// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * dice_stream.c - a part of driver for DICE based devices
 *
 * Copyright (c) Clemens Ladisch <clemens@ladisch.de>
 * Copyright (c) 2014 Takashi Sakamoto <o-takashi@sakamocchi.jp>
 */

#include "dice.h"

#define READY_TIMEOUT_MS 200
#define NOTIFICATION_TIMEOUT_MS 100

struct reg_params {
 unsigned int count;
 unsigned int size;
};

const unsigned int snd_dice_rates[SND_DICE_RATES_COUNT] = {
 /* mode 0 */
 [0] =  32000,
 [1] =  44100,
 [2] =  48000,
 /* mode 1 */
 [3] =  88200,
 [4] =  96000,
 /* mode 2 */
 [5] = 176400,
 [6] = 192000,
};

int snd_dice_stream_get_rate_mode(struct snd_dice *dice, unsigned int rate,
      enum snd_dice_rate_mode *mode)
{
 /* Corresponding to each entry in snd_dice_rates. */
 static const enum snd_dice_rate_mode modes[] = {
  [0] = SND_DICE_RATE_MODE_LOW,
  [1] = SND_DICE_RATE_MODE_LOW,
  [2] = SND_DICE_RATE_MODE_LOW,
  [3] = SND_DICE_RATE_MODE_MIDDLE,
  [4] = SND_DICE_RATE_MODE_MIDDLE,
  [5] = SND_DICE_RATE_MODE_HIGH,
  [6] = SND_DICE_RATE_MODE_HIGH,
 };
 int i;

 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snd_dice_rates); i++) {
  if (!(dice->clock_caps & BIT(i)))
   continue;
  if (snd_dice_rates[i] != rate)
   continue;

  *mode = modes[i];
  return 0;
 }

 return -EINVAL;
}

static int select_clock(struct snd_dice *dice, unsigned int rate)
{
 __be32 reg, new;
 u32 data;
 int i;
 int err;

 err = snd_dice_transaction_read_global(dice, GLOBAL_CLOCK_SELECT,
            ®, sizeof(reg));
 if (err < 0)
  return err;

 data = be32_to_cpu(reg);

 data &= ~CLOCK_RATE_MASK;
 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snd_dice_rates); ++i) {
  if (snd_dice_rates[i] == rate)
   break;
 }
 if (i == ARRAY_SIZE(snd_dice_rates))
  return -EINVAL;
 data |= i << CLOCK_RATE_SHIFT;

 if (completion_done(&dice->clock_accepted))
  reinit_completion(&dice->clock_accepted);

 new = cpu_to_be32(data);
 err = snd_dice_transaction_write_global(dice, GLOBAL_CLOCK_SELECT,
      &new, sizeof(new));
 if (err < 0)
  return err;

 if (wait_for_completion_timeout(&dice->clock_accepted,
   msecs_to_jiffies(NOTIFICATION_TIMEOUT_MS)) == 0) {
  if (reg != new)
   return -ETIMEDOUT;
 }

 return 0;
}

static int get_register_params(struct snd_dice *dice,
          struct reg_params *tx_params,
          struct reg_params *rx_params)
{
 __be32 reg[2];
 int err;

 err = snd_dice_transaction_read_tx(dice, TX_NUMBER, reg, sizeof(reg));
 if (err < 0)
  return err;
 tx_params->count =
   min_t(unsigned int, be32_to_cpu(reg[0]), MAX_STREAMS);
 tx_params->size = be32_to_cpu(reg[1]) * 4;

 err = snd_dice_transaction_read_rx(dice, RX_NUMBER, reg, sizeof(reg));
 if (err < 0)
  return err;
 rx_params->count =
   min_t(unsigned int, be32_to_cpu(reg[0]), MAX_STREAMS);
 rx_params->size = be32_to_cpu(reg[1]) * 4;

 return 0;
}

static void release_resources(struct snd_dice *dice)
{
 int i;

 for (i = 0; i < MAX_STREAMS; ++i) {
  fw_iso_resources_free(&dice->tx_resources[i]);
  fw_iso_resources_free(&dice->rx_resources[i]);
 }
}

static void stop_streams(struct snd_dice *dice, enum amdtp_stream_direction dir,
    struct reg_params *params)
{
 __be32 reg;
 unsigned int i;

 for (i = 0; i < params->count; i++) {
  reg = cpu_to_be32((u32)-1);
  if (dir == AMDTP_IN_STREAM) {
   snd_dice_transaction_write_tx(dice,
     params->size * i + TX_ISOCHRONOUS,
     ®, sizeof(reg));
  } else {
   snd_dice_transaction_write_rx(dice,
     params->size * i + RX_ISOCHRONOUS,
     ®, sizeof(reg));
  }
 }
}

static int keep_resources(struct snd_dice *dice, struct amdtp_stream *stream,
     struct fw_iso_resources *resources, unsigned int rate,
     unsigned int pcm_chs, unsigned int midi_ports)
{
 bool double_pcm_frames;
 unsigned int i;
 int err;

 // At 176.4/192.0 kHz, Dice has a quirk to transfer two PCM frames in
 // one data block of AMDTP packet. Thus sampling transfer frequency is
 // a half of PCM sampling frequency, i.e. PCM frames at 192.0 kHz are
 // transferred on AMDTP packets at 96 kHz. Two successive samples of a
 // channel are stored consecutively in the packet. This quirk is called
 // as 'Dual Wire'.
 // For this quirk, blocking mode is required and PCM buffer size should
 // be aligned to SYT_INTERVAL.
 double_pcm_frames = (rate > 96000 && !dice->disable_double_pcm_frames);
 if (double_pcm_frames) {
  rate /= 2;
  pcm_chs *= 2;
 }

 err = amdtp_am824_set_parameters(stream, rate, pcm_chs, midi_ports,
      double_pcm_frames);
 if (err < 0)
  return err;

 if (double_pcm_frames) {
  pcm_chs /= 2;

  for (i = 0; i < pcm_chs; i++) {
   amdtp_am824_set_pcm_position(stream, i, i * 2);
   amdtp_am824_set_pcm_position(stream, i + pcm_chs,
           i * 2 + 1);
  }
 }

 return fw_iso_resources_allocate(resources,
    amdtp_stream_get_max_payload(stream),
    fw_parent_device(dice->unit)->max_speed);
}

static int keep_dual_resources(struct snd_dice *dice, unsigned int rate,
          enum amdtp_stream_direction dir,
          struct reg_params *params)
{
 enum snd_dice_rate_mode mode;
 int i;
 int err;

 err = snd_dice_stream_get_rate_mode(dice, rate, &mode);
 if (err < 0)
  return err;

 for (i = 0; i < params->count; ++i) {
  __be32 reg[2];
  struct amdtp_stream *stream;
  struct fw_iso_resources *resources;
  unsigned int pcm_cache;
  unsigned int pcm_chs;
  unsigned int midi_ports;

  if (dir == AMDTP_IN_STREAM) {
   stream = &dice->tx_stream[i];
   resources = &dice->tx_resources[i];

   pcm_cache = dice->tx_pcm_chs[i][mode];
   err = snd_dice_transaction_read_tx(dice,
     params->size * i + TX_NUMBER_AUDIO,
     reg, sizeof(reg));
  } else {
   stream = &dice->rx_stream[i];
   resources = &dice->rx_resources[i];

   pcm_cache = dice->rx_pcm_chs[i][mode];
   err = snd_dice_transaction_read_rx(dice,
     params->size * i + RX_NUMBER_AUDIO,
     reg, sizeof(reg));
  }
  if (err < 0)
   return err;
  pcm_chs = be32_to_cpu(reg[0]);
  midi_ports = be32_to_cpu(reg[1]);

  // These are important for developer of this driver.
  if (pcm_chs != pcm_cache) {
   dev_info(&dice->unit->device,
     "cache mismatch: pcm: %u:%u, midi: %u\n",
     pcm_chs, pcm_cache, midi_ports);
   return -EPROTO;
  }

  err = keep_resources(dice, stream, resources, rate, pcm_chs,
         midi_ports);
  if (err < 0)
   return err;
 }

 return 0;
}

static void finish_session(struct snd_dice *dice, struct reg_params *tx_params,
      struct reg_params *rx_params)
{
 stop_streams(dice, AMDTP_IN_STREAM, tx_params);
 stop_streams(dice, AMDTP_OUT_STREAM, rx_params);

 snd_dice_transaction_clear_enable(dice);
}

int snd_dice_stream_reserve_duplex(struct snd_dice *dice, unsigned int rate,
       unsigned int events_per_period,
       unsigned int events_per_buffer)
{
 unsigned int curr_rate;
 int err;

 // Check sampling transmission frequency.
 err = snd_dice_transaction_get_rate(dice, &curr_rate);
 if (err < 0)
  return err;
 if (rate == 0)
  rate = curr_rate;

 if (dice->substreams_counter == 0 || curr_rate != rate) {
  struct reg_params tx_params, rx_params;

  amdtp_domain_stop(&dice->domain);

  err = get_register_params(dice, &tx_params, &rx_params);
  if (err < 0)
   return err;
  finish_session(dice, &tx_params, &rx_params);

  release_resources(dice);

  // Just after owning the unit (GLOBAL_OWNER), the unit can
  // return invalid stream formats. Selecting clock parameters
  // have an effect for the unit to refine it.
  err = select_clock(dice, rate);
  if (err < 0)
   return err;

  // After changing sampling transfer frequency, the value of
  // register can be changed.
  err = get_register_params(dice, &tx_params, &rx_params);
  if (err < 0)
   return err;

  err = keep_dual_resources(dice, rate, AMDTP_IN_STREAM,
       &tx_params);
  if (err < 0)
   goto error;

  err = keep_dual_resources(dice, rate, AMDTP_OUT_STREAM,
       &rx_params);
  if (err < 0)
   goto error;

  err = amdtp_domain_set_events_per_period(&dice->domain,
     events_per_period, events_per_buffer);
  if (err < 0)
   goto error;
 }

 return 0;
error:
 release_resources(dice);
 return err;
}

static int start_streams(struct snd_dice *dice, enum amdtp_stream_direction dir,
    unsigned int rate, struct reg_params *params)
{
 unsigned int max_speed = fw_parent_device(dice->unit)->max_speed;
 int i;
 int err;

 for (i = 0; i < params->count; i++) {
  struct amdtp_stream *stream;
  struct fw_iso_resources *resources;
  __be32 reg;

  if (dir == AMDTP_IN_STREAM) {
   stream = dice->tx_stream + i;
   resources = dice->tx_resources + i;
  } else {
   stream = dice->rx_stream + i;
   resources = dice->rx_resources + i;
  }

  reg = cpu_to_be32(resources->channel);
  if (dir == AMDTP_IN_STREAM) {
   err = snd_dice_transaction_write_tx(dice,
     params->size * i + TX_ISOCHRONOUS,
     ®, sizeof(reg));
  } else {
   err = snd_dice_transaction_write_rx(dice,
     params->size * i + RX_ISOCHRONOUS,
     ®, sizeof(reg));
  }
  if (err < 0)
   return err;

  if (dir == AMDTP_IN_STREAM) {
   reg = cpu_to_be32(max_speed);
   err = snd_dice_transaction_write_tx(dice,
     params->size * i + TX_SPEED,
     ®, sizeof(reg));
   if (err < 0)
    return err;
  }

  err = amdtp_domain_add_stream(&dice->domain, stream,
           resources->channel, max_speed);
  if (err < 0)
   return err;
 }

 return 0;
}

/*
 * MEMO: After this function, there're two states of streams:
 *  - None streams are running.
 *  - All streams are running.
 */
int snd_dice_stream_start_duplex(struct snd_dice *dice)
{
 unsigned int generation = dice->rx_resources[0].generation;
 struct reg_params tx_params, rx_params;
 unsigned int i;
 unsigned int rate;
 enum snd_dice_rate_mode mode;
 int err;

 if (dice->substreams_counter == 0)
  return -EIO;

 err = get_register_params(dice, &tx_params, &rx_params);
 if (err < 0)
  return err;

 // Check error of packet streaming.
 for (i = 0; i < MAX_STREAMS; ++i) {
  if (amdtp_streaming_error(&dice->tx_stream[i]) ||
      amdtp_streaming_error(&dice->rx_stream[i])) {
   amdtp_domain_stop(&dice->domain);
   finish_session(dice, &tx_params, &rx_params);
   break;
  }
 }

 if (generation != fw_parent_device(dice->unit)->card->generation) {
  for (i = 0; i < MAX_STREAMS; ++i) {
   if (i < tx_params.count)
    fw_iso_resources_update(dice->tx_resources + i);
   if (i < rx_params.count)
    fw_iso_resources_update(dice->rx_resources + i);
  }
 }

 // Check required streams are running or not.
 err = snd_dice_transaction_get_rate(dice, &rate);
 if (err < 0)
  return err;
 err = snd_dice_stream_get_rate_mode(dice, rate, &mode);
 if (err < 0)
  return err;
 for (i = 0; i < MAX_STREAMS; ++i) {
  if (dice->tx_pcm_chs[i][mode] > 0 &&
      !amdtp_stream_running(&dice->tx_stream[i]))
   break;
  if (dice->rx_pcm_chs[i][mode] > 0 &&
      !amdtp_stream_running(&dice->rx_stream[i]))
   break;
 }
 if (i < MAX_STREAMS) {
  // Start both streams.
  err = start_streams(dice, AMDTP_IN_STREAM, rate, &tx_params);
  if (err < 0)
   goto error;

  err = start_streams(dice, AMDTP_OUT_STREAM, rate, &rx_params);
  if (err < 0)
   goto error;

  err = snd_dice_transaction_set_enable(dice);
  if (err < 0) {
   dev_err(&dice->unit->device,
    "fail to enable interface\n");
   goto error;
  }

  // MEMO: The device immediately starts packet transmission when enabled. Some
  // devices are strictly to generate any discontinuity in the sequence of tx packet
  // when they receives invalid sequence of presentation time in CIP header. The
  // sequence replay for media clock recovery can suppress the behaviour.
  err = amdtp_domain_start(&dice->domain, 0, true, false);
  if (err < 0)
   goto error;

  if (!amdtp_domain_wait_ready(&dice->domain, READY_TIMEOUT_MS)) {
   err = -ETIMEDOUT;
   goto error;
  }
 }

 return 0;
error:
 amdtp_domain_stop(&dice->domain);
 finish_session(dice, &tx_params, &rx_params);
 return err;
}

/*
 * MEMO: After this function, there're two states of streams:
 *  - None streams are running.
 *  - All streams are running.
 */
void snd_dice_stream_stop_duplex(struct snd_dice *dice)
{
 struct reg_params tx_params, rx_params;

 if (dice->substreams_counter == 0) {
  if (get_register_params(dice, &tx_params, &rx_params) >= 0)
   finish_session(dice, &tx_params, &rx_params);

  amdtp_domain_stop(&dice->domain);
  release_resources(dice);
 }
}

static int init_stream(struct snd_dice *dice, enum amdtp_stream_direction dir,
         unsigned int index)
{
 struct amdtp_stream *stream;
 struct fw_iso_resources *resources;
 int err;

 if (dir == AMDTP_IN_STREAM) {
  stream = &dice->tx_stream[index];
  resources = &dice->tx_resources[index];
 } else {
  stream = &dice->rx_stream[index];
  resources = &dice->rx_resources[index];
 }

 err = fw_iso_resources_init(resources, dice->unit);
 if (err < 0)
  goto end;
 resources->channels_mask = 0x00000000ffffffffuLL;

 err = amdtp_am824_init(stream, dice->unit, dir, CIP_BLOCKING);
 if (err < 0) {
  amdtp_stream_destroy(stream);
  fw_iso_resources_destroy(resources);
 }
end:
 return err;
}

/*
 * This function should be called before starting streams or after stopping
 * streams.
 */
static void destroy_stream(struct snd_dice *dice,
      enum amdtp_stream_direction dir,
      unsigned int index)
{
 struct amdtp_stream *stream;
 struct fw_iso_resources *resources;

 if (dir == AMDTP_IN_STREAM) {
  stream = &dice->tx_stream[index];
  resources = &dice->tx_resources[index];
 } else {
  stream = &dice->rx_stream[index];
  resources = &dice->rx_resources[index];
 }

 amdtp_stream_destroy(stream);
 fw_iso_resources_destroy(resources);
}

int snd_dice_stream_init_duplex(struct snd_dice *dice)
{
 int i, err;

 for (i = 0; i < MAX_STREAMS; i++) {
  err = init_stream(dice, AMDTP_IN_STREAM, i);
  if (err < 0) {
   for (; i >= 0; i--)
    destroy_stream(dice, AMDTP_IN_STREAM, i);
   goto end;
  }
 }

 for (i = 0; i < MAX_STREAMS; i++) {
  err = init_stream(dice, AMDTP_OUT_STREAM, i);
  if (err < 0) {
   for (; i >= 0; i--)
    destroy_stream(dice, AMDTP_OUT_STREAM, i);
   for (i = 0; i < MAX_STREAMS; i++)
    destroy_stream(dice, AMDTP_IN_STREAM, i);
   goto end;
  }
 }

 err = amdtp_domain_init(&dice->domain);
 if (err < 0) {
  for (i = 0; i < MAX_STREAMS; ++i) {
   destroy_stream(dice, AMDTP_OUT_STREAM, i);
   destroy_stream(dice, AMDTP_IN_STREAM, i);
  }
 }
end:
 return err;
}

void snd_dice_stream_destroy_duplex(struct snd_dice *dice)
{
 unsigned int i;

 for (i = 0; i < MAX_STREAMS; i++) {
  destroy_stream(dice, AMDTP_IN_STREAM, i);
  destroy_stream(dice, AMDTP_OUT_STREAM, i);
 }

 amdtp_domain_destroy(&dice->domain);
}

void snd_dice_stream_update_duplex(struct snd_dice *dice)
{
 struct reg_params tx_params, rx_params;

 /*
  * On a bus reset, the DICE firmware disables streaming and then goes
  * off contemplating its own navel for hundreds of milliseconds before
  * it can react to any of our attempts to reenable streaming.  This
  * means that we lose synchronization anyway, so we force our streams
  * to stop so that the application can restart them in an orderly
  * manner.
 */
 dice->global_enabled = false;

 if (get_register_params(dice, &tx_params, &rx_params) == 0) {
  amdtp_domain_stop(&dice->domain);

  stop_streams(dice, AMDTP_IN_STREAM, &tx_params);
  stop_streams(dice, AMDTP_OUT_STREAM, &rx_params);
 }
}

int snd_dice_stream_detect_current_formats(struct snd_dice *dice)
{
 unsigned int rate;
 enum snd_dice_rate_mode mode;
 __be32 reg[2];
 struct reg_params tx_params, rx_params;
 int i;
 int err;

 /* If extended protocol is available, detect detail spec. */
 err = snd_dice_detect_extension_formats(dice);
 if (err >= 0)
  return err;

 /*
  * Available stream format is restricted at current mode of sampling
  * clock.
 */
 err = snd_dice_transaction_get_rate(dice, &rate);
 if (err < 0)
  return err;

 err = snd_dice_stream_get_rate_mode(dice, rate, &mode);
 if (err < 0)
  return err;

 /*
  * Just after owning the unit (GLOBAL_OWNER), the unit can return
  * invalid stream formats. Selecting clock parameters have an effect
  * for the unit to refine it.
 */
 err = select_clock(dice, rate);
 if (err < 0)
  return err;

 err = get_register_params(dice, &tx_params, &rx_params);
 if (err < 0)
  return err;

 for (i = 0; i < tx_params.count; ++i) {
  err = snd_dice_transaction_read_tx(dice,
    tx_params.size * i + TX_NUMBER_AUDIO,
    reg, sizeof(reg));
  if (err < 0)
   return err;
  dice->tx_pcm_chs[i][mode] = be32_to_cpu(reg[0]);
  dice->tx_midi_ports[i] = max_t(unsigned int,
    be32_to_cpu(reg[1]), dice->tx_midi_ports[i]);
 }
 for (i = 0; i < rx_params.count; ++i) {
  err = snd_dice_transaction_read_rx(dice,
    rx_params.size * i + RX_NUMBER_AUDIO,
    reg, sizeof(reg));
  if (err < 0)
   return err;
  dice->rx_pcm_chs[i][mode] = be32_to_cpu(reg[0]);
  dice->rx_midi_ports[i] = max_t(unsigned int,
    be32_to_cpu(reg[1]), dice->rx_midi_ports[i]);
 }

 return 0;
}

static void dice_lock_changed(struct snd_dice *dice)
{
 dice->dev_lock_changed = true;
 wake_up(&dice->hwdep_wait);
}

int snd_dice_stream_lock_try(struct snd_dice *dice)
{
 int err;

 spin_lock_irq(&dice->lock);

 if (dice->dev_lock_count < 0) {
  err = -EBUSY;
  goto out;
 }

 if (dice->dev_lock_count++ == 0)
  dice_lock_changed(dice);
 err = 0;
out:
 spin_unlock_irq(&dice->lock);
 return err;
}

void snd_dice_stream_lock_release(struct snd_dice *dice)
{
 spin_lock_irq(&dice->lock);

 if (WARN_ON(dice->dev_lock_count <= 0))
  goto out;

 if (--dice->dev_lock_count == 0)
  dice_lock_changed(dice);
out:
 spin_unlock_irq(&dice->lock);
}