize (&attr, stacksize);
 644                 if (pthread_create (&thread_id, &attr, asio_process_thread, td)) {
 645                         PBD::error << _("AudioEngine: cannot create process thread.") << endmsg;
 646                         pthread_attr_destroy (&attr);
 647                         return -1;
 648                 }
 649                 pthread_attr_destroy (&attr);
 650         }
 651
 652         _threads.push_back (thread_id);
 653         return 0;
 654 }
 655
 656 int
 657 ASIOBackend::join_process_threads ()
 658 {
 659         int rv = 0;
 660
 661         for (std::vector<pthread_t>::const_iterator i = _threads.begin (); i != _threads.end (); ++i)
 662         {
 663                 void *status;
 664                 if (pthread_join (*i, &status)) {
 665                         PBD::error << _("AudioEngine: cannot terminate process thread.") << endmsg;
 666                         rv -= 1;
 667                 }
 668         }
 669         _threads.clear ();
 670         return rv;
 671 }
 672
 673 bool
 674 ASIOBackend::in_process_thread ()
 675 {
 676         if (pthread_equal (_main_thread, pthread_self()) != 0) {
 677                 return true;
 678         }
 679
 680         for (std::vector<pthread_t>::const_iterator i = _threads.begin (); i != _threads.end (); ++i)
 681         {
 682                 if (pthread_equal (*i, pthread_self ()) != 0) {
 683                         return true;
 684                 }
 685         }
 686         return false;
 687 }
 688
 689 uint32_t
 690 ASIOBackend::process_thread_count ()
 691 {
 692         return _threads.size ();
 693 }
 694
 695 void
 696 ASIOBackend::update_latencies ()
 697 {
 698         // trigger latency callback in RT thread (locked graph)
 699         port_connect_add_remove_callback();
 700 }
 701
 702 /* PORTENGINE API */
 703
 704 void*
 705 ASIOBackend::private_handle () const
 706 {
 707         return NULL;
 708 }
 709
 710 const std::string&
 711 ASIOBackend::my_name () const
 712 {
 713         return _instance_name;
 714 }
 715
 716 bool
 717 ASIOBackend::available () const
 718 {
 719         return _run && _active_fw && _active_cb;
 720 }
 721
 722 uint32_t
 723 ASIOBackend::port_name_size () const
 724 {
 725         return 256;
 726 }
 727
 728 int
 729 ASIOBackend::set_port_name (PortEngine::PortHandle port, const std::string& name)
 730 {
 731         if (!valid_port (port)) {
 732                 PBD::error << _("ASIOBackend::set_port_name: Invalid Port(s)") << endmsg;
 733                 return -1;
 734         }
 735         return static_cast<ASIOBackendPort*>(port)->set_name (_instance_name + ":" + name);
 736 }
 737
 738 std::string
 739 ASIOBackend::get_port_name (PortEngine::PortHandle port) const
 740 {
 741         if (!valid_port (port)) {
 742                 PBD::error << _("ASIOBackend::get_port_name: Invalid Port(s)") << endmsg;
 743                 return std::string ();
 744         }
 745         return static_cast<ASIOBackendPort*>(port)->name ();
 746 }
 747
 748 int
 749 ASIOBackend::get_port_property (PortHandle port, const std::string& key, std::string& value, std::string& type) const
 750 {
 751         if (!valid_port (port)) {
 752                 PBD::error << _("ASIOBackend::get_port_name: Invalid Port(s)") << endmsg;
 753                 return -1;
 754         }
 755         if (key == "http://jackaudio.org/metadata/pretty-name") {
 756                 type = "";
 757                 value = static_cast<ASIOBackendPort*>(port)->pretty_name ();
 758                 if (!value.empty()) {
 759                         return 0;
 760                 }
 761         }
 762         return -1;
 763 }
 764
 765 PortEngine::PortHandle
 766 ASIOBackend::get_port_by_name (const std::string& name) const
 767 {
 768         PortHandle port = (PortHandle) find_port (name);
 769         return port;
 770 }
 771
 772 int
 773 ASIOBackend::get_ports (
 774                 const std::string& port_name_pattern,
 775                 DataType type, PortFlags flags,
 776                 std::vector<std::string>& port_names) const
 777 {
 778         int rv = 0;
 779         regex_t port_regex;
 780         bool use_regexp = false;
 781         if (port_name_pattern.size () > 0) {
 782                 if (!regcomp (&port_regex, port_name_pattern.c_str (), REG_EXTENDED|REG_NOSUB)) {
 783                         use_regexp = true;
 784                 }
 785         }
 786         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
 787                 ASIOBackendPort* port = _ports[i];
 788                 if ((port->type () == type) && (port->flags () & flags)) {
 789                         if (!use_regexp || !regexec (&port_regex, port->name ().c_str (), 0, NULL, 0)) {
 790                                 port_names.push_back (port->name ());
 791                                 ++rv;
 792                         }
 793                 }
 794         }
 795         if (use_regexp) {
 796                 regfree (&port_regex);
 797         }
 798         return rv;
 799 }
 800
 801 DataType
 802 ASIOBackend::port_data_type (PortEngine::PortHandle port) const
 803 {
 804         if (!valid_port (port)) {
 805                 return DataType::NIL;
 806         }
 807         return static_cast<ASIOBackendPort*>(port)->type ();
 808 }
 809
 810 PortEngine::PortHandle
 811 ASIOBackend::register_port (
 812                 const std::string& name,
 813                 ARDOUR::DataType type,
 814                 ARDOUR::PortFlags flags)
 815 {
 816         if (name.size () == 0) { return 0; }
 817         if (flags & IsPhysical) { return 0; }
 818         return add_port (_instance_name + ":" + name, type, flags);
 819 }
 820
 821 PortEngine::PortHandle
 822 ASIOBackend::add_port (
 823                 const std::string& name,
 824                 ARDOUR::DataType type,
 825                 ARDOUR::PortFlags flags)
 826 {
 827         assert(name.size ());
 828         if (find_port (name)) {
 829                 PBD::error << _("ASIOBackend::register_port: Port already exists:")
 830                                 << " (" << name << ")" << endmsg;
 831                 return 0;
 832         }
 833         ASIOBackendPort* port = NULL;
 834         switch (type) {
 835                 case DataType::AUDIO:
 836                         port = new ASIOPort (*this, name, flags);
 837                         break;
 838                 case DataType::MIDI:
 839                         port = new WindowsMidiPort (*this, name, flags);
 840                         break;
 841                 default:
 842                         PBD::error << _("ASIOBackend::register_port: Invalid Data Type.") << endmsg;
 843                         return 0;
 844         }
 845
 846         _ports.push_back (port);
 847
 848         return port;
 849 }
 850
 851 void
 852 ASIOBackend::unregister_port (PortEngine::PortHandle port_handle)
 853 {
 854         if (!_run) {
 855                 return;
 856         }
 857         ASIOBackendPort* port = static_cast<ASIOBackendPort*>(port_handle);
 858         std::vector<ASIOBackendPort*>::iterator i = std::find (_ports.begin (), _ports.end (), static_cast<ASIOBackendPort*>(port_handle));
 859         if (i == _ports.end ()) {
 860                 PBD::error << _("ASIOBackend::unregister_port: Failed to find port") << endmsg;
 861                 return;
 862         }
 863         disconnect_all(port_handle);
 864         _ports.erase (i);
 865         delete port;
 866 }
 867
 868 int
 869 ASIOBackend::register_system_audio_ports()
 870 {
 871         LatencyRange lr;
 872
 873         const uint32_t a_ins = _n_inputs;
 874         const uint32_t a_out = _n_outputs;
 875
 876         const uint32_t asio_reported_input_latency =  0; // TODO _pcmio->get_latency(_audio_device, true);
 877         const uint32_t asio_reported_output_latency = 0; // TODO _pcmio->get_latency(_audio_device, false);
 878
 879         /* audio ports */
 880         lr.min = lr.max = asio_reported_input_latency + (_measure_latency ? 0 : _systemic_audio_input_latency);
 881         for (uint32_t i = 0; i < a_ins; ++i) {
 882                 char tmp[64];
 883                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:capture_%d", i+1);
 884                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::AUDIO, static_cast<PortFlags>(IsOutput | IsPhysical | IsTerminal));
 885                 if (!p) return -1;
 886                 set_latency_range (p, false, lr);
 887                 ASIOBackendPort *cp = static_cast<ASIOBackendPort*>(p);
 888                 //cp->set_pretty_name (_pcmio->cached_port_name(i, true)); // TODO
 889                 _system_inputs.push_back(cp);
 890         }
 891
 892         lr.min = lr.max = asio_reported_output_latency + (_measure_latency ? 0 : _systemic_audio_output_latency);
 893         for (uint32_t i = 0; i < a_out; ++i) {
 894                 char tmp[64];
 895                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:playback_%d", i+1);
 896                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::AUDIO, static_cast<PortFlags>(IsInput | IsPhysical | IsTerminal));
 897                 if (!p) return -1;
 898                 set_latency_range (p, true, lr);
 899                 ASIOBackendPort *cp = static_cast<ASIOBackendPort*>(p);
 900                 //cp->set_pretty_name (_pcmio->cached_port_name(i, false)); // TODO
 901                 _system_outputs.push_back(cp);
 902         }
 903         return 0;
 904 }
 905
 906 void
 907 ASIOBackend::unregister_ports (bool system_only)
 908 {
 909         size_t i = 0;
 910         _system_inputs.clear();
 911         _system_outputs.clear();
 912         _system_midi_in.clear();
 913         _system_midi_out.clear();
 914         while (i <  _ports.size ()) {
 915                 ASIOBackendPort* port = _ports[i];
 916                 if (! system_only || (port->is_physical () && port->is_terminal ())) {
 917                         port->disconnect_all ();
 918                         delete port;
 919                         _ports.erase (_ports.begin() + i);
 920                 } else {
 921                         ++i;
 922                 }
 923         }
 924 }
 925
 926 int
 927 ASIOBackend::connect (const std::string& src, const std::string& dst)
 928 {
 929         ASIOBackendPort* src_port = find_port (src);
 930         ASIOBackendPort* dst_port = find_port (dst);
 931
 932         if (!src_port) {
 933                 PBD::error << _("ASIOBackend::connect: Invalid Source port:")
 934                                 << " (" << src <<")" << endmsg;
 935                 return -1;
 936         }
 937         if (!dst_port) {
 938                 PBD::error << _("ASIOBackend::connect: Invalid Destination port:")
 939                         << " (" << dst <<")" << endmsg;
 940                 return -1;
 941         }
 942         return src_port->connect (dst_port);
 943 }
 944
 945 int
 946 ASIOBackend::disconnect (const std::string& src, const std::string& dst)
 947 {
 948         ASIOBackendPort* src_port = find_port (src);
 949         ASIOBackendPort* dst_port = find_port (dst);
 950
 951         if (!src_port || !dst_port) {
 952                 PBD::error << _("ASIOBackend::disconnect: Invalid Port(s)") << endmsg;
 953                 return -1;
 954         }
 955         return src_port->disconnect (dst_port);
 956 }
 957
 958 int
 959 ASIOBackend::connect (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst)
 960 {
 961         ASIOBackendPort* dst_port = find_port (dst);
 962         if (!valid_port (src)) {
 963                 PBD::error << _("ASIOBackend::connect: Invalid Source Port Handle") << endmsg;
 964                 return -1;
 965         }
 966         if (!dst_port) {
 967                 PBD::error << _("ASIOBackend::connect: Invalid Destination Port")
 968                         << " (" << dst << ")" << endmsg;
 969                 return -1;
 970         }
 971         return static_cast<ASIOBackendPort*>(src)->connect (dst_port);
 972 }
 973
 974 int
 975 ASIOBackend::disconnect (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst)
 976 {
 977         ASIOBackendPort* dst_port = find_port (dst);
 978         if (!valid_port (src) || !dst_port) {
 979                 PBD::error << _("ASIOBackend::disconnect: Invalid Port(s)") << endmsg;
 980                 return -1;
 981         }
 982         return static_cast<ASIOBackendPort*>(src)->disconnect (dst_port);
 983 }
 984
 985 int
 986 ASIOBackend::disconnect_all (PortEngine::PortHandle port)
 987 {
 988         if (!valid_port (port)) {
 989                 PBD::error << _("ASIOBackend::disconnect_all: Invalid Port") << endmsg;
 990                 return -1;
 991         }
 992         static_cast<ASIOBackendPort*>(port)->disconnect_all ();
 993         return 0;
 994 }
 995
 996 bool
 997 ASIOBackend::connected (PortEngine::PortHandle port, bool /* process_callback_safe*/)
 998 {
 999         if (!valid_port (port)) {
1000                 PBD::error << _("ASIOBackend::disconnect_all: Invalid Port") << endmsg;
1001                 return false;
1002         }
1003         return static_cast<ASIOBackendPort*>(port)->is_connected ();
1004 }
1005
1006 bool
1007 ASIOBackend::connected_to (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst, bool /*process_callback_safe*/)
1008 {
1009         ASIOBackendPort* dst_port = find_port (dst);
1010         if (!valid_port (src) || !dst_port) {
1011                 PBD::error << _("ASIOBackend::connected_to: Invalid Port") << endmsg;
1012                 return false;
1013         }
1014         return static_cast<ASIOBackendPort*>(src)->is_connected (dst_port);
1015 }
1016
1017 bool
1018 ASIOBackend::physically_connected (PortEngine::PortHandle port, bool /*process_callback_safe*/)
1019 {
1020         if (!valid_port (port)) {
1021                 PBD::error << _("ASIOBackend::physically_connected: Invalid Port") << endmsg;
1022                 return false;
1023         }
1024         return static_cast<ASIOBackendPort*>(port)->is_physically_connected ();
1025 }
1026
1027 int
1028 ASIOBackend::get_connections (PortEngine::PortHandle port, std::vector<std::string>& names, bool /*process_callback_safe*/)
1029 {
1030         if (!valid_port (port)) {
1031                 PBD::error << _("ASIOBackend::get_connections: Invalid Port") << endmsg;
1032                 return -1;
1033         }
1034
1035         assert (0 == names.size ());
1036
1037         const std::vector<ASIOBackendPort*>& connected_ports = static_cast<ASIOBackendPort*>(port)->get_connections ();
1038
1039         for (std::vector<ASIOBackendPort*>::const_iterator i = connected_ports.begin (); i != connected_ports.end (); ++i) {
1040                 names.push_back ((*i)->name ());
1041         }
1042
1043         return (int)names.size ();
1044 }
1045
1046 /* MIDI */
1047 int
1048 ASIOBackend::midi_event_get (
1049                 pframes_t& timestamp,
1050                 size_t& size, uint8_t** buf, void* port_buffer,
1051                 uint32_t event_index)
1052 {
1053         if (!buf || !port_buffer) return -1;
1054         WindowsMidiBuffer& source = * static_cast<WindowsMidiBuffer*>(port_buffer);
1055         if (event_index >= source.size ()) {
1056                 return -1;
1057         }
1058         WindowsMidiEvent * const event = source[event_index].get ();
1059
1060         timestamp = event->timestamp ();
1061         size = event->size ();
1062         *buf = event->data ();
1063         return 0;
1064 }
1065
1066 int
1067 ASIOBackend::midi_event_put (
1068                 void* port_buffer,
1069                 pframes_t timestamp,
1070                 const uint8_t* buffer, size_t size)
1071 {
1072         if (!buffer || !port_buffer) return -1;
1073         WindowsMidiBuffer& dst = * static_cast<WindowsMidiBuffer*>(port_buffer);
1074         if (dst.size () && (pframes_t)dst.back ()->timestamp () > timestamp) {
1075 #ifndef NDEBUG
1076                 // nevermind, ::get_buffer() sorts events
1077                 fprintf (stderr, "WindowsMidiBuffer: unordered event: %d > %d\n",
1078                                 (pframes_t)dst.back ()->timestamp (), timestamp);
1079 #endif
1080         }
1081         dst.push_back (boost::shared_ptr<WindowsMidiEvent>(new WindowsMidiEvent (timestamp, buffer, size)));
1082         return 0;
1083 }
1084
1085 uint32_t
1086 ASIOBackend::get_midi_event_count (void* port_buffer)
1087 {
1088         if (!port_buffer) return 0;
1089         return static_cast<WindowsMidiBuffer*>(port_buffer)->size ();
1090 }
1091
1092 void
1093 ASIOBackend::midi_clear (void* port_buffer)
1094 {
1095         if (!port_buffer) return;
1096         WindowsMidiBuffer * buf = static_cast<WindowsMidiBuffer*>(port_buffer);
1097         assert (buf);
1098         buf->clear ();
1099 }
1100
1101 /* Monitoring */
1102
1103 bool
1104 ASIOBackend::can_monitor_input () const
1105 {
1106         return false;
1107 }
1108
1109 int
1110 ASIOBackend::request_input_monitoring (PortEngine::PortHandle, bool)
1111 {
1112         return -1;
1113 }
1114
1115 int
1116 ASIOBackend::ensure_input_monitoring (PortEngine::PortHandle, bool)
1117 {
1118         return -1;
1119 }
1120
1121 bool
1122 ASIOBackend::monitoring_input (PortEngine::PortHandle)
1123 {
1124         return false;
1125 }
1126
1127 /* Latency management */
1128
1129 void
1130 ASIOBackend::set_latency_range (PortEngine::PortHandle port, bool for_playback, LatencyRange latency_range)
1131 {
1132         if (!valid_port (port)) {
1133                 PBD::error << _("ASIOBackendPort::set_latency_range (): invalid port.") << endmsg;
1134         }
1135         static_cast<ASIOBackendPort*>(port)->set_latency_range (latency_range, for_playback);
1136 }
1137
1138 LatencyRange
1139 ASIOBackend::get_latency_range (PortEngine::PortHandle port, bool for_playback)
1140 {
1141         LatencyRange r;
1142         if (!valid_port (port)) {
1143                 PBD::error << _("ASIOBackendPort::get_latency_range (): invalid port.") << endmsg;
1144                 r.min = 0;
1145                 r.max = 0;
1146                 return r;
1147         }
1148         ASIOBackendPort* p = static_cast<ASIOBackendPort*>(port);
1149         assert(p);
1150
1151         r = p->latency_range (for_playback);
1152         if (p->is_physical() && p->is_terminal() && p->type() == DataType::AUDIO) {
1153                 if (p->is_input() && for_playback) {
1154                         r.min += _samples_per_period;
1155                         r.max += _samples_per_period;
1156                 }
1157                 if (p->is_output() && !for_playback) {
1158                         r.min += _samples_per_period;
1159                         r.max += _samples_per_period;
1160                 }
1161         }
1162         return r;
1163 }
1164
1165 /* Discovering physical ports */
1166
1167 bool
1168 ASIOBackend::port_is_physical (PortEngine::PortHandle port) const
1169 {
1170         if (!valid_port (port)) {
1171                 PBD::error << _("ASIOBackendPort::port_is_physical (): invalid port.") << endmsg;
1172                 return false;
1173         }
1174         return static_cast<ASIOBackendPort*>(port)->is_physical ();
1175 }
1176
1177 void
1178 ASIOBackend::get_physical_outputs (DataType type, std::vector<std::string>& port_names)
1179 {
1180         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1181                 ASIOBackendPort* port = _ports[i];
1182                 if ((port->type () == type) && port->is_input () && port->is_physical ()) {
1183                         port_names.push_back (port->name ());
1184                 }
1185         }
1186 }
1187
1188 void
1189 ASIOBackend::get_physical_inputs (DataType type, std::vector<std::string>& port_names)
1190 {
1191         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1192                 ASIOBackendPort* port = _ports[i];
1193                 if ((port->type () == type) && port->is_output () && port->is_physical ()) {
1194                         port_names.push_back (port->name ());
1195                 }
1196         }
1197 }
1198
1199 ChanCount
1200 ASIOBackend::n_physical_outputs () const
1201 {
1202         int n_midi = 0;
1203         int n_audio = 0;
1204         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1205                 ASIOBackendPort* port = _ports[i];
1206                 if (port->is_output () && port->is_physical ()) {
1207                         switch (port->type ()) {
1208                                 case DataType::AUDIO: ++n_audio; break;
1209                                 case DataType::MIDI: ++n_midi; break;
1210                                 default: break;
1211                         }
1212                 }
1213         }
1214         ChanCount cc;
1215         cc.set (DataType::AUDIO, n_audio);
1216         cc.set (DataType::MIDI, n_midi);
1217         return cc;
1218 }
1219
1220 ChanCount
1221 ASIOBackend::n_physical_inputs () const
1222 {
1223         int n_midi = 0;
1224         int n_audio = 0;
1225         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1226                 ASIOBackendPort* port = _ports[i];
1227                 if (port->is_input () && port->is_physical ()) {
1228                         switch (port->type ()) {
1229                                 case DataType::AUDIO: ++n_audio; break;
1230                                 case DataType::MIDI: ++n_midi; break;
1231                                 default: break;
1232                         }
1233                 }
1234         }
1235         ChanCount cc;
1236         cc.set (DataType::AUDIO, n_audio);
1237         cc.set (DataType::MIDI, n_midi);
1238         return cc;
1239 }
1240
1241 /* Getting access to the data buffer for a port */
1242
1243 void*
1244 ASIOBackend::get_buffer (PortEngine::PortHandle port, pframes_t nframes)
1245 {
1246         if (!port || !valid_port (port)) return NULL;
1247         return static_cast<ASIOBackendPort*>(port)->get_buffer (nframes);
1248 }
1249
1250 void
1251 ASIOBackend::pre_process ()
1252 {
1253         bool connections_changed = false;
1254         bool ports_changed = false;
1255         if (!pthread_mutex_trylock (&_port_callback_mutex)) {
1256                 if (_port_change_flag) {
1257                         ports_changed = true;
1258                         _port_change_flag = false;
1259                 }
1260                 if (!_port_connection_queue.empty ()) {
1261                         connections_changed = true;
1262                 }
1263                 while (!_port_connection_queue.empty ()) {
1264                         PortConnectData *c = _port_connection_queue.back ();
1265                         manager.connect_callback (c->a, c->b, c->c);
1266                         _port_connection_queue.pop_back ();
1267                         delete c;
1268                 }
1269                 pthread_mutex_unlock (&_port_callback_mutex);
1270         }
1271         if (ports_changed) {
1272                 manager.registration_callback();
1273         }
1274         if (connections_changed) {
1275                 manager.graph_order_callback();
1276         }
1277         if (connections_changed || ports_changed) {
1278                 engine.latency_callback(false);
1279                 engine.latency_callback(true);
1280         }
1281 }
1282
1283 void *
1284 ASIOBackend::freewheel_thread ()
1285 {
1286         _active_fw = true;
1287         bool first_run = false;
1288         /* Freewheeling - use for export.   The first call to
1289          * engine.process_callback() after engine.freewheel_callback will
1290          * if the first export cycle.
1291          * For reliable precise export timing, the calls need to be in sync.
1292          *
1293          * Furthermore we need to make sure the registered process thread
1294          * is correct.
1295          *
1296          * _freewheeling = GUI thread state as set by ::freewheel()
1297          * _freewheel = in sync here (export thread)
1298          */
1299         pthread_mutex_lock (&_freewheel_mutex);
1300         while (_run) {
1301                 // check if we should run,
1302                 if (_freewheeling != _freewheel) {
1303                         if (!_freewheeling) {
1304                                 // prepare leaving freewheeling mode
1305                                 _freewheel = false; // first mark as disabled
1306                                 _reinit_thread_callback = true; // hand over _main_thread
1307                                 _freewheel_ack = false; // prepare next handshake
1308 #if 0 // TODO disable hadrware MIDI threads during freewheeling
1309                                 _midiio->set_enabled(true);
1310 #endif
1311                         } else {
1312                                 first_run = true;
1313                                 _freewheel = true;
1314                         }
1315                 }
1316
1317                 if (!_freewheel || !_freewheel_ack) {
1318                         // wait for a change, we use a timed wait to
1319                         // terminate early in case some error sets _run = 0
1320                         struct timeval tv;
1321                         struct timespec ts;
1322                         gettimeofday (&tv, NULL);
1323                         ts.tv_sec = tv.tv_sec + 3;
1324                         ts.tv_nsec = 0;
1325                         pthread_cond_timedwait (&_freewheel_signal, &_freewheel_mutex, &ts);
1326                         continue;
1327                 }
1328
1329                 if (first_run) {
1330                         // tell the engine we're ready to GO.
1331                         engine.freewheel_callback (_freewheeling);
1332                         first_run = false;
1333                         _main_thread = pthread_self();
1334                         AudioEngine::thread_init_callback (this);
1335 #if 0 // TODO
1336                         _midiio->set_enabled(false);
1337 #endif
1338                 }
1339
1340                 // process port updates first in every cycle.
1341                 pre_process();
1342
1343                 // prevent device changes
1344                 pthread_mutex_lock (&_process_callback_mutex);
1345
1346                 /* Freewheelin' */
1347
1348                 // clear input buffers
1349                 for (std::vector<ASIOBackendPort*>::const_iterator it = _system_inputs.begin (); it != _system_inputs.end (); ++it) {
1350                         memset ((*it)->get_buffer (_samples_per_period), 0, _samples_per_period * sizeof (Sample));
1351                 }
1352                 for (std::vector<ASIOBackendPort*>::const_iterator it = _system_midi_in.begin (); it != _system_midi_in.end (); ++it) {
1353                         static_cast<WindowsMidiBuffer*>((*it)->get_buffer(0))->clear ();
1354                 }
1355
1356                 _last_process_start = 0;
1357                 if (engine.process_callback (_samples_per_period)) {
1358                         pthread_mutex_unlock (&_process_callback_mutex);
1359                         break;
1360                 }
1361
1362                 pthread_mutex_unlock (&_process_callback_mutex);
1363                 _dsp_load = 1.0;
1364                 Glib::usleep (100); // don't hog cpu
1365         }
1366
1367         pthread_mutex_unlock (&_freewheel_mutex);
1368
1369         _active_fw = false;
1370
1371         if (_run) {
1372                 // engine.process_callback() returner error
1373                 engine.halted_callback("ASIO Freehweeling aborted.");
1374         }
1375         return 0;
1376 }
1377
1378 int
1379 ASIOBackend::process_callback (const uint32_t n_samples, const uint64_t host_time)
1380 {
1381         uint32_t i = 0;
1382         uint64_t clock1, clock2;
1383
1384         _active_cb = true;
1385
1386         if (_run && _freewheel && !_freewheel_ack) {
1387                 // acknowledge freewheeling; hand-over thread ID
1388                 pthread_mutex_lock (&_freewheel_mutex);
1389                 if (_freewheel) _freewheel_ack = true;
1390                 pthread_cond_signal (&_freewheel_signal);
1391                 pthread_mutex_unlock (&_freewheel_mutex);
1392         }
1393
1394         if (!_run || _freewheel || _preinit) {
1395                 // NB if we return 1, the output is
1396                 // zeroed by the asio callback
1397                 return 1;
1398         }
1399
1400         if (_reinit_thread_callback || _main_thread != pthread_self()) {
1401                 _reinit_thread_callback = false;
1402                 _main_thread = pthread_self();
1403                 AudioEngine::thread_init_callback (this);
1404         }
1405
1406         if (pthread_mutex_trylock (&_process_callback_mutex)) {
1407                 // block while devices are added/removed
1408 #ifndef NDEBUG
1409                 printf("Xrun due to device change\n");
1410 #endif
1411                 engine.Xrun();
1412                 return 1;
1413         }
1414         /* port-connection change */
1415         pre_process();
1416
1417         // cycle-length in usec
1418         const double nominal_time = 1e6 * n_samples / _samplerate;
1419
1420         clock1 = g_get_monotonic_time();
1421
1422         /* get midi */
1423         i=0;
1424         for (std::vector<ASIOBackendPort*>::const_iterator it = _system_midi_in.begin (); it != _system_midi_in.end (); ++it, ++i) {
1425                 WindowsMidiBuffer* mbuf = static_cast<WindowsMidiBuffer*>((*it)->get_buffer(0));
1426                 mbuf->clear();
1427 #if 0 // TODO
1428                 uint64_t time_ns;
1429                 uint8_t data[128];
1430                 size_t size = sizeof(data);
1431                 while (_midiio->recv_event (i, nominal_time, time_ns, data, size)) {
1432                         pframes_t time = floor((float) time_ns * _samplerate * 1e-9);
1433                         assert (time < n_samples);
1434                         midi_event_put((void*)mbuf, time, data, size);
1435                         size = sizeof(data);
1436                 }
1437 #endif
1438         }
1439
1440         /* get audio */
1441         i = 0;
1442         for (std::vector<ASIOBackendPort*>::const_iterator it = _system_inputs.begin (); it != _system_inputs.end (); ++it, ++i) {
1443 #if 0 // TODO
1444                 _pcmio->get_capture_channel (i, (float*)((*it)->get_buffer(n_samples)), n_samples);
1445 #else
1446                 memset ((*it)->get_buffer (n_samples), 0, n_samples * sizeof (Sample));
1447 #endif
1448         }
1449
1450         /* clear output buffers */
1451         for (std::vector<ASIOBackendPort*>::const_iterator it = _system_outputs.begin (); it != _system_outputs.end (); ++it) {
1452                 memset ((*it)->get_buffer (n_samples), 0, n_samples * sizeof (Sample));
1453         }
1454
1455 #if 0 // TODO; sync Audio + midi
1456         _midiio->start_cycle();
1457 #endif
1458         _last_process_start = host_time;
1459
1460         if (engine.process_callback (n_samples)) {
1461                 fprintf(stderr, "ENGINE PROCESS ERROR\n");
1462                 _active_cb = false;
1463                 pthread_mutex_unlock (&_process_callback_mutex);
1464                 return -1;
1465         }
1466
1467         /* mixdown midi */
1468         for (std::vector<ASIOBackendPort*>::const_iterator it = _system_midi_out.begin (); it != _system_midi_out.end (); ++it) {
1469                 static_cast<WindowsMidiPort*>(*it)->get_buffer(0);
1470         }
1471
1472         /* queue outgoing midi */
1473 #if 0 // TODO
1474         i = 0;
1475         for (std::vector<ASIOBackendPort*>::const_iterator it = _system_midi_out.begin (); it != _system_midi_out.end (); ++it, ++i) {
1476 #if 0 // something's still b0rked with WindowsMidiIo::send_events()
1477                 const WindowsMidiBuffer *src = static_cast<const WindowsMidiPort*>(*it)->const_buffer();
1478                 _midiio->send_events (i, nominal_time, (void*)src);
1479 #else // works..
1480                 const WindowsMidiBuffer *src = static_cast<const WindowsMidiPort*>(*it)->const_buffer();
1481                 for (WindowsMidiBuffer::const_iterator mit = src->begin (); mit != src->end (); ++mit) {
1482                         _midiio->send_event (i, (*mit)->timestamp() / nominal_time, (*mit)->data(), (*mit)->size());
1483                 }
1484 #endif
1485         }
1486 #endif
1487
1488         /* write back audio */
1489 #if 0 // TODO
1490         i = 0;
1491         for (std::vector<ASIOBackendPort*>::const_iterator it = _system_outputs.begin (); it != _system_outputs.end (); ++it, ++i) {
1492                 _pcmio->set_playback_channel (i, (float const*)(*it)->get_buffer (n_samples), n_samples);
1493         }
1494 #endif
1495
1496         _processed_samples += n_samples;
1497
1498         /* calc DSP load. */
1499         clock2 = g_get_monotonic_time();
1500         const int64_t elapsed_time = clock2 - clock1;
1501         _dsp_load = elapsed_time / nominal_time;
1502
1503         pthread_mutex_unlock (&_process_callback_mutex);
1504         return 0;
1505 }
1506
1507 void
1508 ASIOBackend::error_callback ()
1509 {
1510 #if 0 // TODO
1511         _pcmio->set_error_callback (NULL, NULL);
1512         _pcmio->set_sample_rate_callback (NULL, NULL);
1513         _pcmio->set_xrun_callback (NULL, NULL);
1514         _midiio->set_port_changed_callback(NULL, NULL);
1515 #endif
1516         engine.halted_callback("ASIO Process aborted.");
1517         _active_cb = false;
1518 }
1519
1520 void
1521 ASIOBackend::xrun_callback ()
1522 {
1523         engine.Xrun ();
1524 }
1525
1526 void
1527 ASIOBackend::buffer_size_callback ()
1528 {
1529 #if 0 // TODO
1530         uint32_t bs = _pcmio->samples_per_period();
1531         if (bs == _samples_per_period) {
1532                 return;
1533         }
1534         _samples_per_period = bs;
1535         engine.buffer_size_change (_samples_per_period);
1536 #endif
1537 }
1538
1539 void
1540 ASIOBackend::sample_rate_callback ()
1541 {
1542 #if 0  // TODO
1543         _pcmio->set_error_callback (NULL, NULL);
1544         _pcmio->set_sample_rate_callback (NULL, NULL);
1545         _pcmio->set_xrun_callback (NULL, NULL);
1546         _midiio->set_port_changed_callback(NULL, NULL);
1547         engine.halted_callback("Sample Rate Changed.");
1548         stop();
1549 #endif
1550 }
1551
1552 void
1553 ASIOBackend::hw_changed_callback ()
1554 {
1555 #if 0 // TODO
1556         _reinit_thread_callback = true;
1557         engine.request_device_list_update();
1558 #endif
1559 }
1560
1561 /******************************************************************************/
1562
1563 static boost::shared_ptr<ASIOBackend> _instance;
1564
1565 static boost::shared_ptr<AudioBackend> backend_factory (AudioEngine& e);
1566 static int instantiate (const std::string& arg1, const std::string& /* arg2 */);
1567 static int deinstantiate ();
1568 static bool already_configured ();
1569 static bool available ();
1570
1571 static ARDOUR::AudioBackendInfo _descriptor = {
1572         "ASIO",
1573         instantiate,
1574         deinstantiate,
1575         backend_factory,
1576         already_configured,
1577         available
1578 };
1579
1580 static boost::shared_ptr<AudioBackend>
1581 backend_factory (AudioEngine& e)
1582 {
1583         if (!_instance) {
1584                 _instance.reset (new ASIOBackend (e, _descriptor));
1585         }
1586         return _instance;
1587 }
1588
1589 static int
1590 instantiate (const std::string& arg1, const std::string& /* arg2 */)
1591 {
1592         s_instance_name = arg1;
1593         return 0;
1594 }
1595
1596 static int
1597 deinstantiate ()
1598 {
1599         _instance.reset ();
1600         return 0;
1601 }
1602
1603 static bool
1604 already_configured ()
1605 {
1606         return false;
1607 }
1608
1609 static bool
1610 available ()
1611 {
1612         return true;
1613 }
1614
1615 extern "C" ARDOURBACKEND_API ARDOUR::AudioBackendInfo* descriptor ()
1616 {
1617         return &_descriptor;
1618 }
1619
1620
1621 /******************************************************************************/
1622 ASIOBackendPort::ASIOBackendPort (ASIOBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
1623         : _osx_backend (b)
1624         , _name  (name)
1625         , _flags (flags)
1626 {
1627         _capture_latency_range.min = 0;
1628         _capture_latency_range.max = 0;
1629         _playback_latency_range.min = 0;
1630         _playback_latency_range.max = 0;
1631 }
1632
1633 ASIOBackendPort::~ASIOBackendPort () {
1634         disconnect_all ();
1635 }
1636
1637
1638 int ASIOBackendPort::connect (ASIOBackendPort *port)
1639 {
1640         if (!port) {
1641                 PBD::error << _("ASIOBackendPort::connect (): invalid (null) port") << endmsg;
1642                 return -1;
1643         }
1644
1645         if (type () != port->type ()) {
1646                 PBD::error << _("ASIOBackendPort::connect (): wrong port-type") << endmsg;
1647                 return -1;
1648         }
1649
1650         if (is_output () && port->is_output ()) {
1651                 PBD::error << _("ASIOBackendPort::connect (): cannot inter-connect output ports.") << endmsg;
1652                 return -1;
1653         }
1654
1655         if (is_input () && port->is_input ()) {
1656                 PBD::error << _("ASIOBackendPort::connect (): cannot inter-connect input ports.") << endmsg;
1657                 return -1;
1658         }
1659
1660         if (this == port) {
1661                 PBD::error << _("ASIOBackendPort::connect (): cannot self-connect ports.") << endmsg;
1662                 return -1;
1663         }
1664
1665         if (is_connected (port)) {
1666 #if 0 // don't bother to warn about this for now. just ignore it
1667                 PBD::error << _("ASIOBackendPort::connect (): ports are already connected:")
1668                         << " (" << name () << ") -> (" << port->name () << ")"
1669                         << endmsg;
1670 #endif
1671                 return -1;
1672         }
1673
1674         _connect (port, true);
1675         return 0;
1676 }
1677
1678
1679 void ASIOBackendPort::_connect (ASIOBackendPort *port, bool callback)
1680 {
1681         _connections.push_back (port);
1682         if (callback) {
1683                 port->_connect (this, false);
1684                 _osx_backend.port_connect_callback (name(),  port->name(), true);
1685         }
1686 }
1687
1688 int ASIOBackendPort::disconnect (ASIOBackendPort *port)
1689 {
1690         if (!port) {
1691                 PBD::error << _("ASIOBackendPort::disconnect (): invalid (null) port") << endmsg;
1692                 return -1;
1693         }
1694
1695         if (!is_connected (port)) {
1696                 PBD::error << _("ASIOBackendPort::disconnect (): ports are not connected:")
1697                         << " (" << name () << ") -> (" << port->name () << ")"
1698                         << endmsg;
1699                 return -1;
1700         }
1701         _disconnect (port, true);
1702         return 0;
1703 }
1704
1705 void ASIOBackendPort::_disconnect (ASIOBackendPort *port, bool callback)
1706 {
1707         std::vector<ASIOBackendPort*>::iterator it = std::find (_connections.begin (), _connections.end (), port);
1708
1709         assert (it != _connections.end ());
1710
1711         _connections.erase (it);
1712
1713         if (callback) {
1714                 port->_disconnect (this, false);
1715                 _osx_backend.port_connect_callback (name(),  port->name(), false);
1716         }
1717 }
1718
1719
1720 void ASIOBackendPort::disconnect_all ()
1721 {
1722         while (!_connections.empty ()) {
1723                 _connections.back ()->_disconnect (this, false);
1724                 _osx_backend.port_connect_callback (name(),  _connections.back ()->name(), false);
1725                 _connections.pop_back ();
1726         }
1727 }
1728
1729 bool
1730 ASIOBackendPort::is_connected (const ASIOBackendPort *port) const
1731 {
1732         return std::find (_connections.begin (), _connections.end (), port) != _connections.end ();
1733 }
1734
1735 bool ASIOBackendPort::is_physically_connected () const
1736 {
1737         for (std::vector<ASIOBackendPort*>::const_iterator it = _connections.begin (); it != _connections.end (); ++it) {
1738                 if ((*it)->is_physical ()) {
1739                         return true;
1740                 }
1741         }
1742         return false;
1743 }
1744
1745 /******************************************************************************/
1746
1747 ASIOPort::ASIOPort (ASIOBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
1748         : ASIOBackendPort (b, name, flags)
1749 {
1750         memset (_buffer, 0, sizeof (_buffer));
1751         mlock(_buffer, sizeof (_buffer));
1752 }
1753
1754 ASIOPort::~ASIOPort () { }
1755
1756 void* ASIOPort::get_buffer (pframes_t n_samples)
1757 {
1758         if (is_input ()) {
1759                 std::vector<ASIOBackendPort*>::const_iterator it = get_connections ().begin ();
1760                 if (it == get_connections ().end ()) {
1761                         memset (_buffer, 0, n_samples * sizeof (Sample));
1762                 } else {
1763                         ASIOPort const * source = static_cast<const ASIOPort*>(*it);
1764                         assert (source && source->is_output ());
1765                         memcpy (_buffer, source->const_buffer (), n_samples * sizeof (Sample));
1766                         while (++it != get_connections ().end ()) {
1767                                 source = static_cast<const ASIOPort*>(*it);
1768                                 assert (source && source->is_output ());
1769                                 Sample* dst = buffer ();
1770                                 const Sample* src = source->const_buffer ();
1771                                 for (uint32_t s = 0; s < n_samples; ++s, ++dst, ++src) {
1772                                         *dst += *src;
1773                                 }
1774                         }
1775                 }
1776         }
1777         return _buffer;
1778 }
1779
1780
1781 WindowsMidiPort::WindowsMidiPort (ASIOBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
1782         : ASIOBackendPort (b, name, flags)
1783         , _n_periods (1)
1784         , _bufperiod (0)
1785 {
1786         _buffer[0].clear ();
1787         _buffer[1].clear ();
1788 }
1789
1790 WindowsMidiPort::~WindowsMidiPort () { }
1791
1792 struct MidiEventSorter {
1793         bool operator() (const boost::shared_ptr<WindowsMidiEvent>& a, const boost::shared_ptr<WindowsMidiEvent>& b) {
1794                 return *a < *b;
1795         }
1796 };
1797
1798 void* WindowsMidiPort::get_buffer (pframes_t /* nframes */)
1799 {
1800         if (is_input ()) {
1801                 (_buffer[_bufperiod]).clear ();
1802                 for (std::vector<ASIOBackendPort*>::const_iterator i = get_connections ().begin ();
1803                                 i != get_connections ().end ();
1804                                 ++i) {
1805                         const WindowsMidiBuffer * src = static_cast<const WindowsMidiPort*>(*i)->const_buffer ();
1806                         for (WindowsMidiBuffer::const_iterator it = src->begin (); it != src->end (); ++it) {
1807                                 (_buffer[_bufperiod]).push_back (boost::shared_ptr<WindowsMidiEvent>(new WindowsMidiEvent (**it)));
1808                         }
1809                 }
1810                 std::sort ((_buffer[_bufperiod]).begin (), (_buffer[_bufperiod]).end (), MidiEventSorter());
1811         }
1812         return &(_buffer[_bufperiod]);
1813 }
1814
1815 WindowsMidiEvent::WindowsMidiEvent (const pframes_t timestamp, const uint8_t* data, size_t size)
1816         : _size (size)
1817         , _timestamp (timestamp)
1818         , _data (0)
1819 {
1820         if (size > 0) {
1821                 _data = (uint8_t*) malloc (size);
1822                 memcpy (_data, data, size);
1823         }
1824 }
1825
1826 WindowsMidiEvent::WindowsMidiEvent (const WindowsMidiEvent& other)
1827         : _size (other.size ())
1828         , _timestamp (other.timestamp ())
1829         , _data (0)
1830 {
1831         if (other.size () && other.const_data ()) {
1832                 _data = (uint8_t*) malloc (other.size ());
1833                 memcpy (_data, other.const_data (), other.size ());
1834         }
1835 };
1836
1837 WindowsMidiEvent::~WindowsMidiEvent () {
1838         free (_data);
1839 };