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