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 "emu10k1_synth_local.h"
  22 #include <sound/asoundef.h>
  23
  24 /* voice status */
  25 enum {
  26         V_FREE=0, V_OFF, V_RELEASED, V_PLAYING, V_END
  27 };
  28
  29 /* Keeps track of what we are finding */
  30 struct best_voice {
  31         unsigned int time;
  32         int voice;
  33 };
  34
  35 /*
  36  * prototypes
  37  */
  38 static void lookup_voices(struct snd_emux *emux, struct snd_emu10k1 *hw,
  39                           struct best_voice *best, int active_only);
  40 static struct snd_emux_voice *get_voice(struct snd_emux *emux,
  41                                         struct snd_emux_port *port);
  42 static int start_voice(struct snd_emux_voice *vp);
  43 static void trigger_voice(struct snd_emux_voice *vp);
  44 static void release_voice(struct snd_emux_voice *vp);
  45 static void update_voice(struct snd_emux_voice *vp, int update);
  46 static void terminate_voice(struct snd_emux_voice *vp);
  47 static void free_voice(struct snd_emux_voice *vp);
  48 static void set_fmmod(struct snd_emu10k1 *hw, struct snd_emux_voice *vp);
  49 static void set_fm2frq2(struct snd_emu10k1 *hw, struct snd_emux_voice *vp);
  50 static void set_filterQ(struct snd_emu10k1 *hw, struct snd_emux_voice *vp);
  51
  52 /*
  53  * Ensure a value is between two points
  54  * macro evaluates its args more than once, so changed to upper-case.
  55  */
  56 #define LIMITVALUE(x, a, b) do { if ((x) < (a)) (x) = (a); else if ((x) > (b)) (x) = (b); } while (0)
  57 #define LIMITMAX(x, a) do {if ((x) > (a)) (x) = (a); } while (0)
  58
  59
  60 /*
  61  * set up operators
  62  */
  63 static struct snd_emux_operators emu10k1_ops = {
  64         .owner =        THIS_MODULE,
  65         .get_voice =    get_voice,
  66         .prepare =      start_voice,
  67         .trigger =      trigger_voice,
  68         .release =      release_voice,
  69         .update =       update_voice,
  70         .terminate =    terminate_voice,
  71         .free_voice =   free_voice,
  72         .sample_new =   snd_emu10k1_sample_new,
  73         .sample_free =  snd_emu10k1_sample_free,
  74 };
  75
  76 void
  77 snd_emu10k1_ops_setup(struct snd_emux *emux)
  78 {
  79         emux->ops = emu10k1_ops;
  80 }
  81
  82
  83 /*
  84  * get more voice for pcm
  85  *
  86  * terminate most inactive voice and give it as a pcm voice.
  87  */
  88 int
  89 snd_emu10k1_synth_get_voice(struct snd_emu10k1 *hw)
  90 {
  91         struct snd_emux *emu;
  92         struct snd_emux_voice *vp;
  93         struct best_voice best[V_END];
  94         unsigned long flags;
  95         int i;
  96
  97         emu = hw->synth;
  98
  99         spin_lock_irqsave(&emu->voice_lock, flags);
 100         lookup_voices(emu, hw, best, 1); /* no OFF voices */
 101         for (i = 0; i < V_END; i++) {
 102                 if (best[i].voice >= 0) {
 103                         int ch;
 104                         vp = &emu->voices[best[i].voice];
 105                         if ((ch = vp->ch) < 0) {
 106                                 /*
 107                                 printk(KERN_WARNING
 108                                        "synth_get_voice: ch < 0 (%d) ??", i);
 109                                 */
 110                                 continue;
 111                         }
 112                         vp->emu->num_voices--;
 113                         vp->ch = -1;
 114                         vp->state = SNDRV_EMUX_ST_OFF;
 115                         spin_unlock_irqrestore(&emu->voice_lock, flags);
 116                         return ch;
 117                 }
 118         }
 119         spin_unlock_irqrestore(&emu->voice_lock, flags);
 120
 121         /* not found */
 122         return -ENOMEM;
 123 }
 124
 125
 126 /*
 127  * turn off the voice (not terminated)
 128  */
 129 static void
 130 release_voice(struct snd_emux_voice *vp)
 131 {
 132         int dcysusv;
 133         struct snd_emu10k1 *hw;
 134
 135         hw = vp->hw;
 136         dcysusv = 0x8000 | (unsigned char)vp->reg.parm.modrelease;
 137         snd_emu10k1_ptr_write(hw, DCYSUSM, vp->ch, dcysusv);
 138         dcysusv = 0x8000 | (unsigned char)vp->reg.parm.volrelease | DCYSUSV_CHANNELENABLE_MASK;
 139         snd_emu10k1_ptr_write(hw, DCYSUSV, vp->ch, dcysusv);
 140 }
 141
 142
 143 /*
 144  * terminate the voice
 145  */
 146 static void
 147 terminate_voice(struct snd_emux_voice *vp)
 148 {
 149         struct snd_emu10k1 *hw;
 150
 151         if (snd_BUG_ON(!vp))
 152                 return;
 153         hw = vp->hw;
 154         snd_emu10k1_ptr_write(hw, DCYSUSV, vp->ch, 0x807f | DCYSUSV_CHANNELENABLE_MASK);
 155         if (vp->block) {
 156                 struct snd_emu10k1_memblk *emem;
 157                 emem = (struct snd_emu10k1_memblk *)vp->block;
 158                 if (emem->map_locked > 0)
 159                         emem->map_locked--;
 160         }
 161 }
 162
 163 /*
 164  * release the voice to system
 165  */
 166 static void
 167 free_voice(struct snd_emux_voice *vp)
 168 {
 169         struct snd_emu10k1 *hw;
 170
 171         hw = vp->hw;
 172         /* FIXME: emu10k1_synth is broken. */
 173         /* This can get called with hw == 0 */
 174         /* Problem apparent on plug, unplug then plug */
 175         /* on the Audigy 2 ZS Notebook. */
 176         if (hw && (vp->ch >= 0)) {
 177                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, IFATN, vp->ch, 0xff00);
 178                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, DCYSUSV, vp->ch, 0x807f | DCYSUSV_CHANNELENABLE_MASK);
 179                 // snd_emu10k1_ptr_write(hw, DCYSUSV, vp->ch, 0);
 180                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, VTFT, vp->ch, 0xffff);
 181                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, CVCF, vp->ch, 0xffff);
 182                 snd_emu10k1_voice_free(hw, &hw->voices[vp->ch]);
 183                 vp->emu->num_voices--;
 184                 vp->ch = -1;
 185         }
 186 }
 187
 188
 189 /*
 190  * update registers
 191  */
 192 static void
 193 update_voice(struct snd_emux_voice *vp, int update)
 194 {
 195         struct snd_emu10k1 *hw;
 196
 197         hw = vp->hw;
 198         if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_VOLUME)
 199                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, IFATN_ATTENUATION, vp->ch, vp->avol);
 200         if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_PITCH)
 201                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, IP, vp->ch, vp->apitch);
 202         if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_PAN) {
 203                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, PTRX_FXSENDAMOUNT_A, vp->ch, vp->apan);
 204                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, PTRX_FXSENDAMOUNT_B, vp->ch, vp->aaux);
 205         }
 206         if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_FMMOD)
 207                 set_fmmod(hw, vp);
 208         if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_TREMFREQ)
 209                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, TREMFRQ, vp->ch, vp->reg.parm.tremfrq);
 210         if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_FM2FRQ2)
 211                 set_fm2frq2(hw, vp);
 212         if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_Q)
 213                 set_filterQ(hw, vp);
 214 }
 215
 216
 217 /*
 218  * look up voice table - get the best voice in order of preference
 219  */
 220 /* spinlock held! */
 221 static void
 222 lookup_voices(struct snd_emux *emu, struct snd_emu10k1 *hw,
 223               struct best_voice *best, int active_only)
 224 {
 225         struct snd_emux_voice *vp;
 226         struct best_voice *bp;
 227         int  i;
 228
 229         for (i = 0; i < V_END; i++) {
 230                 best[i].time = (unsigned int)-1; /* XXX MAX_?INT really */;
 231                 best[i].voice = -1;
 232         }
 233
 234         /*
 235          * Go through them all and get a best one to use.
 236          * NOTE: could also look at volume and pick the quietest one.
 237          */
 238         for (i = 0; i < emu->max_voices; i++) {
 239                 int state, val;
 240
 241                 vp = &emu->voices[i];
 242                 state = vp->state;
 243                 if (state == SNDRV_EMUX_ST_OFF) {
 244                         if (vp->ch < 0) {
 245                                 if (active_only)
 246                                         continue;
 247                                 bp = best + V_FREE;
 248                         } else
 249                                 bp = best + V_OFF;
 250                 }
 251                 else if (state == SNDRV_EMUX_ST_RELEASED ||
 252                          state == SNDRV_EMUX_ST_PENDING) {
 253                         bp = best + V_RELEASED;
 254 #if 1
 255                         val = snd_emu10k1_ptr_read(hw, CVCF_CURRENTVOL, vp->ch);
 256                         if (! val)
 257                                 bp = best + V_OFF;
 258 #endif
 259                 }
 260                 else if (state == SNDRV_EMUX_ST_STANDBY)
 261                         continue;
 262                 else if (state & SNDRV_EMUX_ST_ON)
 263                         bp = best + V_PLAYING;
 264                 else
 265                         continue;
 266
 267                 /* check if sample is finished playing (non-looping only) */
 268                 if (bp != best + V_OFF && bp != best + V_FREE &&
 269                     (vp->reg.sample_mode & SNDRV_SFNT_SAMPLE_SINGLESHOT)) {
 270                         val = snd_emu10k1_ptr_read(hw, CCCA_CURRADDR, vp->ch);
 271                         if (val >= vp->reg.loopstart)
 272                                 bp = best + V_OFF;
 273                 }
 274
 275                 if (vp->time < bp->time) {
 276                         bp->time = vp->time;
 277                         bp->voice = i;
 278                 }
 279         }
 280 }
 281
 282 /*
 283  * get an empty voice
 284  *
 285  * emu->voice_lock is already held.
 286  */
 287 static struct snd_emux_voice *
 288 get_voice(struct snd_emux *emu, struct snd_emux_port *port)
 289 {
 290         struct snd_emu10k1 *hw;
 291         struct snd_emux_voice *vp;
 292         struct best_voice best[V_END];
 293         int i;
 294
 295         hw = emu->hw;
 296
 297         lookup_voices(emu, hw, best, 0);
 298         for (i = 0; i < V_END; i++) {
 299                 if (best[i].voice >= 0) {
 300                         vp = &emu->voices[best[i].voice];
 301                         if (vp->ch < 0) {
 302                                 /* allocate a voice */
 303                                 struct snd_emu10k1_voice *hwvoice;
 304                                 if (snd_emu10k1_voice_alloc(hw, EMU10K1_SYNTH, 1, &hwvoice) < 0 || hwvoice == NULL)
 305                                         continue;
 306                                 vp->ch = hwvoice->number;
 307                                 emu->num_voices++;
 308                         }
 309                         return vp;
 310                 }
 311         }
 312
 313         /* not found */
 314         return NULL;
 315 }
 316
 317 /*
 318  * prepare envelopes and LFOs
 319  */
 320 static int
 321 start_voice(struct snd_emux_voice *vp)
 322 {
 323         unsigned int temp;
 324         int ch;
 325         unsigned int addr, mapped_offset;
 326         struct snd_midi_channel *chan;
 327         struct snd_emu10k1 *hw;
 328         struct snd_emu10k1_memblk *emem;
 329
 330         hw = vp->hw;
 331         ch = vp->ch;
 332         if (snd_BUG_ON(ch < 0))
 333                 return -EINVAL;
 334         chan = vp->chan;
 335
 336         emem = (struct snd_emu10k1_memblk *)vp->block;
 337         if (emem == NULL)
 338                 return -EINVAL;
 339         emem->map_locked++;
 340         if (snd_emu10k1_memblk_map(hw, emem) < 0) {
 341                 /* printk(KERN_ERR "emu: cannot map!\n"); */
 342                 return -ENOMEM;
 343         }
 344         mapped_offset = snd_emu10k1_memblk_offset(emem) >> 1;
 345         vp->reg.start += mapped_offset;
 346         vp->reg.end += mapped_offset;
 347         vp->reg.loopstart += mapped_offset;
 348         vp->reg.loopend += mapped_offset;
 349
 350         /* set channel routing */
 351         /* A = left(0), B = right(1), C = reverb(c), D = chorus(d) */
 352         if (hw->audigy) {
 353                 temp = FXBUS_MIDI_LEFT | (FXBUS_MIDI_RIGHT << 8) |
 354                         (FXBUS_MIDI_REVERB << 16) | (FXBUS_MIDI_CHORUS << 24);
 355                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, A_FXRT1, ch, temp);
 356         } else {
 357                 temp = (FXBUS_MIDI_LEFT << 16) | (FXBUS_MIDI_RIGHT << 20) |
 358                         (FXBUS_MIDI_REVERB << 24) | (FXBUS_MIDI_CHORUS << 28);
 359                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, FXRT, ch, temp);
 360         }
 361
 362         /* channel to be silent and idle */
 363         snd_emu10k1_ptr_write(hw, DCYSUSV, ch, 0x0000);
 364         snd_emu10k1_ptr_write(hw, VTFT, ch, 0x0000FFFF);
 365         snd_emu10k1_ptr_write(hw, CVCF, ch, 0x0000FFFF);
 366         snd_emu10k1_ptr_write(hw, PTRX, ch, 0);
 367         snd_emu10k1_ptr_write(hw, CPF, ch, 0);
 368
 369         /* set pitch offset */
 370         snd_emu10k1_ptr_write(hw, IP, vp->ch, vp->apitch);
 371
 372         /* set envelope parameters */
 373         snd_emu10k1_ptr_write(hw, ENVVAL, ch, vp->reg.parm.moddelay);
 374         snd_emu10k1_ptr_write(hw, ATKHLDM, ch, vp->reg.parm.modatkhld);
 375         snd_emu10k1_ptr_write(hw, DCYSUSM, ch, vp->reg.parm.moddcysus);
 376         snd_emu10k1_ptr_write(hw, ENVVOL, ch, vp->reg.parm.voldelay);
 377         snd_emu10k1_ptr_write(hw, ATKHLDV, ch, vp->reg.parm.volatkhld);
 378         /* decay/sustain parameter for volume envelope is used
 379            for triggerg the voice */
 380
 381         /* cutoff and volume */
 382         temp = (unsigned int)vp->acutoff << 8 | (unsigned char)vp->avol;
 383         snd_emu10k1_ptr_write(hw, IFATN, vp->ch, temp);
 384
 385         /* modulation envelope heights */
 386         snd_emu10k1_ptr_write(hw, PEFE, ch, vp->reg.parm.pefe);
 387
 388         /* lfo1/2 delay */
 389         snd_emu10k1_ptr_write(hw, LFOVAL1, ch, vp->reg.parm.lfo1delay);
 390         snd_emu10k1_ptr_write(hw, LFOVAL2, ch, vp->reg.parm.lfo2delay);
 391
 392         /* lfo1 pitch & cutoff shift */
 393         set_fmmod(hw, vp);
 394         /* lfo1 volume & freq */
 395         snd_emu10k1_ptr_write(hw, TREMFRQ, vp->ch, vp->reg.parm.tremfrq);
 396         /* lfo2 pitch & freq */
 397         set_fm2frq2(hw, vp);
 398
 399         /* reverb and loop start (reverb 8bit, MSB) */
 400         temp = vp->reg.parm.reverb;
 401         temp += (int)vp->chan->control[MIDI_CTL_E1_REVERB_DEPTH] * 9 / 10;
 402         LIMITMAX(temp, 255);
 403         addr = vp->reg.loopstart;
 404         snd_emu10k1_ptr_write(hw, PSST, vp->ch, (temp << 24) | addr);
 405
 406         /* chorus & loop end (chorus 8bit, MSB) */
 407         addr = vp->reg.loopend;
 408         temp = vp->reg.parm.chorus;
 409         temp += (int)chan->control[MIDI_CTL_E3_CHORUS_DEPTH] * 9 / 10;
 410         LIMITMAX(temp, 255);
 411         temp = (temp <<24) | addr;
 412         snd_emu10k1_ptr_write(hw, DSL, ch, temp);
 413
 414         /* clear filter delay memory */
 415         snd_emu10k1_ptr_write(hw, Z1, ch, 0);
 416         snd_emu10k1_ptr_write(hw, Z2, ch, 0);
 417
 418         /* invalidate maps */
 419         temp = (hw->silent_page.addr << 1) | MAP_PTI_MASK;
 420         snd_emu10k1_ptr_write(hw, MAPA, ch, temp);
 421         snd_emu10k1_ptr_write(hw, MAPB, ch, temp);
 422 #if 0
 423         /* cache */
 424         {
 425                 unsigned int val, sample;
 426                 val = 32;
 427                 if (vp->reg.sample_mode & SNDRV_SFNT_SAMPLE_8BITS)
 428                         sample = 0x80808080;
 429                 else {
 430                         sample = 0;
 431                         val *= 2;
 432                 }
 433
 434                 /* cache */
 435                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, CCR, ch, 0x1c << 16);
 436                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, CDE, ch, sample);
 437                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, CDF, ch, sample);
 438
 439                 /* invalidate maps */
 440                 temp = ((unsigned int)hw->silent_page.addr << 1) | MAP_PTI_MASK;
 441                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, MAPA, ch, temp);
 442                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, MAPB, ch, temp);
 443
 444                 /* fill cache */
 445                 val -= 4;
 446                 val <<= 25;
 447                 val |= 0x1c << 16;
 448                 snd_emu10k1_ptr_write(hw, CCR, ch, val);
 449         }
 450 #endif
 451
 452         /* Q & current address (Q 4bit value, MSB) */
 453         addr = vp->reg.start;
 454         temp = vp->reg.parm.filterQ;
 455         temp = (temp<<28) | addr;
 456         if (vp->apitch < 0xe400)
 457                 temp |= CCCA_INTERPROM_0;
 458         else {
 459                 unsigned int shift = (vp->apitch - 0xe000) >> 10;
 460                 temp |= shift << 25;
 461         }
 462         if (vp->reg.sample_mode & SNDRV_SFNT_SAMPLE_8BITS)
 463                 temp |= CCCA_8BITSELECT;
 464         snd_emu10k1_ptr_write(hw, CCCA, ch, temp);
 465
 466         /* reset volume */
 467         temp = (unsigned int)vp->vtarget << 16;
 468         snd_emu10k1_ptr_write(hw, VTFT, ch, temp | vp->ftarget);
 469         snd_emu10k1_ptr_write(hw, CVCF, ch, temp | 0xff00);
 470         return 0;
 471 }
 472
 473 /*
 474  * Start envelope
 475  */
 476 static void
 477 trigger_voice(struct snd_emux_voice *vp)
 478 {
 479         unsigned int temp, ptarget;
 480         struct snd_emu10k1 *hw;
 481         struct snd_emu10k1_memblk *emem;
 482
 483         hw = vp->hw;
 484
 485         emem = (struct snd_emu10k1_memblk *)vp->block;
 486         if (! emem || emem->mapped_page < 0)
 487                 return; /* not mapped */
 488
 489 #if 0
 490         ptarget = (unsigned int)vp->ptarget << 16;
 491 #else
 492         ptarget = IP_TO_CP(vp->apitch);
 493 #endif
 494         /* set pitch target and pan (volume) */
 495         temp = ptarget | (vp->apan << 8) | vp->aaux;
 496         snd_emu10k1_ptr_write(hw, PTRX, vp->ch, temp);
 497
 498         /* pitch target */
 499         snd_emu10k1_ptr_write(hw, CPF, vp->ch, ptarget);
 500
 501         /* trigger voice */
 502         snd_emu10k1_ptr_write(hw, DCYSUSV, vp->ch, vp->reg.parm.voldcysus|DCYSUSV_CHANNELENABLE_MASK);
 503 }
 504
 505 #define MOD_SENSE 18
 506
 507 /* set lfo1 modulation height and cutoff */
 508 static void
 509 set_fmmod(struct snd_emu10k1 *hw, struct snd_emux_voice *vp)
 510 {
 511         unsigned short fmmod;
 512         short pitch;
 513         unsigned char cutoff;
 514         int modulation;
 515
 516         pitch = (char)(vp->reg.parm.fmmod>>8);
 517         cutoff = (vp->reg.parm.fmmod & 0xff);
 518         modulation = vp->chan->gm_modulation + vp->chan->midi_pressure;
 519         pitch += (MOD_SENSE * modulation) / 1200;
 520         LIMITVALUE(pitch, -128, 127);
 521         fmmod = ((unsigned char)pitch<<8) | cutoff;
 522         snd_emu10k1_ptr_write(hw, FMMOD, vp->ch, fmmod);
 523 }
 524
 525 /* set lfo2 pitch & frequency */
 526 static void
 527 set_fm2frq2(struct snd_emu10k1 *hw, struct snd_emux_voice *vp)
 528 {
 529         unsigned short fm2frq2;
 530         short pitch;
 531         unsigned char freq;
 532         int modulation;
 533
 534         pitch = (char)(vp->reg.parm.fm2frq2>>8);
 535         freq = vp->reg.parm.fm2frq2 & 0xff;
 536         modulation = vp->chan->gm_modulation + vp->chan->midi_pressure;
 537         pitch += (MOD_SENSE * modulation) / 1200;
 538         LIMITVALUE(pitch, -128, 127);
 539         fm2frq2 = ((unsigned char)pitch<<8) | freq;
 540         snd_emu10k1_ptr_write(hw, FM2FRQ2, vp->ch, fm2frq2);
 541 }
 542
 543 /* set filterQ */
 544 static void
 545 set_filterQ(struct snd_emu10k1 *hw, struct snd_emux_voice *vp)
 546 {
 547         unsigned int val;
 548         val = snd_emu10k1_ptr_read(hw, CCCA, vp->ch) & ~CCCA_RESONANCE;
 549         val |= (vp->reg.parm.filterQ << 28);
 550         snd_emu10k1_ptr_write(hw, CCCA, vp->ch, val);
 551 }