libs/backends/coreaudio/coreaudio_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 "coreaudio_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 CoreAudioBackend::_max_buffer_size = 8192;
  40 std::vector<std::string> CoreAudioBackend::_midi_options;
  41 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus> CoreAudioBackend::_audio_device_status;
  42 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus> CoreAudioBackend::_midi_device_status;
  43
  44
  45 /* static class instance access */
  46 static void hw_changed_callback_ptr (void *arg)
  47 {
  48         CoreAudioBackend *d = static_cast<CoreAudioBackend*> (arg);
  49         d->hw_changed_callback();
  50 }
  51
  52 static void error_callback_ptr (void *arg)
  53 {
  54         CoreAudioBackend *d = static_cast<CoreAudioBackend*> (arg);
  55         d->error_callback();
  56 }
  57
  58 static void xrun_callback_ptr (void *arg)
  59 {
  60         CoreAudioBackend *d = static_cast<CoreAudioBackend*> (arg);
  61         d->xrun_callback();
  62 }
  63
  64 static void buffer_size_callback_ptr (void *arg)
  65 {
  66         CoreAudioBackend *d = static_cast<CoreAudioBackend*> (arg);
  67         d->buffer_size_callback();
  68 }
  69
  70 static void sample_rate_callback_ptr (void *arg)
  71 {
  72         CoreAudioBackend *d = static_cast<CoreAudioBackend*> (arg);
  73         d->sample_rate_callback();
  74 }
  75
  76 static void midi_port_change (void *arg)
  77 {
  78         CoreAudioBackend *d = static_cast<CoreAudioBackend *>(arg);
  79         d->coremidi_rediscover ();
  80 }
  81
  82
  83 CoreAudioBackend::CoreAudioBackend (AudioEngine& e, AudioBackendInfo& info)
  84         : AudioBackend (e, info)
  85         , _run (false)
  86         , _active_ca (false)
  87         , _active_fw (false)
  88         , _freewheeling (false)
  89         , _freewheel (false)
  90         , _freewheel_ack (false)
  91         , _reinit_thread_callback (false)
  92         , _measure_latency (false)
  93         , _audio_device("")
  94         , _midi_driver_option(_("None"))
  95         , _samplerate (48000)
  96         , _samples_per_period (1024)
  97         , _n_inputs (0)
  98         , _n_outputs (0)
  99         , _systemic_audio_input_latency (0)
 100         , _systemic_audio_output_latency (0)
 101         , _dsp_load (0)
 102         , _processed_samples (0)
 103         , _port_change_flag (false)
 104 {
 105         _instance_name = s_instance_name;
 106         pthread_mutex_init (&_port_callback_mutex, 0);
 107         pthread_mutex_init (&_process_callback_mutex, 0);
 108         pthread_mutex_init (&_freewheel_mutex, 0);
 109         pthread_cond_init  (&_freewheel_signal, 0);
 110
 111         _pcmio = new CoreAudioPCM ();
 112         _midiio = new CoreMidiIo ();
 113
 114         _pcmio->set_hw_changed_callback (hw_changed_callback_ptr, this);
 115         _pcmio->discover();
 116 }
 117
 118 CoreAudioBackend::~CoreAudioBackend ()
 119 {
 120         delete _pcmio; _pcmio = 0;
 121         delete _midiio; _midiio = 0;
 122         pthread_mutex_destroy (&_port_callback_mutex);
 123         pthread_mutex_destroy (&_process_callback_mutex);
 124         pthread_mutex_destroy (&_freewheel_mutex);
 125         pthread_cond_destroy  (&_freewheel_signal);
 126 }
 127
 128 /* AUDIOBACKEND API */
 129
 130 std::string
 131 CoreAudioBackend::name () const
 132 {
 133         return X_("CoreAudio");
 134 }
 135
 136 bool
 137 CoreAudioBackend::is_realtime () const
 138 {
 139         return true;
 140 }
 141
 142 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus>
 143 CoreAudioBackend::enumerate_devices () const
 144 {
 145         _audio_device_status.clear();
 146         std::map<size_t, std::string> devices;
 147         _pcmio->device_list(devices);
 148
 149         for (std::map<size_t, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 150                 if (_audio_device == "") _audio_device = i->second;
 151                 _audio_device_status.push_back (DeviceStatus (i->second, true));
 152         }
 153         return _audio_device_status;
 154 }
 155
 156 std::vector<float>
 157 CoreAudioBackend::available_sample_rates (const std::string&) const
 158 {
 159         std::vector<float> sr;
 160         _pcmio->available_sample_rates(name_to_id(_audio_device), sr);
 161         return sr;
 162 }
 163
 164 std::vector<uint32_t>
 165 CoreAudioBackend::available_buffer_sizes (const std::string&) const
 166 {
 167         std::vector<uint32_t> bs;
 168         _pcmio->available_buffer_sizes(name_to_id(_audio_device), bs);
 169         return bs;
 170 }
 171
 172 uint32_t
 173 CoreAudioBackend::available_input_channel_count (const std::string&) const
 174 {
 175         return 128; // TODO query current device
 176 }
 177
 178 uint32_t
 179 CoreAudioBackend::available_output_channel_count (const std::string&) const
 180 {
 181         return 128; // TODO query current device
 182 }
 183
 184 bool
 185 CoreAudioBackend::can_change_sample_rate_when_running () const
 186 {
 187         return false;
 188 }
 189
 190 bool
 191 CoreAudioBackend::can_change_buffer_size_when_running () const
 192 {
 193         return true;
 194 }
 195
 196 int
 197 CoreAudioBackend::set_device_name (const std::string& d)
 198 {
 199         _audio_device = d;
 200         const float sr = _pcmio->current_sample_rate(name_to_id(_audio_device));
 201         if (sr > 0) { set_sample_rate(sr); }
 202         return 0;
 203 }
 204
 205 int
 206 CoreAudioBackend::set_sample_rate (float sr)
 207 {
 208         if (sr <= 0) { return -1; }
 209         // TODO check if it's in the list of valid SR
 210         _samplerate = sr;
 211         engine.sample_rate_change (sr);
 212         return 0;
 213 }
 214
 215 int
 216 CoreAudioBackend::set_buffer_size (uint32_t bs)
 217 {
 218         if (bs <= 0 || bs >= _max_buffer_size) {
 219                 return -1;
 220         }
 221         _samples_per_period = bs;
 222         _pcmio->set_samples_per_period(bs);
 223         engine.buffer_size_change (bs);
 224         return 0;
 225 }
 226
 227 int
 228 CoreAudioBackend::set_interleaved (bool yn)
 229 {
 230         if (!yn) { return 0; }
 231         return -1;
 232 }
 233
 234 int
 235 CoreAudioBackend::set_input_channels (uint32_t cc)
 236 {
 237         _n_inputs = cc;
 238         return 0;
 239 }
 240
 241 int
 242 CoreAudioBackend::set_output_channels (uint32_t cc)
 243 {
 244         _n_outputs = cc;
 245         return 0;
 246 }
 247
 248 int
 249 CoreAudioBackend::set_systemic_input_latency (uint32_t sl)
 250 {
 251         _systemic_audio_input_latency = sl;
 252         return 0;
 253 }
 254
 255 int
 256 CoreAudioBackend::set_systemic_output_latency (uint32_t sl)
 257 {
 258         _systemic_audio_output_latency = sl;
 259         return 0;
 260 }
 261
 262 int
 263 CoreAudioBackend::set_systemic_midi_input_latency (std::string const device, uint32_t sl)
 264 {
 265         struct CoreMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(device);
 266         if (!nfo) return -1;
 267         nfo->systemic_input_latency = sl;
 268         return 0;
 269 }
 270
 271 int
 272 CoreAudioBackend::set_systemic_midi_output_latency (std::string const device, uint32_t sl)
 273 {
 274         struct CoreMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(device);
 275         if (!nfo) return -1;
 276         nfo->systemic_output_latency = sl;
 277         return 0;
 278 }
 279
 280 /* Retrieving parameters */
 281 std::string
 282 CoreAudioBackend::device_name () const
 283 {
 284         return _audio_device;
 285 }
 286
 287 float
 288 CoreAudioBackend::sample_rate () const
 289 {
 290         return _samplerate;
 291 }
 292
 293 uint32_t
 294 CoreAudioBackend::buffer_size () const
 295 {
 296         return _samples_per_period;
 297 }
 298
 299 bool
 300 CoreAudioBackend::interleaved () const
 301 {
 302         return false;
 303 }
 304
 305 uint32_t
 306 CoreAudioBackend::input_channels () const
 307 {
 308         return _n_inputs;
 309 }
 310
 311 uint32_t
 312 CoreAudioBackend::output_channels () const
 313 {
 314         return _n_outputs;
 315 }
 316
 317 uint32_t
 318 CoreAudioBackend::systemic_input_latency () const
 319 {
 320         return _systemic_audio_input_latency;
 321 }
 322
 323 uint32_t
 324 CoreAudioBackend::systemic_output_latency () const
 325 {
 326         return _systemic_audio_output_latency;
 327 }
 328
 329 uint32_t
 330 CoreAudioBackend::systemic_midi_input_latency (std::string const device) const
 331 {
 332         struct CoreMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(device);
 333         if (!nfo) return 0;
 334         return nfo->systemic_input_latency;
 335 }
 336
 337 uint32_t
 338 CoreAudioBackend::systemic_midi_output_latency (std::string const device) const
 339 {
 340         struct CoreMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(device);
 341         if (!nfo) return 0;
 342         return nfo->systemic_output_latency;
 343 }
 344
 345 /* MIDI */
 346 struct CoreAudioBackend::CoreMidiDeviceInfo *
 347 CoreAudioBackend::midi_device_info(std::string const name) const {
 348         return 0;
 349 }
 350
 351 std::vector<std::string>
 352 CoreAudioBackend::enumerate_midi_options () const
 353 {
 354         if (_midi_options.empty()) {
 355                 _midi_options.push_back (_("CoreMidi"));
 356                 _midi_options.push_back (_("None"));
 357         }
 358         return _midi_options;
 359 }
 360
 361 std::vector<AudioBackend::DeviceStatus>
 362 CoreAudioBackend::enumerate_midi_devices () const
 363 {
 364         _midi_device_status.clear();
 365         std::map<std::string, std::string> devices;
 366         //_midi_device_status.push_back (DeviceStatus (_("CoreMidi"), true));
 367         return _midi_device_status;
 368 }
 369
 370 int
 371 CoreAudioBackend::set_midi_option (const std::string& opt)
 372 {
 373         if (opt != _("None") && opt != _("CoreMidi")) {
 374                 return -1;
 375         }
 376         _midi_driver_option = opt;
 377         return 0;
 378 }
 379
 380 std::string
 381 CoreAudioBackend::midi_option () const
 382 {
 383         return _midi_driver_option;
 384 }
 385
 386 int
 387 CoreAudioBackend::set_midi_device_enabled (std::string const device, bool enable)
 388 {
 389         struct CoreMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(device);
 390         if (!nfo) return -1;
 391         nfo->enabled = enable;
 392         return 0;
 393 }
 394
 395 bool
 396 CoreAudioBackend::midi_device_enabled (std::string const device) const
 397 {
 398         struct CoreMidiDeviceInfo * nfo = midi_device_info(device);
 399         if (!nfo) return false;
 400         return nfo->enabled;
 401 }
 402
 403 void
 404 CoreAudioBackend::launch_control_app ()
 405 {
 406     _pcmio->launch_control_app(name_to_id(_audio_device));
 407 }
 408
 409 /* State Control */
 410
 411 static void * pthread_freewheel (void *arg)
 412 {
 413         CoreAudioBackend *d = static_cast<CoreAudioBackend *>(arg);
 414         d->freewheel_thread ();
 415         pthread_exit (0);
 416         return 0;
 417 }
 418
 419 static int process_callback_ptr (void *arg)
 420 {
 421         CoreAudioBackend *d = static_cast<CoreAudioBackend*> (arg);
 422         return d->process_callback();
 423 }
 424
 425 int
 426 CoreAudioBackend::_start (bool for_latency_measurement)
 427 {
 428         if ((!_active_ca || !_active_fw)  && _run) {
 429                 // recover from 'halted', reap threads
 430                 stop();
 431         }
 432
 433         if (_active_ca || _active_fw || _run) {
 434                 PBD::error << _("CoreAudioBackend: already active.") << endmsg;
 435                 return -1;
 436         }
 437
 438         if (_ports.size()) {
 439                 PBD::warning << _("CoreAudioBackend: recovering from unclean shutdown, port registry is not empty.") << endmsg;
 440                 _system_inputs.clear();
 441                 _system_outputs.clear();
 442                 _system_midi_in.clear();
 443                 _system_midi_out.clear();
 444                 _ports.clear();
 445         }
 446
 447         uint32_t device1 = name_to_id(_audio_device); // usually input, but in an aggregate, 1st defines the clock
 448         uint32_t device2 = name_to_id(_audio_device); // usually output
 449
 450         assert(_active_ca == false);
 451         assert(_active_fw == false);
 452
 453         _freewheel_ack = false;
 454         _reinit_thread_callback = true;
 455
 456         _pcmio->set_error_callback (error_callback_ptr, this);
 457         _pcmio->set_buffer_size_callback (buffer_size_callback_ptr, this);
 458         _pcmio->set_sample_rate_callback (sample_rate_callback_ptr, this);
 459
 460         _pcmio->pcm_start (device1, device2, _samplerate, _samples_per_period, process_callback_ptr, this);
 461
 462         switch (_pcmio->state ()) {
 463                 case 0: /* OK */ break;
 464                 case -1: PBD::error << _("CoreAudioBackend: failed to open device.") << endmsg; break;
 465                 default: PBD::error << _("CoreAudioBackend: initialization failed.") << endmsg; break;
 466         }
 467         if (_pcmio->state ()) {
 468                 return -1;
 469         }
 470
 471         if (_n_outputs != _pcmio->n_playback_channels ()) {
 472                 if (_n_outputs == 0) {
 473                  _n_outputs = _pcmio->n_playback_channels ();
 474                 } else {
 475                  _n_outputs = std::min (_n_outputs, _pcmio->n_playback_channels ());
 476                 }
 477                 PBD::info << _("CoreAudioBackend: adjusted output channel count to match device.") << endmsg;
 478         }
 479
 480         if (_n_inputs != _pcmio->n_capture_channels ()) {
 481                 if (_n_inputs == 0) {
 482                  _n_inputs = _pcmio->n_capture_channels ();
 483                 } else {
 484                  _n_inputs = std::min (_n_inputs, _pcmio->n_capture_channels ());
 485                 }
 486                 PBD::info << _("CoreAudioBackend: adjusted input channel count to match device.") << endmsg;
 487         }
 488
 489         if (_pcmio->samples_per_period() != _samples_per_period) {
 490                 _samples_per_period = _pcmio->samples_per_period();
 491                 PBD::warning << _("CoreAudioBackend: samples per period does not match.") << endmsg;
 492         }
 493
 494         if (_pcmio->sample_rate() != _samplerate) {
 495                 _samplerate = _pcmio->sample_rate();
 496                 engine.sample_rate_change (_samplerate);
 497                 PBD::warning << _("CoreAudioBackend: sample rate does not match.") << endmsg;
 498         }
 499
 500         _measure_latency = for_latency_measurement;
 501
 502         _preinit = true;
 503         _run = true;
 504         _port_change_flag = false;
 505
 506         if (_midi_driver_option == _("CoreMidi")) {
 507                 _midiio->set_enabled(true);
 508                 _midiio->set_port_changed_callback(midi_port_change, this);
 509                 _midiio->start(); // triggers port discovery, callback coremidi_rediscover()
 510         }
 511
 512         if (register_system_audio_ports()) {
 513                 PBD::error << _("CoreAudioBackend: failed to register system ports.") << endmsg;
 514                 _run = false;
 515                 return -1;
 516         }
 517
 518         engine.sample_rate_change (_samplerate);
 519         engine.buffer_size_change (_samples_per_period);
 520
 521         if (engine.reestablish_ports ()) {
 522                 PBD::error << _("CoreAudioBackend: Could not re-establish ports.") << endmsg;
 523                 _run = false;
 524                 return -1;
 525         }
 526
 527         if (pthread_create (&_freeewheel_thread, NULL, pthread_freewheel, this))
 528         {
 529                 PBD::error << _("CoreAudioBackend: failed to create process thread.") << endmsg;
 530                 delete _pcmio; _pcmio = 0;
 531                 _run = false;
 532                 return -1;
 533         }
 534
 535         int timeout = 5000;
 536         while ((!_active_ca || !_active_fw) && --timeout > 0) { Glib::usleep (1000); }
 537
 538         if (timeout == 0) {
 539                 PBD::error << _("CoreAudioBackend: failed to start.") << endmsg;
 540         }
 541
 542         if (!_active_fw) {
 543                 PBD::error << _("CoreAudioBackend: failed to start freewheeling thread.") << endmsg;
 544                 _run = false;
 545                 _pcmio->pcm_stop();
 546                 unregister_ports();
 547                 _active_ca = false;
 548                 _active_fw = false;
 549                 return -1;
 550         }
 551
 552         if (!_active_ca) {
 553                 PBD::error << _("CoreAudioBackend: failed to start coreaudio.") << endmsg;
 554                 stop();
 555                 _run = false;
 556                 return -1;
 557         }
 558
 559         engine.reconnect_ports ();
 560
 561         // force  an initial registration_callback() & latency re-compute
 562         _port_change_flag = true;
 563         pre_process ();
 564
 565         // all systems go.
 566         _pcmio->set_xrun_callback (xrun_callback_ptr, this);
 567         _preinit = false;
 568
 569         return 0;
 570 }
 571
 572 int
 573 CoreAudioBackend::stop ()
 574 {
 575         void *status;
 576         if (!_run) {
 577                 return 0;
 578         }
 579
 580         _run = false;
 581         _pcmio->pcm_stop();
 582         _midiio->set_port_changed_callback(NULL, NULL);
 583         _midiio->stop();
 584
 585         pthread_mutex_lock (&_freewheel_mutex);
 586         pthread_cond_signal (&_freewheel_signal);
 587         pthread_mutex_unlock (&_freewheel_mutex);
 588
 589         if (pthread_join (_freeewheel_thread, &status)) {
 590                 PBD::error << _("CoreAudioBackend: failed to terminate.") << endmsg;
 591                 return -1;
 592         }
 593
 594         unregister_ports();
 595
 596         _active_ca = false;
 597         _active_fw = false; // ??
 598
 599         return 0;
 600 }
 601
 602 int
 603 CoreAudioBackend::freewheel (bool onoff)
 604 {
 605         if (onoff == _freewheeling) {
 606                 return 0;
 607         }
 608         _freewheeling = onoff;
 609         // wake up freewheeling thread
 610         if (0 == pthread_mutex_trylock (&_freewheel_mutex)) {
 611                 pthread_cond_signal (&_freewheel_signal);
 612                 pthread_mutex_unlock (&_freewheel_mutex);
 613         }
 614         return 0;
 615 }
 616
 617 float
 618 CoreAudioBackend::dsp_load () const
 619 {
 620         return 100.f * _dsp_load;
 621 }
 622
 623 size_t
 624 CoreAudioBackend::raw_buffer_size (DataType t)
 625 {
 626         switch (t) {
 627                 case DataType::AUDIO:
 628                         return _samples_per_period * sizeof(Sample);
 629                 case DataType::MIDI:
 630                         return _max_buffer_size; // XXX not really limited
 631         }
 632         return 0;
 633 }
 634
 635 /* Process time */
 636 framepos_t
 637 CoreAudioBackend::sample_time ()
 638 {
 639         return _processed_samples;
 640 }
 641
 642 framepos_t
 643 CoreAudioBackend::sample_time_at_cycle_start ()
 644 {
 645         return _processed_samples;
 646 }
 647
 648 pframes_t
 649 CoreAudioBackend::samples_since_cycle_start ()
 650 {
 651         return 0;
 652 }
 653
 654 uint32_t
 655 CoreAudioBackend::name_to_id(std::string device_name) const {
 656         uint32_t device_id = UINT32_MAX;
 657         std::map<size_t, std::string> devices;
 658         _pcmio->device_list(devices);
 659
 660         for (std::map<size_t, std::string>::const_iterator i = devices.begin (); i != devices.end(); ++i) {
 661                 if (i->second == device_name) {
 662                         device_id = i->first;
 663                         break;
 664                 }
 665         }
 666         return device_id;
 667 }
 668
 669 void *
 670 CoreAudioBackend::coreaudio_process_thread (void *arg)
 671 {
 672         ThreadData* td = reinterpret_cast<ThreadData*> (arg);
 673         boost::function<void ()> f = td->f;
 674         delete td;
 675         f ();
 676         return 0;
 677 }
 678
 679 int
 680 CoreAudioBackend::create_process_thread (boost::function<void()> func)
 681 {
 682         pthread_t thread_id;
 683         pthread_attr_t attr;
 684         size_t stacksize = 100000;
 685
 686         ThreadData* td = new ThreadData (this, func, stacksize);
 687
 688         if (_realtime_pthread_create (SCHED_FIFO, -21, stacksize,
 689                                 &thread_id, coreaudio_process_thread, td)) {
 690                 pthread_attr_init (&attr);
 691                 pthread_attr_setstacksize (&attr, stacksize);
 692                 if (pthread_create (&thread_id, &attr, coreaudio_process_thread, td)) {
 693                         PBD::error << _("AudioEngine: cannot create process thread.") << endmsg;
 694                         pthread_attr_destroy (&attr);
 695                         return -1;
 696                 }
 697                 pthread_attr_destroy (&attr);
 698         }
 699
 700         _threads.push_back (thread_id);
 701         return 0;
 702 }
 703
 704 int
 705 CoreAudioBackend::join_process_threads ()
 706 {
 707         int rv = 0;
 708
 709         for (std::vector<pthread_t>::const_iterator i = _threads.begin (); i != _threads.end (); ++i)
 710         {
 711                 void *status;
 712                 if (pthread_join (*i, &status)) {
 713                         PBD::error << _("AudioEngine: cannot terminate process thread.") << endmsg;
 714                         rv -= 1;
 715                 }
 716         }
 717         _threads.clear ();
 718         return rv;
 719 }
 720
 721 bool
 722 CoreAudioBackend::in_process_thread ()
 723 {
 724         if (pthread_equal (_main_thread, pthread_self()) != 0) {
 725                 return true;
 726         }
 727
 728         for (std::vector<pthread_t>::const_iterator i = _threads.begin (); i != _threads.end (); ++i)
 729         {
 730                 if (pthread_equal (*i, pthread_self ()) != 0) {
 731                         return true;
 732                 }
 733         }
 734         return false;
 735 }
 736
 737 uint32_t
 738 CoreAudioBackend::process_thread_count ()
 739 {
 740         return _threads.size ();
 741 }
 742
 743 void
 744 CoreAudioBackend::update_latencies ()
 745 {
 746         // trigger latency callback in RT thread (locked graph)
 747         port_connect_add_remove_callback();
 748 }
 749
 750 /* PORTENGINE API */
 751
 752 void*
 753 CoreAudioBackend::private_handle () const
 754 {
 755         return NULL;
 756 }
 757
 758 const std::string&
 759 CoreAudioBackend::my_name () const
 760 {
 761         return _instance_name;
 762 }
 763
 764 bool
 765 CoreAudioBackend::available () const
 766 {
 767         return _run && _active_fw && _active_ca;
 768 }
 769
 770 uint32_t
 771 CoreAudioBackend::port_name_size () const
 772 {
 773         return 256;
 774 }
 775
 776 int
 777 CoreAudioBackend::set_port_name (PortEngine::PortHandle port, const std::string& name)
 778 {
 779         if (!valid_port (port)) {
 780                 PBD::error << _("CoreAudioBackend::set_port_name: Invalid Port(s)") << endmsg;
 781                 return -1;
 782         }
 783         return static_cast<CoreBackendPort*>(port)->set_name (_instance_name + ":" + name);
 784 }
 785
 786 std::string
 787 CoreAudioBackend::get_port_name (PortEngine::PortHandle port) const
 788 {
 789         if (!valid_port (port)) {
 790                 PBD::error << _("CoreAudioBackend::get_port_name: Invalid Port(s)") << endmsg;
 791                 return std::string ();
 792         }
 793         return static_cast<CoreBackendPort*>(port)->name ();
 794 }
 795
 796 int
 797 CoreAudioBackend::get_port_property (PortHandle port, const std::string& key, std::string& value, std::string& type) const
 798 {
 799         if (!valid_port (port)) {
 800                 PBD::error << _("CoreAudioBackend::get_port_name: Invalid Port(s)") << endmsg;
 801                 return -1;
 802         }
 803         if (key == "http://jackaudio.org/metadata/pretty-name") {
 804                 type = "";
 805                 value = static_cast<CoreBackendPort*>(port)->pretty_name ();
 806                 if (!value.empty()) {
 807                         return 0;
 808                 }
 809         }
 810         return -1;
 811 }
 812
 813 PortEngine::PortHandle
 814 CoreAudioBackend::get_port_by_name (const std::string& name) const
 815 {
 816         PortHandle port = (PortHandle) find_port (name);
 817         return port;
 818 }
 819
 820 int
 821 CoreAudioBackend::get_ports (
 822                 const std::string& port_name_pattern,
 823                 DataType type, PortFlags flags,
 824                 std::vector<std::string>& port_names) const
 825 {
 826         int rv = 0;
 827         regex_t port_regex;
 828         bool use_regexp = false;
 829         if (port_name_pattern.size () > 0) {
 830                 if (!regcomp (&port_regex, port_name_pattern.c_str (), REG_EXTENDED|REG_NOSUB)) {
 831                         use_regexp = true;
 832                 }
 833         }
 834         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
 835                 CoreBackendPort* port = _ports[i];
 836                 if ((port->type () == type) && (port->flags () & flags)) {
 837                         if (!use_regexp || !regexec (&port_regex, port->name ().c_str (), 0, NULL, 0)) {
 838                                 port_names.push_back (port->name ());
 839                                 ++rv;
 840                         }
 841                 }
 842         }
 843         if (use_regexp) {
 844                 regfree (&port_regex);
 845         }
 846         return rv;
 847 }
 848
 849 DataType
 850 CoreAudioBackend::port_data_type (PortEngine::PortHandle port) const
 851 {
 852         if (!valid_port (port)) {
 853                 return DataType::NIL;
 854         }
 855         return static_cast<CoreBackendPort*>(port)->type ();
 856 }
 857
 858 PortEngine::PortHandle
 859 CoreAudioBackend::register_port (
 860                 const std::string& name,
 861                 ARDOUR::DataType type,
 862                 ARDOUR::PortFlags flags)
 863 {
 864         if (name.size () == 0) { return 0; }
 865         if (flags & IsPhysical) { return 0; }
 866         return add_port (_instance_name + ":" + name, type, flags);
 867 }
 868
 869 PortEngine::PortHandle
 870 CoreAudioBackend::add_port (
 871                 const std::string& name,
 872                 ARDOUR::DataType type,
 873                 ARDOUR::PortFlags flags)
 874 {
 875         assert(name.size ());
 876         if (find_port (name)) {
 877                 PBD::error << _("CoreAudioBackend::register_port: Port already exists:")
 878                                 << " (" << name << ")" << endmsg;
 879                 return 0;
 880         }
 881         CoreBackendPort* port = NULL;
 882         switch (type) {
 883                 case DataType::AUDIO:
 884                         port = new CoreAudioPort (*this, name, flags);
 885                         break;
 886                 case DataType::MIDI:
 887                         port = new CoreMidiPort (*this, name, flags);
 888                         break;
 889                 default:
 890                         PBD::error << _("CoreAudioBackend::register_port: Invalid Data Type.") << endmsg;
 891                         return 0;
 892         }
 893
 894         _ports.push_back (port);
 895
 896         return port;
 897 }
 898
 899 void
 900 CoreAudioBackend::unregister_port (PortEngine::PortHandle port_handle)
 901 {
 902         if (!_run) {
 903                 return;
 904         }
 905         CoreBackendPort* port = static_cast<CoreBackendPort*>(port_handle);
 906         std::vector<CoreBackendPort*>::iterator i = std::find (_ports.begin (), _ports.end (), static_cast<CoreBackendPort*>(port_handle));
 907         if (i == _ports.end ()) {
 908                 PBD::error << _("CoreAudioBackend::unregister_port: Failed to find port") << endmsg;
 909                 return;
 910         }
 911         disconnect_all(port_handle);
 912         _ports.erase (i);
 913         delete port;
 914 }
 915
 916 int
 917 CoreAudioBackend::register_system_audio_ports()
 918 {
 919         LatencyRange lr;
 920
 921         const uint32_t a_ins = _n_inputs;
 922         const uint32_t a_out = _n_outputs;
 923
 924         const uint32_t coreaudio_reported_input_latency = _pcmio->get_latency(name_to_id(_audio_device), true);
 925         const uint32_t coreaudio_reported_output_latency = _pcmio->get_latency(name_to_id(_audio_device), false);
 926
 927 #ifndef NDEBUG
 928         printf("COREAUDIO LATENCY: i:%d, o:%d\n",
 929                         coreaudio_reported_input_latency,
 930                         coreaudio_reported_output_latency);
 931 #endif
 932
 933         /* audio ports */
 934         lr.min = lr.max = coreaudio_reported_input_latency + (_measure_latency ? 0 : _systemic_audio_input_latency);
 935         for (uint32_t i = 0; i < a_ins; ++i) {
 936                 char tmp[64];
 937                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:capture_%d", i+1);
 938                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::AUDIO, static_cast<PortFlags>(IsOutput | IsPhysical | IsTerminal));
 939                 if (!p) return -1;
 940                 set_latency_range (p, false, lr);
 941                 CoreBackendPort *cp = static_cast<CoreBackendPort*>(p);
 942                 cp->set_pretty_name (_pcmio->cached_port_name(i, true));
 943                 _system_inputs.push_back(cp);
 944         }
 945
 946         lr.min = lr.max = coreaudio_reported_output_latency + (_measure_latency ? 0 : _systemic_audio_output_latency);
 947         for (uint32_t i = 0; i < a_out; ++i) {
 948                 char tmp[64];
 949                 snprintf(tmp, sizeof(tmp), "system:playback_%d", i+1);
 950                 PortHandle p = add_port(std::string(tmp), DataType::AUDIO, static_cast<PortFlags>(IsInput | IsPhysical | IsTerminal));
 951                 if (!p) return -1;
 952                 set_latency_range (p, true, lr);
 953                 CoreBackendPort *cp = static_cast<CoreBackendPort*>(p);
 954                 cp->set_pretty_name (_pcmio->cached_port_name(i, false));
 955                 _system_outputs.push_back(cp);
 956         }
 957         return 0;
 958 }
 959
 960 void
 961 CoreAudioBackend::coremidi_rediscover()
 962 {
 963         if (!_run) { return; }
 964         assert(_midi_driver_option == _("CoreMidi"));
 965
 966         pthread_mutex_lock (&_process_callback_mutex);
 967
 968         for (std::vector<CoreBackendPort*>::iterator it = _system_midi_out.begin (); it != _system_midi_out.end ();) {
 969                 bool found = false;
 970                 for (size_t i = 0; i < _midiio->n_midi_outputs(); ++i) {
 971                         if ((*it)->name() == _midiio->port_name(i, false)) {
 972                                 found = true;
 973                                 break;
 974                         }
 975                 }
 976                 if (found) {
 977                         ++it;
 978                 } else {
 979 #ifndef NDEBUG
 980                         printf("unregister MIDI Output: %s\n", (*it)->name().c_str());
 981 #endif
 982                         _port_change_flag = true;
 983                         unregister_port((*it));
 984                         it = _system_midi_out.erase(it);
 985                 }
 986         }
 987
 988         for (std::vector<CoreBackendPort*>::iterator it = _system_midi_in.begin (); it != _system_midi_in.end ();) {
 989                 bool found = false;
 990                 for (size_t i = 0; i < _midiio->n_midi_inputs(); ++i) {
 991                         if ((*it)->name() == _midiio->port_name(i, true)) {
 992                                 found = true;
 993                                 break;
 994                         }
 995                 }
 996                 if (found) {
 997                         ++it;
 998                 } else {
 999 #ifndef NDEBUG
1000                         printf("unregister MIDI Input: %s\n", (*it)->name().c_str());
1001 #endif
1002                         _port_change_flag = true;
1003                         unregister_port((*it));
1004                         it = _system_midi_in.erase(it);
1005                 }
1006         }
1007
1008         for (size_t i = 0; i < _midiio->n_midi_inputs(); ++i) {
1009                 std::string name = _midiio->port_name(i, true);
1010                 if (find_port_in(_system_midi_in, name)) {
1011                         continue;
1012                 }
1013
1014 #ifndef NDEBUG
1015                 printf("register MIDI Input: %s\n", name.c_str());
1016 #endif
1017                 PortHandle p = add_port(name, DataType::MIDI, static_cast<PortFlags>(IsOutput | IsPhysical | IsTerminal));
1018                 if (!p) {
1019                         fprintf(stderr, "failed to register MIDI IN: %s\n", name.c_str());
1020                         continue;
1021                 }
1022                 LatencyRange lr;
1023                 lr.min = lr.max = _samples_per_period; // TODO add per-port midi-systemic latency
1024                 set_latency_range (p, false, lr);
1025                 _system_midi_in.push_back(static_cast<CoreBackendPort*>(p));
1026                 _port_change_flag = true;
1027         }
1028
1029         for (size_t i = 0; i < _midiio->n_midi_outputs(); ++i) {
1030                 std::string name = _midiio->port_name(i, false);
1031                 if (find_port_in(_system_midi_out, name)) {
1032                         continue;
1033                 }
1034
1035 #ifndef NDEBUG
1036                 printf("register MIDI OUT: %s\n", name.c_str());
1037 #endif
1038                 PortHandle p = add_port(name, DataType::MIDI, static_cast<PortFlags>(IsInput | IsPhysical | IsTerminal));
1039                 if (!p) {
1040                         fprintf(stderr, "failed to register MIDI OUT: %s\n", name.c_str());
1041                         continue;
1042                 }
1043                 LatencyRange lr;
1044                 lr.min = lr.max = _samples_per_period; // TODO add per-port midi-systemic latency
1045                 set_latency_range (p, false, lr);
1046                 _system_midi_out.push_back(static_cast<CoreBackendPort*>(p));
1047                 _port_change_flag = true;
1048         }
1049
1050
1051         assert(_system_midi_out.size() == _midiio->n_midi_outputs());
1052         assert(_system_midi_in.size() == _midiio->n_midi_inputs());
1053
1054         pthread_mutex_unlock (&_process_callback_mutex);
1055 }
1056
1057 void
1058 CoreAudioBackend::unregister_ports (bool system_only)
1059 {
1060         size_t i = 0;
1061         _system_inputs.clear();
1062         _system_outputs.clear();
1063         _system_midi_in.clear();
1064         _system_midi_out.clear();
1065         while (i <  _ports.size ()) {
1066                 CoreBackendPort* port = _ports[i];
1067                 if (! system_only || (port->is_physical () && port->is_terminal ())) {
1068                         port->disconnect_all ();
1069                         delete port;
1070                         _ports.erase (_ports.begin() + i);
1071                 } else {
1072                         ++i;
1073                 }
1074         }
1075 }
1076
1077 int
1078 CoreAudioBackend::connect (const std::string& src, const std::string& dst)
1079 {
1080         CoreBackendPort* src_port = find_port (src);
1081         CoreBackendPort* dst_port = find_port (dst);
1082
1083         if (!src_port) {
1084                 PBD::error << _("CoreAudioBackend::connect: Invalid Source port:")
1085                                 << " (" << src <<")" << endmsg;
1086                 return -1;
1087         }
1088         if (!dst_port) {
1089                 PBD::error << _("CoreAudioBackend::connect: Invalid Destination port:")
1090                         << " (" << dst <<")" << endmsg;
1091                 return -1;
1092         }
1093         return src_port->connect (dst_port);
1094 }
1095
1096 int
1097 CoreAudioBackend::disconnect (const std::string& src, const std::string& dst)
1098 {
1099         CoreBackendPort* src_port = find_port (src);
1100         CoreBackendPort* dst_port = find_port (dst);
1101
1102         if (!src_port || !dst_port) {
1103                 PBD::error << _("CoreAudioBackend::disconnect: Invalid Port(s)") << endmsg;
1104                 return -1;
1105         }
1106         return src_port->disconnect (dst_port);
1107 }
1108
1109 int
1110 CoreAudioBackend::connect (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst)
1111 {
1112         CoreBackendPort* dst_port = find_port (dst);
1113         if (!valid_port (src)) {
1114                 PBD::error << _("CoreAudioBackend::connect: Invalid Source Port Handle") << endmsg;
1115                 return -1;
1116         }
1117         if (!dst_port) {
1118                 PBD::error << _("CoreAudioBackend::connect: Invalid Destination Port")
1119                         << " (" << dst << ")" << endmsg;
1120                 return -1;
1121         }
1122         return static_cast<CoreBackendPort*>(src)->connect (dst_port);
1123 }
1124
1125 int
1126 CoreAudioBackend::disconnect (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst)
1127 {
1128         CoreBackendPort* dst_port = find_port (dst);
1129         if (!valid_port (src) || !dst_port) {
1130                 PBD::error << _("CoreAudioBackend::disconnect: Invalid Port(s)") << endmsg;
1131                 return -1;
1132         }
1133         return static_cast<CoreBackendPort*>(src)->disconnect (dst_port);
1134 }
1135
1136 int
1137 CoreAudioBackend::disconnect_all (PortEngine::PortHandle port)
1138 {
1139         if (!valid_port (port)) {
1140                 PBD::error << _("CoreAudioBackend::disconnect_all: Invalid Port") << endmsg;
1141                 return -1;
1142         }
1143         static_cast<CoreBackendPort*>(port)->disconnect_all ();
1144         return 0;
1145 }
1146
1147 bool
1148 CoreAudioBackend::connected (PortEngine::PortHandle port, bool /* process_callback_safe*/)
1149 {
1150         if (!valid_port (port)) {
1151                 PBD::error << _("CoreAudioBackend::disconnect_all: Invalid Port") << endmsg;
1152                 return false;
1153         }
1154         return static_cast<CoreBackendPort*>(port)->is_connected ();
1155 }
1156
1157 bool
1158 CoreAudioBackend::connected_to (PortEngine::PortHandle src, const std::string& dst, bool /*process_callback_safe*/)
1159 {
1160         CoreBackendPort* dst_port = find_port (dst);
1161         if (!valid_port (src) || !dst_port) {
1162                 PBD::error << _("CoreAudioBackend::connected_to: Invalid Port") << endmsg;
1163                 return false;
1164         }
1165         return static_cast<CoreBackendPort*>(src)->is_connected (dst_port);
1166 }
1167
1168 bool
1169 CoreAudioBackend::physically_connected (PortEngine::PortHandle port, bool /*process_callback_safe*/)
1170 {
1171         if (!valid_port (port)) {
1172                 PBD::error << _("CoreAudioBackend::physically_connected: Invalid Port") << endmsg;
1173                 return false;
1174         }
1175         return static_cast<CoreBackendPort*>(port)->is_physically_connected ();
1176 }
1177
1178 int
1179 CoreAudioBackend::get_connections (PortEngine::PortHandle port, std::vector<std::string>& names, bool /*process_callback_safe*/)
1180 {
1181         if (!valid_port (port)) {
1182                 PBD::error << _("CoreAudioBackend::get_connections: Invalid Port") << endmsg;
1183                 return -1;
1184         }
1185
1186         assert (0 == names.size ());
1187
1188         const std::vector<CoreBackendPort*>& connected_ports = static_cast<CoreBackendPort*>(port)->get_connections ();
1189
1190         for (std::vector<CoreBackendPort*>::const_iterator i = connected_ports.begin (); i != connected_ports.end (); ++i) {
1191                 names.push_back ((*i)->name ());
1192         }
1193
1194         return (int)names.size ();
1195 }
1196
1197 /* MIDI */
1198 int
1199 CoreAudioBackend::midi_event_get (
1200                 pframes_t& timestamp,
1201                 size_t& size, uint8_t** buf, void* port_buffer,
1202                 uint32_t event_index)
1203 {
1204         assert (buf && port_buffer);
1205         CoreMidiBuffer& source = * static_cast<CoreMidiBuffer*>(port_buffer);
1206         if (event_index >= source.size ()) {
1207                 return -1;
1208         }
1209         CoreMidiEvent * const event = source[event_index].get ();
1210
1211         timestamp = event->timestamp ();
1212         size = event->size ();
1213         *buf = event->data ();
1214         return 0;
1215 }
1216
1217 int
1218 CoreAudioBackend::midi_event_put (
1219                 void* port_buffer,
1220                 pframes_t timestamp,
1221                 const uint8_t* buffer, size_t size)
1222 {
1223         assert (buffer && port_buffer);
1224         CoreMidiBuffer& dst = * static_cast<CoreMidiBuffer*>(port_buffer);
1225         if (dst.size () && (pframes_t)dst.back ()->timestamp () > timestamp) {
1226                 fprintf (stderr, "CoreMidiBuffer: it's too late for this event. %d > %d\n",
1227                                 (pframes_t)dst.back ()->timestamp (), timestamp);
1228                 return -1;
1229         }
1230         dst.push_back (boost::shared_ptr<CoreMidiEvent>(new CoreMidiEvent (timestamp, buffer, size)));
1231         return 0;
1232 }
1233
1234 uint32_t
1235 CoreAudioBackend::get_midi_event_count (void* port_buffer)
1236 {
1237         assert (port_buffer);
1238         return static_cast<CoreMidiBuffer*>(port_buffer)->size ();
1239 }
1240
1241 void
1242 CoreAudioBackend::midi_clear (void* port_buffer)
1243 {
1244         assert (port_buffer);
1245         CoreMidiBuffer * buf = static_cast<CoreMidiBuffer*>(port_buffer);
1246         assert (buf);
1247         buf->clear ();
1248 }
1249
1250 /* Monitoring */
1251
1252 bool
1253 CoreAudioBackend::can_monitor_input () const
1254 {
1255         return false;
1256 }
1257
1258 int
1259 CoreAudioBackend::request_input_monitoring (PortEngine::PortHandle, bool)
1260 {
1261         return -1;
1262 }
1263
1264 int
1265 CoreAudioBackend::ensure_input_monitoring (PortEngine::PortHandle, bool)
1266 {
1267         return -1;
1268 }
1269
1270 bool
1271 CoreAudioBackend::monitoring_input (PortEngine::PortHandle)
1272 {
1273         return false;
1274 }
1275
1276 /* Latency management */
1277
1278 void
1279 CoreAudioBackend::set_latency_range (PortEngine::PortHandle port, bool for_playback, LatencyRange latency_range)
1280 {
1281         if (!valid_port (port)) {
1282                 PBD::error << _("CoreBackendPort::set_latency_range (): invalid port.") << endmsg;
1283         }
1284         static_cast<CoreBackendPort*>(port)->set_latency_range (latency_range, for_playback);
1285 }
1286
1287 LatencyRange
1288 CoreAudioBackend::get_latency_range (PortEngine::PortHandle port, bool for_playback)
1289 {
1290         LatencyRange r;
1291         if (!valid_port (port)) {
1292                 PBD::error << _("CoreBackendPort::get_latency_range (): invalid port.") << endmsg;
1293                 r.min = 0;
1294                 r.max = 0;
1295         }
1296         CoreBackendPort* p = static_cast<CoreBackendPort*>(port);
1297         assert(p);
1298
1299         r = p->latency_range (for_playback);
1300         if (p->is_physical() && p->is_terminal() && p->type() == DataType::AUDIO) {
1301                 if (p->is_input() && for_playback) {
1302                         r.min += _samples_per_period;
1303                         r.max += _samples_per_period;
1304                 }
1305                 if (p->is_output() && !for_playback) {
1306                         r.min += _samples_per_period;
1307                         r.max += _samples_per_period;
1308                 }
1309         }
1310         return r;
1311 }
1312
1313 /* Discovering physical ports */
1314
1315 bool
1316 CoreAudioBackend::port_is_physical (PortEngine::PortHandle port) const
1317 {
1318         if (!valid_port (port)) {
1319                 PBD::error << _("CoreBackendPort::port_is_physical (): invalid port.") << endmsg;
1320                 return false;
1321         }
1322         return static_cast<CoreBackendPort*>(port)->is_physical ();
1323 }
1324
1325 void
1326 CoreAudioBackend::get_physical_outputs (DataType type, std::vector<std::string>& port_names)
1327 {
1328         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1329                 CoreBackendPort* port = _ports[i];
1330                 if ((port->type () == type) && port->is_input () && port->is_physical ()) {
1331                         port_names.push_back (port->name ());
1332                 }
1333         }
1334 }
1335
1336 void
1337 CoreAudioBackend::get_physical_inputs (DataType type, std::vector<std::string>& port_names)
1338 {
1339         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1340                 CoreBackendPort* port = _ports[i];
1341                 if ((port->type () == type) && port->is_output () && port->is_physical ()) {
1342                         port_names.push_back (port->name ());
1343                 }
1344         }
1345 }
1346
1347 ChanCount
1348 CoreAudioBackend::n_physical_outputs () const
1349 {
1350         int n_midi = 0;
1351         int n_audio = 0;
1352         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1353                 CoreBackendPort* port = _ports[i];
1354                 if (port->is_output () && port->is_physical ()) {
1355                         switch (port->type ()) {
1356                                 case DataType::AUDIO: ++n_audio; break;
1357                                 case DataType::MIDI: ++n_midi; break;
1358                                 default: break;
1359                         }
1360                 }
1361         }
1362         ChanCount cc;
1363         cc.set (DataType::AUDIO, n_audio);
1364         cc.set (DataType::MIDI, n_midi);
1365         return cc;
1366 }
1367
1368 ChanCount
1369 CoreAudioBackend::n_physical_inputs () const
1370 {
1371         int n_midi = 0;
1372         int n_audio = 0;
1373         for (size_t i = 0; i < _ports.size (); ++i) {
1374                 CoreBackendPort* port = _ports[i];
1375                 if (port->is_input () && port->is_physical ()) {
1376                         switch (port->type ()) {
1377                                 case DataType::AUDIO: ++n_audio; break;
1378                                 case DataType::MIDI: ++n_midi; break;
1379                                 default: break;
1380                         }
1381                 }
1382         }
1383         ChanCount cc;
1384         cc.set (DataType::AUDIO, n_audio);
1385         cc.set (DataType::MIDI, n_midi);
1386         return cc;
1387 }
1388
1389 /* Getting access to the data buffer for a port */
1390
1391 void*
1392 CoreAudioBackend::get_buffer (PortEngine::PortHandle port, pframes_t nframes)
1393 {
1394         assert (port);
1395         assert (valid_port (port));
1396         return static_cast<CoreBackendPort*>(port)->get_buffer (nframes);
1397 }
1398
1399 void
1400 CoreAudioBackend::pre_process ()
1401 {
1402         bool connections_changed = false;
1403         bool ports_changed = false;
1404         if (!pthread_mutex_trylock (&_port_callback_mutex)) {
1405                 if (_port_change_flag) {
1406                         ports_changed = true;
1407                         _port_change_flag = false;
1408                 }
1409                 if (!_port_connection_queue.empty ()) {
1410                         connections_changed = true;
1411                 }
1412                 while (!_port_connection_queue.empty ()) {
1413                         PortConnectData *c = _port_connection_queue.back ();
1414                         manager.connect_callback (c->a, c->b, c->c);
1415                         _port_connection_queue.pop_back ();
1416                         delete c;
1417                 }
1418                 pthread_mutex_unlock (&_port_callback_mutex);
1419         }
1420         if (ports_changed) {
1421                 manager.registration_callback();
1422         }
1423         if (connections_changed) {
1424                 manager.graph_order_callback();
1425         }
1426         if (connections_changed || ports_changed) {
1427                 engine.latency_callback(false);
1428                 engine.latency_callback(true);
1429         }
1430 }
1431
1432 void *
1433 CoreAudioBackend::freewheel_thread ()
1434 {
1435         _active_fw = true;
1436         bool first_run = false;
1437         /* Freewheeling - use for export.   The first call to
1438          * engine.process_callback() after engine.freewheel_callback will
1439          * if the first export cycle.
1440          * For reliable precise export timing, the calls need to be in sync.
1441          *
1442          * Furthermore we need to make sure the registered process thread
1443          * is correct.
1444          *
1445          * _freewheeling = GUI thread state as set by ::freewheel()
1446          * _freewheel = in sync here (export thread)
1447          */
1448         pthread_mutex_lock (&_freewheel_mutex);
1449         while (_run) {
1450                 // check if we should run,
1451                 if (_freewheeling != _freewheel) {
1452                         if (!_freewheeling) {
1453                                 // prepare leaving freewheeling mode
1454                                 _freewheel = false; // first mark as disabled
1455                                 _reinit_thread_callback = true; // hand over _main_thread
1456                                 _freewheel_ack = false; // prepare next handshake
1457                                 _midiio->set_enabled(true);
1458                         } else {
1459                                 first_run = true;
1460                                 _freewheel = true;
1461                         }
1462                 }
1463
1464                 if (!_freewheel || !_freewheel_ack) {
1465                         // wait for a change, we use a timed wait to
1466                         // terminate early in case some error sets _run = 0
1467                         struct timeval tv;
1468                         struct timespec ts;
1469                         gettimeofday (&tv, NULL);
1470                         ts.tv_sec = tv.tv_sec + 3;
1471                         ts.tv_nsec = 0;
1472                         pthread_cond_timedwait (&_freewheel_signal, &_freewheel_mutex, &ts);
1473                         continue;
1474                 }
1475
1476                 if (first_run) {
1477                         // tell the engine we're ready to GO.
1478                         engine.freewheel_callback (_freewheeling);
1479                         first_run = false;
1480                         _main_thread = pthread_self();
1481                         AudioEngine::thread_init_callback (this);
1482                         _midiio->set_enabled(false);
1483                 }
1484
1485                 // process port updates first in every cycle.
1486                 pre_process();
1487
1488                 // prevent coreaudio device changes
1489                 pthread_mutex_lock (&_process_callback_mutex);
1490
1491                 /* Freewheelin' */
1492
1493                 // clear input buffers
1494                 for (std::vector<CoreBackendPort*>::const_iterator it = _system_inputs.begin (); it != _system_inputs.end (); ++it) {
1495                         memset ((*it)->get_buffer (_samples_per_period), 0, _samples_per_period * sizeof (Sample));
1496                 }
1497                 for (std::vector<CoreBackendPort*>::const_iterator it = _system_midi_in.begin (); it != _system_midi_in.end (); ++it) {
1498                         static_cast<CoreMidiBuffer*>((*it)->get_buffer(0))->clear ();
1499                 }
1500
1501                 if (engine.process_callback (_samples_per_period)) {
1502                         pthread_mutex_unlock (&_process_callback_mutex);
1503                         break;
1504                 }
1505
1506                 pthread_mutex_unlock (&_process_callback_mutex);
1507                 _dsp_load = 1.0;
1508                 Glib::usleep (100); // don't hog cpu
1509         }
1510
1511         pthread_mutex_unlock (&_freewheel_mutex);
1512
1513         _active_fw = false;
1514
1515         if (_run) {
1516                 // engine.process_callback() returner error
1517                 engine.halted_callback("CoreAudio Freehweeling aborted.");
1518         }
1519         return 0;
1520 }
1521
1522 int
1523 CoreAudioBackend::process_callback ()
1524 {
1525         uint32_t i = 0;
1526         uint64_t clock1, clock2;
1527
1528         _active_ca = true;
1529
1530         if (_run && _freewheel && !_freewheel_ack) {
1531                 // acknowledge freewheeling; hand-over thread ID
1532                 pthread_mutex_lock (&_freewheel_mutex);
1533                 if (_freewheel) _freewheel_ack = true;
1534                 pthread_cond_signal (&_freewheel_signal);
1535                 pthread_mutex_unlock (&_freewheel_mutex);
1536         }
1537
1538         if (!_run || _freewheel || _preinit) {
1539                 // NB if we return 1, the output is
1540                 // zeroed by the coreaudio callback
1541                 return 1;
1542         }
1543
1544         if (pthread_mutex_trylock (&_process_callback_mutex)) {
1545                 // block while devices are added/removed
1546                 return 1;
1547         }
1548
1549         if (_reinit_thread_callback || _main_thread != pthread_self()) {
1550                 _reinit_thread_callback = false;
1551                 _main_thread = pthread_self();
1552                 AudioEngine::thread_init_callback (this);
1553         }
1554
1555         /* port-connection change */
1556         pre_process();
1557
1558         const uint32_t n_samples = _pcmio->n_samples();
1559
1560         // cycle-length in usec
1561         const int64_t nominal_time = 1e6 * n_samples / _samplerate;
1562
1563         clock1 = g_get_monotonic_time();
1564
1565         /* get midi */
1566         i=0;
1567         for (std::vector<CoreBackendPort*>::const_iterator it = _system_midi_in.begin (); it != _system_midi_in.end (); ++it, ++i) {
1568                 CoreMidiBuffer* mbuf = static_cast<CoreMidiBuffer*>((*it)->get_buffer(0));
1569                 mbuf->clear();
1570                 uint64_t time_ns;
1571                 uint8_t data[64]; // match MaxAlsaEventSize in alsa_rawmidi.cc
1572                 size_t size = sizeof(data);
1573                 while (_midiio->recv_event (i, nominal_time, time_ns, data, size)) {
1574                         pframes_t time = floor((float) time_ns * _samplerate * 1e-9);
1575                         assert (time < n_samples);
1576                         midi_event_put((void*)mbuf, time, data, size);
1577                         size = sizeof(data);
1578                 }
1579         }
1580
1581         /* get audio */
1582         i = 0;
1583         for (std::vector<CoreBackendPort*>::const_iterator it = _system_inputs.begin (); it != _system_inputs.end (); ++it, ++i) {
1584                 _pcmio->get_capture_channel (i, (float*)((*it)->get_buffer(n_samples)), n_samples);
1585         }
1586
1587         /* clear output buffers */
1588         for (std::vector<CoreBackendPort*>::const_iterator it = _system_outputs.begin (); it != _system_outputs.end (); ++it) {
1589                 memset ((*it)->get_buffer (n_samples), 0, n_samples * sizeof (Sample));
1590         }
1591
1592         _midiio->start_cycle();
1593
1594         if (engine.process_callback (n_samples)) {
1595                 fprintf(stderr, "ENGINE PROCESS ERROR\n");
1596                 //_pcmio->pcm_stop ();
1597                 _active_ca = false;
1598                 pthread_mutex_unlock (&_process_callback_mutex);
1599                 return -1;
1600         }
1601
1602         /* mixdown midi */
1603         for (std::vector<CoreBackendPort*>::const_iterator it = _system_midi_out.begin (); it != _system_midi_out.end (); ++it) {
1604                 static_cast<CoreMidiPort*>(*it)->get_buffer(0);
1605         }
1606
1607         /* queue outgoing midi */
1608         i = 0;
1609         for (std::vector<CoreBackendPort*>::const_iterator it = _system_midi_out.begin (); it != _system_midi_out.end (); ++it, ++i) {
1610                 const CoreMidiBuffer *src = static_cast<const CoreMidiPort*>(*it)->const_buffer();
1611                 for (CoreMidiBuffer::const_iterator mit = src->begin (); mit != src->end (); ++mit) {
1612                         _midiio->send_event (i, (*mit)->timestamp() / nominal_time, (*mit)->data(), (*mit)->size());
1613                 }
1614         }
1615
1616         /* write back audio */
1617         i = 0;
1618         for (std::vector<CoreBackendPort*>::const_iterator it = _system_outputs.begin (); it != _system_outputs.end (); ++it, ++i) {
1619                 _pcmio->set_playback_channel (i, (float const*)(*it)->get_buffer (n_samples), n_samples);
1620         }
1621
1622         _processed_samples += n_samples;
1623
1624         /* calc DSP load. */
1625         clock2 = g_get_monotonic_time();
1626         const int64_t elapsed_time = clock2 - clock1;
1627         _dsp_load = elapsed_time / (float) nominal_time;
1628
1629         pthread_mutex_unlock (&_process_callback_mutex);
1630         return 0;
1631 }
1632
1633 void
1634 CoreAudioBackend::error_callback ()
1635 {
1636         _pcmio->set_error_callback (NULL, NULL);
1637         _pcmio->set_sample_rate_callback (NULL, NULL);
1638         _pcmio->set_xrun_callback (NULL, NULL);
1639         _midiio->set_port_changed_callback(NULL, NULL);
1640         engine.halted_callback("CoreAudio Process aborted.");
1641         _active_ca = false;
1642 }
1643
1644 void
1645 CoreAudioBackend::xrun_callback ()
1646 {
1647         engine.Xrun ();
1648 }
1649
1650 void
1651 CoreAudioBackend::buffer_size_callback ()
1652 {
1653         uint32_t bs = _pcmio->samples_per_period();
1654         if (bs == _samples_per_period) {
1655                 return;
1656         }
1657         _samples_per_period = bs;
1658         engine.buffer_size_change (_samples_per_period);
1659 }
1660
1661 void
1662 CoreAudioBackend::sample_rate_callback ()
1663 {
1664         _pcmio->set_error_callback (NULL, NULL);
1665         _pcmio->set_sample_rate_callback (NULL, NULL);
1666         _pcmio->set_xrun_callback (NULL, NULL);
1667         _midiio->set_port_changed_callback(NULL, NULL);
1668         engine.halted_callback("Sample Rate Changed.");
1669         stop();
1670 }
1671
1672 void
1673 CoreAudioBackend::hw_changed_callback ()
1674 {
1675         _reinit_thread_callback = true;
1676         engine.request_device_list_update();
1677 }
1678
1679 /******************************************************************************/
1680
1681 static boost::shared_ptr<CoreAudioBackend> _instance;
1682
1683 static boost::shared_ptr<AudioBackend> backend_factory (AudioEngine& e);
1684 static int instantiate (const std::string& arg1, const std::string& /* arg2 */);
1685 static int deinstantiate ();
1686 static bool already_configured ();
1687 static bool available ();
1688
1689 static ARDOUR::AudioBackendInfo _descriptor = {
1690         "CoreAudio",
1691         instantiate,
1692         deinstantiate,
1693         backend_factory,
1694         already_configured,
1695         available
1696 };
1697
1698 static boost::shared_ptr<AudioBackend>
1699 backend_factory (AudioEngine& e)
1700 {
1701         if (!_instance) {
1702                 _instance.reset (new CoreAudioBackend (e, _descriptor));
1703         }
1704         return _instance;
1705 }
1706
1707 static int
1708 instantiate (const std::string& arg1, const std::string& /* arg2 */)
1709 {
1710         s_instance_name = arg1;
1711         return 0;
1712 }
1713
1714 static int
1715 deinstantiate ()
1716 {
1717         _instance.reset ();
1718         return 0;
1719 }
1720
1721 static bool
1722 already_configured ()
1723 {
1724         return false;
1725 }
1726
1727 static bool
1728 available ()
1729 {
1730         return true;
1731 }
1732
1733 extern "C" ARDOURBACKEND_API ARDOUR::AudioBackendInfo* descriptor ()
1734 {
1735         return &_descriptor;
1736 }
1737
1738
1739 /******************************************************************************/
1740 CoreBackendPort::CoreBackendPort (CoreAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
1741         : _osx_backend (b)
1742         , _name  (name)
1743         , _flags (flags)
1744 {
1745         _capture_latency_range.min = 0;
1746         _capture_latency_range.max = 0;
1747         _playback_latency_range.min = 0;
1748         _playback_latency_range.max = 0;
1749 }
1750
1751 CoreBackendPort::~CoreBackendPort () {
1752         disconnect_all ();
1753 }
1754
1755
1756 int CoreBackendPort::connect (CoreBackendPort *port)
1757 {
1758         if (!port) {
1759                 PBD::error << _("CoreBackendPort::connect (): invalid (null) port") << endmsg;
1760                 return -1;
1761         }
1762
1763         if (type () != port->type ()) {
1764                 PBD::error << _("CoreBackendPort::connect (): wrong port-type") << endmsg;
1765                 return -1;
1766         }
1767
1768         if (is_output () && port->is_output ()) {
1769                 PBD::error << _("CoreBackendPort::connect (): cannot inter-connect output ports.") << endmsg;
1770                 return -1;
1771         }
1772
1773         if (is_input () && port->is_input ()) {
1774                 PBD::error << _("CoreBackendPort::connect (): cannot inter-connect input ports.") << endmsg;
1775                 return -1;
1776         }
1777
1778         if (this == port) {
1779                 PBD::error << _("CoreBackendPort::connect (): cannot self-connect ports.") << endmsg;
1780                 return -1;
1781         }
1782
1783         if (is_connected (port)) {
1784 #if 0 // don't bother to warn about this for now. just ignore it
1785                 PBD::error << _("CoreBackendPort::connect (): ports are already connected:")
1786                         << " (" << name () << ") -> (" << port->name () << ")"
1787                         << endmsg;
1788 #endif
1789                 return -1;
1790         }
1791
1792         _connect (port, true);
1793         return 0;
1794 }
1795
1796
1797 void CoreBackendPort::_connect (CoreBackendPort *port, bool callback)
1798 {
1799         _connections.push_back (port);
1800         if (callback) {
1801                 port->_connect (this, false);
1802                 _osx_backend.port_connect_callback (name(),  port->name(), true);
1803         }
1804 }
1805
1806 int CoreBackendPort::disconnect (CoreBackendPort *port)
1807 {
1808         if (!port) {
1809                 PBD::error << _("CoreBackendPort::disconnect (): invalid (null) port") << endmsg;
1810                 return -1;
1811         }
1812
1813         if (!is_connected (port)) {
1814                 PBD::error << _("CoreBackendPort::disconnect (): ports are not connected:")
1815                         << " (" << name () << ") -> (" << port->name () << ")"
1816                         << endmsg;
1817                 return -1;
1818         }
1819         _disconnect (port, true);
1820         return 0;
1821 }
1822
1823 void CoreBackendPort::_disconnect (CoreBackendPort *port, bool callback)
1824 {
1825         std::vector<CoreBackendPort*>::iterator it = std::find (_connections.begin (), _connections.end (), port);
1826
1827         assert (it != _connections.end ());
1828
1829         _connections.erase (it);
1830
1831         if (callback) {
1832                 port->_disconnect (this, false);
1833                 _osx_backend.port_connect_callback (name(),  port->name(), false);
1834         }
1835 }
1836
1837
1838 void CoreBackendPort::disconnect_all ()
1839 {
1840         while (!_connections.empty ()) {
1841                 _connections.back ()->_disconnect (this, false);
1842                 _osx_backend.port_connect_callback (name(),  _connections.back ()->name(), false);
1843                 _connections.pop_back ();
1844         }
1845 }
1846
1847 bool
1848 CoreBackendPort::is_connected (const CoreBackendPort *port) const
1849 {
1850         return std::find (_connections.begin (), _connections.end (), port) != _connections.end ();
1851 }
1852
1853 bool CoreBackendPort::is_physically_connected () const
1854 {
1855         for (std::vector<CoreBackendPort*>::const_iterator it = _connections.begin (); it != _connections.end (); ++it) {
1856                 if ((*it)->is_physical ()) {
1857                         return true;
1858                 }
1859         }
1860         return false;
1861 }
1862
1863 /******************************************************************************/
1864
1865 CoreAudioPort::CoreAudioPort (CoreAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
1866         : CoreBackendPort (b, name, flags)
1867 {
1868         memset (_buffer, 0, sizeof (_buffer));
1869         mlock(_buffer, sizeof (_buffer));
1870 }
1871
1872 CoreAudioPort::~CoreAudioPort () { }
1873
1874 void* CoreAudioPort::get_buffer (pframes_t n_samples)
1875 {
1876         if (is_input ()) {
1877                 std::vector<CoreBackendPort*>::const_iterator it = get_connections ().begin ();
1878                 if (it == get_connections ().end ()) {
1879                         memset (_buffer, 0, n_samples * sizeof (Sample));
1880                 } else {
1881                         CoreAudioPort const * source = static_cast<const CoreAudioPort*>(*it);
1882                         assert (source && source->is_output ());
1883                         memcpy (_buffer, source->const_buffer (), n_samples * sizeof (Sample));
1884                         while (++it != get_connections ().end ()) {
1885                                 source = static_cast<const CoreAudioPort*>(*it);
1886                                 assert (source && source->is_output ());
1887                                 Sample* dst = buffer ();
1888                                 const Sample* src = source->const_buffer ();
1889                                 for (uint32_t s = 0; s < n_samples; ++s, ++dst, ++src) {
1890                                         *dst += *src;
1891                                 }
1892                         }
1893                 }
1894         }
1895         return _buffer;
1896 }
1897
1898
1899 CoreMidiPort::CoreMidiPort (CoreAudioBackend &b, const std::string& name, PortFlags flags)
1900         : CoreBackendPort (b, name, flags)
1901         , _n_periods (1)
1902         , _bufperiod (0)
1903 {
1904         _buffer[0].clear ();
1905         _buffer[1].clear ();
1906 }
1907
1908 CoreMidiPort::~CoreMidiPort () { }
1909
1910 struct MidiEventSorter {
1911         bool operator() (const boost::shared_ptr<CoreMidiEvent>& a, const boost::shared_ptr<CoreMidiEvent>& b) {
1912                 return *a < *b;
1913         }
1914 };
1915
1916 void* CoreMidiPort::get_buffer (pframes_t /* nframes */)
1917 {
1918         if (is_input ()) {
1919                 (_buffer[_bufperiod]).clear ();
1920                 for (std::vector<CoreBackendPort*>::const_iterator i = get_connections ().begin ();
1921                                 i != get_connections ().end ();
1922                                 ++i) {
1923                         const CoreMidiBuffer * src = static_cast<const CoreMidiPort*>(*i)->const_buffer ();
1924                         for (CoreMidiBuffer::const_iterator it = src->begin (); it != src->end (); ++it) {
1925                                 (_buffer[_bufperiod]).push_back (boost::shared_ptr<CoreMidiEvent>(new CoreMidiEvent (**it)));
1926                         }
1927                 }
1928                 std::sort ((_buffer[_bufperiod]).begin (), (_buffer[_bufperiod]).end (), MidiEventSorter());
1929         }
1930         return &(_buffer[_bufperiod]);
1931 }
1932
1933 CoreMidiEvent::CoreMidiEvent (const pframes_t timestamp, const uint8_t* data, size_t size)
1934         : _size (size)
1935         , _timestamp (timestamp)
1936         , _data (0)
1937 {
1938         if (size > 0) {
1939                 _data = (uint8_t*) malloc (size);
1940                 memcpy (_data, data, size);
1941         }
1942 }
1943
1944 CoreMidiEvent::CoreMidiEvent (const CoreMidiEvent& other)
1945         : _size (other.size ())
1946         , _timestamp (other.timestamp ())
1947         , _data (0)
1948 {
1949         if (other.size () && other.const_data ()) {
1950                 _data = (uint8_t*) malloc (other.size ());
1951                 memcpy (_data, other.const_data (), other.size ());
1952         }
1953 };
1954
1955 CoreMidiEvent::~CoreMidiEvent () {
1956         free (_data);
1957 };