Alsa e Gambas: Ricezione dei dati Midi con un programma esterno di supporto

Da Gambas-it.org - Wikipedia.

Procederemo, ora, a mostrare un altro metodo, che fa uso di una pipe da un programma esterno, scritto in linguaggio C, con il quale evitare ogni possibile evidente latenza. Con ALSA i programmi in C usano solitamente il meccanismo di controllare gli eventi provenienti dal device Midi nel Main Message Loop, basato sulle funzioni "poll()" e "select()". La funzione "poll()", in breve, ci dice se c'è qualche dato da leggere. La procedura, dunque, prevede che dapprima vengono ottenuti da ALSA i descrittori dei file; successivamente viene utilizzata la chiamata alla funzione poll() per vedere se c'è quealcosa da leggere. Più precisamente si chiede al sistema di controllare tutti i file descriptors, e poi si va a leggere con la funzione di ALSA: "snd_seq_event_input(snd_seqt * seq, snd_seq_event_t ** ev)".
I semplici programmi in C, come arecordmidi e aseqdump, per leggere gli eventi dalla predetta funzione di ALSA, eseguono un ciclo. Ciò ha un senso, poiché tali semplici programmi di ricezione svolgono soltanto una applicazione: quella di leggere dati. Ma se un programma GUI deve anche gestire la grafica, il ciclo non va bene. Noi, allora, abbiamo insomma bisogno di un modo efficace per essere avvertiti che c'è qualche dato da leggere. Cosa, questa, che potrebbe essere fatta anche con un ciclo, se in modo sicuro vi fossero dati da leggere. Se, però non c'è niente da leggere, non può essere usato un ciclo, poiché sarebbe una perdita di tempo, nonché un inutile uso della CPU e delle altre risorse di sistema.

E', quindi, necessario un evento di Gambas autonomo e distinto dalla fase di ricezione dei dati. E' anzi necessario che Gambas non si occupi della procedura di ricezione dei dati.


La soluzione di un programma esterno di supporto

Per risolvere il problema relativo all'input degli eventi da ALSA, è possibile pensare ad una soluzione esterna combinata: si tratterebbe di scrivere un breve programma C, cosa che quindi permetterebbe di avere accesso alle piene funzionalità del sistema. Poi da Gambas si farebbe un Exec a quel programma, per poterne leggere lo standard output con un Watch. Il programma di supporto in C normalmente dormirebbe; qualora, però, dovesse trovare eventi da ALSA, li manderebbe fuori. Il programma principale di Gambas potrebbe intercettare e leggere tali dati in output dal programma C con un evento del tipo process_Read.


Presentiamo, allora, di seguito soltanto le parti essenziali e fondamentali di codice sia del programma C di supporto che del programma in Gambas.


Programma in C di supporto:

Come base abbiamo preso il codice del programma "aseqdump" e lo abbiamo opportunamente modificato per ottenere l'invio non verboso di singoli messaggi Midi all'output. Questo programma dovrà essere preventivamente caricato nella cartella "Dati" del programma di Gambas. 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdarg.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <getopt.h>
#include <sys/poll.h>
#include <alsa/asoundlib.h>

/* Qui le varie funzioni per la Gestione degli Errori */
......

/* Qui le varie funzioni per l'apertura di ALSA e per la creazione del Client e delle sue porte */
......

/* Ora le funzioni per la distinzione dei vari possibili eventi Midi ricevuti, */
/* e per l'invio dei singoli Messaggi Midi all'output. */
/* Ora per fini didattici considereremo soltanto l'evento Note ON. */
/* Useremo write, anziché fprint, per inviare i singoli messaggi Midi in formato binario. */
/* Useremo quindi un fflush per inviare un singolo Messaggio alla volta, per consentire a Gambas di leggere un solo dato alla volta */
static void dump_event(const snd_seq_event_t *ev)
{
     switch (ev->type) {
     case SND_SEQ_EVENT_NOTEON:
               write(1, &ev->data.note.channel, sizeof(char)); {1}
                  fflush(stdout);
               write(1, &ev->data.note.note, sizeof(char));
                  fflush(stdout);
               write(1, &ev->data.note.velocity, sizeof(char));
                  fflush(stdout);
           break;
      }
}

/* Quindi la funzione principale e finale di ricezione dei dati da uno strumento Midi esterno */
/* da parte del programma in C di supporto */
/* (Ne riportiamo soltanto le funzioni essenziali per la ricezione dei dati dau dispositivo Midi esterno) */
int main(int argc, char *argv[])
{
     struct pollfd *pfds;
     int npfds;
     int err;

     ......
     .........

/* Viene chiesto ad ALSA quanti sono i file descrittori per la lettura */
     npfds = snd_seq_poll_descriptors_count(seq, POLLIN);

/* Viene riservata un'area di memoria per contenere quei descrittori. */
     pfds = alloca(sizeof(*pfds) * npfds);
     for (;;) {

/* Si chiede ad ALSA di riempire la memoria puntata dal puntatore pfds con i descrittori rilevanti. */
/* Si passa il puntatore all'area di memoria ed il numero di descrittori che possono essere scritti in quell'area riservata. */
           snd_seq_poll_descriptors(seq, pfds, npfds, POLLIN);

/* Si chiede quindi al sistema di controllare tutti i descrittori: */
/* la funzione poll() dirà, insomma, se ci sono eventi da leggere */
           if (poll(pfds, npfds, -1) < 0)
                 break;
           do {

/* Questo ciclo legge tutti gli eventi pendenti. */
                 snd_seq_event_t *event;
                 err = snd_seq_event_input(seq, &event);
                 if (err < 0)
                       break;

/* I dati ricevuti e ralativi agli eventi Midi vengono passati alla sub-routine dump_event(event) precedentemente descritta.  */
                 if (event)
                       dump_event(event);
           } while (err > 0);
      ......
      .........
}



Programma principale in Gambas: 

Private pr As Process

Public Sub Form_Open()

 Dim rob As String
 Dim robTre as Integer
 Dim client_id As Integer

' Assicura comunque la chiusura del programma in C di supporto
 Shell "killall supporto" Wait

' Se non esiste già il file del programma di supporto in: /tmp,
' lo copia in quella directory.
 If Not Exist ("/tmp/supporto") Then
   Copy "supporto" To "/tmp/supporto"
 Endif

' A questo punto bisognerà rendere eseguibile il programma,
' effettuando manualmente le necessarie modifiche nelle proprietà del suo file.

' Poi, viene avviato il programma in C di supporto.
 pr = Exec ["/tmp/supporto"] For Read As "prova"

' Attende che si sia certamente avviato il programma di supporto.
  Wait 0.5

' Verifica che il programma di supporto sia stato avviato e sia presente fra i client.
' Poi carica l'output nella variabile "rob".
 Shell "cat /proc/asound/seq/clients | grep supporto" To rob

' Estrapola l'ottavo, il nono ed il decimo carattere dalla stringa memorizzata nella variabile "rob".
' Si tratta del numero identificativo del Client/programma di supporto.
 robTre = Mid$(rob, 8, 3)

' Converte la variabile "rob" in un numero intero.
 client_id = Val(robTre)

' Connette lo strumento Midi esterno al programma in C di supporto,
' individuandolo con il suo Id come client.
 Shell "aconnect 24:0 " & client_id & ":0"

End


' Se viene inviato dal programma di supporto almeno un dato al suo output,
' e quindi se c'è qualcosa da leggere, viene scatenata questa sub-routine.
Public Sub prova_Read()

 Dim vRacc As Byte

' Vengono letti i dati provenienti dallo standard output del programma di supporto.
 Read #Last, vRacc

' Per fini didattici qui viene soltanto stampato in console in contenuto della variabile vRacc.
 Print vRacc
   
End


Public Sub Button1_Click()

' Viene disconnesso il client di supporto dal dispositivo Midi esterno,
 Shell "aconnect -d 24:0 128:0" Wait

' Viene quindi chiuso il processo del client di supporto; ed in fine il programma stesso di Gambas.
 pr.kill

 Me.Close()

End


Note

[1] write() vuole un file descriptor al quale mandare i dati. Lo standard output ha come file descriptor sempre 1. Poi vuole un indirizzo di memoria (un Puntatore) dal quale prelevare i dati da inviare al file. Il carattere "&" in C fa quello che "VarPtr()" fa in Gambas, cioé ritorna un pointer al dato indicato. L'ultimo parametro indica la lunghezza dei dati: su un sistema a 32 bit i valori sarebbero 1 per il byte e 4 per l'integer; ma su un sistema a 64 bit i valori sarebbero 1 e 8. Infatti la lunghezza del dato da scrivere (per un int) non è 4 o 8, ma è "la lunghezza di un int". La funzione (che non è una vera funzione) "sizeof()" ritorna la lunghezza in byte di quanto specificato.

La sintassi è per i dati con valore byte e quelli con valore integer:

  • write(1, &ev->note.xxx, sizeof(char)); ------> nel caso di un byte
  • write(1, &ev->note.xxx, sizeof(int)); ------> nel caso di un integer
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