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