sound/usb/endpoint.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  */
   4
   5 #include <linux/gfp.h>
   6 #include <linux/init.h>
   7 #include <linux/ratelimit.h>
   8 #include <linux/usb.h>
   9 #include <linux/usb/audio.h>
  10 #include <linux/slab.h>
  11
  12 #include <sound/core.h>
  13 #include <sound/pcm.h>
  14 #include <sound/pcm_params.h>
  15
  16 #include "usbaudio.h"
  17 #include "helper.h"
  18 #include "card.h"
  19 #include "endpoint.h"
  20 #include "pcm.h"
  21 #include "clock.h"
  22 #include "quirks.h"
  23
  24 enum {
  25         EP_STATE_STOPPED,
  26         EP_STATE_RUNNING,
  27         EP_STATE_STOPPING,
  28 };
  29
  30 /* interface refcounting */
  31 struct snd_usb_iface_ref {
  32         unsigned char iface;
  33         bool need_setup;
  34         int opened;
  35         int altset;
  36         struct list_head list;
  37 };
  38
  39 /* clock refcounting */
  40 struct snd_usb_clock_ref {
  41         unsigned char clock;
  42         atomic_t locked;
  43         int opened;
  44         int rate;
  45         bool need_setup;
  46         struct list_head list;
  47 };
  48
  49 /*
  50  * snd_usb_endpoint is a model that abstracts everything related to an
  51  * USB endpoint and its streaming.
  52  *
  53  * There are functions to activate and deactivate the streaming URBs and
  54  * optional callbacks to let the pcm logic handle the actual content of the
  55  * packets for playback and record. Thus, the bus streaming and the audio
  56  * handlers are fully decoupled.
  57  *
  58  * There are two different types of endpoints in audio applications.
  59  *
  60  * SND_USB_ENDPOINT_TYPE_DATA handles full audio data payload for both
  61  * inbound and outbound traffic.
  62  *
  63  * SND_USB_ENDPOINT_TYPE_SYNC endpoints are for inbound traffic only and
  64  * expect the payload to carry Q10.14 / Q16.16 formatted sync information
  65  * (3 or 4 bytes).
  66  *
  67  * Each endpoint has to be configured prior to being used by calling
  68  * snd_usb_endpoint_set_params().
  69  *
  70  * The model incorporates a reference counting, so that multiple users
  71  * can call snd_usb_endpoint_start() and snd_usb_endpoint_stop(), and
  72  * only the first user will effectively start the URBs, and only the last
  73  * one to stop it will tear the URBs down again.
  74  */
  75
  76 /*
  77  * convert a sampling rate into our full speed format (fs/1000 in Q16.16)
  78  * this will overflow at approx 524 kHz
  79  */
  80 static inline unsigned get_usb_full_speed_rate(unsigned int rate)
  81 {
  82         return ((rate << 13) + 62) / 125;
  83 }
  84
  85 /*
  86  * convert a sampling rate into USB high speed format (fs/8000 in Q16.16)
  87  * this will overflow at approx 4 MHz
  88  */
  89 static inline unsigned get_usb_high_speed_rate(unsigned int rate)
  90 {
  91         return ((rate << 10) + 62) / 125;
  92 }
  93
  94 /*
  95  * release a urb data
  96  */
  97 static void release_urb_ctx(struct snd_urb_ctx *u)
  98 {
  99         if (u->urb && u->buffer_size)
 100                 usb_free_coherent(u->ep->chip->dev, u->buffer_size,
 101                                   u->urb->transfer_buffer,
 102                                   u->urb->transfer_dma);
 103         usb_free_urb(u->urb);
 104         u->urb = NULL;
 105         u->buffer_size = 0;
 106 }
 107
 108 static const char *usb_error_string(int err)
 109 {
 110         switch (err) {
 111         case -ENODEV:
 112                 return "no device";
 113         case -ENOENT:
 114                 return "endpoint not enabled";
 115         case -EPIPE:
 116                 return "endpoint stalled";
 117         case -ENOSPC:
 118                 return "not enough bandwidth";
 119         case -ESHUTDOWN:
 120                 return "device disabled";
 121         case -EHOSTUNREACH:
 122                 return "device suspended";
 123         case -EINVAL:
 124         case -EAGAIN:
 125         case -EFBIG:
 126         case -EMSGSIZE:
 127                 return "internal error";
 128         default:
 129                 return "unknown error";
 130         }
 131 }
 132
 133 static inline bool ep_state_running(struct snd_usb_endpoint *ep)
 134 {
 135         return atomic_read(&ep->state) == EP_STATE_RUNNING;
 136 }
 137
 138 static inline bool ep_state_update(struct snd_usb_endpoint *ep, int old, int new)
 139 {
 140         return atomic_try_cmpxchg(&ep->state, &old, new);
 141 }
 142
 143 /**
 144  * snd_usb_endpoint_implicit_feedback_sink: Report endpoint usage type
 145  *
 146  * @ep: The snd_usb_endpoint
 147  *
 148  * Determine whether an endpoint is driven by an implicit feedback
 149  * data endpoint source.
 150  */
 151 int snd_usb_endpoint_implicit_feedback_sink(struct snd_usb_endpoint *ep)
 152 {
 153         return  ep->implicit_fb_sync && usb_pipeout(ep->pipe);
 154 }
 155
 156 /*
 157  * Return the number of samples to be sent in the next packet
 158  * for streaming based on information derived from sync endpoints
 159  *
 160  * This won't be used for implicit feedback which takes the packet size
 161  * returned from the sync source
 162  */
 163 static int slave_next_packet_size(struct snd_usb_endpoint *ep,
 164                                   unsigned int avail)
 165 {
 166         unsigned long flags;
 167         unsigned int phase;
 168         int ret;
 169
 170         if (ep->fill_max)
 171                 return ep->maxframesize;
 172
 173         spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
 174         phase = (ep->phase & 0xffff) + (ep->freqm << ep->datainterval);
 175         ret = min(phase >> 16, ep->maxframesize);
 176         if (avail && ret >= avail)
 177                 ret = -EAGAIN;
 178         else
 179                 ep->phase = phase;
 180         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
 181
 182         return ret;
 183 }
 184
 185 /*
 186  * Return the number of samples to be sent in the next packet
 187  * for adaptive and synchronous endpoints
 188  */
 189 static int next_packet_size(struct snd_usb_endpoint *ep, unsigned int avail)
 190 {
 191         unsigned int sample_accum;
 192         int ret;
 193
 194         if (ep->fill_max)
 195                 return ep->maxframesize;
 196
 197         sample_accum = ep->sample_accum + ep->sample_rem;
 198         if (sample_accum >= ep->pps) {
 199                 sample_accum -= ep->pps;
 200                 ret = ep->packsize[1];
 201         } else {
 202                 ret = ep->packsize[0];
 203         }
 204         if (avail && ret >= avail)
 205                 ret = -EAGAIN;
 206         else
 207                 ep->sample_accum = sample_accum;
 208
 209         return ret;
 210 }
 211
 212 /*
 213  * snd_usb_endpoint_next_packet_size: Return the number of samples to be sent
 214  * in the next packet
 215  *
 216  * If the size is equal or exceeds @avail, don't proceed but return -EAGAIN
 217  * Exception: @avail = 0 for skipping the check.
 218  */
 219 int snd_usb_endpoint_next_packet_size(struct snd_usb_endpoint *ep,
 220                                       struct snd_urb_ctx *ctx, int idx,
 221                                       unsigned int avail)
 222 {
 223         unsigned int packet;
 224
 225         packet = ctx->packet_size[idx];
 226         if (packet) {
 227                 if (avail && packet >= avail)
 228                         return -EAGAIN;
 229                 return packet;
 230         }
 231
 232         if (ep->sync_source)
 233                 return slave_next_packet_size(ep, avail);
 234         else
 235                 return next_packet_size(ep, avail);
 236 }
 237
 238 static void call_retire_callback(struct snd_usb_endpoint *ep,
 239                                  struct urb *urb)
 240 {
 241         struct snd_usb_substream *data_subs;
 242
 243         data_subs = READ_ONCE(ep->data_subs);
 244         if (data_subs && ep->retire_data_urb)
 245                 ep->retire_data_urb(data_subs, urb);
 246 }
 247
 248 static void retire_outbound_urb(struct snd_usb_endpoint *ep,
 249                                 struct snd_urb_ctx *urb_ctx)
 250 {
 251         call_retire_callback(ep, urb_ctx->urb);
 252 }
 253
 254 static void snd_usb_handle_sync_urb(struct snd_usb_endpoint *ep,
 255                                     struct snd_usb_endpoint *sender,
 256                                     const struct urb *urb);
 257
 258 static void retire_inbound_urb(struct snd_usb_endpoint *ep,
 259                                struct snd_urb_ctx *urb_ctx)
 260 {
 261         struct urb *urb = urb_ctx->urb;
 262         struct snd_usb_endpoint *sync_sink;
 263
 264         if (unlikely(ep->skip_packets > 0)) {
 265                 ep->skip_packets--;
 266                 return;
 267         }
 268
 269         sync_sink = READ_ONCE(ep->sync_sink);
 270         if (sync_sink)
 271                 snd_usb_handle_sync_urb(sync_sink, ep, urb);
 272
 273         call_retire_callback(ep, urb);
 274 }
 275
 276 static inline bool has_tx_length_quirk(struct snd_usb_audio *chip)
 277 {
 278         return chip->quirk_flags & QUIRK_FLAG_TX_LENGTH;
 279 }
 280
 281 static void prepare_silent_urb(struct snd_usb_endpoint *ep,
 282                                struct snd_urb_ctx *ctx)
 283 {
 284         struct urb *urb = ctx->urb;
 285         unsigned int offs = 0;
 286         unsigned int extra = 0;
 287         __le32 packet_length;
 288         int i;
 289
 290         /* For tx_length_quirk, put packet length at start of packet */
 291         if (has_tx_length_quirk(ep->chip))
 292                 extra = sizeof(packet_length);
 293
 294         for (i = 0; i < ctx->packets; ++i) {
 295                 unsigned int offset;
 296                 unsigned int length;
 297                 int counts;
 298
 299                 counts = snd_usb_endpoint_next_packet_size(ep, ctx, i, 0);
 300                 length = counts * ep->stride; /* number of silent bytes */
 301                 offset = offs * ep->stride + extra * i;
 302                 urb->iso_frame_desc[i].offset = offset;
 303                 urb->iso_frame_desc[i].length = length + extra;
 304                 if (extra) {
 305                         packet_length = cpu_to_le32(length);
 306                         memcpy(urb->transfer_buffer + offset,
 307                                &packet_length, sizeof(packet_length));
 308                 }
 309                 memset(urb->transfer_buffer + offset + extra,
 310                        ep->silence_value, length);
 311                 offs += counts;
 312         }
 313
 314         urb->number_of_packets = ctx->packets;
 315         urb->transfer_buffer_length = offs * ep->stride + ctx->packets * extra;
 316         ctx->queued = 0;
 317 }
 318
 319 /*
 320  * Prepare a PLAYBACK urb for submission to the bus.
 321  */
 322 static int prepare_outbound_urb(struct snd_usb_endpoint *ep,
 323                                 struct snd_urb_ctx *ctx,
 324                                 bool in_stream_lock)
 325 {
 326         struct urb *urb = ctx->urb;
 327         unsigned char *cp = urb->transfer_buffer;
 328         struct snd_usb_substream *data_subs;
 329
 330         urb->dev = ep->chip->dev; /* we need to set this at each time */
 331
 332         switch (ep->type) {
 333         case SND_USB_ENDPOINT_TYPE_DATA:
 334                 data_subs = READ_ONCE(ep->data_subs);
 335                 if (data_subs && ep->prepare_data_urb)
 336                         return ep->prepare_data_urb(data_subs, urb, in_stream_lock);
 337                 /* no data provider, so send silence */
 338                 prepare_silent_urb(ep, ctx);
 339                 break;
 340
 341         case SND_USB_ENDPOINT_TYPE_SYNC:
 342                 if (snd_usb_get_speed(ep->chip->dev) >= USB_SPEED_HIGH) {
 343                         /*
 344                          * fill the length and offset of each urb descriptor.
 345                          * the fixed 12.13 frequency is passed as 16.16 through the pipe.
 346                          */
 347                         urb->iso_frame_desc[0].length = 4;
 348                         urb->iso_frame_desc[0].offset = 0;
 349                         cp[0] = ep->freqn;
 350                         cp[1] = ep->freqn >> 8;
 351                         cp[2] = ep->freqn >> 16;
 352                         cp[3] = ep->freqn >> 24;
 353                 } else {
 354                         /*
 355                          * fill the length and offset of each urb descriptor.
 356                          * the fixed 10.14 frequency is passed through the pipe.
 357                          */
 358                         urb->iso_frame_desc[0].length = 3;
 359                         urb->iso_frame_desc[0].offset = 0;
 360                         cp[0] = ep->freqn >> 2;
 361                         cp[1] = ep->freqn >> 10;
 362                         cp[2] = ep->freqn >> 18;
 363                 }
 364
 365                 break;
 366         }
 367         return 0;
 368 }
 369
 370 /*
 371  * Prepare a CAPTURE or SYNC urb for submission to the bus.
 372  */
 373 static int prepare_inbound_urb(struct snd_usb_endpoint *ep,
 374                                struct snd_urb_ctx *urb_ctx)
 375 {
 376         int i, offs;
 377         struct urb *urb = urb_ctx->urb;
 378
 379         urb->dev = ep->chip->dev; /* we need to set this at each time */
 380
 381         switch (ep->type) {
 382         case SND_USB_ENDPOINT_TYPE_DATA:
 383                 offs = 0;
 384                 for (i = 0; i < urb_ctx->packets; i++) {
 385                         urb->iso_frame_desc[i].offset = offs;
 386                         urb->iso_frame_desc[i].length = ep->curpacksize;
 387                         offs += ep->curpacksize;
 388                 }
 389
 390                 urb->transfer_buffer_length = offs;
 391                 urb->number_of_packets = urb_ctx->packets;
 392                 break;
 393
 394         case SND_USB_ENDPOINT_TYPE_SYNC:
 395                 urb->iso_frame_desc[0].length = min(4u, ep->syncmaxsize);
 396                 urb->iso_frame_desc[0].offset = 0;
 397                 break;
 398         }
 399         return 0;
 400 }
 401
 402 /* notify an error as XRUN to the assigned PCM data substream */
 403 static void notify_xrun(struct snd_usb_endpoint *ep)
 404 {
 405         struct snd_usb_substream *data_subs;
 406
 407         data_subs = READ_ONCE(ep->data_subs);
 408         if (data_subs && data_subs->pcm_substream)
 409                 snd_pcm_stop_xrun(data_subs->pcm_substream);
 410 }
 411
 412 static struct snd_usb_packet_info *
 413 next_packet_fifo_enqueue(struct snd_usb_endpoint *ep)
 414 {
 415         struct snd_usb_packet_info *p;
 416
 417         p = ep->next_packet + (ep->next_packet_head + ep->next_packet_queued) %
 418                 ARRAY_SIZE(ep->next_packet);
 419         ep->next_packet_queued++;
 420         return p;
 421 }
 422
 423 static struct snd_usb_packet_info *
 424 next_packet_fifo_dequeue(struct snd_usb_endpoint *ep)
 425 {
 426         struct snd_usb_packet_info *p;
 427
 428         p = ep->next_packet + ep->next_packet_head;
 429         ep->next_packet_head++;
 430         ep->next_packet_head %= ARRAY_SIZE(ep->next_packet);
 431         ep->next_packet_queued--;
 432         return p;
 433 }
 434
 435 static void push_back_to_ready_list(struct snd_usb_endpoint *ep,
 436                                     struct snd_urb_ctx *ctx)
 437 {
 438         unsigned long flags;
 439
 440         spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
 441         list_add_tail(&ctx->ready_list, &ep->ready_playback_urbs);
 442         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
 443 }
 444
 445 /*
 446  * Send output urbs that have been prepared previously. URBs are dequeued
 447  * from ep->ready_playback_urbs and in case there aren't any available
 448  * or there are no packets that have been prepared, this function does
 449  * nothing.
 450  *
 451  * The reason why the functionality of sending and preparing URBs is separated
 452  * is that host controllers don't guarantee the order in which they return
 453  * inbound and outbound packets to their submitters.
 454  *
 455  * This function is used both for implicit feedback endpoints and in low-
 456  * latency playback mode.
 457  */
 458 void snd_usb_queue_pending_output_urbs(struct snd_usb_endpoint *ep,
 459                                        bool in_stream_lock)
 460 {
 461         bool implicit_fb = snd_usb_endpoint_implicit_feedback_sink(ep);
 462
 463         while (ep_state_running(ep)) {
 464
 465                 unsigned long flags;
 466                 struct snd_usb_packet_info *packet;
 467                 struct snd_urb_ctx *ctx = NULL;
 468                 int err, i;
 469
 470                 spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
 471                 if ((!implicit_fb || ep->next_packet_queued > 0) &&
 472                     !list_empty(&ep->ready_playback_urbs)) {
 473                         /* take URB out of FIFO */
 474                         ctx = list_first_entry(&ep->ready_playback_urbs,
 475                                                struct snd_urb_ctx, ready_list);
 476                         list_del_init(&ctx->ready_list);
 477                         if (implicit_fb)
 478                                 packet = next_packet_fifo_dequeue(ep);
 479                 }
 480                 spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
 481
 482                 if (ctx == NULL)
 483                         return;
 484
 485                 /* copy over the length information */
 486                 if (implicit_fb) {
 487                         for (i = 0; i < packet->packets; i++)
 488                                 ctx->packet_size[i] = packet->packet_size[i];
 489                 }
 490
 491                 /* call the data handler to fill in playback data */
 492                 err = prepare_outbound_urb(ep, ctx, in_stream_lock);
 493                 /* can be stopped during prepare callback */
 494                 if (unlikely(!ep_state_running(ep)))
 495                         break;
 496                 if (err < 0) {
 497                         /* push back to ready list again for -EAGAIN */
 498                         if (err == -EAGAIN)
 499                                 push_back_to_ready_list(ep, ctx);
 500                         else
 501                                 notify_xrun(ep);
 502                         return;
 503                 }
 504
 505                 err = usb_submit_urb(ctx->urb, GFP_ATOMIC);
 506                 if (err < 0) {
 507                         usb_audio_err(ep->chip,
 508                                       "Unable to submit urb #%d: %d at %s\n",
 509                                       ctx->index, err, __func__);
 510                         notify_xrun(ep);
 511                         return;
 512                 }
 513
 514                 set_bit(ctx->index, &ep->active_mask);
 515                 atomic_inc(&ep->submitted_urbs);
 516         }
 517 }
 518
 519 /*
 520  * complete callback for urbs
 521  */
 522 static void snd_complete_urb(struct urb *urb)
 523 {
 524         struct snd_urb_ctx *ctx = urb->context;
 525         struct snd_usb_endpoint *ep = ctx->ep;
 526         int err;
 527
 528         if (unlikely(urb->status == -ENOENT ||          /* unlinked */
 529                      urb->status == -ENODEV ||          /* device removed */
 530                      urb->status == -ECONNRESET ||      /* unlinked */
 531                      urb->status == -ESHUTDOWN))        /* device disabled */
 532                 goto exit_clear;
 533         /* device disconnected */
 534         if (unlikely(atomic_read(&ep->chip->shutdown)))
 535                 goto exit_clear;
 536
 537         if (unlikely(!ep_state_running(ep)))
 538                 goto exit_clear;
 539
 540         if (usb_pipeout(ep->pipe)) {
 541                 retire_outbound_urb(ep, ctx);
 542                 /* can be stopped during retire callback */
 543                 if (unlikely(!ep_state_running(ep)))
 544                         goto exit_clear;
 545
 546                 /* in low-latency and implicit-feedback modes, push back the
 547                  * URB to ready list at first, then process as much as possible
 548                  */
 549                 if (ep->lowlatency_playback ||
 550                      snd_usb_endpoint_implicit_feedback_sink(ep)) {
 551                         push_back_to_ready_list(ep, ctx);
 552                         clear_bit(ctx->index, &ep->active_mask);
 553                         snd_usb_queue_pending_output_urbs(ep, false);
 554                         atomic_dec(&ep->submitted_urbs); /* decrement at last */
 555                         return;
 556                 }
 557
 558                 /* in non-lowlatency mode, no error handling for prepare */
 559                 prepare_outbound_urb(ep, ctx, false);
 560                 /* can be stopped during prepare callback */
 561                 if (unlikely(!ep_state_running(ep)))
 562                         goto exit_clear;
 563         } else {
 564                 retire_inbound_urb(ep, ctx);
 565                 /* can be stopped during retire callback */
 566                 if (unlikely(!ep_state_running(ep)))
 567                         goto exit_clear;
 568
 569                 prepare_inbound_urb(ep, ctx);
 570         }
 571
 572         err = usb_submit_urb(urb, GFP_ATOMIC);
 573         if (err == 0)
 574                 return;
 575
 576         usb_audio_err(ep->chip, "cannot submit urb (err = %d)\n", err);
 577         notify_xrun(ep);
 578
 579 exit_clear:
 580         clear_bit(ctx->index, &ep->active_mask);
 581         atomic_dec(&ep->submitted_urbs);
 582 }
 583
 584 /*
 585  * Find or create a refcount object for the given interface
 586  *
 587  * The objects are released altogether in snd_usb_endpoint_free_all()
 588  */
 589 static struct snd_usb_iface_ref *
 590 iface_ref_find(struct snd_usb_audio *chip, int iface)
 591 {
 592         struct snd_usb_iface_ref *ip;
 593
 594         list_for_each_entry(ip, &chip->iface_ref_list, list)
 595                 if (ip->iface == iface)
 596                         return ip;
 597
 598         ip = kzalloc(sizeof(*ip), GFP_KERNEL);
 599         if (!ip)
 600                 return NULL;
 601         ip->iface = iface;
 602         list_add_tail(&ip->list, &chip->iface_ref_list);
 603         return ip;
 604 }
 605
 606 /* Similarly, a refcount object for clock */
 607 static struct snd_usb_clock_ref *
 608 clock_ref_find(struct snd_usb_audio *chip, int clock)
 609 {
 610         struct snd_usb_clock_ref *ref;
 611
 612         list_for_each_entry(ref, &chip->clock_ref_list, list)
 613                 if (ref->clock == clock)
 614                         return ref;
 615
 616         ref = kzalloc(sizeof(*ref), GFP_KERNEL);
 617         if (!ref)
 618                 return NULL;
 619         ref->clock = clock;
 620         atomic_set(&ref->locked, 0);
 621         list_add_tail(&ref->list, &chip->clock_ref_list);
 622         return ref;
 623 }
 624
 625 /*
 626  * Get the existing endpoint object corresponding EP
 627  * Returns NULL if not present.
 628  */
 629 struct snd_usb_endpoint *
 630 snd_usb_get_endpoint(struct snd_usb_audio *chip, int ep_num)
 631 {
 632         struct snd_usb_endpoint *ep;
 633
 634         list_for_each_entry(ep, &chip->ep_list, list) {
 635                 if (ep->ep_num == ep_num)
 636                         return ep;
 637         }
 638
 639         return NULL;
 640 }
 641
 642 #define ep_type_name(type) \
 643         (type == SND_USB_ENDPOINT_TYPE_DATA ? "data" : "sync")
 644
 645 /**
 646  * snd_usb_add_endpoint: Add an endpoint to an USB audio chip
 647  *
 648  * @chip: The chip
 649  * @ep_num: The number of the endpoint to use
 650  * @type: SND_USB_ENDPOINT_TYPE_DATA or SND_USB_ENDPOINT_TYPE_SYNC
 651  *
 652  * If the requested endpoint has not been added to the given chip before,
 653  * a new instance is created.
 654  *
 655  * Returns zero on success or a negative error code.
 656  *
 657  * New endpoints will be added to chip->ep_list and freed by
 658  * calling snd_usb_endpoint_free_all().
 659  *
 660  * For SND_USB_ENDPOINT_TYPE_SYNC, the caller needs to guarantee that
 661  * bNumEndpoints > 1 beforehand.
 662  */
 663 int snd_usb_add_endpoint(struct snd_usb_audio *chip, int ep_num, int type)
 664 {
 665         struct snd_usb_endpoint *ep;
 666         bool is_playback;
 667
 668         ep = snd_usb_get_endpoint(chip, ep_num);
 669         if (ep)
 670                 return 0;
 671
 672         usb_audio_dbg(chip, "Creating new %s endpoint #%x\n",
 673                       ep_type_name(type),
 674                       ep_num);
 675         ep = kzalloc(sizeof(*ep), GFP_KERNEL);
 676         if (!ep)
 677                 return -ENOMEM;
 678
 679         ep->chip = chip;
 680         spin_lock_init(&ep->lock);
 681         ep->type = type;
 682         ep->ep_num = ep_num;
 683         INIT_LIST_HEAD(&ep->ready_playback_urbs);
 684         atomic_set(&ep->submitted_urbs, 0);
 685
 686         is_playback = ((ep_num & USB_ENDPOINT_DIR_MASK) == USB_DIR_OUT);
 687         ep_num &= USB_ENDPOINT_NUMBER_MASK;
 688         if (is_playback)
 689                 ep->pipe = usb_sndisocpipe(chip->dev, ep_num);
 690         else
 691                 ep->pipe = usb_rcvisocpipe(chip->dev, ep_num);
 692
 693         list_add_tail(&ep->list, &chip->ep_list);
 694         return 0;
 695 }
 696
 697 /* Set up syncinterval and maxsyncsize for a sync EP */
 698 static void endpoint_set_syncinterval(struct snd_usb_audio *chip,
 699                                       struct snd_usb_endpoint *ep)
 700 {
 701         struct usb_host_interface *alts;
 702         struct usb_endpoint_descriptor *desc;
 703
 704         alts = snd_usb_get_host_interface(chip, ep->iface, ep->altsetting);
 705         if (!alts)
 706                 return;
 707
 708         desc = get_endpoint(alts, ep->ep_idx);
 709         if (desc->bLength >= USB_DT_ENDPOINT_AUDIO_SIZE &&
 710             desc->bRefresh >= 1 && desc->bRefresh <= 9)
 711                 ep->syncinterval = desc->bRefresh;
 712         else if (snd_usb_get_speed(chip->dev) == USB_SPEED_FULL)
 713                 ep->syncinterval = 1;
 714         else if (desc->bInterval >= 1 && desc->bInterval <= 16)
 715                 ep->syncinterval = desc->bInterval - 1;
 716         else
 717                 ep->syncinterval = 3;
 718
 719         ep->syncmaxsize = le16_to_cpu(desc->wMaxPacketSize);
 720 }
 721
 722 static bool endpoint_compatible(struct snd_usb_endpoint *ep,
 723                                 const struct audioformat *fp,
 724                                 const struct snd_pcm_hw_params *params)
 725 {
 726         if (!ep->opened)
 727                 return false;
 728         if (ep->cur_audiofmt != fp)
 729                 return false;
 730         if (ep->cur_rate != params_rate(params) ||
 731             ep->cur_format != params_format(params) ||
 732             ep->cur_period_frames != params_period_size(params) ||
 733             ep->cur_buffer_periods != params_periods(params))
 734                 return false;
 735         return true;
 736 }
 737
 738 /*
 739  * Check whether the given fp and hw params are compatible with the current
 740  * setup of the target EP for implicit feedback sync
 741  */
 742 bool snd_usb_endpoint_compatible(struct snd_usb_audio *chip,
 743                                  struct snd_usb_endpoint *ep,
 744                                  const struct audioformat *fp,
 745                                  const struct snd_pcm_hw_params *params)
 746 {
 747         bool ret;
 748
 749         mutex_lock(&chip->mutex);
 750         ret = endpoint_compatible(ep, fp, params);
 751         mutex_unlock(&chip->mutex);
 752         return ret;
 753 }
 754
 755 /*
 756  * snd_usb_endpoint_open: Open the endpoint
 757  *
 758  * Called from hw_params to assign the endpoint to the substream.
 759  * It's reference-counted, and only the first opener is allowed to set up
 760  * arbitrary parameters.  The later opener must be compatible with the
 761  * former opened parameters.
 762  * The endpoint needs to be closed via snd_usb_endpoint_close() later.
 763  *
 764  * Note that this function doesn't configure the endpoint.  The substream
 765  * needs to set it up later via snd_usb_endpoint_set_params() and
 766  * snd_usb_endpoint_prepare().
 767  */
 768 struct snd_usb_endpoint *
 769 snd_usb_endpoint_open(struct snd_usb_audio *chip,
 770                       const struct audioformat *fp,
 771                       const struct snd_pcm_hw_params *params,
 772                       bool is_sync_ep)
 773 {
 774         struct snd_usb_endpoint *ep;
 775         int ep_num = is_sync_ep ? fp->sync_ep : fp->endpoint;
 776
 777         mutex_lock(&chip->mutex);
 778         ep = snd_usb_get_endpoint(chip, ep_num);
 779         if (!ep) {
 780                 usb_audio_err(chip, "Cannot find EP 0x%x to open\n", ep_num);
 781                 goto unlock;
 782         }
 783
 784         if (!ep->opened) {
 785                 if (is_sync_ep) {
 786                         ep->iface = fp->sync_iface;
 787                         ep->altsetting = fp->sync_altsetting;
 788                         ep->ep_idx = fp->sync_ep_idx;
 789                 } else {
 790                         ep->iface = fp->iface;
 791                         ep->altsetting = fp->altsetting;
 792                         ep->ep_idx = fp->ep_idx;
 793                 }
 794                 usb_audio_dbg(chip, "Open EP 0x%x, iface=%d:%d, idx=%d\n",
 795                               ep_num, ep->iface, ep->altsetting, ep->ep_idx);
 796
 797                 ep->iface_ref = iface_ref_find(chip, ep->iface);
 798                 if (!ep->iface_ref) {
 799                         ep = NULL;
 800                         goto unlock;
 801                 }
 802
 803                 if (fp->protocol != UAC_VERSION_1) {
 804                         ep->clock_ref = clock_ref_find(chip, fp->clock);
 805                         if (!ep->clock_ref) {
 806                                 ep = NULL;
 807                                 goto unlock;
 808                         }
 809                         ep->clock_ref->opened++;
 810                 }
 811
 812                 ep->cur_audiofmt = fp;
 813                 ep->cur_channels = fp->channels;
 814                 ep->cur_rate = params_rate(params);
 815                 ep->cur_format = params_format(params);
 816                 ep->cur_frame_bytes = snd_pcm_format_physical_width(ep->cur_format) *
 817                         ep->cur_channels / 8;
 818                 ep->cur_period_frames = params_period_size(params);
 819                 ep->cur_period_bytes = ep->cur_period_frames * ep->cur_frame_bytes;
 820                 ep->cur_buffer_periods = params_periods(params);
 821
 822                 if (ep->type == SND_USB_ENDPOINT_TYPE_SYNC)
 823                         endpoint_set_syncinterval(chip, ep);
 824
 825                 ep->implicit_fb_sync = fp->implicit_fb;
 826                 ep->need_setup = true;
 827                 ep->need_prepare = true;
 828
 829                 usb_audio_dbg(chip, "  channels=%d, rate=%d, format=%s, period_bytes=%d, periods=%d, implicit_fb=%d\n",
 830                               ep->cur_channels, ep->cur_rate,
 831                               snd_pcm_format_name(ep->cur_format),
 832                               ep->cur_period_bytes, ep->cur_buffer_periods,
 833                               ep->implicit_fb_sync);
 834
 835         } else {
 836                 if (WARN_ON(!ep->iface_ref)) {
 837                         ep = NULL;
 838                         goto unlock;
 839                 }
 840
 841                 if (!endpoint_compatible(ep, fp, params)) {
 842                         usb_audio_err(chip, "Incompatible EP setup for 0x%x\n",
 843                                       ep_num);
 844                         ep = NULL;
 845                         goto unlock;
 846                 }
 847
 848                 usb_audio_dbg(chip, "Reopened EP 0x%x (count %d)\n",
 849                               ep_num, ep->opened);
 850         }
 851
 852         if (!ep->iface_ref->opened++)
 853                 ep->iface_ref->need_setup = true;
 854
 855         ep->opened++;
 856
 857  unlock:
 858         mutex_unlock(&chip->mutex);
 859         return ep;
 860 }
 861
 862 /*
 863  * snd_usb_endpoint_set_sync: Link data and sync endpoints
 864  *
 865  * Pass NULL to sync_ep to unlink again
 866  */
 867 void snd_usb_endpoint_set_sync(struct snd_usb_audio *chip,
 868                                struct snd_usb_endpoint *data_ep,
 869                                struct snd_usb_endpoint *sync_ep)
 870 {
 871         data_ep->sync_source = sync_ep;
 872 }
 873
 874 /*
 875  * Set data endpoint callbacks and the assigned data stream
 876  *
 877  * Called at PCM trigger and cleanups.
 878  * Pass NULL to deactivate each callback.
 879  */
 880 void snd_usb_endpoint_set_callback(struct snd_usb_endpoint *ep,
 881                                    int (*prepare)(struct snd_usb_substream *subs,
 882                                                   struct urb *urb,
 883                                                   bool in_stream_lock),
 884                                    void (*retire)(struct snd_usb_substream *subs,
 885                                                   struct urb *urb),
 886                                    struct snd_usb_substream *data_subs)
 887 {
 888         ep->prepare_data_urb = prepare;
 889         ep->retire_data_urb = retire;
 890         if (data_subs)
 891                 ep->lowlatency_playback = data_subs->lowlatency_playback;
 892         else
 893                 ep->lowlatency_playback = false;
 894         WRITE_ONCE(ep->data_subs, data_subs);
 895 }
 896
 897 static int endpoint_set_interface(struct snd_usb_audio *chip,
 898                                   struct snd_usb_endpoint *ep,
 899                                   bool set)
 900 {
 901         int altset = set ? ep->altsetting : 0;
 902         int err;
 903
 904         if (ep->iface_ref->altset == altset)
 905                 return 0;
 906
 907         usb_audio_dbg(chip, "Setting usb interface %d:%d for EP 0x%x\n",
 908                       ep->iface, altset, ep->ep_num);
 909         err = usb_set_interface(chip->dev, ep->iface, altset);
 910         if (err < 0) {
 911                 usb_audio_err(chip, "%d:%d: usb_set_interface failed (%d)\n",
 912                               ep->iface, altset, err);
 913                 return err;
 914         }
 915
 916         if (chip->quirk_flags & QUIRK_FLAG_IFACE_DELAY)
 917                 msleep(50);
 918         ep->iface_ref->altset = altset;
 919         return 0;
 920 }
 921
 922 /*
 923  * snd_usb_endpoint_close: Close the endpoint
 924  *
 925  * Unreference the already opened endpoint via snd_usb_endpoint_open().
 926  */
 927 void snd_usb_endpoint_close(struct snd_usb_audio *chip,
 928                             struct snd_usb_endpoint *ep)
 929 {
 930         mutex_lock(&chip->mutex);
 931         usb_audio_dbg(chip, "Closing EP 0x%x (count %d)\n",
 932                       ep->ep_num, ep->opened);
 933
 934         if (!--ep->iface_ref->opened &&
 935                 !(chip->quirk_flags & QUIRK_FLAG_IFACE_SKIP_CLOSE))
 936                 endpoint_set_interface(chip, ep, false);
 937
 938         if (!--ep->opened) {
 939                 if (ep->clock_ref) {
 940                         if (!--ep->clock_ref->opened)
 941                                 ep->clock_ref->rate = 0;
 942                 }
 943                 ep->iface = 0;
 944                 ep->altsetting = 0;
 945                 ep->cur_audiofmt = NULL;
 946                 ep->cur_rate = 0;
 947                 ep->iface_ref = NULL;
 948                 ep->clock_ref = NULL;
 949                 usb_audio_dbg(chip, "EP 0x%x closed\n", ep->ep_num);
 950         }
 951         mutex_unlock(&chip->mutex);
 952 }
 953
 954 /* Prepare for suspening EP, called from the main suspend handler */
 955 void snd_usb_endpoint_suspend(struct snd_usb_endpoint *ep)
 956 {
 957         ep->need_prepare = true;
 958         if (ep->iface_ref)
 959                 ep->iface_ref->need_setup = true;
 960         if (ep->clock_ref)
 961                 ep->clock_ref->rate = 0;
 962 }
 963
 964 /*
 965  *  wait until all urbs are processed.
 966  */
 967 static int wait_clear_urbs(struct snd_usb_endpoint *ep)
 968 {
 969         unsigned long end_time = jiffies + msecs_to_jiffies(1000);
 970         int alive;
 971
 972         if (atomic_read(&ep->state) != EP_STATE_STOPPING)
 973                 return 0;
 974
 975         do {
 976                 alive = atomic_read(&ep->submitted_urbs);
 977                 if (!alive)
 978                         break;
 979
 980                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 981         } while (time_before(jiffies, end_time));
 982
 983         if (alive)
 984                 usb_audio_err(ep->chip,
 985                         "timeout: still %d active urbs on EP #%x\n",
 986                         alive, ep->ep_num);
 987
 988         if (ep_state_update(ep, EP_STATE_STOPPING, EP_STATE_STOPPED)) {
 989                 ep->sync_sink = NULL;
 990                 snd_usb_endpoint_set_callback(ep, NULL, NULL, NULL);
 991         }
 992
 993         return 0;
 994 }
 995
 996 /* sync the pending stop operation;
 997  * this function itself doesn't trigger the stop operation
 998  */
 999 void snd_usb_endpoint_sync_pending_stop(struct snd_usb_endpoint *ep)
1000 {
1001         if (ep)
1002                 wait_clear_urbs(ep);
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Stop active urbs
1007  *
1008  * This function moves the EP to STOPPING state if it's being RUNNING.
1009  */
1010 static int stop_urbs(struct snd_usb_endpoint *ep, bool force, bool keep_pending)
1011 {
1012         unsigned int i;
1013         unsigned long flags;
1014
1015         if (!force && atomic_read(&ep->running))
1016                 return -EBUSY;
1017
1018         if (!ep_state_update(ep, EP_STATE_RUNNING, EP_STATE_STOPPING))
1019                 return 0;
1020
1021         spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1022         INIT_LIST_HEAD(&ep->ready_playback_urbs);
1023         ep->next_packet_head = 0;
1024         ep->next_packet_queued = 0;
1025         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1026
1027         if (keep_pending)
1028                 return 0;
1029
1030         for (i = 0; i < ep->nurbs; i++) {
1031                 if (test_bit(i, &ep->active_mask)) {
1032                         if (!test_and_set_bit(i, &ep->unlink_mask)) {
1033                                 struct urb *u = ep->urb[i].urb;
1034                                 usb_unlink_urb(u);
1035                         }
1036                 }
1037         }
1038
1039         return 0;
1040 }
1041
1042 /*
1043  * release an endpoint's urbs
1044  */
1045 static int release_urbs(struct snd_usb_endpoint *ep, bool force)
1046 {
1047         int i, err;
1048
1049         /* route incoming urbs to nirvana */
1050         snd_usb_endpoint_set_callback(ep, NULL, NULL, NULL);
1051
1052         /* stop and unlink urbs */
1053         err = stop_urbs(ep, force, false);
1054         if (err)
1055                 return err;
1056
1057         wait_clear_urbs(ep);
1058
1059         for (i = 0; i < ep->nurbs; i++)
1060                 release_urb_ctx(&ep->urb[i]);
1061
1062         usb_free_coherent(ep->chip->dev, SYNC_URBS * 4,
1063                           ep->syncbuf, ep->sync_dma);
1064
1065         ep->syncbuf = NULL;
1066         ep->nurbs = 0;
1067         return 0;
1068 }
1069
1070 /*
1071  * configure a data endpoint
1072  */
1073 static int data_ep_set_params(struct snd_usb_endpoint *ep)
1074 {
1075         struct snd_usb_audio *chip = ep->chip;
1076         unsigned int maxsize, minsize, packs_per_ms, max_packs_per_urb;
1077         unsigned int max_packs_per_period, urbs_per_period, urb_packs;
1078         unsigned int max_urbs, i;
1079         const struct audioformat *fmt = ep->cur_audiofmt;
1080         int frame_bits = ep->cur_frame_bytes * 8;
1081         int tx_length_quirk = (has_tx_length_quirk(chip) &&
1082                                usb_pipeout(ep->pipe));
1083
1084         usb_audio_dbg(chip, "Setting params for data EP 0x%x, pipe 0x%x\n",
1085                       ep->ep_num, ep->pipe);
1086
1087         if (ep->cur_format == SNDRV_PCM_FORMAT_DSD_U16_LE && fmt->dsd_dop) {
1088                 /*
1089                  * When operating in DSD DOP mode, the size of a sample frame
1090                  * in hardware differs from the actual physical format width
1091                  * because we need to make room for the DOP markers.
1092                  */
1093                 frame_bits += ep->cur_channels << 3;
1094         }
1095
1096         ep->datainterval = fmt->datainterval;
1097         ep->stride = frame_bits >> 3;
1098
1099         switch (ep->cur_format) {
1100         case SNDRV_PCM_FORMAT_U8:
1101                 ep->silence_value = 0x80;
1102                 break;
1103         case SNDRV_PCM_FORMAT_DSD_U8:
1104         case SNDRV_PCM_FORMAT_DSD_U16_LE:
1105         case SNDRV_PCM_FORMAT_DSD_U32_LE:
1106         case SNDRV_PCM_FORMAT_DSD_U16_BE:
1107         case SNDRV_PCM_FORMAT_DSD_U32_BE:
1108                 ep->silence_value = 0x69;
1109                 break;
1110         default:
1111                 ep->silence_value = 0;
1112         }
1113
1114         /* assume max. frequency is 50% higher than nominal */
1115         ep->freqmax = ep->freqn + (ep->freqn >> 1);
1116         /* Round up freqmax to nearest integer in order to calculate maximum
1117          * packet size, which must represent a whole number of frames.
1118          * This is accomplished by adding 0x0.ffff before converting the
1119          * Q16.16 format into integer.
1120          * In order to accurately calculate the maximum packet size when
1121          * the data interval is more than 1 (i.e. ep->datainterval > 0),
1122          * multiply by the data interval prior to rounding. For instance,
1123          * a freqmax of 41 kHz will result in a max packet size of 6 (5.125)
1124          * frames with a data interval of 1, but 11 (10.25) frames with a
1125          * data interval of 2.
1126          * (ep->freqmax << ep->datainterval overflows at 8.192 MHz for the
1127          * maximum datainterval value of 3, at USB full speed, higher for
1128          * USB high speed, noting that ep->freqmax is in units of
1129          * frames per packet in Q16.16 format.)
1130          */
1131         maxsize = (((ep->freqmax << ep->datainterval) + 0xffff) >> 16) *
1132                          (frame_bits >> 3);
1133         if (tx_length_quirk)
1134                 maxsize += sizeof(__le32); /* Space for length descriptor */
1135         /* but wMaxPacketSize might reduce this */
1136         if (ep->maxpacksize && ep->maxpacksize < maxsize) {
1137                 /* whatever fits into a max. size packet */
1138                 unsigned int data_maxsize = maxsize = ep->maxpacksize;
1139
1140                 if (tx_length_quirk)
1141                         /* Need to remove the length descriptor to calc freq */
1142                         data_maxsize -= sizeof(__le32);
1143                 ep->freqmax = (data_maxsize / (frame_bits >> 3))
1144                                 << (16 - ep->datainterval);
1145         }
1146
1147         if (ep->fill_max)
1148                 ep->curpacksize = ep->maxpacksize;
1149         else
1150                 ep->curpacksize = maxsize;
1151
1152         if (snd_usb_get_speed(chip->dev) != USB_SPEED_FULL) {
1153                 packs_per_ms = 8 >> ep->datainterval;
1154                 max_packs_per_urb = MAX_PACKS_HS;
1155         } else {
1156                 packs_per_ms = 1;
1157                 max_packs_per_urb = MAX_PACKS;
1158         }
1159         if (ep->sync_source && !ep->implicit_fb_sync)
1160                 max_packs_per_urb = min(max_packs_per_urb,
1161                                         1U << ep->sync_source->syncinterval);
1162         max_packs_per_urb = max(1u, max_packs_per_urb >> ep->datainterval);
1163
1164         /*
1165          * Capture endpoints need to use small URBs because there's no way
1166          * to tell in advance where the next period will end, and we don't
1167          * want the next URB to complete much after the period ends.
1168          *
1169          * Playback endpoints with implicit sync much use the same parameters
1170          * as their corresponding capture endpoint.
1171          */
1172         if (usb_pipein(ep->pipe) || ep->implicit_fb_sync) {
1173
1174                 urb_packs = packs_per_ms;
1175                 /*
1176                  * Wireless devices can poll at a max rate of once per 4ms.
1177                  * For dataintervals less than 5, increase the packet count to
1178                  * allow the host controller to use bursting to fill in the
1179                  * gaps.
1180                  */
1181                 if (snd_usb_get_speed(chip->dev) == USB_SPEED_WIRELESS) {
1182                         int interval = ep->datainterval;
1183                         while (interval < 5) {
1184                                 urb_packs <<= 1;
1185                                 ++interval;
1186                         }
1187                 }
1188                 /* make capture URBs <= 1 ms and smaller than a period */
1189                 urb_packs = min(max_packs_per_urb, urb_packs);
1190                 while (urb_packs > 1 && urb_packs * maxsize >= ep->cur_period_bytes)
1191                         urb_packs >>= 1;
1192                 ep->nurbs = MAX_URBS;
1193
1194         /*
1195          * Playback endpoints without implicit sync are adjusted so that
1196          * a period fits as evenly as possible in the smallest number of
1197          * URBs.  The total number of URBs is adjusted to the size of the
1198          * ALSA buffer, subject to the MAX_URBS and MAX_QUEUE limits.
1199          */
1200         } else {
1201                 /* determine how small a packet can be */
1202                 minsize = (ep->freqn >> (16 - ep->datainterval)) *
1203                                 (frame_bits >> 3);
1204                 /* with sync from device, assume it can be 12% lower */
1205                 if (ep->sync_source)
1206                         minsize -= minsize >> 3;
1207                 minsize = max(minsize, 1u);
1208
1209                 /* how many packets will contain an entire ALSA period? */
1210                 max_packs_per_period = DIV_ROUND_UP(ep->cur_period_bytes, minsize);
1211
1212                 /* how many URBs will contain a period? */
1213                 urbs_per_period = DIV_ROUND_UP(max_packs_per_period,
1214                                 max_packs_per_urb);
1215                 /* how many packets are needed in each URB? */
1216                 urb_packs = DIV_ROUND_UP(max_packs_per_period, urbs_per_period);
1217
1218                 /* limit the number of frames in a single URB */
1219                 ep->max_urb_frames = DIV_ROUND_UP(ep->cur_period_frames,
1220                                                   urbs_per_period);
1221
1222                 /* try to use enough URBs to contain an entire ALSA buffer */
1223                 max_urbs = min((unsigned) MAX_URBS,
1224                                 MAX_QUEUE * packs_per_ms / urb_packs);
1225                 ep->nurbs = min(max_urbs, urbs_per_period * ep->cur_buffer_periods);
1226         }
1227
1228         /* allocate and initialize data urbs */
1229         for (i = 0; i < ep->nurbs; i++) {
1230                 struct snd_urb_ctx *u = &ep->urb[i];
1231                 u->index = i;
1232                 u->ep = ep;
1233                 u->packets = urb_packs;
1234                 u->buffer_size = maxsize * u->packets;
1235
1236                 if (fmt->fmt_type == UAC_FORMAT_TYPE_II)
1237                         u->packets++; /* for transfer delimiter */
1238                 u->urb = usb_alloc_urb(u->packets, GFP_KERNEL);
1239                 if (!u->urb)
1240                         goto out_of_memory;
1241
1242                 u->urb->transfer_buffer =
1243                         usb_alloc_coherent(chip->dev, u->buffer_size,
1244                                            GFP_KERNEL, &u->urb->transfer_dma);
1245                 if (!u->urb->transfer_buffer)
1246                         goto out_of_memory;
1247                 u->urb->pipe = ep->pipe;
1248                 u->urb->transfer_flags = URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP;
1249                 u->urb->interval = 1 << ep->datainterval;
1250                 u->urb->context = u;
1251                 u->urb->complete = snd_complete_urb;
1252                 INIT_LIST_HEAD(&u->ready_list);
1253         }
1254
1255         return 0;
1256
1257 out_of_memory:
1258         release_urbs(ep, false);
1259         return -ENOMEM;
1260 }
1261
1262 /*
1263  * configure a sync endpoint
1264  */
1265 static int sync_ep_set_params(struct snd_usb_endpoint *ep)
1266 {
1267         struct snd_usb_audio *chip = ep->chip;
1268         int i;
1269
1270         usb_audio_dbg(chip, "Setting params for sync EP 0x%x, pipe 0x%x\n",
1271                       ep->ep_num, ep->pipe);
1272
1273         ep->syncbuf = usb_alloc_coherent(chip->dev, SYNC_URBS * 4,
1274                                          GFP_KERNEL, &ep->sync_dma);
1275         if (!ep->syncbuf)
1276                 return -ENOMEM;
1277
1278         ep->nurbs = SYNC_URBS;
1279         for (i = 0; i < SYNC_URBS; i++) {
1280                 struct snd_urb_ctx *u = &ep->urb[i];
1281                 u->index = i;
1282                 u->ep = ep;
1283                 u->packets = 1;
1284                 u->urb = usb_alloc_urb(1, GFP_KERNEL);
1285                 if (!u->urb)
1286                         goto out_of_memory;
1287                 u->urb->transfer_buffer = ep->syncbuf + i * 4;
1288                 u->urb->transfer_dma = ep->sync_dma + i * 4;
1289                 u->urb->transfer_buffer_length = 4;
1290                 u->urb->pipe = ep->pipe;
1291                 u->urb->transfer_flags = URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP;
1292                 u->urb->number_of_packets = 1;
1293                 u->urb->interval = 1 << ep->syncinterval;
1294                 u->urb->context = u;
1295                 u->urb->complete = snd_complete_urb;
1296         }
1297
1298         return 0;
1299
1300 out_of_memory:
1301         release_urbs(ep, false);
1302         return -ENOMEM;
1303 }
1304
1305 /* update the rate of the referred clock; return the actual rate */
1306 static int update_clock_ref_rate(struct snd_usb_audio *chip,
1307                                  struct snd_usb_endpoint *ep)
1308 {
1309         struct snd_usb_clock_ref *clock = ep->clock_ref;
1310         int rate = ep->cur_rate;
1311
1312         if (!clock || clock->rate == rate)
1313                 return rate;
1314         if (clock->rate) {
1315                 if (atomic_read(&clock->locked))
1316                         return clock->rate;
1317                 if (clock->rate != rate) {
1318                         usb_audio_err(chip, "Mismatched sample rate %d vs %d for EP 0x%x\n",
1319                                       clock->rate, rate, ep->ep_num);
1320                         return clock->rate;
1321                 }
1322         }
1323         clock->rate = rate;
1324         clock->need_setup = true;
1325         return rate;
1326 }
1327
1328 /*
1329  * snd_usb_endpoint_set_params: configure an snd_usb_endpoint
1330  *
1331  * It's called either from hw_params callback.
1332  * Determine the number of URBs to be used on this endpoint.
1333  * An endpoint must be configured before it can be started.
1334  * An endpoint that is already running can not be reconfigured.
1335  */
1336 int snd_usb_endpoint_set_params(struct snd_usb_audio *chip,
1337                                 struct snd_usb_endpoint *ep)
1338 {
1339         const struct audioformat *fmt = ep->cur_audiofmt;
1340         int err = 0;
1341
1342         mutex_lock(&chip->mutex);
1343         if (!ep->need_setup)
1344                 goto unlock;
1345
1346         /* release old buffers, if any */
1347         err = release_urbs(ep, false);
1348         if (err < 0)
1349                 goto unlock;
1350
1351         ep->datainterval = fmt->datainterval;
1352         ep->maxpacksize = fmt->maxpacksize;
1353         ep->fill_max = !!(fmt->attributes & UAC_EP_CS_ATTR_FILL_MAX);
1354
1355         if (snd_usb_get_speed(chip->dev) == USB_SPEED_FULL) {
1356                 ep->freqn = get_usb_full_speed_rate(ep->cur_rate);
1357                 ep->pps = 1000 >> ep->datainterval;
1358         } else {
1359                 ep->freqn = get_usb_high_speed_rate(ep->cur_rate);
1360                 ep->pps = 8000 >> ep->datainterval;
1361         }
1362
1363         ep->sample_rem = ep->cur_rate % ep->pps;
1364         ep->packsize[0] = ep->cur_rate / ep->pps;
1365         ep->packsize[1] = (ep->cur_rate + (ep->pps - 1)) / ep->pps;
1366
1367         /* calculate the frequency in 16.16 format */
1368         ep->freqm = ep->freqn;
1369         ep->freqshift = INT_MIN;
1370
1371         ep->phase = 0;
1372
1373         switch (ep->type) {
1374         case  SND_USB_ENDPOINT_TYPE_DATA:
1375                 err = data_ep_set_params(ep);
1376                 break;
1377         case  SND_USB_ENDPOINT_TYPE_SYNC:
1378                 err = sync_ep_set_params(ep);
1379                 break;
1380         default:
1381                 err = -EINVAL;
1382         }
1383
1384         usb_audio_dbg(chip, "Set up %d URBS, ret=%d\n", ep->nurbs, err);
1385
1386         if (err < 0)
1387                 goto unlock;
1388
1389         /* some unit conversions in runtime */
1390         ep->maxframesize = ep->maxpacksize / ep->cur_frame_bytes;
1391         ep->curframesize = ep->curpacksize / ep->cur_frame_bytes;
1392
1393         err = update_clock_ref_rate(chip, ep);
1394         if (err >= 0) {
1395                 ep->need_setup = false;
1396                 err = 0;
1397         }
1398
1399  unlock:
1400         mutex_unlock(&chip->mutex);
1401         return err;
1402 }
1403
1404 static int init_sample_rate(struct snd_usb_audio *chip,
1405                             struct snd_usb_endpoint *ep)
1406 {
1407         struct snd_usb_clock_ref *clock = ep->clock_ref;
1408         int rate, err;
1409
1410         rate = update_clock_ref_rate(chip, ep);
1411         if (rate < 0)
1412                 return rate;
1413         if (clock && !clock->need_setup)
1414                 return 0;
1415
1416         err = snd_usb_init_sample_rate(chip, ep->cur_audiofmt, rate);
1417         if (err < 0) {
1418                 if (clock)
1419                         clock->rate = 0; /* reset rate */
1420                 return err;
1421         }
1422
1423         if (clock)
1424                 clock->need_setup = false;
1425         return 0;
1426 }
1427
1428 /*
1429  * snd_usb_endpoint_prepare: Prepare the endpoint
1430  *
1431  * This function sets up the EP to be fully usable state.
1432  * It's called either from prepare callback.
1433  * The function checks need_setup flag, and performs nothing unless needed,
1434  * so it's safe to call this multiple times.
1435  *
1436  * This returns zero if unchanged, 1 if the configuration has changed,
1437  * or a negative error code.
1438  */
1439 int snd_usb_endpoint_prepare(struct snd_usb_audio *chip,
1440                              struct snd_usb_endpoint *ep)
1441 {
1442         bool iface_first;
1443         int err = 0;
1444
1445         mutex_lock(&chip->mutex);
1446         if (WARN_ON(!ep->iface_ref))
1447                 goto unlock;
1448         if (!ep->need_prepare)
1449                 goto unlock;
1450
1451         /* If the interface has been already set up, just set EP parameters */
1452         if (!ep->iface_ref->need_setup) {
1453                 /* sample rate setup of UAC1 is per endpoint, and we need
1454                  * to update at each EP configuration
1455                  */
1456                 if (ep->cur_audiofmt->protocol == UAC_VERSION_1) {
1457                         err = init_sample_rate(chip, ep);
1458                         if (err < 0)
1459                                 goto unlock;
1460                 }
1461                 goto done;
1462         }
1463
1464         /* Need to deselect altsetting at first */
1465         endpoint_set_interface(chip, ep, false);
1466
1467         /* Some UAC1 devices (e.g. Yamaha THR10) need the host interface
1468          * to be set up before parameter setups
1469          */
1470         iface_first = ep->cur_audiofmt->protocol == UAC_VERSION_1;
1471         /* Workaround for devices that require the interface setup at first like UAC1 */
1472         if (chip->quirk_flags & QUIRK_FLAG_SET_IFACE_FIRST)
1473                 iface_first = true;
1474         if (iface_first) {
1475                 err = endpoint_set_interface(chip, ep, true);
1476                 if (err < 0)
1477                         goto unlock;
1478         }
1479
1480         err = snd_usb_init_pitch(chip, ep->cur_audiofmt);
1481         if (err < 0)
1482                 goto unlock;
1483
1484         err = init_sample_rate(chip, ep);
1485         if (err < 0)
1486                 goto unlock;
1487
1488         err = snd_usb_select_mode_quirk(chip, ep->cur_audiofmt);
1489         if (err < 0)
1490                 goto unlock;
1491
1492         /* for UAC2/3, enable the interface altset here at last */
1493         if (!iface_first) {
1494                 err = endpoint_set_interface(chip, ep, true);
1495                 if (err < 0)
1496                         goto unlock;
1497         }
1498
1499         ep->iface_ref->need_setup = false;
1500
1501  done:
1502         ep->need_prepare = false;
1503         err = 1;
1504
1505 unlock:
1506         mutex_unlock(&chip->mutex);
1507         return err;
1508 }
1509
1510 /* get the current rate set to the given clock by any endpoint */
1511 int snd_usb_endpoint_get_clock_rate(struct snd_usb_audio *chip, int clock)
1512 {
1513         struct snd_usb_clock_ref *ref;
1514         int rate = 0;
1515
1516         if (!clock)
1517                 return 0;
1518         mutex_lock(&chip->mutex);
1519         list_for_each_entry(ref, &chip->clock_ref_list, list) {
1520                 if (ref->clock == clock) {
1521                         rate = ref->rate;
1522                         break;
1523                 }
1524         }
1525         mutex_unlock(&chip->mutex);
1526         return rate;
1527 }
1528
1529 /**
1530  * snd_usb_endpoint_start: start an snd_usb_endpoint
1531  *
1532  * @ep: the endpoint to start
1533  *
1534  * A call to this function will increment the running count of the endpoint.
1535  * In case it is not already running, the URBs for this endpoint will be
1536  * submitted. Otherwise, this function does nothing.
1537  *
1538  * Must be balanced to calls of snd_usb_endpoint_stop().
1539  *
1540  * Returns an error if the URB submission failed, 0 in all other cases.
1541  */
1542 int snd_usb_endpoint_start(struct snd_usb_endpoint *ep)
1543 {
1544         bool is_playback = usb_pipeout(ep->pipe);
1545         int err;
1546         unsigned int i;
1547
1548         if (atomic_read(&ep->chip->shutdown))
1549                 return -EBADFD;
1550
1551         if (ep->sync_source)
1552                 WRITE_ONCE(ep->sync_source->sync_sink, ep);
1553
1554         usb_audio_dbg(ep->chip, "Starting %s EP 0x%x (running %d)\n",
1555                       ep_type_name(ep->type), ep->ep_num,
1556                       atomic_read(&ep->running));
1557
1558         /* already running? */
1559         if (atomic_inc_return(&ep->running) != 1)
1560                 return 0;
1561
1562         if (ep->clock_ref)
1563                 atomic_inc(&ep->clock_ref->locked);
1564
1565         ep->active_mask = 0;
1566         ep->unlink_mask = 0;
1567         ep->phase = 0;
1568         ep->sample_accum = 0;
1569
1570         snd_usb_endpoint_start_quirk(ep);
1571
1572         /*
1573          * If this endpoint has a data endpoint as implicit feedback source,
1574          * don't start the urbs here. Instead, mark them all as available,
1575          * wait for the record urbs to return and queue the playback urbs
1576          * from that context.
1577          */
1578
1579         if (!ep_state_update(ep, EP_STATE_STOPPED, EP_STATE_RUNNING))
1580                 goto __error;
1581
1582         if (snd_usb_endpoint_implicit_feedback_sink(ep) &&
1583             !(ep->chip->quirk_flags & QUIRK_FLAG_PLAYBACK_FIRST)) {
1584                 usb_audio_dbg(ep->chip, "No URB submission due to implicit fb sync\n");
1585                 i = 0;
1586                 goto fill_rest;
1587         }
1588
1589         for (i = 0; i < ep->nurbs; i++) {
1590                 struct urb *urb = ep->urb[i].urb;
1591
1592                 if (snd_BUG_ON(!urb))
1593                         goto __error;
1594
1595                 if (is_playback)
1596                         err = prepare_outbound_urb(ep, urb->context, true);
1597                 else
1598                         err = prepare_inbound_urb(ep, urb->context);
1599                 if (err < 0) {
1600                         /* stop filling at applptr */
1601                         if (err == -EAGAIN)
1602                                 break;
1603                         usb_audio_dbg(ep->chip,
1604                                       "EP 0x%x: failed to prepare urb: %d\n",
1605                                       ep->ep_num, err);
1606                         goto __error;
1607                 }
1608
1609                 err = usb_submit_urb(urb, GFP_ATOMIC);
1610                 if (err < 0) {
1611                         usb_audio_err(ep->chip,
1612                                 "cannot submit urb %d, error %d: %s\n",
1613                                 i, err, usb_error_string(err));
1614                         goto __error;
1615                 }
1616                 set_bit(i, &ep->active_mask);
1617                 atomic_inc(&ep->submitted_urbs);
1618         }
1619
1620         if (!i) {
1621                 usb_audio_dbg(ep->chip, "XRUN at starting EP 0x%x\n",
1622                               ep->ep_num);
1623                 goto __error;
1624         }
1625
1626         usb_audio_dbg(ep->chip, "%d URBs submitted for EP 0x%x\n",
1627                       i, ep->ep_num);
1628
1629  fill_rest:
1630         /* put the remaining URBs to ready list */
1631         if (is_playback) {
1632                 for (; i < ep->nurbs; i++)
1633                         push_back_to_ready_list(ep, ep->urb + i);
1634         }
1635
1636         return 0;
1637
1638 __error:
1639         snd_usb_endpoint_stop(ep, false);
1640         return -EPIPE;
1641 }
1642
1643 /**
1644  * snd_usb_endpoint_stop: stop an snd_usb_endpoint
1645  *
1646  * @ep: the endpoint to stop (may be NULL)
1647  * @keep_pending: keep in-flight URBs
1648  *
1649  * A call to this function will decrement the running count of the endpoint.
1650  * In case the last user has requested the endpoint stop, the URBs will
1651  * actually be deactivated.
1652  *
1653  * Must be balanced to calls of snd_usb_endpoint_start().
1654  *
1655  * The caller needs to synchronize the pending stop operation via
1656  * snd_usb_endpoint_sync_pending_stop().
1657  */
1658 void snd_usb_endpoint_stop(struct snd_usb_endpoint *ep, bool keep_pending)
1659 {
1660         if (!ep)
1661                 return;
1662
1663         usb_audio_dbg(ep->chip, "Stopping %s EP 0x%x (running %d)\n",
1664                       ep_type_name(ep->type), ep->ep_num,
1665                       atomic_read(&ep->running));
1666
1667         if (snd_BUG_ON(!atomic_read(&ep->running)))
1668                 return;
1669
1670         if (!atomic_dec_return(&ep->running)) {
1671                 if (ep->sync_source)
1672                         WRITE_ONCE(ep->sync_source->sync_sink, NULL);
1673                 stop_urbs(ep, false, keep_pending);
1674                 if (ep->clock_ref)
1675                         atomic_dec(&ep->clock_ref->locked);
1676         }
1677 }
1678
1679 /**
1680  * snd_usb_endpoint_release: Tear down an snd_usb_endpoint
1681  *
1682  * @ep: the endpoint to release
1683  *
1684  * This function does not care for the endpoint's running count but will tear
1685  * down all the streaming URBs immediately.
1686  */
1687 void snd_usb_endpoint_release(struct snd_usb_endpoint *ep)
1688 {
1689         release_urbs(ep, true);
1690 }
1691
1692 /**
1693  * snd_usb_endpoint_free_all: Free the resources of an snd_usb_endpoint
1694  * @chip: The chip
1695  *
1696  * This free all endpoints and those resources
1697  */
1698 void snd_usb_endpoint_free_all(struct snd_usb_audio *chip)
1699 {
1700         struct snd_usb_endpoint *ep, *en;
1701         struct snd_usb_iface_ref *ip, *in;
1702         struct snd_usb_clock_ref *cp, *cn;
1703
1704         list_for_each_entry_safe(ep, en, &chip->ep_list, list)
1705                 kfree(ep);
1706
1707         list_for_each_entry_safe(ip, in, &chip->iface_ref_list, list)
1708                 kfree(ip);
1709
1710         list_for_each_entry_safe(cp, cn, &chip->clock_ref_list, list)
1711                 kfree(cp);
1712 }
1713
1714 /*
1715  * snd_usb_handle_sync_urb: parse an USB sync packet
1716  *
1717  * @ep: the endpoint to handle the packet
1718  * @sender: the sending endpoint
1719  * @urb: the received packet
1720  *
1721  * This function is called from the context of an endpoint that received
1722  * the packet and is used to let another endpoint object handle the payload.
1723  */
1724 static void snd_usb_handle_sync_urb(struct snd_usb_endpoint *ep,
1725                                     struct snd_usb_endpoint *sender,
1726                                     const struct urb *urb)
1727 {
1728         int shift;
1729         unsigned int f;
1730         unsigned long flags;
1731
1732         snd_BUG_ON(ep == sender);
1733
1734         /*
1735          * In case the endpoint is operating in implicit feedback mode, prepare
1736          * a new outbound URB that has the same layout as the received packet
1737          * and add it to the list of pending urbs. queue_pending_output_urbs()
1738          * will take care of them later.
1739          */
1740         if (snd_usb_endpoint_implicit_feedback_sink(ep) &&
1741             atomic_read(&ep->running)) {
1742
1743                 /* implicit feedback case */
1744                 int i, bytes = 0;
1745                 struct snd_urb_ctx *in_ctx;
1746                 struct snd_usb_packet_info *out_packet;
1747
1748                 in_ctx = urb->context;
1749
1750                 /* Count overall packet size */
1751                 for (i = 0; i < in_ctx->packets; i++)
1752                         if (urb->iso_frame_desc[i].status == 0)
1753                                 bytes += urb->iso_frame_desc[i].actual_length;
1754
1755                 /*
1756                  * skip empty packets. At least M-Audio's Fast Track Ultra stops
1757                  * streaming once it received a 0-byte OUT URB
1758                  */
1759                 if (bytes == 0)
1760                         return;
1761
1762                 spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1763                 if (ep->next_packet_queued >= ARRAY_SIZE(ep->next_packet)) {
1764                         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1765                         usb_audio_err(ep->chip,
1766                                       "next package FIFO overflow EP 0x%x\n",
1767                                       ep->ep_num);
1768                         notify_xrun(ep);
1769                         return;
1770                 }
1771
1772                 out_packet = next_packet_fifo_enqueue(ep);
1773
1774                 /*
1775                  * Iterate through the inbound packet and prepare the lengths
1776                  * for the output packet. The OUT packet we are about to send
1777                  * will have the same amount of payload bytes per stride as the
1778                  * IN packet we just received. Since the actual size is scaled
1779                  * by the stride, use the sender stride to calculate the length
1780                  * in case the number of channels differ between the implicitly
1781                  * fed-back endpoint and the synchronizing endpoint.
1782                  */
1783
1784                 out_packet->packets = in_ctx->packets;
1785                 for (i = 0; i < in_ctx->packets; i++) {
1786                         if (urb->iso_frame_desc[i].status == 0)
1787                                 out_packet->packet_size[i] =
1788                                         urb->iso_frame_desc[i].actual_length / sender->stride;
1789                         else
1790                                 out_packet->packet_size[i] = 0;
1791                 }
1792
1793                 spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1794                 snd_usb_queue_pending_output_urbs(ep, false);
1795
1796                 return;
1797         }
1798
1799         /*
1800          * process after playback sync complete
1801          *
1802          * Full speed devices report feedback values in 10.14 format as samples
1803          * per frame, high speed devices in 16.16 format as samples per
1804          * microframe.
1805          *
1806          * Because the Audio Class 1 spec was written before USB 2.0, many high
1807          * speed devices use a wrong interpretation, some others use an
1808          * entirely different format.
1809          *
1810          * Therefore, we cannot predict what format any particular device uses
1811          * and must detect it automatically.
1812          */
1813
1814         if (urb->iso_frame_desc[0].status != 0 ||
1815             urb->iso_frame_desc[0].actual_length < 3)
1816                 return;
1817
1818         f = le32_to_cpup(urb->transfer_buffer);
1819         if (urb->iso_frame_desc[0].actual_length == 3)
1820                 f &= 0x00ffffff;
1821         else
1822                 f &= 0x0fffffff;
1823
1824         if (f == 0)
1825                 return;
1826
1827         if (unlikely(sender->tenor_fb_quirk)) {
1828                 /*
1829                  * Devices based on Tenor 8802 chipsets (TEAC UD-H01
1830                  * and others) sometimes change the feedback value
1831                  * by +/- 0x1.0000.
1832                  */
1833                 if (f < ep->freqn - 0x8000)
1834                         f += 0xf000;
1835                 else if (f > ep->freqn + 0x8000)
1836                         f -= 0xf000;
1837         } else if (unlikely(ep->freqshift == INT_MIN)) {
1838                 /*
1839                  * The first time we see a feedback value, determine its format
1840                  * by shifting it left or right until it matches the nominal
1841                  * frequency value.  This assumes that the feedback does not
1842                  * differ from the nominal value more than +50% or -25%.
1843                  */
1844                 shift = 0;
1845                 while (f < ep->freqn - ep->freqn / 4) {
1846                         f <<= 1;
1847                         shift++;
1848                 }
1849                 while (f > ep->freqn + ep->freqn / 2) {
1850                         f >>= 1;
1851                         shift--;
1852                 }
1853                 ep->freqshift = shift;
1854         } else if (ep->freqshift >= 0)
1855                 f <<= ep->freqshift;
1856         else
1857                 f >>= -ep->freqshift;
1858
1859         if (likely(f >= ep->freqn - ep->freqn / 8 && f <= ep->freqmax)) {
1860                 /*
1861                  * If the frequency looks valid, set it.
1862                  * This value is referred to in prepare_playback_urb().
1863                  */
1864                 spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1865                 ep->freqm = f;
1866                 spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1867         } else {
1868                 /*
1869                  * Out of range; maybe the shift value is wrong.
1870                  * Reset it so that we autodetect again the next time.
1871                  */
1872                 ep->freqshift = INT_MIN;
1873         }
1874 }
1875