ext/midi/midi_alsa_seq.c

   1 /*
   2  * Copyright 2004 Paul Brossier
   3  *
   4  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Library General Public License
   6  * as published by the Free Software Foundation; either version 2 of
   7  * the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This library is distributed in the hope that it will be useful, but
  10  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * Library General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  15  * License along with this library; if not, write to the Free
  16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA
  17  * 02111-1307, USA
  18  */
  19
  20 /* this file originally taken from Fluidsynth, Peter Hanappe and others. */
  21
  22 /** \file
  23  * Midi driver for the Advanced Linux Sound Architecture (sequencer mode)
  24  */
  25
  26
  27 #include "aubio_priv.h"
  28 #include "midi.h"
  29 #include "midi_event.h"
  30 #include "midi_parser.h"
  31 #include "midi_driver.h"
  32 #include "config.h"
  33
  34 #if ALSA_SUPPORT
  35
  36 #define ALSA_PCM_NEW_HW_PARAMS_API
  37 #include <alsa/asoundlib.h>
  38 #include <pthread.h>
  39 #include <fcntl.h>
  40 #include <unistd.h>
  41 #include <sys/poll.h>
  42 /* #include <errno.h> //perror is in stdio.h */
  43
  44 #define AUBIO_ALSA_DEFAULT_SEQ_DEVICE   "default"
  45
  46 #define AUBIO_ALSA_BUFFER_LENGTH 512
  47
  48 /* SCHED_FIFO priorities for ALSA threads (see pthread_attr_setschedparam) */
  49 #define ALSA_RAWMIDI_SCHED_PRIORITY 90
  50 #define ALSA_SEQ_SCHED_PRIORITY 90
  51
  52
  53 /** aubio_alsa_seq_driver_t */
  54 typedef struct {
  55     aubio_midi_driver_t driver;
  56     snd_seq_t *seq_handle;
  57     int seq_port;
  58     struct pollfd *pfd;
  59     int npfd;
  60     pthread_t thread;
  61     int status;
  62 } aubio_alsa_seq_driver_t;
  63
  64 aubio_midi_driver_t* new_aubio_alsa_seq_driver(//aubio_settings_t* settings,
  65         handle_midi_event_func_t handler,
  66         void* data);
  67 int del_aubio_alsa_seq_driver(aubio_midi_driver_t* p);
  68 static void* aubio_alsa_seq_run(void* d);
  69
  70 //void aubio_alsa_seq_driver_settings(aubio_settings_t* settings)
  71 //{
  72 //  aubio_settings_register_str(settings, "midi.alsa_seq.device", "default", 0, NULL, NULL);
  73 //  aubio_settings_register_str(settings, "midi.alsa_seq.id", "pid", 0, NULL, NULL);
  74 //}
  75
  76 /** new_aubio_alsa_seq_driver */
  77 aubio_midi_driver_t*  new_aubio_alsa_seq_driver(//aubio_settings_t* settings,
  78         handle_midi_event_func_t handler, void* data)
  79 {
  80     int i, err;
  81     aubio_alsa_seq_driver_t* dev;   /**< object to return */
  82     pthread_attr_t attr;            /**< sequencer thread */
  83     int sched = SCHED_FIFO;         /**< default scheduling policy */
  84     struct sched_param priority;    /**< scheduling priority settings */
  85     int count;                      /**< number of MIDI file descriptors */
  86     struct pollfd *pfd = NULL;      /**< poll file descriptor array (copied in dev->pfd) */
  87     char* device = NULL;            /**< the device name */
  88     char* id = NULL;
  89     char full_id[64];
  90     char full_name[64];
  91
  92     /* not much use doing anything */
  93     if (handler == NULL) {
  94         AUBIO_ERR( "Invalid argument");
  95         return NULL;
  96     }
  97
  98     /* allocate the device */
  99     dev = AUBIO_NEW(aubio_alsa_seq_driver_t);
 100     if (dev == NULL) {
 101         AUBIO_ERR( "Out of memory");
 102         return NULL;
 103     }
 104     AUBIO_MEMSET(dev, 0, sizeof(aubio_alsa_seq_driver_t));
 105     dev->seq_port = -1;
 106     dev->driver.data = data;
 107     dev->driver.handler = handler;
 108
 109     /* get the device name. if none is specified, use the default device. */
 110     //aubio_settings_getstr(settings, "midi.alsa_seq.device", &device);
 111     if (device == NULL) {
 112         device = "default";
 113     }
 114
 115     /* open the sequencer INPUT only, non-blocking */
 116     //if ((err = snd_seq_open(&dev->seq_handle, device, SND_SEQ_OPEN_INPUT,
 117     if ((err = snd_seq_open(&dev->seq_handle, device, SND_SEQ_OPEN_DUPLEX,
 118                     SND_SEQ_NONBLOCK)) < 0) {
 119         AUBIO_ERR( "Error opening ALSA sequencer");
 120         goto error_recovery;
 121     }
 122
 123     /* tell the ladcca server our client id */
 124 #ifdef LADCCA_SUPPORT
 125     {
 126         int enable_ladcca = 1;
 127         //aubio_settings_getint (settings, "ladcca.enable", &enable_ladcca);
 128         if (enable_ladcca)
 129             cca_alsa_client_id (aubio_cca_client, snd_seq_client_id (dev->seq_handle));
 130     }
 131 #endif /* LADCCA_SUPPORT */
 132
 133     /* get # of MIDI file descriptors */
 134     count = snd_seq_poll_descriptors_count(dev->seq_handle, POLLIN);
 135     if (count > 0) {        /* make sure there are some */
 136         pfd = AUBIO_MALLOC(sizeof (struct pollfd) * count);
 137         dev->pfd = AUBIO_MALLOC(sizeof (struct pollfd) * count);
 138         /* grab file descriptor POLL info structures */
 139         count = snd_seq_poll_descriptors(dev->seq_handle, pfd, count, POLLIN);
 140     }
 141
 142     for (i = 0; i < count; i++) {        /* loop over file descriptors */
 143         /* copy the input FDs */
 144         if (pfd[i].events & POLLIN) { /* use only the input FDs */
 145             dev->pfd[dev->npfd].fd = pfd[i].fd;
 146             dev->pfd[dev->npfd].events = POLLIN;
 147             dev->pfd[dev->npfd].revents = 0;
 148             dev->npfd++;
 149         }
 150     }
 151     AUBIO_FREE(pfd);
 152
 153     //aubio_settings_getstr(settings, "midi.alsa_seq.id", &id);
 154
 155     if (id != NULL) {
 156         if (AUBIO_STRCMP(id, "pid") == 0) {
 157             snprintf(full_id, 64, "aubio (%d)", getpid());
 158             snprintf(full_name, 64, "aubio_port (%d)", getpid());
 159         } else {
 160             snprintf(full_id, 64, "aubio (%s)", id);
 161             snprintf(full_name, 64, "aubio_port (%s)", id);
 162         }
 163     } else {
 164         snprintf(full_id, 64, "aubio");
 165         snprintf(full_name, 64, "aubio_port");
 166     }
 167
 168     /* set the client name */
 169     snd_seq_set_client_name (dev->seq_handle, full_id);
 170
 171     if ((dev->seq_port = snd_seq_create_simple_port (dev->seq_handle,
 172                     full_name,
 173                     SND_SEQ_PORT_CAP_WRITE | SND_SEQ_PORT_CAP_SUBS_WRITE |
 174                     SND_SEQ_PORT_CAP_READ | SND_SEQ_PORT_CAP_SUBS_READ |
 175                     SND_SEQ_PORT_CAP_DUPLEX,
 176                     SND_SEQ_PORT_TYPE_APPLICATION)) < 0)
 177     {
 178         AUBIO_ERR( "Error creating ALSA sequencer port");
 179         goto error_recovery;
 180     }
 181
 182     dev->status = AUBIO_MIDI_READY;
 183
 184     /* create the midi thread */
 185     if (pthread_attr_init(&attr)) {
 186         AUBIO_ERR( "Couldn't initialize midi thread attributes");
 187         goto error_recovery;
 188     }
 189
 190     /* use fifo scheduling. if it fails, use default scheduling. */
 191     while (1) {
 192         err = pthread_attr_setschedpolicy(&attr, sched);
 193         if (err) {
 194             AUBIO_MSG( "Couldn't set high priority scheduling for the MIDI input");
 195             if (sched == SCHED_FIFO) {
 196                 sched = SCHED_OTHER;
 197                 continue;
 198             } else {
 199                 AUBIO_ERR( "Couldn't set scheduling policy.");
 200                 goto error_recovery;
 201             }
 202         }
 203
 204         /* SCHED_FIFO will not be active without setting the priority */
 205         priority.sched_priority = (sched == SCHED_FIFO) ? ALSA_SEQ_SCHED_PRIORITY : 0;
 206         pthread_attr_setschedparam (&attr, &priority);
 207
 208         err = pthread_create(&dev->thread, &attr, aubio_alsa_seq_run, (void*) dev);
 209         if (err) {
 210             AUBIO_ERR( "Couldn't set high priority scheduling for the MIDI input");
 211             if (sched == SCHED_FIFO) {
 212                 sched = SCHED_OTHER;
 213                 continue;
 214             } else {
 215                 //AUBIO_LOG(AUBIO_PANIC, "Couldn't create the midi thread.");
 216                 AUBIO_ERR( "Couldn't create the midi thread.");
 217                 goto error_recovery;
 218             }
 219         }
 220         break;
 221     }
 222     return (aubio_midi_driver_t*) dev;
 223
 224
 225 error_recovery:
 226     del_aubio_alsa_seq_driver((aubio_midi_driver_t*) dev);
 227     return NULL;
 228 }
 229
 230 /** del_aubio_alsa_seq_driver */
 231 int del_aubio_alsa_seq_driver(aubio_midi_driver_t* p)
 232 {
 233     aubio_alsa_seq_driver_t* dev;
 234
 235     dev = (aubio_alsa_seq_driver_t*) p;
 236     if (dev == NULL) {
 237         return AUBIO_OK;
 238     }
 239
 240     dev->status = AUBIO_MIDI_DONE;
 241
 242     /* cancel the thread and wait for it before cleaning up */
 243     if (dev->thread) {
 244         if (pthread_cancel(dev->thread)) {
 245             AUBIO_ERR( "Failed to cancel the midi thread");
 246             return AUBIO_FAIL;
 247         }
 248         if (pthread_join(dev->thread, NULL)) {
 249             AUBIO_ERR( "Failed to join the midi thread");
 250             return AUBIO_FAIL;
 251         }
 252     }
 253     if (dev->seq_port >= 0) {
 254         snd_seq_delete_simple_port (dev->seq_handle, dev->seq_port);
 255     }
 256     if (dev->seq_handle) {
 257         snd_seq_drain_output(dev->seq_handle);
 258         snd_seq_close(dev->seq_handle);
 259     }
 260     AUBIO_FREE(dev);
 261     return AUBIO_OK;
 262 }
 263
 264 /** aubio_alsa_seq_run */
 265 void* aubio_alsa_seq_run(void* d)
 266 {
 267     int n;//, i;
 268     snd_seq_event_t *seq_ev;
 269     aubio_midi_event_t evt;
 270     aubio_alsa_seq_driver_t* dev = (aubio_alsa_seq_driver_t*) d;
 271
 272     /* make sure the other threads can cancel this thread any time */
 273     if (pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_ENABLE, NULL)) {
 274         AUBIO_ERR( "Failed to set the cancel state of the midi thread");
 275         pthread_exit(NULL);
 276     }
 277     if (pthread_setcanceltype(PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS, NULL)) {
 278         AUBIO_ERR( "Failed to set the cancel state of the midi thread");
 279         pthread_exit(NULL);
 280     }
 281
 282     /* go into a loop until someone tells us to stop */
 283     dev->status = AUBIO_MIDI_LISTENING;
 284     while (dev->status == AUBIO_MIDI_LISTENING) {
 285
 286         /* is there something to read? */
 287         n = poll(dev->pfd, dev->npfd, 1); /* use a 1 milliseconds timeout */
 288         if (n < 0) {
 289             perror("poll");
 290         } else if (n > 0) {
 291
 292             /* read new events from the midi input port */
 293             while ((n = snd_seq_event_input(dev->seq_handle, &seq_ev)) >= 0)
 294             {
 295                 switch (seq_ev->type)
 296                 {
 297                     case SND_SEQ_EVENT_NOTEON:
 298                         evt.type = NOTE_ON;
 299                         evt.channel = seq_ev->data.note.channel;
 300                         evt.param1 = seq_ev->data.note.note;
 301                         evt.param2 = seq_ev->data.note.velocity;
 302                         break;
 303                     case SND_SEQ_EVENT_NOTEOFF:
 304                         evt.type = NOTE_OFF;
 305                         evt.channel = seq_ev->data.note.channel;
 306                         evt.param1 = seq_ev->data.note.note;
 307                         evt.param2 = seq_ev->data.note.velocity;
 308                         break;
 309                     case SND_SEQ_EVENT_KEYPRESS:
 310                         evt.type = KEY_PRESSURE;
 311                         evt.channel = seq_ev->data.note.channel;
 312                         evt.param1 = seq_ev->data.note.note;
 313                         evt.param2 = seq_ev->data.note.velocity;
 314                         break;
 315                     case SND_SEQ_EVENT_CONTROLLER:
 316                         evt.type = CONTROL_CHANGE;
 317                         evt.channel = seq_ev->data.control.channel;
 318                         evt.param1 = seq_ev->data.control.param;
 319                         evt.param2 = seq_ev->data.control.value;
 320                         break;
 321                     case SND_SEQ_EVENT_PITCHBEND:
 322                         evt.type = PITCH_BEND;
 323                         evt.channel = seq_ev->data.control.channel;
 324                         /* ALSA pitch bend is -8192 - 8191, we adjust it here */
 325                         evt.param1 = seq_ev->data.control.value + 8192;
 326                         break;
 327                     case SND_SEQ_EVENT_PGMCHANGE:
 328                         evt.type = PROGRAM_CHANGE;
 329                         evt.channel = seq_ev->data.control.channel;
 330                         evt.param1 = seq_ev->data.control.value;
 331                         break;
 332                     case SND_SEQ_EVENT_CHANPRESS:
 333                         evt.type = CHANNEL_PRESSURE;
 334                         evt.channel = seq_ev->data.control.channel;
 335                         evt.param1 = seq_ev->data.control.value;
 336                         break;
 337                     default:
 338                         continue;        /* unhandled event, next loop iteration */
 339                 }
 340
 341                 /* send the events to the next link in the chain */
 342                 (*dev->driver.handler)(dev->driver.data, &evt);
 343
 344                 /* dump input on output */
 345                 //snd_seq_ev_set_source(new_ev, dev->seq_port);
 346                 //snd_seq_ev_set_dest(seq_ev,dev->seq_handle,dev->seq_client);
 347                 //snd_seq_ev_set_subs(new_ev);
 348                 //snd_seq_ev_set_direct(new_ev);
 349                 //snd_seq_event_output(dev->seq_handle, new_ev);
 350                 //snd_seq_drain_output(dev->seq_handle);
 351
 352             }
 353         }
 354
 355         if ((n < 0) && (n != -EAGAIN)) {
 356             AUBIO_ERR( "Error occured while reading ALSA sequencer events");
 357             dev->status = AUBIO_MIDI_DONE;
 358         }
 359
 360 //        /* added by piem to handle new data to output */
 361 //        while (/* get new data, but from where ??? (n = snd_seq_event_output(dev->seq_handle, seq_ev)) >= 0*/ )
 362 //        {
 363 //            /* dump input on output */
 364 //            snd_seq_ev_set_source(new_ev, dev->seq_port);
 365 //            //snd_seq_ev_set_dest(seq_ev,dev->seq_handle,dev->seq_client);
 366 //            snd_seq_ev_set_subs(new_ev);
 367 //            snd_seq_ev_set_direct(new_ev);
 368 //            snd_seq_event_output(dev->seq_handle, new_ev);
 369 //            snd_seq_drain_output(dev->seq_handle);
 370 //        }
 371
 372     }
 373     pthread_exit(NULL);
 374 }
 375
 376
 377 snd_seq_event_t ev;
 378
 379 void aubio_midi_direct_output(aubio_midi_driver_t * d, aubio_midi_event_t * event)
 380 {
 381     aubio_alsa_seq_driver_t* dev = (aubio_alsa_seq_driver_t*) d;
 382     if (dev->thread){ if(pthread_join(dev->thread, NULL)) {
 383         AUBIO_ERR( "Failed to join the midi thread");
 384     }}
 385     switch(event->type)
 386     {
 387         case NOTE_ON:
 388             ev.type = SND_SEQ_EVENT_NOTEON;
 389             ev.data.note.channel  = event->channel;
 390             ev.data.note.note     = event->param1;
 391             ev.data.note.velocity = event->param2;
 392             //AUBIO_ERR( "NOTE_ON %d\n", event->param1);
 393             break;
 394         case NOTE_OFF:
 395             ev.type = SND_SEQ_EVENT_NOTEOFF;
 396             ev.data.note.channel  = event->channel;
 397             ev.data.note.note     = event->param1;
 398             ev.data.note.velocity = event->param2;
 399             //AUBIO_ERR( "NOTE_OFF %d\n", event->param1);
 400             break;
 401         default:
 402             break;
 403     }
 404     if (ev.type == SND_SEQ_EVENT_NOTEOFF || ev.type == SND_SEQ_EVENT_NOTEON ) {
 405         snd_seq_ev_set_subs(&ev);
 406         snd_seq_ev_set_direct(&ev);
 407         snd_seq_ev_set_source(&ev, dev->seq_port);
 408         snd_seq_event_output_direct(dev->seq_handle, &ev);
 409     }
 410     if (dev->thread) { if(pthread_detach(dev->thread)) {
 411         AUBIO_ERR( "Failed to leave the midi thread");
 412     }}
 413 }
 414
 415 #endif /* #if ALSA_SUPPORT */