Fix several compiler warnings and build issues detected with Fedora 24 builds.
[terminatorX.git] / src / tX_audiodevice.cc
1 /*
2     terminatorX - realtime audio scratching software
3     Copyright (C) 1999-2016  Alexander K├Ânig
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, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17  
18     File: tX_aduiodevice.cc
19  
20     Description: Implements Audiodevice handling... 
21 */    
22
23 #define ALSA_PCM_NEW_HW_PARAMS_API
24
25 #include "tX_audiodevice.h"
26 #include "tX_vtt.h"
27
28 #include <sys/types.h>
29 #include <sys/stat.h>
30 #include <sys/ioctl.h>
31 #include <fcntl.h>
32 #include <sys/soundcard.h>
33 #include <config.h>
34 #include <string.h>
35
36 #include "tX_endian.h"
37
38 #ifndef __USE_XOPEN
39 #       define __USE_XOPEN // we need this for swab()
40 #       include <unistd.h>
41 #       undef __USE_XOPEN
42 #else
43 #       include <unistd.h>
44 #endif
45
46 #include <string.h>
47 #include <errno.h>
48 #include <stdlib.h>
49 #include "tX_engine.h"
50
51 tX_audiodevice :: tX_audiodevice() : samples_per_buffer(0),
52 current_buffer(0), buffer_pos(0), is_open(false)
53 {
54         sample_buffer[0]=NULL;
55         sample_buffer[1]=NULL;
56         engine=tX_engine::get_instance();
57 }
58
59 void tX_audiodevice :: start() {
60         sample_buffer[0]=new int16_t[samples_per_buffer*2];
61         sample_buffer[1]=new int16_t[samples_per_buffer*2];
62         int current=0;
63         vtt_buffer_size=vtt_class::get_mix_buffer_size()<<1;
64         
65         buffer_pos=0;
66         
67         while (!engine->is_stopped()) {
68                 current=current ? 0 : 1;
69                 
70                 int16_t *current_buffer=sample_buffer[current];
71                 int16_t *next_buffer=sample_buffer[current ? 0 : 1];
72                 
73                 fill_buffer(current_buffer, next_buffer);
74                 play(current_buffer);
75         }
76         
77         delete [] sample_buffer[0];
78         delete [] sample_buffer[1];
79 }
80
81 void tX_audiodevice :: fill_buffer(int16_t *target_buffer, int16_t *next_target_buffer) {
82         int prefill=0;
83         
84         while (buffer_pos <= samples_per_buffer) {
85                 int16_t *data=engine->render_cycle();
86                 
87                 int rest=(buffer_pos+vtt_buffer_size)-samples_per_buffer;
88                 
89                 if (rest<=0) {
90                         memcpy(&target_buffer[buffer_pos], data, vtt_buffer_size << 1);
91                 } else {
92                         memcpy(&target_buffer[buffer_pos], data, (vtt_buffer_size-rest) << 1);
93                         memcpy(next_target_buffer, &data[vtt_buffer_size-rest], rest << 1);
94                         prefill=rest;
95                 }
96                 
97                 buffer_pos+=vtt_buffer_size;
98         }
99         
100         buffer_pos=prefill;
101 }
102
103 /* Driver Specific Code follows.. */
104
105 #ifdef USE_OSS
106
107 int tX_audiodevice_oss :: open()
108 {
109         int i=0;
110         int p;
111         int buff_cfg;
112
113         if (fd) return (1);
114         fd=::open(globals.oss_device, O_WRONLY, 0);
115         
116         if (fd==-1) {
117                 tX_error("tX_audiodevice_oss::open() can't open device: %s", strerror(errno));
118                 return -1;
119         }
120         
121         is_open=true;
122         
123         /* setting buffer size */       
124         buff_cfg=(globals.oss_buff_no<<16) | globals.oss_buff_size;
125         p=buff_cfg;
126
127         tX_debug("tX_audiodevice_oss::open() - buff_no: %i, buff_size: %i, buff_cfg: %08x", globals.oss_buff_no, globals.oss_buff_size, buff_cfg);
128                 
129         i = ioctl(fd, SNDCTL_DSP_SETFRAGMENT, &p);
130         ioctl(fd, SNDCTL_DSP_RESET, 0);         
131
132         /* 16 Bits */
133         
134         p =  16;
135         i +=  ioctl(fd, SOUND_PCM_WRITE_BITS, &p);
136
137         /* STEREO :) */
138         
139         p =  2;
140         i += ioctl(fd, SOUND_PCM_WRITE_CHANNELS, &p);
141         
142         /* 44.1 khz */
143
144         p =  globals.oss_samplerate;
145         i += ioctl(fd, SOUND_PCM_WRITE_RATE, &p);
146         
147         sample_rate=globals.oss_samplerate;
148         
149         /* Figure actual blocksize.. */
150         
151         i += ioctl(fd, SNDCTL_DSP_GETBLKSIZE, &blocksize);
152
153         samples_per_buffer=blocksize/sizeof(int16_t);
154
155         tX_debug("tX_adudiodevice_oss::open() - blocksize: %i, samples_per_buffer: %i", blocksize, samples_per_buffer);
156         
157         ioctl(fd, SNDCTL_DSP_SYNC, 0);
158
159         return i;
160 }
161
162 int tX_audiodevice_oss :: close()
163 {
164         if (!fd) {      
165                 return(1);              
166         }
167         is_open=false;
168         ::close(fd);
169         fd=0;
170         blocksize=0;
171                 
172         return 0;
173 }
174
175 tX_audiodevice_oss :: tX_audiodevice_oss() : tX_audiodevice(),
176 fd(0), blocksize(0) {}
177
178 void tX_audiodevice_oss :: play(int16_t *buffer)
179 {
180 #ifdef BIG_ENDIAN_MACHINE
181         swapbuffer (buffer, samples_per_buffer);
182 #endif
183         int res=write(fd, buffer, blocksize);   
184         if (res==-1) {
185                 tX_error("failed to write to audiodevice: %s", strerror(errno));
186                 exit(-1);
187         }
188 }
189
190 #endif //USE_OSS
191
192 #ifdef USE_ALSA
193
194 #define tX_abs(x) (x<0 ? -x : x)
195
196 int tX_audiodevice_alsa :: open()
197 {
198         snd_pcm_stream_t stream = SND_PCM_STREAM_PLAYBACK;
199         snd_pcm_hw_params_t *hw_params;
200         char pcm_name[64];
201         char *pos;
202         
203         strncpy(pcm_name, globals.alsa_device_id, sizeof(pcm_name));
204         if ((pos = strchr(pcm_name, '#')) != NULL) *pos = 0;
205         
206         if (snd_pcm_open(&pcm_handle, pcm_name, stream, 0) < 0) {
207                 tX_error("ALSA: Failed to access PCM device \"%s\"", pcm_name);
208                 return -1;
209         }
210         
211         is_open=true;
212
213         snd_pcm_hw_params_alloca(&hw_params);   
214         
215         if (snd_pcm_hw_params_any(pcm_handle, hw_params) < 0) {
216                 tX_error("ALSA: Failed to configure PCM device \"%s\"", pcm_name);
217                 snd_pcm_hw_params_free (hw_params);
218                 return -1;
219         }
220         
221         /* Setting INTERLEAVED stereo... */
222 #ifdef USE_ALSA_MEMCPY
223         if (snd_pcm_hw_params_set_access(pcm_handle, hw_params, SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED) < 0) {
224 #else
225         if (snd_pcm_hw_params_set_access(pcm_handle, hw_params, SND_PCM_ACCESS_MMAP_INTERLEAVED) < 0) {
226 #endif  
227                 tX_error("ALSA: Failed to set interleaved access for PCM device \"%s\"", pcm_name);
228                 snd_pcm_hw_params_free (hw_params);
229                 return -1;
230         }
231         
232         /* Make it 16 Bit native endian */
233         if (snd_pcm_hw_params_set_format(pcm_handle, hw_params, SND_PCM_FORMAT_S16) < 0) {
234                 tX_error("ALSA: Error setting 16 Bit sample width for PCM device \"%s\"", pcm_name);
235                 snd_pcm_hw_params_free (hw_params);
236                 return -1;
237         }
238         
239         /* Setting sampling rate */
240         unsigned int hw_rate=(unsigned int)globals.alsa_samplerate;
241         int dir;
242         
243         if (snd_pcm_hw_params_set_rate_near(pcm_handle, hw_params, &hw_rate, &dir) < 0) {
244                 tX_error("ALSA: Failed setting sample rate: %i", globals.alsa_samplerate);
245                 snd_pcm_hw_params_free (hw_params);
246                 return -1;
247         }
248         
249         if (dir != 0) {
250                 if (tX_abs(globals.alsa_samplerate - hw_rate) > 2) {
251                         tX_warning("ALSA: The PCM device \"%s\" doesn\'t support %i Hz playback - using %i instead", pcm_name, globals.alsa_samplerate, hw_rate);
252                 }
253         }       
254
255         sample_rate=hw_rate;
256         
257         /* Using stereo output */
258         if (snd_pcm_hw_params_set_channels(pcm_handle, hw_params, 2) < 0) {
259                 tX_error("ALSA: PCM device \"%s\" does not support stereo operation", pcm_name);
260                 snd_pcm_hw_params_free (hw_params);
261                 return -1;
262         }
263         
264         unsigned int buffer_time=globals.alsa_buffer_time;
265         unsigned int period_time=globals.alsa_period_time;
266         
267         if (snd_pcm_hw_params_set_buffer_time_near(pcm_handle, hw_params, &buffer_time, &dir) < 0) {
268                 tX_error("ALSA: failed to set the buffer time opf %i usecs", globals.alsa_buffer_time);
269                 return -1;
270         }
271
272         long unsigned int buffer_size;
273
274         if (snd_pcm_hw_params_get_buffer_size(hw_params, &buffer_size) < 0) {
275                 tX_error("ALSA: failed to retrieve buffer size");
276                 return -1;
277         }
278         
279         tX_debug("ALSA: buffer size is %lu", buffer_size);
280         
281         if (snd_pcm_hw_params_set_period_time_near(pcm_handle, hw_params, &period_time, &dir) < 0) {
282                 tX_error("ALSA: failed to set period time %i", globals.alsa_period_time);
283                 return -1;
284         }
285         
286         if (snd_pcm_hw_params_get_period_size(hw_params, &period_size, &dir)<0) {
287                 tX_error("ALSA: failed to retrieve period size");
288                 return -1;
289         }
290         
291         samples_per_buffer=period_size;
292         
293         /* Apply all that setup work.. */
294         if (snd_pcm_hw_params(pcm_handle, hw_params) < 0) {
295                 tX_error("ALSA: Failed to apply settings to PCM device \"%s\"", pcm_name);
296                 snd_pcm_hw_params_free (hw_params);
297                 return -1;
298         }
299         
300         if (globals.alsa_free_hwstats) {
301                 snd_pcm_hw_params_free (hw_params);
302         }
303         
304         return 0; //snd_pcm_prepare(pcm_handle);
305 }
306
307 int tX_audiodevice_alsa :: close()
308 {
309         if (is_open) {
310                 snd_pcm_close(pcm_handle);
311         }
312         is_open=false;
313         
314         return 0;
315 }
316
317 tX_audiodevice_alsa :: tX_audiodevice_alsa() : tX_audiodevice(),
318 pcm_handle(NULL) {}
319
320 void tX_audiodevice_alsa :: play(int16_t *buffer)
321 {
322         int underrun_ctr=0;
323         snd_pcm_sframes_t pcmreturn;
324         
325 #ifdef USE_ALSA_MEMCPY
326         pcmreturn = snd_pcm_writei(pcm_handle, buffer, samples_per_buffer >> 1);
327 #else   
328         pcmreturn = snd_pcm_mmap_writei(pcm_handle, buffer, samples_per_buffer >> 1);
329 #endif
330         
331         while (pcmreturn==-EPIPE) {
332                 snd_pcm_prepare(pcm_handle);
333                 
334 #ifdef USE_ALSA_MEMCPY
335                 pcmreturn = snd_pcm_writei(pcm_handle, buffer, samples_per_buffer >> 1);
336 #else   
337                 pcmreturn = snd_pcm_mmap_writei(pcm_handle, buffer, samples_per_buffer >> 1);
338 #endif
339                 underrun_ctr++;
340                 if (underrun_ctr>100) {
341                         tX_error("tX_audiodevice_alsa::play() more than 10 EPIPE cycles. Giving up.");
342                         break;
343                 }
344                 //tX_warning("ALSA: ** buffer underrun **");
345         }
346         
347         if (pcmreturn<0) {
348                 printf("snd_pcm_writei says: %s.\n", strerror(-1*pcmreturn));
349         }
350 }
351
352 #endif //USE_ALSA
353
354 #ifdef USE_PULSE
355 #include <pulse/error.h>
356
357 int tX_audiodevice_pulse :: open()
358 {
359         int error;
360
361         /* pulse client based on pacat-simple.c API demo */
362         pa_sample_spec spec = {
363                 .format = PA_SAMPLE_S16LE,
364                 .rate = 44100,
365                 .channels = 2
366         };
367
368         
369         pa_buffer_attr attr = {
370                 .maxlength = (uint32_t) -1,
371                 .tlength = 2048,
372                 .prebuf = 1,
373                 .minreq = (uint32_t) -1,
374                 .fragsize = (uint32_t) -1
375         };
376
377         attr.minreq = attr.tlength / 4;
378         attr.maxlength = attr.tlength + attr.minreq;
379
380         samples_per_buffer = attr.tlength / 2;
381         
382         /* Create a new playback stream */
383         if (!(stream = pa_simple_new(NULL, "terminatorX", PA_STREAM_PLAYBACK, NULL, "playback", &spec, NULL, &attr, &error))) {
384                 tX_error("PULSE: Failed to open stream: %s", pa_strerror(error));
385                 return -1;
386         }
387         
388         is_open = true;
389
390         pa_usec_t latency;
391
392         if ((latency = pa_simple_get_latency(stream, &error)) == (pa_usec_t) -1) {
393             tX_error("PULSE: Error getting latency  %s\n", pa_strerror(error));
394         }
395
396         tX_debug( "%0.0f usec    \r", (float)latency);
397
398         return 0;
399 }
400
401 int tX_audiodevice_pulse :: close()
402 {
403         if (is_open) {
404                 pa_simple_free(stream);
405                 stream = NULL;
406         }
407
408         is_open=false;
409         
410         return 0;
411 }
412
413 tX_audiodevice_pulse :: tX_audiodevice_pulse() : tX_audiodevice(),
414 stream(NULL) {}
415
416 void tX_audiodevice_pulse :: play(int16_t *buffer)
417 {
418         int error;
419
420         if (pa_simple_write(stream, buffer, (size_t) samples_per_buffer * 2, &error) < 0) {
421                 tX_error("PULSE: playback failed: %s\n", pa_strerror(error));
422            return;
423         }
424 }
425
426
427 #endif //USE_PULSE
428
429 #ifdef USE_JACK
430
431 tX_jack_client tX_jack_client::instance;
432
433 bool tX_jack_client::init()
434 {
435         if (!client_initialized) {
436                 if ((client=jack_client_open("terminatorX", (jack_options_t) NULL, NULL))==0) {
437                         tX_error("tX_jack_client() -> failed to connect to jackd.");
438                 } else {
439                         client_initialized = true;
440                         const char **ports;
441                         
442                         /* Setting up jack callbacks... */              
443                         jack_set_process_callback(client, tX_jack_client::process, NULL);
444                         jack_set_sample_rate_callback(client, tX_jack_client::srate, NULL);             
445                         jack_on_shutdown (client, tX_jack_client::shutdown, NULL);
446                         
447                         /* Creating the port... */
448                         left_port = jack_port_register (client, "output_1", JACK_DEFAULT_AUDIO_TYPE, JackPortIsOutput, 0);
449                         right_port = jack_port_register (client, "output_2", JACK_DEFAULT_AUDIO_TYPE, JackPortIsOutput, 0);
450                 
451                         /* Action... */
452                         jack_activate(client);
453                         
454                         /* Connect some ports... */
455                         if ((ports = jack_get_ports (client, NULL, NULL, JackPortIsPhysical|JackPortIsInput)) == NULL) {
456                                 tX_error("tX_jack_client() no ports to connect to found. Connect manually.");
457                         } else if (ports[0] && ports[1]) {
458                                 if (jack_connect (client, jack_port_name(left_port), ports[0])) {
459                                         tX_error("tX_jack_client() failed to connect left port.");
460                                 }
461                                 if (jack_connect (client, jack_port_name(right_port), ports[1])) {
462                                         tX_error("tX_jack_client() failed to connect right port.");
463                                 }
464                                 free (ports);
465                         }
466                 }
467         }
468         
469         return client_initialized;
470 }
471
472 tX_jack_client::tX_jack_client():device(NULL),jack_shutdown(false),client_initialized(false)
473 {
474         jack_set_error_function(tX_jack_client::error);
475 }
476
477 tX_jack_client::~tX_jack_client()
478 {
479         if (client) jack_client_close(client);
480 }
481
482 void tX_jack_client::error(const char *desc)
483 {
484         tX_error("jack error: %s.", desc);
485 }
486
487 int tX_jack_client::srate(jack_nframes_t nframes, void *arg)
488 {
489         tX_error("tX_jack_client::srate() jack changed samplerate - ignored.");
490         return 0;
491 }
492
493 void tX_jack_client::shutdown(void *arg)
494 {
495         tX_error("tX_jack_client::shutdown() jack daemon has shut down. Bad!");
496         instance.jack_shutdown=true;
497 }
498
499 int tX_jack_client::process(jack_nframes_t nframes, void *arg)
500 {
501         return instance.play(nframes);
502         
503         /* Hmm, what to do in such a case? */
504         return 0;
505 }
506
507 int tX_jack_client::play(jack_nframes_t nframes)
508 {
509         jack_default_audio_sample_t *left = (jack_default_audio_sample_t *) jack_port_get_buffer (left_port, nframes);
510         jack_default_audio_sample_t *right = (jack_default_audio_sample_t *) jack_port_get_buffer (right_port, nframes);
511
512         if (device) {
513                 device->fill_frames(left, right, nframes);
514         } else {
515                 memset(left, 0, sizeof (jack_default_audio_sample_t) * nframes);
516                 memset(right, 0, sizeof (jack_default_audio_sample_t) * nframes);
517         }
518         
519         return 0;
520 }
521
522 int tX_jack_client::get_sample_rate() 
523 {
524         return jack_get_sample_rate(client);
525 }
526
527 /* tX_audiodevice_jack */
528
529 tX_audiodevice_jack::tX_audiodevice_jack():tX_audiodevice()
530 {
531         client=NULL;
532 }
533
534 int tX_audiodevice_jack::open()
535 {
536         tX_jack_client *jack_client=tX_jack_client::get_instance();
537         
538         if (jack_client) {
539                 if (jack_client->init()) {
540                         sample_rate=jack_client->get_sample_rate();
541                         client=jack_client;
542                         is_open=true;
543                         
544                         return 0;
545                 }
546         }
547         
548         return 1;
549 }
550
551 int tX_audiodevice_jack::close()
552 {
553         if (client) {
554                 client->set_device(NULL);
555         }
556         
557         is_open=false;  
558         
559         return 0;
560 }
561
562 void tX_audiodevice_jack::play(int16_t *buffer)
563 {
564         tX_error("tX_audiodevice_jack::play()");
565 }
566
567 void tX_audiodevice_jack::start()
568 {
569         overrun_buffer=new f_prec[vtt_class::samples_in_mix_buffer];
570         
571         client->set_device(this);
572         while ((!engine->is_stopped()) && !(client->get_jack_shutdown())) {
573                 usleep(100);
574         }       
575         client->set_device(NULL);
576         
577         delete [] overrun_buffer;
578 }
579
580 void tX_audiodevice_jack::fill_frames(jack_default_audio_sample_t *left, jack_default_audio_sample_t *right, jack_nframes_t nframes)
581 {
582         unsigned int outbuffer_pos=0;
583         unsigned int sample;
584         
585         if (samples_in_overrun_buffer) {
586                 for (sample=0; ((sample<samples_in_overrun_buffer) && (outbuffer_pos<nframes));) {
587                         left[outbuffer_pos]=overrun_buffer[sample++]/32767.0;
588                         right[outbuffer_pos++]=overrun_buffer[sample++]/32767.0;
589                 }
590         }
591         
592         while (outbuffer_pos<nframes) {
593                 engine->render_cycle();
594                 
595                 for (sample=0; ((sample<(unsigned int) vtt_class::samples_in_mix_buffer) && (outbuffer_pos<nframes));) {
596                         left[outbuffer_pos]=vtt_class::mix_buffer[sample++]/32767.0;
597                         right[outbuffer_pos++]=vtt_class::mix_buffer[sample++]/32767.0;
598                 }
599                 
600                 if (sample<(unsigned int) vtt_class::samples_in_mix_buffer) {
601                         samples_in_overrun_buffer=vtt_class::samples_in_mix_buffer-sample;
602                         /* There's more data in the mixbuffer... */
603                         memcpy(overrun_buffer, &vtt_class::mix_buffer[sample], sizeof(f_prec) * samples_in_overrun_buffer);
604                 } else {
605                         samples_in_overrun_buffer=0;
606                 }
607         }
608 }
609
610 #endif // USE_JACK