kernel/sound/pci/emu10k1/emu10k1_callback.c

   1 /*
   2  *  synth callback routines for Emu10k1
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2000 Takashi Iwai <tiwai@suse.de>
   5  *
   6  *   This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  *   (at your option) any later version.
  10  *
  11  *   This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  *   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  *   GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  *   You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  *   along with this program; if not, write to the Free Software
  18  *   Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19  */
  20
  21 #include <linux/export.h>
  22 #include "emu10k1_synth_local.h"
  23 #include <sound/asoundef.h>
  24
  25 /* voice status */
  26 enum {
  27         V_FREE=0, V_OFF, V_RELEASED, V_PLAYING, V_END
  28 };
  29
  30 /* Keeps track of what we are finding */
  31 struct best_voice {
  32         unsigned int time;
  33         int voice;
  34 };
  35
  36 /*
  37  * prototypes
  38  */
  39 static void lookup_voices(struct snd_emux *emux, struct snd_emu10k1 *hw,
  40                           struct best_voice *best, int active_only);
  41 static struct snd_emux_voice *get_voice(struct snd_emux *emux,
  42                                         struct snd_emux_port *port);
  43 static int start_voice(struct snd_emux_voice *vp);
  44 static void trigger_voice(struct snd_emux_voice *vp);
  45 static void release_voice(struct snd_emux_voice *vp);
  46 static void update_voice(struct snd_emux_voice *vp, int update);
  47 static void terminate_voice(struct snd_emux_voice *vp);
  48 static void free_voice(struct snd_emux_voice *vp);
  49 static void set_fmmod(struct snd_emu10k1 *hw, struct snd_emux_voice *vp);
  50 static void set_fm2frq2(struct snd_emu10k1 *hw, struct snd_emux_voice *vp);
  51 static void set_filterQ(struct snd_emu10k1 *hw, struct snd_emux_voice *vp);
  52
  53 /*
  54  * Ensure a value is between two points
  55  * macro evaluates its args more than once, so changed to upper-case.
  56  */
  57 #define LIMITVALUE(x, a, b) do { if ((x) < (a)) (x) = (a); else if ((x) > (b)) (x) = (b); } while (0)
  58 #define LIMITMAX(x, a) do {if ((x) > (a)) (x) = (a); } while (0)
  59
  60
  61 /*
  62  * set up operators
  63  */
  64 static struct snd_emux_operators emu10k1_ops = {
  65         .owner =        THIS_MODULE,
  66         .get_voice =    get_voice,
  67         .prepare =      start_voice,
  68         .trigger =      trigger_voice,
  69         .release =      release_voice,
  70         .update =       update_voice,
  71         .terminate =    terminate_voice,
  72         .free_voice =   free_voice,
  73         .sample_new =   snd_emu10k1_sample_new,
  74         .sample_free =  snd_emu10k1_sample_free,
  75 };
  76
  77 void
  78 snd_emu10k1_ops_setup(struct snd_emux *emux)
  79 {
  80         emux->ops = emu10k1_ops;
  81 }
  82
  83
  84 /*
  85  * get more voice for pcm
  86  *
  87  * terminate most inactive voice and give it as a pcm voice.
  88  *
  89  * voice_lock is already held.
  90  */
  91 int
  92 snd_emu10k1_synth_get_voice(struct snd_emu10k1 *hw)
  93 {
  94         struct snd_emux *emu;
  95         struct snd_emux_voice *vp;
  96         struct best_voice best[V_END];
  97         int i;
  98
  99         emu = hw->synth;
 100
 101         lookup_voices(emu, hw, best, 1); /* no OFF voices */
 102         for (i = 0; i < V_END; i++) {
 103                 if (best[i].voice >= 0) {
 104                         int ch;
 105                         vp = &emu->voices[best[i].voice];
 106                         if ((ch = vp->ch) < 0) {
 107                                 /*
 108                                 dev_warn(emu->card->dev,
 109                                        "synth_get_voice: ch < 0 (%d) ??", i);
 110                                 */
 111                                 continue;
 112                         }
 113                         vp->emu->num_voices--;
 114                         vp->ch = -1;
 115                         vp->state = SNDRV_EMUX_ST_OFF;
 116                         return ch;
 117                 }
 118         }
 119
 120         /* not found */
 121         return -ENOMEM;
 122 }
 123
 124
 125 /*
 126  * turn off the voice (not terminated)
 127  */
 128 static void
 129 release_voice(struct snd_emux_voice *vp)
 130 {
 131         int dcysusv;
 132         struct snd_emu10k1 *hw;
 133
 134         hw = vp->hw;
 135         dcysusv = 0x8000 | (unsigned char)vp->reg.parm.modrelease;
 136         snd_emu10k1_ptr_write(hw, DCYSUSM, vp->ch, dcysusv);
 137         dcysusv = 0x8000 | (unsigned char)vp->reg.parm.volrelease | DCYSUSV_CHANNELENABLE_MASK;
 138         snd_emu10k1_ptr_write(hw, DCYSUSV, vp->ch, dcysusv);
 139 }
 140
 141
 142 /*
 143  * terminate the voice
 144  */
 145 static void
 146 terminate_voice(struct snd_emux_voice *vp)
 147 {
 148         struct snd_emu10k1 *hw;
 149
 150         if (snd_BUG_ON(!vp))
 151                 return;
 152         hw = vp->hw;
 153         snd_emu10k1_ptr_write(hw, DCYSUSV, vp->ch, 0x807f | DCYSUSV_CHANNELENABLE_MASK);
 154         if (vp->block) {
 155                 struct snd_emu10k1_memblk *emem;
 156                 emem = (struct snd_emu10k1_memblk *)vp->block;
 157                 if (emem->map_locked > 0)
 158                         emem->map_locked--;
 159         }
 160 }
 161
 162 /*
 163  * release the voice to system
 164  */
 165 static void
 166 free_voice(struct snd_emux_voice *vp)
 167 {
 168         struct snd_emu10k1 *hw;
 169
 170         hw = vp->hw;
 171         /* FIXME: emu10k1_synth is broken. */
 172         /* This can get called with hw == 0 */
 173         /* Problem apparent on plug, unplug then plug */
 174         /* on the Audigy 2 ZS Notebook. */
 175         if (hw && (vp->ch >= 0)) {
 176                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, IFATN, vp->ch, 0xff00);
 177                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, DCYSUSV, vp->ch, 0x807f | DCYSUSV_CHANNELENABLE_MASK);
 178                 // snd_emu10k1_ptr_write(hw, DCYSUSV, vp->ch, 0);
 179                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, VTFT, vp->ch, 0xffff);
 180                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, CVCF, vp->ch, 0xffff);
 181                 snd_emu10k1_voice_free(hw, &hw->voices[vp->ch]);
 182                 vp->emu->num_voices--;
 183                 vp->ch = -1;
 184         }
 185 }
 186
 187
 188 /*
 189  * update registers
 190  */
 191 static void
 192 update_voice(struct snd_emux_voice *vp, int update)
 193 {
 194         struct snd_emu10k1 *hw;
 195
 196         hw = vp->hw;
 197         if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_VOLUME)
 198                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, IFATN_ATTENUATION, vp->ch, vp->avol);
 199         if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_PITCH)
 200                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, IP, vp->ch, vp->apitch);
 201         if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_PAN) {
 202                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, PTRX_FXSENDAMOUNT_A, vp->ch, vp->apan);
 203                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, PTRX_FXSENDAMOUNT_B, vp->ch, vp->aaux);
 204         }
 205         if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_FMMOD)
 206                 set_fmmod(hw, vp);
 207         if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_TREMFREQ)
 208                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, TREMFRQ, vp->ch, vp->reg.parm.tremfrq);
 209         if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_FM2FRQ2)
 210                 set_fm2frq2(hw, vp);
 211         if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_Q)
 212                 set_filterQ(hw, vp);
 213 }
 214
 215
 216 /*
 217  * look up voice table - get the best voice in order of preference
 218  */
 219 /* spinlock held! */
 220 static void
 221 lookup_voices(struct snd_emux *emu, struct snd_emu10k1 *hw,
 222               struct best_voice *best, int active_only)
 223 {
 224         struct snd_emux_voice *vp;
 225         struct best_voice *bp;
 226         int  i;
 227
 228         for (i = 0; i < V_END; i++) {
 229                 best[i].time = (unsigned int)-1; /* XXX MAX_?INT really */
 230                 best[i].voice = -1;
 231         }
 232
 233         /*
 234          * Go through them all and get a best one to use.
 235          * NOTE: could also look at volume and pick the quietest one.
 236          */
 237         for (i = 0; i < emu->max_voices; i++) {
 238                 int state, val;
 239
 240                 vp = &emu->voices[i];
 241                 state = vp->state;
 242                 if (state == SNDRV_EMUX_ST_OFF) {
 243                         if (vp->ch < 0) {
 244                                 if (active_only)
 245                                         continue;
 246                                 bp = best + V_FREE;
 247                         } else
 248                                 bp = best + V_OFF;
 249                 }
 250                 else if (state == SNDRV_EMUX_ST_RELEASED ||
 251                          state == SNDRV_EMUX_ST_PENDING) {
 252                         bp = best + V_RELEASED;
 253 #if 1
 254                         val = snd_emu10k1_ptr_read(hw, CVCF_CURRENTVOL, vp->ch);
 255                         if (! val)
 256                                 bp = best + V_OFF;
 257 #endif
 258                 }
 259                 else if (state == SNDRV_EMUX_ST_STANDBY)
 260                         continue;
 261                 else if (state & SNDRV_EMUX_ST_ON)
 262                         bp = best + V_PLAYING;
 263                 else
 264                         continue;
 265
 266                 /* check if sample is finished playing (non-looping only) */
 267                 if (bp != best + V_OFF && bp != best + V_FREE &&
 268                     (vp->reg.sample_mode & SNDRV_SFNT_SAMPLE_SINGLESHOT)) {
 269                         val = snd_emu10k1_ptr_read(hw, CCCA_CURRADDR, vp->ch);
 270                         if (val >= vp->reg.loopstart)
 271                                 bp = best + V_OFF;
 272                 }
 273
 274                 if (vp->time < bp->time) {
 275                         bp->time = vp->time;
 276                         bp->voice = i;
 277                 }
 278         }
 279 }
 280
 281 /*
 282  * get an empty voice
 283  *
 284  * emu->voice_lock is already held.
 285  */
 286 static struct snd_emux_voice *
 287 get_voice(struct snd_emux *emu, struct snd_emux_port *port)
 288 {
 289         struct snd_emu10k1 *hw;
 290         struct snd_emux_voice *vp;
 291         struct best_voice best[V_END];
 292         int i;
 293
 294         hw = emu->hw;
 295
 296         lookup_voices(emu, hw, best, 0);
 297         for (i = 0; i < V_END; i++) {
 298                 if (best[i].voice >= 0) {
 299                         vp = &emu->voices[best[i].voice];
 300                         if (vp->ch < 0) {
 301                                 /* allocate a voice */
 302                                 struct snd_emu10k1_voice *hwvoice;
 303                                 if (snd_emu10k1_voice_alloc(hw, EMU10K1_SYNTH, 1, &hwvoice) < 0 || hwvoice == NULL)
 304                                         continue;
 305                                 vp->ch = hwvoice->number;
 306                                 emu->num_voices++;
 307                         }
 308                         return vp;
 309                 }
 310         }
 311
 312         /* not found */
 313         return NULL;
 314 }
 315
 316 /*
 317  * prepare envelopes and LFOs
 318  */
 319 static int
 320 start_voice(struct snd_emux_voice *vp)
 321 {
 322         unsigned int temp;
 323         int ch;
 324         unsigned int addr, mapped_offset;
 325         struct snd_midi_channel *chan;
 326         struct snd_emu10k1 *hw;
 327         struct snd_emu10k1_memblk *emem;
 328
 329         hw = vp->hw;
 330         ch = vp->ch;
 331         if (snd_BUG_ON(ch < 0))
 332                 return -EINVAL;
 333         chan = vp->chan;
 334
 335         emem = (struct snd_emu10k1_memblk *)vp->block;
 336         if (emem == NULL)
 337                 return -EINVAL;
 338         emem->map_locked++;
 339         if (snd_emu10k1_memblk_map(hw, emem) < 0) {
 340                 /* dev_err(hw->card->devK, "emu: cannot map!\n"); */
 341                 return -ENOMEM;
 342         }
 343         mapped_offset = snd_emu10k1_memblk_offset(emem) >> 1;
 344         vp->reg.start += mapped_offset;
 345         vp->reg.end += mapped_offset;
 346         vp->reg.loopstart += mapped_offset;
 347         vp->reg.loopend += mapped_offset;
 348
 349         /* set channel routing */
 350         /* A = left(0), B = right(1), C = reverb(c), D = chorus(d) */
 351         if (hw->audigy) {
 352                 temp = FXBUS_MIDI_LEFT | (FXBUS_MIDI_RIGHT << 8) |
 353                         (FXBUS_MIDI_REVERB << 16) | (FXBUS_MIDI_CHORUS << 24);
 354                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, A_FXRT1, ch, temp);
 355         } else {
 356                 temp = (FXBUS_MIDI_LEFT << 16) | (FXBUS_MIDI_RIGHT << 20) |
 357                         (FXBUS_MIDI_REVERB << 24) | (FXBUS_MIDI_CHORUS << 28);
 358                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, FXRT, ch, temp);
 359         }
 360
 361         /* channel to be silent and idle */
 362         snd_emu10k1_ptr_write(hw, DCYSUSV, ch, 0x0000);
 363         snd_emu10k1_ptr_write(hw, VTFT, ch, 0x0000FFFF);
 364         snd_emu10k1_ptr_write(hw, CVCF, ch, 0x0000FFFF);
 365         snd_emu10k1_ptr_write(hw, PTRX, ch, 0);
 366         snd_emu10k1_ptr_write(hw, CPF, ch, 0);
 367
 368         /* set pitch offset */
 369         snd_emu10k1_ptr_write(hw, IP, vp->ch, vp->apitch);
 370
 371         /* set envelope parameters */
 372         snd_emu10k1_ptr_write(hw, ENVVAL, ch, vp->reg.parm.moddelay);
 373         snd_emu10k1_ptr_write(hw, ATKHLDM, ch, vp->reg.parm.modatkhld);
 374         snd_emu10k1_ptr_write(hw, DCYSUSM, ch, vp->reg.parm.moddcysus);
 375         snd_emu10k1_ptr_write(hw, ENVVOL, ch, vp->reg.parm.voldelay);
 376         snd_emu10k1_ptr_write(hw, ATKHLDV, ch, vp->reg.parm.volatkhld);
 377         /* decay/sustain parameter for volume envelope is used
 378            for triggerg the voice */
 379
 380         /* cutoff and volume */
 381         temp = (unsigned int)vp->acutoff << 8 | (unsigned char)vp->avol;
 382         snd_emu10k1_ptr_write(hw, IFATN, vp->ch, temp);
 383
 384         /* modulation envelope heights */
 385         snd_emu10k1_ptr_write(hw, PEFE, ch, vp->reg.parm.pefe);
 386
 387         /* lfo1/2 delay */
 388         snd_emu10k1_ptr_write(hw, LFOVAL1, ch, vp->reg.parm.lfo1delay);
 389         snd_emu10k1_ptr_write(hw, LFOVAL2, ch, vp->reg.parm.lfo2delay);
 390
 391         /* lfo1 pitch & cutoff shift */
 392         set_fmmod(hw, vp);
 393         /* lfo1 volume & freq */
 394         snd_emu10k1_ptr_write(hw, TREMFRQ, vp->ch, vp->reg.parm.tremfrq);
 395         /* lfo2 pitch & freq */
 396         set_fm2frq2(hw, vp);
 397
 398         /* reverb and loop start (reverb 8bit, MSB) */
 399         temp = vp->reg.parm.reverb;
 400         temp += (int)vp->chan->control[MIDI_CTL_E1_REVERB_DEPTH] * 9 / 10;
 401         LIMITMAX(temp, 255);
 402         addr = vp->reg.loopstart;
 403         snd_emu10k1_ptr_write(hw, PSST, vp->ch, (temp << 24) | addr);
 404
 405         /* chorus & loop end (chorus 8bit, MSB) */
 406         addr = vp->reg.loopend;
 407         temp = vp->reg.parm.chorus;
 408         temp += (int)chan->control[MIDI_CTL_E3_CHORUS_DEPTH] * 9 / 10;
 409         LIMITMAX(temp, 255);
 410         temp = (temp <<24) | addr;
 411         snd_emu10k1_ptr_write(hw, DSL, ch, temp);
 412
 413         /* clear filter delay memory */
 414         snd_emu10k1_ptr_write(hw, Z1, ch, 0);
 415         snd_emu10k1_ptr_write(hw, Z2, ch, 0);
 416
 417         /* invalidate maps */
 418         temp = (hw->silent_page.addr << hw->address_mode) | (hw->address_mode ? MAP_PTI_MASK1 : MAP_PTI_MASK0);
 419         snd_emu10k1_ptr_write(hw, MAPA, ch, temp);
 420         snd_emu10k1_ptr_write(hw, MAPB, ch, temp);
 421 #if 0
 422         /* cache */
 423         {
 424                 unsigned int val, sample;
 425                 val = 32;
 426                 if (vp->reg.sample_mode & SNDRV_SFNT_SAMPLE_8BITS)
 427                         sample = 0x80808080;
 428                 else {
 429                         sample = 0;
 430                         val *= 2;
 431                 }
 432
 433                 /* cache */
 434                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, CCR, ch, 0x1c << 16);
 435                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, CDE, ch, sample);
 436                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, CDF, ch, sample);
 437
 438                 /* invalidate maps */
 439                 temp = ((unsigned int)hw->silent_page.addr << hw_address_mode) | (hw->address_mode ? MAP_PTI_MASK1 : MAP_PTI_MASK0);
 440                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, MAPA, ch, temp);
 441                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, MAPB, ch, temp);
 442
 443                 /* fill cache */
 444                 val -= 4;
 445                 val <<= 25;
 446                 val |= 0x1c << 16;
 447                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, CCR, ch, val);
 448         }
 449 #endif
 450
 451         /* Q & current address (Q 4bit value, MSB) */
 452         addr = vp->reg.start;
 453         temp = vp->reg.parm.filterQ;
 454         temp = (temp<<28) | addr;
 455         if (vp->apitch < 0xe400)
 456                 temp |= CCCA_INTERPROM_0;
 457         else {
 458                 unsigned int shift = (vp->apitch - 0xe000) >> 10;
 459                 temp |= shift << 25;
 460         }
 461         if (vp->reg.sample_mode & SNDRV_SFNT_SAMPLE_8BITS)
 462                 temp |= CCCA_8BITSELECT;
 463         snd_emu10k1_ptr_write(hw, CCCA, ch, temp);
 464
 465         /* reset volume */
 466         temp = (unsigned int)vp->vtarget << 16;
 467         snd_emu10k1_ptr_write(hw, VTFT, ch, temp | vp->ftarget);
 468         snd_emu10k1_ptr_write(hw, CVCF, ch, temp | 0xff00);
 469         return 0;
 470 }
 471
 472 /*
 473  * Start envelope
 474  */
 475 static void
 476 trigger_voice(struct snd_emux_voice *vp)
 477 {
 478         unsigned int temp, ptarget;
 479         struct snd_emu10k1 *hw;
 480         struct snd_emu10k1_memblk *emem;
 481
 482         hw = vp->hw;
 483
 484         emem = (struct snd_emu10k1_memblk *)vp->block;
 485         if (! emem || emem->mapped_page < 0)
 486                 return; /* not mapped */
 487
 488 #if 0
 489         ptarget = (unsigned int)vp->ptarget << 16;
 490 #else
 491         ptarget = IP_TO_CP(vp->apitch);
 492 #endif
 493         /* set pitch target and pan (volume) */
 494         temp = ptarget | (vp->apan << 8) | vp->aaux;
 495         snd_emu10k1_ptr_write(hw, PTRX, vp->ch, temp);
 496
 497         /* pitch target */
 498         snd_emu10k1_ptr_write(hw, CPF, vp->ch, ptarget);
 499
 500         /* trigger voice */
 501         snd_emu10k1_ptr_write(hw, DCYSUSV, vp->ch, vp->reg.parm.voldcysus|DCYSUSV_CHANNELENABLE_MASK);
 502 }
 503
 504 #define MOD_SENSE 18
 505
 506 /* set lfo1 modulation height and cutoff */
 507 static void
 508 set_fmmod(struct snd_emu10k1 *hw, struct snd_emux_voice *vp)
 509 {
 510         unsigned short fmmod;
 511         short pitch;
 512         unsigned char cutoff;
 513         int modulation;
 514
 515         pitch = (char)(vp->reg.parm.fmmod>>8);
 516         cutoff = (vp->reg.parm.fmmod & 0xff);
 517         modulation = vp->chan->gm_modulation + vp->chan->midi_pressure;
 518         pitch += (MOD_SENSE * modulation) / 1200;
 519         LIMITVALUE(pitch, -128, 127);
 520         fmmod = ((unsigned char)pitch<<8) | cutoff;
 521         snd_emu10k1_ptr_write(hw, FMMOD, vp->ch, fmmod);
 522 }
 523
 524 /* set lfo2 pitch & frequency */
 525 static void
 526 set_fm2frq2(struct snd_emu10k1 *hw, struct snd_emux_voice *vp)
 527 {
 528         unsigned short fm2frq2;
 529         short pitch;
 530         unsigned char freq;
 531         int modulation;
 532
 533         pitch = (char)(vp->reg.parm.fm2frq2>>8);
 534         freq = vp->reg.parm.fm2frq2 & 0xff;
 535         modulation = vp->chan->gm_modulation + vp->chan->midi_pressure;
 536         pitch += (MOD_SENSE * modulation) / 1200;
 537         LIMITVALUE(pitch, -128, 127);
 538         fm2frq2 = ((unsigned char)pitch<<8) | freq;
 539         snd_emu10k1_ptr_write(hw, FM2FRQ2, vp->ch, fm2frq2);
 540 }
 541
 542 /* set filterQ */
 543 static void
 544 set_filterQ(struct snd_emu10k1 *hw, struct snd_emux_voice *vp)
 545 {
 546         unsigned int val;
 547         val = snd_emu10k1_ptr_read(hw, CCCA, vp->ch) & ~CCCA_RESONANCE;
 548         val |= (vp->reg.parm.filterQ << 28);
 549         snd_emu10k1_ptr_write(hw, CCCA, vp->ch, val);
 550 }