ALSA: firewire-lib: limit the MIDI data rate
authorClemens Ladisch <clemens@ladisch.de>
Tue, 25 Nov 2014 21:54:10 +0000 (22:54 +0100)
committerTakashi Iwai <tiwai@suse.de>
Fri, 16 Jan 2015 21:51:23 +0000 (22:51 +0100)
Do no send MIDI bytes at the full rate at which FireWire packets happen
to be sent, but restrict them to the actual rate of a real MIDI port.
This is required by the specification, and prevents data loss when the
device's buffer overruns.

Signed-off-by: Clemens Ladisch <clemens@ladisch.de>
Reviewed-by: Takashi Sakamoto <o-takashi@sakamocchi.jp>
Tested-by: Takashi Sakamoto <o-takashi@sakamocchi.jp>
Signed-off-by: Takashi Iwai <tiwai@suse.de>
sound/firewire/amdtp.c
sound/firewire/amdtp.h

index ef399cadb8a549f25a1bda7bd3b4abd9337804e0..0d580186ef1ac379bcd2cb699ac2f33baeac9029 100644 (file)
 #define CYCLES_PER_SECOND      8000
 #define TICKS_PER_SECOND       (TICKS_PER_CYCLE * CYCLES_PER_SECOND)
 
+/*
+ * Nominally 3125 bytes/second, but the MIDI port's clock might be
+ * 1% too slow, and the bus clock 100 ppm too fast.
+ */
+#define MIDI_BYTES_PER_SECOND  3093
+
 /*
  * Several devices look only at the first eight data blocks.
  * In any case, this is more than enough for the MIDI data rate.
@@ -226,6 +232,14 @@ sfc_found:
        for (i = 0; i < pcm_channels; i++)
                s->pcm_positions[i] = i;
        s->midi_position = s->pcm_channels;
+
+       /*
+        * We do not know the actual MIDI FIFO size of most devices.  Just
+        * assume two bytes, i.e., one byte can be received over the bus while
+        * the previous one is transmitted over MIDI.
+        * (The value here is adjusted for midi_ratelimit_per_packet().)
+        */
+       s->midi_fifo_limit = rate - MIDI_BYTES_PER_SECOND * s->syt_interval + 1;
 }
 EXPORT_SYMBOL(amdtp_stream_set_parameters);
 
@@ -467,6 +481,36 @@ static void amdtp_fill_pcm_silence(struct amdtp_stream *s,
        }
 }
 
+/*
+ * To avoid sending MIDI bytes at too high a rate, assume that the receiving
+ * device has a FIFO, and track how much it is filled.  This values increases
+ * by one whenever we send one byte in a packet, but the FIFO empties at
+ * a constant rate independent of our packet rate.  One packet has syt_interval
+ * samples, so the number of bytes that empty out of the FIFO, per packet(!),
+ * is MIDI_BYTES_PER_SECOND * syt_interval / sample_rate.  To avoid storing
+ * fractional values, the values in midi_fifo_used[] are measured in bytes
+ * multiplied by the sample rate.
+ */
+static bool midi_ratelimit_per_packet(struct amdtp_stream *s, unsigned int port)
+{
+       int used;
+
+       used = s->midi_fifo_used[port];
+       if (used == 0) /* common shortcut */
+               return true;
+
+       used -= MIDI_BYTES_PER_SECOND * s->syt_interval;
+       used = max(used, 0);
+       s->midi_fifo_used[port] = used;
+
+       return used < s->midi_fifo_limit;
+}
+
+static void midi_rate_use_one_byte(struct amdtp_stream *s, unsigned int port)
+{
+       s->midi_fifo_used[port] += amdtp_rate_table[s->sfc];
+}
+
 static void amdtp_fill_midi(struct amdtp_stream *s,
                            __be32 *buffer, unsigned int frames)
 {
@@ -474,16 +518,21 @@ static void amdtp_fill_midi(struct amdtp_stream *s,
        u8 *b;
 
        for (f = 0; f < frames; f++) {
-               buffer[s->midi_position] = 0;
                b = (u8 *)&buffer[s->midi_position];
 
                port = (s->data_block_counter + f) % 8;
-               if ((f >= MAX_MIDI_RX_BLOCKS) ||
-                   (s->midi[port] == NULL) ||
-                   (snd_rawmidi_transmit(s->midi[port], b + 1, 1) <= 0))
-                       b[0] = 0x80;
-               else
+               if (f < MAX_MIDI_RX_BLOCKS &&
+                   midi_ratelimit_per_packet(s, port) &&
+                   s->midi[port] != NULL &&
+                   snd_rawmidi_transmit(s->midi[port], &b[1], 1) == 1) {
+                       midi_rate_use_one_byte(s, port);
                        b[0] = 0x81;
+               } else {
+                       b[0] = 0x80;
+                       b[1] = 0;
+               }
+               b[2] = 0;
+               b[3] = 0;
 
                buffer += s->data_block_quadlets;
        }
index cd4c4dfb3951d6dd81d2e1de5ad9b512570ad17c..8a03a91e728b0f9bc4feb23a4bdd9f22fdf5952d 100644 (file)
@@ -148,6 +148,8 @@ struct amdtp_stream {
        bool double_pcm_frames;
 
        struct snd_rawmidi_substream *midi[AMDTP_MAX_CHANNELS_FOR_MIDI * 8];
+       int midi_fifo_limit;
+       int midi_fifo_used[AMDTP_MAX_CHANNELS_FOR_MIDI * 8];
 
        /* quirk: fixed interval of dbc between previos/current packets. */
        unsigned int tx_dbc_interval;