sound/firewire/amdtp-stream.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 #ifndef SOUND_FIREWIRE_AMDTP_H_INCLUDED
   3 #define SOUND_FIREWIRE_AMDTP_H_INCLUDED
   4
   5 #include <linux/err.h>
   6 #include <linux/interrupt.h>
   7 #include <linux/mutex.h>
   8 #include <linux/sched.h>
   9 #include <sound/asound.h>
  10 #include "packets-buffer.h"
  11
  12 /**
  13  * enum cip_flags - describes details of the streaming protocol
  14  * @CIP_NONBLOCKING: In non-blocking mode, each packet contains
  15  *      sample_rate/8000 samples, with rounding up or down to adjust
  16  *      for clock skew and left-over fractional samples.  This should
  17  *      be used if supported by the device.
  18  * @CIP_BLOCKING: In blocking mode, each packet contains either zero or
  19  *      SYT_INTERVAL samples, with these two types alternating so that
  20  *      the overall sample rate comes out right.
  21  * @CIP_EMPTY_WITH_TAG0: Only for in-stream. Empty in-packets have TAG0.
  22  * @CIP_DBC_IS_END_EVENT: The value of dbc in an packet corresponds to the end
  23  * of event in the packet. Out of IEC 61883.
  24  * @CIP_WRONG_DBS: Only for in-stream. The value of dbs is wrong in in-packets.
  25  *      The value of data_block_quadlets is used instead of reported value.
  26  * @CIP_SKIP_DBC_ZERO_CHECK: Only for in-stream.  Packets with zero in dbc is
  27  *      skipped for detecting discontinuity.
  28  * @CIP_EMPTY_HAS_WRONG_DBC: Only for in-stream. The value of dbc in empty
  29  *      packet is wrong but the others are correct.
  30  * @CIP_JUMBO_PAYLOAD: Only for in-stream. The number of data blocks in an
  31  *      packet is larger than IEC 61883-6 defines. Current implementation
  32  *      allows 5 times as large as IEC 61883-6 defines.
  33  * @CIP_HEADER_WITHOUT_EOH: Only for in-stream. CIP Header doesn't include
  34  *      valid EOH.
  35  * @CIP_NO_HEADERS: a lack of headers in packets
  36  * @CIP_UNALIGHED_DBC: Only for in-stream. The value of dbc is not alighed to
  37  *      the value of current SYT_INTERVAL; e.g. initial value is not zero.
  38  * @CIP_UNAWARE_SYT: For outgoing packet, the value in SYT field of CIP is 0xffff.
  39  *      For incoming packet, the value in SYT field of CIP is not handled.
  40  */
  41 enum cip_flags {
  42         CIP_NONBLOCKING         = 0x00,
  43         CIP_BLOCKING            = 0x01,
  44         CIP_EMPTY_WITH_TAG0     = 0x02,
  45         CIP_DBC_IS_END_EVENT    = 0x04,
  46         CIP_WRONG_DBS           = 0x08,
  47         CIP_SKIP_DBC_ZERO_CHECK = 0x10,
  48         CIP_EMPTY_HAS_WRONG_DBC = 0x20,
  49         CIP_JUMBO_PAYLOAD       = 0x40,
  50         CIP_HEADER_WITHOUT_EOH  = 0x80,
  51         CIP_NO_HEADER           = 0x100,
  52         CIP_UNALIGHED_DBC       = 0x200,
  53         CIP_UNAWARE_SYT         = 0x400,
  54 };
  55
  56 /**
  57  * enum cip_sfc - supported Sampling Frequency Codes (SFCs)
  58  * @CIP_SFC_32000:   32,000 data blocks
  59  * @CIP_SFC_44100:   44,100 data blocks
  60  * @CIP_SFC_48000:   48,000 data blocks
  61  * @CIP_SFC_88200:   88,200 data blocks
  62  * @CIP_SFC_96000:   96,000 data blocks
  63  * @CIP_SFC_176400: 176,400 data blocks
  64  * @CIP_SFC_192000: 192,000 data blocks
  65  * @CIP_SFC_COUNT: the number of supported SFCs
  66  *
  67  * These values are used to show nominal Sampling Frequency Code in
  68  * Format Dependent Field (FDF) of AMDTP packet header. In IEC 61883-6:2002,
  69  * this code means the number of events per second. Actually the code
  70  * represents the number of data blocks transferred per second in an AMDTP
  71  * stream.
  72  *
  73  * In IEC 61883-6:2005, some extensions were added to support more types of
  74  * data such as 'One Bit LInear Audio', therefore the meaning of SFC became
  75  * different depending on the types.
  76  *
  77  * Currently our implementation is compatible with IEC 61883-6:2002.
  78  */
  79 enum cip_sfc {
  80         CIP_SFC_32000  = 0,
  81         CIP_SFC_44100  = 1,
  82         CIP_SFC_48000  = 2,
  83         CIP_SFC_88200  = 3,
  84         CIP_SFC_96000  = 4,
  85         CIP_SFC_176400 = 5,
  86         CIP_SFC_192000 = 6,
  87         CIP_SFC_COUNT
  88 };
  89
  90 struct fw_unit;
  91 struct fw_iso_context;
  92 struct snd_pcm_substream;
  93 struct snd_pcm_runtime;
  94
  95 enum amdtp_stream_direction {
  96         AMDTP_OUT_STREAM = 0,
  97         AMDTP_IN_STREAM
  98 };
  99
 100 struct pkt_desc {
 101         u32 cycle;
 102         u32 syt;
 103         unsigned int data_blocks;
 104         unsigned int data_block_counter;
 105         __be32 *ctx_payload;
 106         struct list_head link;
 107 };
 108
 109 struct amdtp_stream;
 110 typedef unsigned int (*amdtp_stream_process_ctx_payloads_t)(
 111                                                 struct amdtp_stream *s,
 112                                                 const struct pkt_desc *desc,
 113                                                 unsigned int packets,
 114                                                 struct snd_pcm_substream *pcm);
 115
 116 struct amdtp_domain;
 117 struct amdtp_stream {
 118         struct fw_unit *unit;
 119         // The combination of cip_flags enumeration-constants.
 120         unsigned int flags;
 121         enum amdtp_stream_direction direction;
 122         struct mutex mutex;
 123
 124         /* For packet processing. */
 125         struct fw_iso_context *context;
 126         struct iso_packets_buffer buffer;
 127         unsigned int queue_size;
 128         int packet_index;
 129         struct pkt_desc *pkt_descs;
 130         struct list_head packet_descs_list;
 131         int tag;
 132         union {
 133                 struct {
 134                         unsigned int ctx_header_size;
 135
 136                         // limit for payload of iso packet.
 137                         unsigned int max_ctx_payload_length;
 138
 139                         // For quirks of CIP headers.
 140                         // Fixed interval of dbc between previos/current
 141                         // packets.
 142                         unsigned int dbc_interval;
 143
 144                         // The device starts multiplexing events to the packet.
 145                         bool event_starts;
 146
 147                         struct {
 148                                 struct seq_desc *descs;
 149                                 unsigned int size;
 150                                 unsigned int pos;
 151                         } cache;
 152                 } tx;
 153                 struct {
 154                         // To generate CIP header.
 155                         unsigned int fdf;
 156
 157                         // To generate constant hardware IRQ.
 158                         unsigned int event_count;
 159
 160                         // To calculate CIP data blocks and tstamp.
 161                         struct {
 162                                 struct seq_desc *descs;
 163                                 unsigned int size;
 164                                 unsigned int pos;
 165                         } seq;
 166
 167                         unsigned int data_block_state;
 168                         unsigned int syt_offset_state;
 169                         unsigned int last_syt_offset;
 170
 171                         struct amdtp_stream *replay_target;
 172                         unsigned int cache_pos;
 173                 } rx;
 174         } ctx_data;
 175
 176         /* For CIP headers. */
 177         unsigned int source_node_id_field;
 178         unsigned int data_block_quadlets;
 179         unsigned int data_block_counter;
 180         unsigned int sph;
 181         unsigned int fmt;
 182
 183         // Internal flags.
 184         unsigned int transfer_delay;
 185         enum cip_sfc sfc;
 186         unsigned int syt_interval;
 187
 188         /* For a PCM substream processing. */
 189         struct snd_pcm_substream *pcm;
 190         snd_pcm_uframes_t pcm_buffer_pointer;
 191         unsigned int pcm_period_pointer;
 192
 193         // To start processing content of packets at the same cycle in several contexts for
 194         // each direction.
 195         bool ready_processing;
 196         wait_queue_head_t ready_wait;
 197         unsigned int next_cycle;
 198
 199         /* For backends to process data blocks. */
 200         void *protocol;
 201         amdtp_stream_process_ctx_payloads_t process_ctx_payloads;
 202
 203         // For domain.
 204         int channel;
 205         int speed;
 206         struct list_head list;
 207         struct amdtp_domain *domain;
 208 };
 209
 210 int amdtp_stream_init(struct amdtp_stream *s, struct fw_unit *unit,
 211                       enum amdtp_stream_direction dir, unsigned int flags,
 212                       unsigned int fmt,
 213                       amdtp_stream_process_ctx_payloads_t process_ctx_payloads,
 214                       unsigned int protocol_size);
 215 void amdtp_stream_destroy(struct amdtp_stream *s);
 216
 217 int amdtp_stream_set_parameters(struct amdtp_stream *s, unsigned int rate,
 218                                 unsigned int data_block_quadlets);
 219 unsigned int amdtp_stream_get_max_payload(struct amdtp_stream *s);
 220
 221 void amdtp_stream_update(struct amdtp_stream *s);
 222
 223 int amdtp_stream_add_pcm_hw_constraints(struct amdtp_stream *s,
 224                                         struct snd_pcm_runtime *runtime);
 225
 226 void amdtp_stream_pcm_prepare(struct amdtp_stream *s);
 227 void amdtp_stream_pcm_abort(struct amdtp_stream *s);
 228
 229 extern const unsigned int amdtp_syt_intervals[CIP_SFC_COUNT];
 230 extern const unsigned int amdtp_rate_table[CIP_SFC_COUNT];
 231
 232 /**
 233  * amdtp_stream_running - check stream is running or not
 234  * @s: the AMDTP stream
 235  *
 236  * If this function returns true, the stream is running.
 237  */
 238 static inline bool amdtp_stream_running(struct amdtp_stream *s)
 239 {
 240         return !IS_ERR(s->context);
 241 }
 242
 243 /**
 244  * amdtp_streaming_error - check for streaming error
 245  * @s: the AMDTP stream
 246  *
 247  * If this function returns true, the stream's packet queue has stopped due to
 248  * an asynchronous error.
 249  */
 250 static inline bool amdtp_streaming_error(struct amdtp_stream *s)
 251 {
 252         return s->packet_index < 0;
 253 }
 254
 255 /**
 256  * amdtp_stream_pcm_running - check PCM substream is running or not
 257  * @s: the AMDTP stream
 258  *
 259  * If this function returns true, PCM substream in the AMDTP stream is running.
 260  */
 261 static inline bool amdtp_stream_pcm_running(struct amdtp_stream *s)
 262 {
 263         return !!s->pcm;
 264 }
 265
 266 /**
 267  * amdtp_stream_pcm_trigger - start/stop playback from a PCM device
 268  * @s: the AMDTP stream
 269  * @pcm: the PCM device to be started, or %NULL to stop the current device
 270  *
 271  * Call this function on a running isochronous stream to enable the actual
 272  * transmission of PCM data.  This function should be called from the PCM
 273  * device's .trigger callback.
 274  */
 275 static inline void amdtp_stream_pcm_trigger(struct amdtp_stream *s,
 276                                             struct snd_pcm_substream *pcm)
 277 {
 278         WRITE_ONCE(s->pcm, pcm);
 279 }
 280
 281 /**
 282  * amdtp_stream_next_packet_desc - retrieve next descriptor for amdtp packet.
 283  * @s: the AMDTP stream
 284  * @desc: the descriptor of packet
 285  *
 286  * This macro computes next descriptor so that the list of descriptors behaves circular queue.
 287  */
 288 #define amdtp_stream_next_packet_desc(s, desc) \
 289         list_next_entry_circular(desc, &s->packet_descs_list, link)
 290
 291 static inline bool cip_sfc_is_base_44100(enum cip_sfc sfc)
 292 {
 293         return sfc & 1;
 294 }
 295
 296 struct seq_desc {
 297         unsigned int syt_offset;
 298         unsigned int data_blocks;
 299 };
 300
 301 struct amdtp_domain {
 302         struct list_head streams;
 303
 304         unsigned int events_per_period;
 305         unsigned int events_per_buffer;
 306
 307         struct amdtp_stream *irq_target;
 308
 309         struct {
 310                 unsigned int tx_init_skip;
 311                 unsigned int tx_start;
 312                 unsigned int rx_start;
 313         } processing_cycle;
 314
 315         struct {
 316                 bool enable:1;
 317                 bool on_the_fly:1;
 318         } replay;
 319 };
 320
 321 int amdtp_domain_init(struct amdtp_domain *d);
 322 void amdtp_domain_destroy(struct amdtp_domain *d);
 323
 324 int amdtp_domain_add_stream(struct amdtp_domain *d, struct amdtp_stream *s,
 325                             int channel, int speed);
 326
 327 int amdtp_domain_start(struct amdtp_domain *d, unsigned int tx_init_skip_cycles, bool replay_seq,
 328                        bool replay_on_the_fly);
 329 void amdtp_domain_stop(struct amdtp_domain *d);
 330
 331 static inline int amdtp_domain_set_events_per_period(struct amdtp_domain *d,
 332                                                 unsigned int events_per_period,
 333                                                 unsigned int events_per_buffer)
 334 {
 335         d->events_per_period = events_per_period;
 336         d->events_per_buffer = events_per_buffer;
 337
 338         return 0;
 339 }
 340
 341 unsigned long amdtp_domain_stream_pcm_pointer(struct amdtp_domain *d,
 342                                               struct amdtp_stream *s);
 343 int amdtp_domain_stream_pcm_ack(struct amdtp_domain *d, struct amdtp_stream *s);
 344
 345 /**
 346  * amdtp_domain_wait_ready - sleep till being ready to process packets or timeout
 347  * @d: the AMDTP domain
 348  * @timeout_ms: msec till timeout
 349  *
 350  * If this function return false, the AMDTP domain should be stopped.
 351  */
 352 static inline bool amdtp_domain_wait_ready(struct amdtp_domain *d, unsigned int timeout_ms)
 353 {
 354         struct amdtp_stream *s;
 355
 356         list_for_each_entry(s, &d->streams, list) {
 357                 unsigned int j = msecs_to_jiffies(timeout_ms);
 358
 359                 if (wait_event_interruptible_timeout(s->ready_wait, s->ready_processing, j) <= 0)
 360                         return false;
 361         }
 362
 363         return true;
 364 }
 365
 366 #endif