]> git.sesse.net Git - nageru/blob - alsa_input.h
Refactor ALSA code in preparation for hotplug.
[nageru] / alsa_input.h
1 #ifndef _ALSA_INPUT_H
2 #define _ALSA_INPUT_H 1
3
4 // ALSA sound input, running in a separate thread and sending audio back
5 // in callbacks.
6 //
7 // Note: “frame” here generally refers to the ALSA definition of frame,
8 // which is a set of samples, exactly one for each channel. The only exception
9 // is in frame_length, where it means the TIMEBASE length of the buffer
10 // as a whole, since that's what AudioMixer::add_audio() wants.
11
12 #include <alsa/asoundlib.h>
13
14 #include <atomic>
15 #include <functional>
16 #include <string>
17 #include <thread>
18 #include <vector>
19
20 #include "bmusb/bmusb.h"
21 #include "timebase.h"
22
23 class ALSAInput {
24 public:
25         typedef std::function<bool(const uint8_t *data, unsigned num_samples, bmusb::AudioFormat audio_format, int64_t frame_length)> audio_callback_t;
26
27         ALSAInput(const char *device, unsigned sample_rate, unsigned num_channels, audio_callback_t audio_callback);
28         ~ALSAInput();
29
30         // NOTE: Might very well be different from the sample rate given to the
31         // constructor, since the card might not support the one you wanted.
32         unsigned get_sample_rate() const { return sample_rate; }
33
34         void start_capture_thread();
35         void stop_capture_thread();
36
37 private:
38         void capture_thread_func();
39         int64_t frames_to_pts(uint64_t n) const;
40         void die_on_error(const char *func_name, int err);
41
42         std::string device;
43         unsigned sample_rate, num_channels, num_periods;
44         snd_pcm_uframes_t period_size;
45         snd_pcm_uframes_t buffer_frames;
46         bmusb::AudioFormat audio_format;
47         audio_callback_t audio_callback;
48
49         snd_pcm_t *pcm_handle;
50         std::thread capture_thread;
51         std::atomic<bool> should_quit{false};
52         std::unique_ptr<uint8_t[]> buffer;
53 };
54
55 // The class dealing with the collective of all ALSA cards in the system.
56 // In particular, it deals with enumeration of cards, and hotplug of new ones.
57 class ALSAPool {
58 public:
59         ~ALSAPool();
60
61         struct Device {
62                 enum class State {
63                         // There is no card here. (There probably used to be one,
64                         // but it got removed.) We don't insert a card before
65                         // we've actually probed it, ie., we know whether it
66                         // can be captured from at all, and what its name is.
67                         EMPTY,
68
69                         // This card is ready for capture, as far as we know.
70                         // (It could still be used by someone else; we don't know
71                         // until we try to open it.)
72                         READY,
73
74                         // We are trying to start capture from this card, but we are not
75                         // streaming yet. Note that this could in theory go on forever,
76                         // if the card is in use by some other process; in the UI,
77                         // we will show this state as “(busy)”.
78                         STARTING,
79
80                         // The card is capturing and sending data. If there's a fatal error,
81                         // it could go back to STARTING, or it could go to DEAD
82                         // (depending on the error).
83                         RUNNING,
84
85                         // The card is gone (e.g., unplugged). However, since there's
86                         // still a bus using it, we can't just remove the entry.
87                         // If the card comes back (ie., a new card is plugged in,
88                         // and we believe it has the same configuration), it could be
89                         // installed in place of this card, and then presumably be put
90                         // back into STARTING or RUNNING.
91                         DEAD
92                 } state;
93
94                 std::string address;  // E.g. “hw:0,0”.
95                 std::string name, info;
96                 unsigned num_channels;
97                 ALSAInput *input = nullptr;  // nullptr iff EMPTY or DEAD.
98
99                 // Whether the AudioMixer is interested in this card or not.
100                 // “Interested” could mean either of two things: Either it is part of
101                 // a bus mapping, or it is in the process of enumerating devices
102                 // (to show to the user). A card that is _not_ held can disappear
103                 // at any given time as a result of an error or hotplug event;
104                 // a card that is held will go to the DEAD state instead.
105                 bool held = false;
106         };
107
108         void init();
109
110         // Get the list of all current devices. Note that this will implicitly mark
111         // all of the returned devices as held, since the input mapping UI needs
112         // some kind of stability when the user is to choose. Thus, when you are done
113         // with the list and have set a new mapping, you must go through all the devices
114         // you don't want and release them using release_device().
115         std::vector<Device> get_devices();
116
117         void hold_device(unsigned index);
118         void release_device(unsigned index);  // Note: index is allowed to go out of bounds.
119
120         // If device is held, start or restart capture. If device is not held,
121         // stop capture if it isn't already.
122         void reset_device(unsigned index);
123
124         // Note: The card must be held. Returns OUTPUT_FREQUENCY if the card is in EMPTY or DEAD.
125         unsigned get_capture_frequency(unsigned index);
126
127         // TODO: Add accessors and/or callbacks about changed state, so that
128         // the UI actually stands a chance in using that information.
129
130 private:
131         mutable std::mutex mu;
132         std::vector<Device> devices;  // Under mu.
133         std::vector<std::unique_ptr<ALSAInput>> inputs;  // Under mu, corresponds 1:1 to devices.
134
135         void enumerate_devices();
136         bool add_device(unsigned card_index, unsigned dev_index);
137 };
138
139 #endif  // !defined(_ALSA_INPUT_H)