Quelle  amdtp-stream.h   Sprache: C

/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
#ifndef SOUND_FIREWIRE_AMDTP_H_INCLUDED
#define SOUND_FIREWIRE_AMDTP_H_INCLUDED

#include <linux/err.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/sched.h>
#include <sound/asound.h>
#include "packets-buffer.h"

/**
 * enum cip_flags - describes details of the streaming protocol
 * @CIP_NONBLOCKING: In non-blocking mode, each packet contains
 * sample_rate/8000 samples, with rounding up or down to adjust
 * for clock skew and left-over fractional samples.  This should
 * be used if supported by the device.
 * @CIP_BLOCKING: In blocking mode, each packet contains either zero or
 * SYT_INTERVAL samples, with these two types alternating so that
 * the overall sample rate comes out right.
 * @CIP_EMPTY_WITH_TAG0: Only for in-stream. Empty in-packets have TAG0.
 * @CIP_DBC_IS_END_EVENT: The value of dbc in an packet corresponds to the end
 * of event in the packet. Out of IEC 61883.
 * @CIP_WRONG_DBS: Only for in-stream. The value of dbs is wrong in in-packets.
 * The value of data_block_quadlets is used instead of reported value.
 * @CIP_SKIP_DBC_ZERO_CHECK: Only for in-stream.  Packets with zero in dbc is
 * skipped for detecting discontinuity.
 * @CIP_EMPTY_HAS_WRONG_DBC: Only for in-stream. The value of dbc in empty
 * packet is wrong but the others are correct.
 * @CIP_JUMBO_PAYLOAD: Only for in-stream. The number of data blocks in an
 * packet is larger than IEC 61883-6 defines. Current implementation
 * allows 5 times as large as IEC 61883-6 defines.
 * @CIP_HEADER_WITHOUT_EOH: Only for in-stream. CIP Header doesn't include
 * valid EOH.
 * @CIP_NO_HEADER: a lack of headers in packets
 * @CIP_UNALIGHED_DBC: Only for in-stream. The value of dbc is not alighed to
 * the value of current SYT_INTERVAL; e.g. initial value is not zero.
 * @CIP_UNAWARE_SYT: For outgoing packet, the value in SYT field of CIP is 0xffff.
 * For incoming packet, the value in SYT field of CIP is not handled.
 * @CIP_DBC_IS_PAYLOAD_QUADLETS: Available for incoming packet, and only effective with
 * CIP_DBC_IS_END_EVENT flag. The value of dbc field is the number of accumulated quadlets
 * in CIP payload, instead of the number of accumulated data blocks.
 */
enum cip_flags {
 CIP_NONBLOCKING  = 0x00,
 CIP_BLOCKING  = 0x01,
 CIP_EMPTY_WITH_TAG0 = 0x02,
 CIP_DBC_IS_END_EVENT = 0x04,
 CIP_WRONG_DBS  = 0x08,
 CIP_SKIP_DBC_ZERO_CHECK = 0x10,
 CIP_EMPTY_HAS_WRONG_DBC = 0x20,
 CIP_JUMBO_PAYLOAD = 0x40,
 CIP_HEADER_WITHOUT_EOH = 0x80,
 CIP_NO_HEADER  = 0x100,
 CIP_UNALIGHED_DBC = 0x200,
 CIP_UNAWARE_SYT  = 0x400,
 CIP_DBC_IS_PAYLOAD_QUADLETS = 0x800,
};

/**
 * enum cip_sfc - supported Sampling Frequency Codes (SFCs)
 * @CIP_SFC_32000:   32,000 data blocks
 * @CIP_SFC_44100:   44,100 data blocks
 * @CIP_SFC_48000:   48,000 data blocks
 * @CIP_SFC_88200:   88,200 data blocks
 * @CIP_SFC_96000:   96,000 data blocks
 * @CIP_SFC_176400: 176,400 data blocks
 * @CIP_SFC_192000: 192,000 data blocks
 * @CIP_SFC_COUNT: the number of supported SFCs
 *
 * These values are used to show nominal Sampling Frequency Code in
 * Format Dependent Field (FDF) of AMDTP packet header. In IEC 61883-6:2002,
 * this code means the number of events per second. Actually the code
 * represents the number of data blocks transferred per second in an AMDTP
 * stream.
 *
 * In IEC 61883-6:2005, some extensions were added to support more types of
 * data such as 'One Bit LInear Audio', therefore the meaning of SFC became
 * different depending on the types.
 *
 * Currently our implementation is compatible with IEC 61883-6:2002.
 */
enum cip_sfc {
 CIP_SFC_32000  = 0,
 CIP_SFC_44100  = 1,
 CIP_SFC_48000  = 2,
 CIP_SFC_88200  = 3,
 CIP_SFC_96000  = 4,
 CIP_SFC_176400 = 5,
 CIP_SFC_192000 = 6,
 CIP_SFC_COUNT
};

struct fw_unit;
struct fw_iso_context;
struct snd_pcm_substream;
struct snd_pcm_runtime;

enum amdtp_stream_direction {
 AMDTP_OUT_STREAM = 0,
 AMDTP_IN_STREAM
};

struct pkt_desc {
 u32 cycle;
 u32 syt;
 unsigned int data_blocks;
 unsigned int data_block_counter;
 __be32 *ctx_payload;
 struct list_head link;
};

struct amdtp_stream;
typedef void (*amdtp_stream_process_ctx_payloads_t)(struct amdtp_stream *s,
          const struct pkt_desc *desc,
          unsigned int count,
          struct snd_pcm_substream *pcm);

struct amdtp_domain;
struct amdtp_stream {
 struct fw_unit *unit;
 // The combination of cip_flags enumeration-constants.
 unsigned int flags;
 enum amdtp_stream_direction direction;
 struct mutex mutex;

 /* For packet processing. */
 struct fw_iso_context *context;
 struct iso_packets_buffer buffer;
 unsigned int queue_size;
 int packet_index;
 struct pkt_desc *packet_descs;
 struct list_head packet_descs_list;
 struct pkt_desc *packet_descs_cursor;
 int tag;
 union {
  struct {
   unsigned int ctx_header_size;

   // limit for payload of iso packet.
   unsigned int max_ctx_payload_length;

   // For quirks of CIP headers.
   // Fixed interval of dbc between previos/current
   // packets.
   unsigned int dbc_interval;

   // The device starts multiplexing events to the packet.
   bool event_starts;

   struct {
    struct seq_desc *descs;
    unsigned int size;
    unsigned int pos;
   } cache;
  } tx;
  struct {
   // To generate CIP header.
   unsigned int fdf;

   // To generate constant hardware IRQ.
   unsigned int event_count;

   // To calculate CIP data blocks and tstamp.
   struct {
    struct seq_desc *descs;
    unsigned int size;
    unsigned int pos;
   } seq;

   unsigned int data_block_state;
   unsigned int syt_offset_state;
   unsigned int last_syt_offset;

   struct amdtp_stream *replay_target;
   unsigned int cache_pos;
  } rx;
 } ctx_data;

 /* For CIP headers. */
 unsigned int source_node_id_field;
 unsigned int data_block_quadlets;
 unsigned int data_block_counter;
 unsigned int sph;
 unsigned int fmt;

 // Internal flags.
 unsigned int transfer_delay;
 enum cip_sfc sfc;
 unsigned int syt_interval;

 /* For a PCM substream processing. */
 struct snd_pcm_substream *pcm;
 struct work_struct period_work;
 snd_pcm_uframes_t pcm_buffer_pointer;
 unsigned int pcm_period_pointer;
 unsigned int pcm_frame_multiplier;

 // To start processing content of packets at the same cycle in several contexts for
 // each direction.
 bool ready_processing;
 wait_queue_head_t ready_wait;
 unsigned int next_cycle;

 /* For backends to process data blocks. */
 void *protocol;
 amdtp_stream_process_ctx_payloads_t process_ctx_payloads;

 // For domain.
 int channel;
 int speed;
 struct list_head list;
 struct amdtp_domain *domain;
};

int amdtp_stream_init(struct amdtp_stream *s, struct fw_unit *unit,
        enum amdtp_stream_direction dir, unsigned int flags,
        unsigned int fmt,
        amdtp_stream_process_ctx_payloads_t process_ctx_payloads,
        unsigned int protocol_size);
void amdtp_stream_destroy(struct amdtp_stream *s);

int amdtp_stream_set_parameters(struct amdtp_stream *s, unsigned int rate,
    unsigned int data_block_quadlets, unsigned int pcm_frame_multiplier);
unsigned int amdtp_stream_get_max_payload(struct amdtp_stream *s);

void amdtp_stream_update(struct amdtp_stream *s);

int amdtp_stream_add_pcm_hw_constraints(struct amdtp_stream *s,
     struct snd_pcm_runtime *runtime);

void amdtp_stream_pcm_prepare(struct amdtp_stream *s);
void amdtp_stream_pcm_abort(struct amdtp_stream *s);

extern const unsigned int amdtp_syt_intervals[CIP_SFC_COUNT];
extern const unsigned int amdtp_rate_table[CIP_SFC_COUNT];

/**
 * amdtp_stream_running - check stream is running or not
 * @s: the AMDTP stream
 *
 * If this function returns true, the stream is running.
 */
static inline bool amdtp_stream_running(struct amdtp_stream *s)
{
 return !IS_ERR(s->context);
}

/**
 * amdtp_streaming_error - check for streaming error
 * @s: the AMDTP stream
 *
 * If this function returns true, the stream's packet queue has stopped due to
 * an asynchronous error.
 */
static inline bool amdtp_streaming_error(struct amdtp_stream *s)
{
 return s->packet_index < 0;
}

/**
 * amdtp_stream_pcm_running - check PCM substream is running or not
 * @s: the AMDTP stream
 *
 * If this function returns true, PCM substream in the AMDTP stream is running.
 */
static inline bool amdtp_stream_pcm_running(struct amdtp_stream *s)
{
 return !!s->pcm;
}

/**
 * amdtp_stream_pcm_trigger - start/stop playback from a PCM device
 * @s: the AMDTP stream
 * @pcm: the PCM device to be started, or %NULL to stop the current device
 *
 * Call this function on a running isochronous stream to enable the actual
 * transmission of PCM data.  This function should be called from the PCM
 * device's .trigger callback.
 */
static inline void amdtp_stream_pcm_trigger(struct amdtp_stream *s,
         struct snd_pcm_substream *pcm)
{
 WRITE_ONCE(s->pcm, pcm);
}

/**
 * amdtp_stream_next_packet_desc - retrieve next descriptor for amdtp packet.
 * @s: the AMDTP stream
 * @desc: the descriptor of packet
 *
 * This macro computes next descriptor so that the list of descriptors behaves circular queue.
 */
#define amdtp_stream_next_packet_desc(s, desc) \
 list_next_entry_circular(desc, &s->packet_descs_list, link)

static inline bool cip_sfc_is_base_44100(enum cip_sfc sfc)
{
 return sfc & 1;
}

struct seq_desc {
 unsigned int syt_offset;
 unsigned int data_blocks;
};

struct amdtp_domain {
 struct list_head streams;

 unsigned int events_per_period;
 unsigned int events_per_buffer;

 struct amdtp_stream *irq_target;

 struct {
  unsigned int tx_init_skip;
  unsigned int tx_start;
  unsigned int rx_start;
 } processing_cycle;

 struct {
  bool enable:1;
  bool on_the_fly:1;
 } replay;
};

int amdtp_domain_init(struct amdtp_domain *d);
void amdtp_domain_destroy(struct amdtp_domain *d);

int amdtp_domain_add_stream(struct amdtp_domain *d, struct amdtp_stream *s,
       int channel, int speed);

int amdtp_domain_start(struct amdtp_domain *d, unsigned int tx_init_skip_cycles, bool replay_seq,
         bool replay_on_the_fly);
void amdtp_domain_stop(struct amdtp_domain *d);

static inline int amdtp_domain_set_events_per_period(struct amdtp_domain *d,
      unsigned int events_per_period,
      unsigned int events_per_buffer)
{
 d->events_per_period = events_per_period;
 d->events_per_buffer = events_per_buffer;

 return 0;
}

unsigned long amdtp_domain_stream_pcm_pointer(struct amdtp_domain *d,
           struct amdtp_stream *s);
int amdtp_domain_stream_pcm_ack(struct amdtp_domain *d, struct amdtp_stream *s);

/**
 * amdtp_domain_wait_ready - sleep till being ready to process packets or timeout
 * @d: the AMDTP domain
 * @timeout_ms: msec till timeout
 *
 * If this function return false, the AMDTP domain should be stopped.
 */
static inline bool amdtp_domain_wait_ready(struct amdtp_domain *d, unsigned int timeout_ms)
{
 struct amdtp_stream *s;

 list_for_each_entry(s, &d->streams, list) {
  unsigned int j = msecs_to_jiffies(timeout_ms);

  if (wait_event_interruptible_timeout(s->ready_wait, s->ready_processing, j) <= 0)
   return false;
 }

 return true;
}

#endif