Branch data     Line data    Source code

       1                 :            : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
       2                 :            : /* Copyright 2011 Broadcom Corporation.  All rights reserved. */
       3                 :            : 
       4                 :            : #include <linux/interrupt.h>
       5                 :            : #include <linux/slab.h>
       6                 :            : 
       7                 :            : #include <sound/asoundef.h>
       8                 :            : 
       9                 :            : #include "bcm2835.h"
      10                 :            : 
      11                 :            : /* hardware definition */
      12                 :            : static const struct snd_pcm_hardware snd_bcm2835_playback_hw = {
      13                 :            :         .info = (SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED | SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
      14                 :            :                  SNDRV_PCM_INFO_MMAP | SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID |
      15                 :            :                  SNDRV_PCM_INFO_SYNC_APPLPTR),
      16                 :            :         .formats = SNDRV_PCM_FMTBIT_U8 | SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,
      17                 :            :         .rates = SNDRV_PCM_RATE_CONTINUOUS |  SNDRV_PCM_RATE_8000_192000,
      18                 :            :         .rate_min = 8000,
      19                 :            :         .rate_max = 192000,
      20                 :            :         .channels_min = 1,
      21                 :            :         .channels_max = 2,
      22                 :            :         .buffer_bytes_max = 128 * 1024,
      23                 :            :         .period_bytes_min = 1 * 1024,
      24                 :            :         .period_bytes_max = 128 * 1024,
      25                 :            :         .periods_min = 1,
      26                 :            :         .periods_max = 128,
      27                 :            : };
      28                 :            : 
      29                 :            : static const struct snd_pcm_hardware snd_bcm2835_playback_spdif_hw = {
      30                 :            :         .info = (SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED | SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
      31                 :            :                  SNDRV_PCM_INFO_MMAP | SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID |
      32                 :            :                  SNDRV_PCM_INFO_SYNC_APPLPTR),
      33                 :            :         .formats = SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,
      34                 :            :         .rates = SNDRV_PCM_RATE_44100 | SNDRV_PCM_RATE_48000 |
      35                 :            :         SNDRV_PCM_RATE_88200 | SNDRV_PCM_RATE_96000 |
      36                 :            :         SNDRV_PCM_RATE_176400 | SNDRV_PCM_RATE_192000,
      37                 :            :         .rate_min = 44100,
      38                 :            :         .rate_max = 192000,
      39                 :            :         .channels_min = 2,
      40                 :            :         .channels_max = 8,
      41                 :            :         .buffer_bytes_max = 512 * 1024,
      42                 :            :         .period_bytes_min = 1 * 1024,
      43                 :            :         .period_bytes_max = 512 * 1024,
      44                 :            :         .periods_min = 1,
      45                 :            :         .periods_max = 128,
      46                 :            : };
      47                 :            : 
      48                 :          0 : static void snd_bcm2835_playback_free(struct snd_pcm_runtime *runtime)
      49                 :            : {
      50                 :          0 :         kfree(runtime->private_data);
      51                 :          0 : }
      52                 :            : 
      53                 :          0 : void bcm2835_playback_fifo(struct bcm2835_alsa_stream *alsa_stream,
      54                 :            :                            unsigned int bytes)
      55                 :            : {
      56                 :          0 :         struct snd_pcm_substream *substream = alsa_stream->substream;
      57                 :            :         unsigned int pos;
      58                 :            : 
      59                 :          0 :         if (!alsa_stream->period_size)
      60                 :            :                 return;
      61                 :            : 
      62                 :          0 :         if (bytes >= alsa_stream->buffer_size) {
      63                 :          0 :                 snd_pcm_stream_lock(substream);
      64                 :          0 :                 snd_pcm_stop(substream,
      65                 :          0 :                              alsa_stream->draining ?
      66                 :            :                              SNDRV_PCM_STATE_SETUP :
      67                 :            :                              SNDRV_PCM_STATE_XRUN);
      68                 :          0 :                 snd_pcm_stream_unlock(substream);
      69                 :          0 :                 return;
      70                 :            :         }
      71                 :            : 
      72                 :            :         pos = atomic_read(&alsa_stream->pos);
      73                 :          0 :         pos += bytes;
      74                 :          0 :         pos %= alsa_stream->buffer_size;
      75                 :            :         atomic_set(&alsa_stream->pos, pos);
      76                 :            : 
      77                 :          0 :         alsa_stream->period_offset += bytes;
      78                 :          0 :         alsa_stream->interpolate_start = ktime_get();
      79                 :          0 :         if (alsa_stream->period_offset >= alsa_stream->period_size) {
      80                 :          0 :                 alsa_stream->period_offset %= alsa_stream->period_size;
      81                 :          0 :                 snd_pcm_period_elapsed(substream);
      82                 :            :         }
      83                 :            : }
      84                 :            : 
      85                 :            : /* open callback */
      86                 :          0 : static int snd_bcm2835_playback_open_generic(
      87                 :            :         struct snd_pcm_substream *substream, int spdif)
      88                 :            : {
      89                 :          0 :         struct bcm2835_chip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
      90                 :          0 :         struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
      91                 :            :         struct bcm2835_alsa_stream *alsa_stream;
      92                 :            :         int idx;
      93                 :            :         int err;
      94                 :            : 
      95                 :          0 :         mutex_lock(&chip->audio_mutex);
      96                 :          0 :         idx = substream->number;
      97                 :            : 
      98                 :          0 :         if (spdif && chip->opened) {
      99                 :            :                 err = -EBUSY;
     100                 :            :                 goto out;
     101                 :          0 :         } else if (!spdif && (chip->opened & (1 << idx))) {
     102                 :            :                 err = -EBUSY;
     103                 :            :                 goto out;
     104                 :            :         }
     105                 :          0 :         if (idx >= MAX_SUBSTREAMS) {
     106                 :          0 :                 dev_err(chip->dev,
     107                 :            :                         "substream(%d) device doesn't exist max(%d) substreams allowed\n",
     108                 :            :                         idx, MAX_SUBSTREAMS);
     109                 :            :                 err = -ENODEV;
     110                 :          0 :                 goto out;
     111                 :            :         }
     112                 :            : 
     113                 :          0 :         alsa_stream = kzalloc(sizeof(*alsa_stream), GFP_KERNEL);
     114                 :          0 :         if (!alsa_stream) {
     115                 :            :                 err = -ENOMEM;
     116                 :            :                 goto out;
     117                 :            :         }
     118                 :            : 
     119                 :            :         /* Initialise alsa_stream */
     120                 :          0 :         alsa_stream->chip = chip;
     121                 :          0 :         alsa_stream->substream = substream;
     122                 :          0 :         alsa_stream->idx = idx;
     123                 :            : 
     124                 :          0 :         err = bcm2835_audio_open(alsa_stream);
     125                 :          0 :         if (err) {
     126                 :          0 :                 kfree(alsa_stream);
     127                 :          0 :                 goto out;
     128                 :            :         }
     129                 :          0 :         runtime->private_data = alsa_stream;
     130                 :          0 :         runtime->private_free = snd_bcm2835_playback_free;
     131                 :          0 :         if (spdif) {
     132                 :          0 :                 runtime->hw = snd_bcm2835_playback_spdif_hw;
     133                 :            :         } else {
     134                 :            :                 /* clear spdif status, as we are not in spdif mode */
     135                 :          0 :                 chip->spdif_status = 0;
     136                 :          0 :                 runtime->hw = snd_bcm2835_playback_hw;
     137                 :            :         }
     138                 :            :         /* minimum 16 bytes alignment (for vchiq bulk transfers) */
     139                 :          0 :         snd_pcm_hw_constraint_step(runtime,
     140                 :            :                                    0,
     141                 :            :                                    SNDRV_PCM_HW_PARAM_PERIOD_BYTES,
     142                 :            :                                    16);
     143                 :            : 
     144                 :            :         /* position update is in 10ms order */
     145                 :          0 :         snd_pcm_hw_constraint_minmax(runtime,
     146                 :            :                                      SNDRV_PCM_HW_PARAM_PERIOD_TIME,
     147                 :            :                                      10 * 1000, UINT_MAX);
     148                 :            : 
     149                 :          0 :         chip->alsa_stream[idx] = alsa_stream;
     150                 :            : 
     151                 :          0 :         chip->opened |= (1 << idx);
     152                 :            : 
     153                 :            : out:
     154                 :          0 :         mutex_unlock(&chip->audio_mutex);
     155                 :            : 
     156                 :          0 :         return err;
     157                 :            : }
     158                 :            : 
     159                 :          0 : static int snd_bcm2835_playback_open(struct snd_pcm_substream *substream)
     160                 :            : {
     161                 :          0 :         return snd_bcm2835_playback_open_generic(substream, 0);
     162                 :            : }
     163                 :            : 
     164                 :          0 : static int snd_bcm2835_playback_spdif_open(struct snd_pcm_substream *substream)
     165                 :            : {
     166                 :          0 :         return snd_bcm2835_playback_open_generic(substream, 1);
     167                 :            : }
     168                 :            : 
     169                 :          0 : static int snd_bcm2835_playback_close(struct snd_pcm_substream *substream)
     170                 :            : {
     171                 :            :         struct bcm2835_alsa_stream *alsa_stream;
     172                 :            :         struct snd_pcm_runtime *runtime;
     173                 :            :         struct bcm2835_chip *chip;
     174                 :            : 
     175                 :          0 :         chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
     176                 :          0 :         mutex_lock(&chip->audio_mutex);
     177                 :          0 :         runtime = substream->runtime;
     178                 :          0 :         alsa_stream = runtime->private_data;
     179                 :            : 
     180                 :          0 :         alsa_stream->period_size = 0;
     181                 :          0 :         alsa_stream->buffer_size = 0;
     182                 :            : 
     183                 :          0 :         bcm2835_audio_close(alsa_stream);
     184                 :          0 :         alsa_stream->chip->alsa_stream[alsa_stream->idx] = NULL;
     185                 :            :         /*
     186                 :            :          * Do not free up alsa_stream here, it will be freed up by
     187                 :            :          * runtime->private_free callback we registered in *_open above
     188                 :            :          */
     189                 :            : 
     190                 :          0 :         chip->opened &= ~(1 << substream->number);
     191                 :            : 
     192                 :          0 :         mutex_unlock(&chip->audio_mutex);
     193                 :            : 
     194                 :          0 :         return 0;
     195                 :            : }
     196                 :            : 
     197                 :          0 : static int snd_bcm2835_pcm_hw_params(struct snd_pcm_substream *substream,
     198                 :            :         struct snd_pcm_hw_params *params)
     199                 :            : {
     200                 :          0 :         return snd_pcm_lib_malloc_pages(substream, params_buffer_bytes(params));
     201                 :            : }
     202                 :            : 
     203                 :          0 : static int snd_bcm2835_pcm_hw_free(struct snd_pcm_substream *substream)
     204                 :            : {
     205                 :          0 :         return snd_pcm_lib_free_pages(substream);
     206                 :            : }
     207                 :            : 
     208                 :          0 : static int snd_bcm2835_pcm_prepare(struct snd_pcm_substream *substream)
     209                 :            : {
     210                 :          0 :         struct bcm2835_chip *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
     211                 :          0 :         struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
     212                 :          0 :         struct bcm2835_alsa_stream *alsa_stream = runtime->private_data;
     213                 :            :         int channels;
     214                 :            :         int err;
     215                 :            : 
     216                 :            :         /* notify the vchiq that it should enter spdif passthrough mode by
     217                 :            :          * setting channels=0 (see
     218                 :            :          * https://github.com/raspberrypi/linux/issues/528)
     219                 :            :          */
     220                 :          0 :         if (chip->spdif_status & IEC958_AES0_NONAUDIO)
     221                 :            :                 channels = 0;
     222                 :            :         else
     223                 :          0 :                 channels = runtime->channels;
     224                 :            : 
     225                 :          0 :         err = bcm2835_audio_set_params(alsa_stream, channels,
     226                 :            :                                        runtime->rate,
     227                 :          0 :                                        snd_pcm_format_width(runtime->format));
     228                 :          0 :         if (err < 0)
     229                 :            :                 return err;
     230                 :            : 
     231                 :          0 :         memset(&alsa_stream->pcm_indirect, 0, sizeof(alsa_stream->pcm_indirect));
     232                 :            : 
     233                 :          0 :         alsa_stream->pcm_indirect.hw_buffer_size =
     234                 :          0 :                 alsa_stream->pcm_indirect.sw_buffer_size =
     235                 :            :                 snd_pcm_lib_buffer_bytes(substream);
     236                 :            : 
     237                 :          0 :         alsa_stream->buffer_size = snd_pcm_lib_buffer_bytes(substream);
     238                 :          0 :         alsa_stream->period_size = snd_pcm_lib_period_bytes(substream);
     239                 :            :         atomic_set(&alsa_stream->pos, 0);
     240                 :          0 :         alsa_stream->period_offset = 0;
     241                 :          0 :         alsa_stream->draining = false;
     242                 :          0 :         alsa_stream->interpolate_start = ktime_get();
     243                 :            : 
     244                 :          0 :         return 0;
     245                 :            : }
     246                 :            : 
     247                 :          0 : static void snd_bcm2835_pcm_transfer(struct snd_pcm_substream *substream,
     248                 :            :         struct snd_pcm_indirect *rec, size_t bytes)
     249                 :            : {
     250                 :          0 :         struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
     251                 :          0 :         struct bcm2835_alsa_stream *alsa_stream = runtime->private_data;
     252                 :          0 :         void *src = (void *) (substream->runtime->dma_area + rec->sw_data);
     253                 :            : 
     254                 :          0 :         bcm2835_audio_write(alsa_stream, bytes, src);
     255                 :          0 : }
     256                 :            : 
     257                 :          0 : static int snd_bcm2835_pcm_ack(struct snd_pcm_substream *substream)
     258                 :            : {
     259                 :          0 :         struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
     260                 :          0 :         struct bcm2835_alsa_stream *alsa_stream = runtime->private_data;
     261                 :          0 :         struct snd_pcm_indirect *pcm_indirect = &alsa_stream->pcm_indirect;
     262                 :            : 
     263                 :          0 :         return snd_pcm_indirect_playback_transfer(substream, pcm_indirect,
     264                 :            :                                                   snd_bcm2835_pcm_transfer);
     265                 :            : }
     266                 :            : 
     267                 :            : /* trigger callback */
     268                 :          0 : static int snd_bcm2835_pcm_trigger(struct snd_pcm_substream *substream, int cmd)
     269                 :            : {
     270                 :          0 :         struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
     271                 :          0 :         struct bcm2835_alsa_stream *alsa_stream = runtime->private_data;
     272                 :            : 
     273                 :          0 :         switch (cmd) {
     274                 :            :         case SNDRV_PCM_TRIGGER_START:
     275                 :          0 :                 return bcm2835_audio_start(alsa_stream);
     276                 :            :         case SNDRV_PCM_TRIGGER_DRAIN:
     277                 :          0 :                 alsa_stream->draining = true;
     278                 :          0 :                 return bcm2835_audio_drain(alsa_stream);
     279                 :            :         case SNDRV_PCM_TRIGGER_STOP:
     280                 :          0 :                 return bcm2835_audio_stop(alsa_stream);
     281                 :            :         default:
     282                 :            :                 return -EINVAL;
     283                 :            :         }
     284                 :            : }
     285                 :            : 
     286                 :            : /* pointer callback */
     287                 :            : static snd_pcm_uframes_t
     288                 :          0 : snd_bcm2835_pcm_pointer(struct snd_pcm_substream *substream)
     289                 :            : {
     290                 :          0 :         struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
     291                 :          0 :         struct bcm2835_alsa_stream *alsa_stream = runtime->private_data;
     292                 :          0 :         ktime_t now = ktime_get();
     293                 :            : 
     294                 :            :         /* Give userspace better delay reporting by interpolating between GPU
     295                 :            :          * notifications, assuming audio speed is close enough to the clock
     296                 :            :          * used for ktime
     297                 :            :          */
     298                 :            : 
     299                 :          0 :         if ((ktime_to_ns(alsa_stream->interpolate_start)) &&
     300                 :            :             (ktime_compare(alsa_stream->interpolate_start, now) < 0)) {
     301                 :          0 :                 u64 interval =
     302                 :          0 :                         (ktime_to_ns(ktime_sub(now,
     303                 :            :                                 alsa_stream->interpolate_start)));
     304                 :            :                 u64 frames_output_in_interval =
     305                 :          0 :                         div_u64((interval * runtime->rate), 1000000000);
     306                 :          0 :                 snd_pcm_sframes_t frames_output_in_interval_sized =
     307                 :            :                         -frames_output_in_interval;
     308                 :          0 :                 runtime->delay = frames_output_in_interval_sized;
     309                 :            :         }
     310                 :            : 
     311                 :          0 :         return snd_pcm_indirect_playback_pointer(substream,
     312                 :            :                 &alsa_stream->pcm_indirect,
     313                 :            :                 atomic_read(&alsa_stream->pos));
     314                 :            : }
     315                 :            : 
     316                 :            : /* operators */
     317                 :            : static const struct snd_pcm_ops snd_bcm2835_playback_ops = {
     318                 :            :         .open = snd_bcm2835_playback_open,
     319                 :            :         .close = snd_bcm2835_playback_close,
     320                 :            :         .ioctl = snd_pcm_lib_ioctl,
     321                 :            :         .hw_params = snd_bcm2835_pcm_hw_params,
     322                 :            :         .hw_free = snd_bcm2835_pcm_hw_free,
     323                 :            :         .prepare = snd_bcm2835_pcm_prepare,
     324                 :            :         .trigger = snd_bcm2835_pcm_trigger,
     325                 :            :         .pointer = snd_bcm2835_pcm_pointer,
     326                 :            :         .ack = snd_bcm2835_pcm_ack,
     327                 :            : };
     328                 :            : 
     329                 :            : static const struct snd_pcm_ops snd_bcm2835_playback_spdif_ops = {
     330                 :            :         .open = snd_bcm2835_playback_spdif_open,
     331                 :            :         .close = snd_bcm2835_playback_close,
     332                 :            :         .ioctl = snd_pcm_lib_ioctl,
     333                 :            :         .hw_params = snd_bcm2835_pcm_hw_params,
     334                 :            :         .hw_free = snd_bcm2835_pcm_hw_free,
     335                 :            :         .prepare = snd_bcm2835_pcm_prepare,
     336                 :            :         .trigger = snd_bcm2835_pcm_trigger,
     337                 :            :         .pointer = snd_bcm2835_pcm_pointer,
     338                 :            :         .ack = snd_bcm2835_pcm_ack,
     339                 :            : };
     340                 :            : 
     341                 :            : /* create a pcm device */
     342                 :          3 : int snd_bcm2835_new_pcm(struct bcm2835_chip *chip, const char *name,
     343                 :            :                         int idx, enum snd_bcm2835_route route,
     344                 :            :                         u32 numchannels, bool spdif)
     345                 :            : {
     346                 :            :         struct snd_pcm *pcm;
     347                 :            :         int err;
     348                 :            : 
     349                 :          3 :         err = snd_pcm_new(chip->card, name, idx, numchannels, 0, &pcm);
     350                 :          3 :         if (err)
     351                 :            :                 return err;
     352                 :            : 
     353                 :          3 :         pcm->private_data = chip;
     354                 :          3 :         pcm->nonatomic = true;
     355                 :          3 :         strcpy(pcm->name, name);
     356                 :          3 :         if (!spdif) {
     357                 :          3 :                 chip->dest = route;
     358                 :          3 :                 chip->volume = 0;
     359                 :          3 :                 chip->mute = CTRL_VOL_UNMUTE;
     360                 :            :         }
     361                 :            : 
     362                 :          3 :         snd_pcm_set_ops(pcm, SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK,
     363                 :            :                         spdif ? &snd_bcm2835_playback_spdif_ops :
     364                 :            :                         &snd_bcm2835_playback_ops);
     365                 :            : 
     366                 :          3 :         snd_pcm_lib_preallocate_pages_for_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
     367                 :          3 :                 chip->card->dev, 128 * 1024, 128 * 1024);
     368                 :            : 
     369                 :          3 :         if (spdif)
     370                 :          0 :                 chip->pcm_spdif = pcm;
     371                 :            :         else
     372                 :          3 :                 chip->pcm = pcm;
     373                 :            :         return 0;
     374                 :            : }