sound/usb/endpoint.c

   1 /*
   2  *   This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   3  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   4  *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   5  *   (at your option) any later version.
   6  *
   7  *   This program is distributed in the hope that it will be useful,
   8  *   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
   9  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  10  *   GNU General Public License for more details.
  11  *
  12  *   You should have received a copy of the GNU General Public License
  13  *   along with this program; if not, write to the Free Software
  14  *   Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  15  *
  16  */
  17
  18 #include <linux/gfp.h>
  19 #include <linux/init.h>
  20 #include <linux/ratelimit.h>
  21 #include <linux/usb.h>
  22 #include <linux/usb/audio.h>
  23 #include <linux/slab.h>
  24
  25 #include <sound/core.h>
  26 #include <sound/pcm.h>
  27 #include <sound/pcm_params.h>
  28
  29 #include "usbaudio.h"
  30 #include "helper.h"
  31 #include "card.h"
  32 #include "endpoint.h"
  33 #include "pcm.h"
  34 #include "quirks.h"
  35
  36 #define EP_FLAG_ACTIVATED       0
  37 #define EP_FLAG_RUNNING         1
  38 #define EP_FLAG_STOPPING        2
  39
  40 /*
  41  * snd_usb_endpoint is a model that abstracts everything related to an
  42  * USB endpoint and its streaming.
  43  *
  44  * There are functions to activate and deactivate the streaming URBs and
  45  * optional callbacks to let the pcm logic handle the actual content of the
  46  * packets for playback and record. Thus, the bus streaming and the audio
  47  * handlers are fully decoupled.
  48  *
  49  * There are two different types of endpoints in audio applications.
  50  *
  51  * SND_USB_ENDPOINT_TYPE_DATA handles full audio data payload for both
  52  * inbound and outbound traffic.
  53  *
  54  * SND_USB_ENDPOINT_TYPE_SYNC endpoints are for inbound traffic only and
  55  * expect the payload to carry Q10.14 / Q16.16 formatted sync information
  56  * (3 or 4 bytes).
  57  *
  58  * Each endpoint has to be configured prior to being used by calling
  59  * snd_usb_endpoint_set_params().
  60  *
  61  * The model incorporates a reference counting, so that multiple users
  62  * can call snd_usb_endpoint_start() and snd_usb_endpoint_stop(), and
  63  * only the first user will effectively start the URBs, and only the last
  64  * one to stop it will tear the URBs down again.
  65  */
  66
  67 /*
  68  * convert a sampling rate into our full speed format (fs/1000 in Q16.16)
  69  * this will overflow at approx 524 kHz
  70  */
  71 static inline unsigned get_usb_full_speed_rate(unsigned int rate)
  72 {
  73         return ((rate << 13) + 62) / 125;
  74 }
  75
  76 /*
  77  * convert a sampling rate into USB high speed format (fs/8000 in Q16.16)
  78  * this will overflow at approx 4 MHz
  79  */
  80 static inline unsigned get_usb_high_speed_rate(unsigned int rate)
  81 {
  82         return ((rate << 10) + 62) / 125;
  83 }
  84
  85 /*
  86  * release a urb data
  87  */
  88 static void release_urb_ctx(struct snd_urb_ctx *u)
  89 {
  90         if (u->buffer_size)
  91                 usb_free_coherent(u->ep->chip->dev, u->buffer_size,
  92                                   u->urb->transfer_buffer,
  93                                   u->urb->transfer_dma);
  94         usb_free_urb(u->urb);
  95         u->urb = NULL;
  96 }
  97
  98 static const char *usb_error_string(int err)
  99 {
 100         switch (err) {
 101         case -ENODEV:
 102                 return "no device";
 103         case -ENOENT:
 104                 return "endpoint not enabled";
 105         case -EPIPE:
 106                 return "endpoint stalled";
 107         case -ENOSPC:
 108                 return "not enough bandwidth";
 109         case -ESHUTDOWN:
 110                 return "device disabled";
 111         case -EHOSTUNREACH:
 112                 return "device suspended";
 113         case -EINVAL:
 114         case -EAGAIN:
 115         case -EFBIG:
 116         case -EMSGSIZE:
 117                 return "internal error";
 118         default:
 119                 return "unknown error";
 120         }
 121 }
 122
 123 /**
 124  * snd_usb_endpoint_implicit_feedback_sink: Report endpoint usage type
 125  *
 126  * @ep: The snd_usb_endpoint
 127  *
 128  * Determine whether an endpoint is driven by an implicit feedback
 129  * data endpoint source.
 130  */
 131 int snd_usb_endpoint_implicit_feedback_sink(struct snd_usb_endpoint *ep)
 132 {
 133         return  ep->sync_master &&
 134                 ep->sync_master->type == SND_USB_ENDPOINT_TYPE_DATA &&
 135                 ep->type == SND_USB_ENDPOINT_TYPE_DATA &&
 136                 usb_pipeout(ep->pipe);
 137 }
 138
 139 /*
 140  * For streaming based on information derived from sync endpoints,
 141  * prepare_outbound_urb_sizes() will call next_packet_size() to
 142  * determine the number of samples to be sent in the next packet.
 143  *
 144  * For implicit feedback, next_packet_size() is unused.
 145  */
 146 int snd_usb_endpoint_next_packet_size(struct snd_usb_endpoint *ep)
 147 {
 148         unsigned long flags;
 149         int ret;
 150
 151         if (ep->fill_max)
 152                 return ep->maxframesize;
 153
 154         spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
 155         ep->phase = (ep->phase & 0xffff)
 156                 + (ep->freqm << ep->datainterval);
 157         ret = min(ep->phase >> 16, ep->maxframesize);
 158         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
 159
 160         return ret;
 161 }
 162
 163 static void retire_outbound_urb(struct snd_usb_endpoint *ep,
 164                                 struct snd_urb_ctx *urb_ctx)
 165 {
 166         if (ep->retire_data_urb)
 167                 ep->retire_data_urb(ep->data_subs, urb_ctx->urb);
 168 }
 169
 170 static void retire_inbound_urb(struct snd_usb_endpoint *ep,
 171                                struct snd_urb_ctx *urb_ctx)
 172 {
 173         struct urb *urb = urb_ctx->urb;
 174
 175         if (unlikely(ep->skip_packets > 0)) {
 176                 ep->skip_packets--;
 177                 return;
 178         }
 179
 180         if (ep->sync_slave)
 181                 snd_usb_handle_sync_urb(ep->sync_slave, ep, urb);
 182
 183         if (ep->retire_data_urb)
 184                 ep->retire_data_urb(ep->data_subs, urb);
 185 }
 186
 187 /*
 188  * Prepare a PLAYBACK urb for submission to the bus.
 189  */
 190 static void prepare_outbound_urb(struct snd_usb_endpoint *ep,
 191                                  struct snd_urb_ctx *ctx)
 192 {
 193         int i;
 194         struct urb *urb = ctx->urb;
 195         unsigned char *cp = urb->transfer_buffer;
 196
 197         urb->dev = ep->chip->dev; /* we need to set this at each time */
 198
 199         switch (ep->type) {
 200         case SND_USB_ENDPOINT_TYPE_DATA:
 201                 if (ep->prepare_data_urb) {
 202                         ep->prepare_data_urb(ep->data_subs, urb);
 203                 } else {
 204                         /* no data provider, so send silence */
 205                         unsigned int offs = 0;
 206                         for (i = 0; i < ctx->packets; ++i) {
 207                                 int counts;
 208
 209                                 if (ctx->packet_size[i])
 210                                         counts = ctx->packet_size[i];
 211                                 else
 212                                         counts = snd_usb_endpoint_next_packet_size(ep);
 213
 214                                 urb->iso_frame_desc[i].offset = offs * ep->stride;
 215                                 urb->iso_frame_desc[i].length = counts * ep->stride;
 216                                 offs += counts;
 217                         }
 218
 219                         urb->number_of_packets = ctx->packets;
 220                         urb->transfer_buffer_length = offs * ep->stride;
 221                         memset(urb->transfer_buffer, ep->silence_value,
 222                                offs * ep->stride);
 223                 }
 224                 break;
 225
 226         case SND_USB_ENDPOINT_TYPE_SYNC:
 227                 if (snd_usb_get_speed(ep->chip->dev) >= USB_SPEED_HIGH) {
 228                         /*
 229                          * fill the length and offset of each urb descriptor.
 230                          * the fixed 12.13 frequency is passed as 16.16 through the pipe.
 231                          */
 232                         urb->iso_frame_desc[0].length = 4;
 233                         urb->iso_frame_desc[0].offset = 0;
 234                         cp[0] = ep->freqn;
 235                         cp[1] = ep->freqn >> 8;
 236                         cp[2] = ep->freqn >> 16;
 237                         cp[3] = ep->freqn >> 24;
 238                 } else {
 239                         /*
 240                          * fill the length and offset of each urb descriptor.
 241                          * the fixed 10.14 frequency is passed through the pipe.
 242                          */
 243                         urb->iso_frame_desc[0].length = 3;
 244                         urb->iso_frame_desc[0].offset = 0;
 245                         cp[0] = ep->freqn >> 2;
 246                         cp[1] = ep->freqn >> 10;
 247                         cp[2] = ep->freqn >> 18;
 248                 }
 249
 250                 break;
 251         }
 252 }
 253
 254 /*
 255  * Prepare a CAPTURE or SYNC urb for submission to the bus.
 256  */
 257 static inline void prepare_inbound_urb(struct snd_usb_endpoint *ep,
 258                                        struct snd_urb_ctx *urb_ctx)
 259 {
 260         int i, offs;
 261         struct urb *urb = urb_ctx->urb;
 262
 263         urb->dev = ep->chip->dev; /* we need to set this at each time */
 264
 265         switch (ep->type) {
 266         case SND_USB_ENDPOINT_TYPE_DATA:
 267                 offs = 0;
 268                 for (i = 0; i < urb_ctx->packets; i++) {
 269                         urb->iso_frame_desc[i].offset = offs;
 270                         urb->iso_frame_desc[i].length = ep->curpacksize;
 271                         offs += ep->curpacksize;
 272                 }
 273
 274                 urb->transfer_buffer_length = offs;
 275                 urb->number_of_packets = urb_ctx->packets;
 276                 break;
 277
 278         case SND_USB_ENDPOINT_TYPE_SYNC:
 279                 urb->iso_frame_desc[0].length = min(4u, ep->syncmaxsize);
 280                 urb->iso_frame_desc[0].offset = 0;
 281                 break;
 282         }
 283 }
 284
 285 /*
 286  * Send output urbs that have been prepared previously. URBs are dequeued
 287  * from ep->ready_playback_urbs and in case there there aren't any available
 288  * or there are no packets that have been prepared, this function does
 289  * nothing.
 290  *
 291  * The reason why the functionality of sending and preparing URBs is separated
 292  * is that host controllers don't guarantee the order in which they return
 293  * inbound and outbound packets to their submitters.
 294  *
 295  * This function is only used for implicit feedback endpoints. For endpoints
 296  * driven by dedicated sync endpoints, URBs are immediately re-submitted
 297  * from their completion handler.
 298  */
 299 static void queue_pending_output_urbs(struct snd_usb_endpoint *ep)
 300 {
 301         while (test_bit(EP_FLAG_RUNNING, &ep->flags)) {
 302
 303                 unsigned long flags;
 304                 struct snd_usb_packet_info *uninitialized_var(packet);
 305                 struct snd_urb_ctx *ctx = NULL;
 306                 struct urb *urb;
 307                 int err, i;
 308
 309                 spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
 310                 if (ep->next_packet_read_pos != ep->next_packet_write_pos) {
 311                         packet = ep->next_packet + ep->next_packet_read_pos;
 312                         ep->next_packet_read_pos++;
 313                         ep->next_packet_read_pos %= MAX_URBS;
 314
 315                         /* take URB out of FIFO */
 316                         if (!list_empty(&ep->ready_playback_urbs))
 317                                 ctx = list_first_entry(&ep->ready_playback_urbs,
 318                                                struct snd_urb_ctx, ready_list);
 319                 }
 320                 spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
 321
 322                 if (ctx == NULL)
 323                         return;
 324
 325                 list_del_init(&ctx->ready_list);
 326                 urb = ctx->urb;
 327
 328                 /* copy over the length information */
 329                 for (i = 0; i < packet->packets; i++)
 330                         ctx->packet_size[i] = packet->packet_size[i];
 331
 332                 /* call the data handler to fill in playback data */
 333                 prepare_outbound_urb(ep, ctx);
 334
 335                 err = usb_submit_urb(ctx->urb, GFP_ATOMIC);
 336                 if (err < 0)
 337                         snd_printk(KERN_ERR "Unable to submit urb #%d: %d (urb %p)\n",
 338                                    ctx->index, err, ctx->urb);
 339                 else
 340                         set_bit(ctx->index, &ep->active_mask);
 341         }
 342 }
 343
 344 /*
 345  * complete callback for urbs
 346  */
 347 static void snd_complete_urb(struct urb *urb)
 348 {
 349         struct snd_urb_ctx *ctx = urb->context;
 350         struct snd_usb_endpoint *ep = ctx->ep;
 351         int err;
 352
 353         if (unlikely(urb->status == -ENOENT ||          /* unlinked */
 354                      urb->status == -ENODEV ||          /* device removed */
 355                      urb->status == -ECONNRESET ||      /* unlinked */
 356                      urb->status == -ESHUTDOWN ||       /* device disabled */
 357                      ep->chip->shutdown))               /* device disconnected */
 358                 goto exit_clear;
 359
 360         if (usb_pipeout(ep->pipe)) {
 361                 retire_outbound_urb(ep, ctx);
 362                 /* can be stopped during retire callback */
 363                 if (unlikely(!test_bit(EP_FLAG_RUNNING, &ep->flags)))
 364                         goto exit_clear;
 365
 366                 if (snd_usb_endpoint_implicit_feedback_sink(ep)) {
 367                         unsigned long flags;
 368
 369                         spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
 370                         list_add_tail(&ctx->ready_list, &ep->ready_playback_urbs);
 371                         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
 372                         queue_pending_output_urbs(ep);
 373
 374                         goto exit_clear;
 375                 }
 376
 377                 prepare_outbound_urb(ep, ctx);
 378         } else {
 379                 retire_inbound_urb(ep, ctx);
 380                 /* can be stopped during retire callback */
 381                 if (unlikely(!test_bit(EP_FLAG_RUNNING, &ep->flags)))
 382                         goto exit_clear;
 383
 384                 prepare_inbound_urb(ep, ctx);
 385         }
 386
 387         err = usb_submit_urb(urb, GFP_ATOMIC);
 388         if (err == 0)
 389                 return;
 390
 391         snd_printk(KERN_ERR "cannot submit urb (err = %d)\n", err);
 392         //snd_pcm_stop(substream, SNDRV_PCM_STATE_XRUN);
 393
 394 exit_clear:
 395         clear_bit(ctx->index, &ep->active_mask);
 396 }
 397
 398 /**
 399  * snd_usb_add_endpoint: Add an endpoint to an USB audio chip
 400  *
 401  * @chip: The chip
 402  * @alts: The USB host interface
 403  * @ep_num: The number of the endpoint to use
 404  * @direction: SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK or SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE
 405  * @type: SND_USB_ENDPOINT_TYPE_DATA or SND_USB_ENDPOINT_TYPE_SYNC
 406  *
 407  * If the requested endpoint has not been added to the given chip before,
 408  * a new instance is created. Otherwise, a pointer to the previoulsy
 409  * created instance is returned. In case of any error, NULL is returned.
 410  *
 411  * New endpoints will be added to chip->ep_list and must be freed by
 412  * calling snd_usb_endpoint_free().
 413  */
 414 struct snd_usb_endpoint *snd_usb_add_endpoint(struct snd_usb_audio *chip,
 415                                               struct usb_host_interface *alts,
 416                                               int ep_num, int direction, int type)
 417 {
 418         struct snd_usb_endpoint *ep;
 419         int is_playback = direction == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK;
 420
 421         mutex_lock(&chip->mutex);
 422
 423         list_for_each_entry(ep, &chip->ep_list, list) {
 424                 if (ep->ep_num == ep_num &&
 425                     ep->iface == alts->desc.bInterfaceNumber &&
 426                     ep->alt_idx == alts->desc.bAlternateSetting) {
 427                         snd_printdd(KERN_DEBUG "Re-using EP %x in iface %d,%d @%p\n",
 428                                         ep_num, ep->iface, ep->alt_idx, ep);
 429                         goto __exit_unlock;
 430                 }
 431         }
 432
 433         snd_printdd(KERN_DEBUG "Creating new %s %s endpoint #%x\n",
 434                     is_playback ? "playback" : "capture",
 435                     type == SND_USB_ENDPOINT_TYPE_DATA ? "data" : "sync",
 436                     ep_num);
 437
 438         ep = kzalloc(sizeof(*ep), GFP_KERNEL);
 439         if (!ep)
 440                 goto __exit_unlock;
 441
 442         ep->chip = chip;
 443         spin_lock_init(&ep->lock);
 444         ep->type = type;
 445         ep->ep_num = ep_num;
 446         ep->iface = alts->desc.bInterfaceNumber;
 447         ep->alt_idx = alts->desc.bAlternateSetting;
 448         INIT_LIST_HEAD(&ep->ready_playback_urbs);
 449         ep_num &= USB_ENDPOINT_NUMBER_MASK;
 450
 451         if (is_playback)
 452                 ep->pipe = usb_sndisocpipe(chip->dev, ep_num);
 453         else
 454                 ep->pipe = usb_rcvisocpipe(chip->dev, ep_num);
 455
 456         if (type == SND_USB_ENDPOINT_TYPE_SYNC) {
 457                 if (get_endpoint(alts, 1)->bLength >= USB_DT_ENDPOINT_AUDIO_SIZE &&
 458                     get_endpoint(alts, 1)->bRefresh >= 1 &&
 459                     get_endpoint(alts, 1)->bRefresh <= 9)
 460                         ep->syncinterval = get_endpoint(alts, 1)->bRefresh;
 461                 else if (snd_usb_get_speed(chip->dev) == USB_SPEED_FULL)
 462                         ep->syncinterval = 1;
 463                 else if (get_endpoint(alts, 1)->bInterval >= 1 &&
 464                          get_endpoint(alts, 1)->bInterval <= 16)
 465                         ep->syncinterval = get_endpoint(alts, 1)->bInterval - 1;
 466                 else
 467                         ep->syncinterval = 3;
 468
 469                 ep->syncmaxsize = le16_to_cpu(get_endpoint(alts, 1)->wMaxPacketSize);
 470         }
 471
 472         list_add_tail(&ep->list, &chip->ep_list);
 473
 474 __exit_unlock:
 475         mutex_unlock(&chip->mutex);
 476
 477         return ep;
 478 }
 479
 480 /*
 481  *  wait until all urbs are processed.
 482  */
 483 static int wait_clear_urbs(struct snd_usb_endpoint *ep)
 484 {
 485         unsigned long end_time = jiffies + msecs_to_jiffies(1000);
 486         int alive;
 487
 488         do {
 489                 alive = bitmap_weight(&ep->active_mask, ep->nurbs);
 490                 if (!alive)
 491                         break;
 492
 493                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 494         } while (time_before(jiffies, end_time));
 495
 496         if (alive)
 497                 snd_printk(KERN_ERR "timeout: still %d active urbs on EP #%x\n",
 498                                         alive, ep->ep_num);
 499         clear_bit(EP_FLAG_STOPPING, &ep->flags);
 500
 501         return 0;
 502 }
 503
 504 /* sync the pending stop operation;
 505  * this function itself doesn't trigger the stop operation
 506  */
 507 void snd_usb_endpoint_sync_pending_stop(struct snd_usb_endpoint *ep)
 508 {
 509         if (ep && test_bit(EP_FLAG_STOPPING, &ep->flags))
 510                 wait_clear_urbs(ep);
 511 }
 512
 513 /*
 514  * unlink active urbs.
 515  */
 516 static int deactivate_urbs(struct snd_usb_endpoint *ep, bool force)
 517 {
 518         unsigned int i;
 519
 520         if (!force && ep->chip->shutdown) /* to be sure... */
 521                 return -EBADFD;
 522
 523         clear_bit(EP_FLAG_RUNNING, &ep->flags);
 524
 525         INIT_LIST_HEAD(&ep->ready_playback_urbs);
 526         ep->next_packet_read_pos = 0;
 527         ep->next_packet_write_pos = 0;
 528
 529         for (i = 0; i < ep->nurbs; i++) {
 530                 if (test_bit(i, &ep->active_mask)) {
 531                         if (!test_and_set_bit(i, &ep->unlink_mask)) {
 532                                 struct urb *u = ep->urb[i].urb;
 533                                 usb_unlink_urb(u);
 534                         }
 535                 }
 536         }
 537
 538         return 0;
 539 }
 540
 541 /*
 542  * release an endpoint's urbs
 543  */
 544 static void release_urbs(struct snd_usb_endpoint *ep, int force)
 545 {
 546         int i;
 547
 548         /* route incoming urbs to nirvana */
 549         ep->retire_data_urb = NULL;
 550         ep->prepare_data_urb = NULL;
 551
 552         /* stop urbs */
 553         deactivate_urbs(ep, force);
 554         wait_clear_urbs(ep);
 555
 556         for (i = 0; i < ep->nurbs; i++)
 557                 release_urb_ctx(&ep->urb[i]);
 558
 559         if (ep->syncbuf)
 560                 usb_free_coherent(ep->chip->dev, SYNC_URBS * 4,
 561                                   ep->syncbuf, ep->sync_dma);
 562
 563         ep->syncbuf = NULL;
 564         ep->nurbs = 0;
 565 }
 566
 567 /*
 568  * configure a data endpoint
 569  */
 570 static int data_ep_set_params(struct snd_usb_endpoint *ep,
 571                               snd_pcm_format_t pcm_format,
 572                               unsigned int channels,
 573                               unsigned int period_bytes,
 574                               struct audioformat *fmt,
 575                               struct snd_usb_endpoint *sync_ep)
 576 {
 577         unsigned int maxsize, i, urb_packs, total_packs, packs_per_ms;
 578         int is_playback = usb_pipeout(ep->pipe);
 579         int frame_bits = snd_pcm_format_physical_width(pcm_format) * channels;
 580
 581         if (pcm_format == SNDRV_PCM_FORMAT_DSD_U16_LE && fmt->dsd_dop) {
 582                 /*
 583                  * When operating in DSD DOP mode, the size of a sample frame
 584                  * in hardware differs from the actual physical format width
 585                  * because we need to make room for the DOP markers.
 586                  */
 587                 frame_bits += channels << 3;
 588         }
 589
 590         ep->datainterval = fmt->datainterval;
 591         ep->stride = frame_bits >> 3;
 592         ep->silence_value = pcm_format == SNDRV_PCM_FORMAT_U8 ? 0x80 : 0;
 593
 594         /* calculate max. frequency */
 595         if (ep->maxpacksize) {
 596                 /* whatever fits into a max. size packet */
 597                 maxsize = ep->maxpacksize;
 598                 ep->freqmax = (maxsize / (frame_bits >> 3))
 599                                 << (16 - ep->datainterval);
 600         } else {
 601                 /* no max. packet size: just take 25% higher than nominal */
 602                 ep->freqmax = ep->freqn + (ep->freqn >> 2);
 603                 maxsize = ((ep->freqmax + 0xffff) * (frame_bits >> 3))
 604                                 >> (16 - ep->datainterval);
 605         }
 606
 607         if (ep->fill_max)
 608                 ep->curpacksize = ep->maxpacksize;
 609         else
 610                 ep->curpacksize = maxsize;
 611
 612         if (snd_usb_get_speed(ep->chip->dev) != USB_SPEED_FULL)
 613                 packs_per_ms = 8 >> ep->datainterval;
 614         else
 615                 packs_per_ms = 1;
 616
 617         if (is_playback && !snd_usb_endpoint_implicit_feedback_sink(ep)) {
 618                 urb_packs = max(ep->chip->nrpacks, 1);
 619                 urb_packs = min(urb_packs, (unsigned int) MAX_PACKS);
 620         } else {
 621                 urb_packs = 1;
 622         }
 623
 624         urb_packs *= packs_per_ms;
 625
 626         if (sync_ep && !snd_usb_endpoint_implicit_feedback_sink(ep))
 627                 urb_packs = min(urb_packs, 1U << sync_ep->syncinterval);
 628
 629         /* decide how many packets to be used */
 630         if (is_playback && !snd_usb_endpoint_implicit_feedback_sink(ep)) {
 631                 unsigned int minsize, maxpacks;
 632                 /* determine how small a packet can be */
 633                 minsize = (ep->freqn >> (16 - ep->datainterval))
 634                           * (frame_bits >> 3);
 635                 /* with sync from device, assume it can be 12% lower */
 636                 if (sync_ep)
 637                         minsize -= minsize >> 3;
 638                 minsize = max(minsize, 1u);
 639                 total_packs = (period_bytes + minsize - 1) / minsize;
 640                 /* we need at least two URBs for queueing */
 641                 if (total_packs < 2) {
 642                         total_packs = 2;
 643                 } else {
 644                         /* and we don't want too long a queue either */
 645                         maxpacks = max(MAX_QUEUE * packs_per_ms, urb_packs * 2);
 646                         total_packs = min(total_packs, maxpacks);
 647                 }
 648         } else {
 649                 while (urb_packs > 1 && urb_packs * maxsize >= period_bytes)
 650                         urb_packs >>= 1;
 651                 total_packs = MAX_URBS * urb_packs;
 652         }
 653
 654         ep->nurbs = (total_packs + urb_packs - 1) / urb_packs;
 655         if (ep->nurbs > MAX_URBS) {
 656                 /* too much... */
 657                 ep->nurbs = MAX_URBS;
 658                 total_packs = MAX_URBS * urb_packs;
 659         } else if (ep->nurbs < 2) {
 660                 /* too little - we need at least two packets
 661                  * to ensure contiguous playback/capture
 662                  */
 663                 ep->nurbs = 2;
 664         }
 665
 666         /* allocate and initialize data urbs */
 667         for (i = 0; i < ep->nurbs; i++) {
 668                 struct snd_urb_ctx *u = &ep->urb[i];
 669                 u->index = i;
 670                 u->ep = ep;
 671                 u->packets = (i + 1) * total_packs / ep->nurbs
 672                         - i * total_packs / ep->nurbs;
 673                 u->buffer_size = maxsize * u->packets;
 674
 675                 if (fmt->fmt_type == UAC_FORMAT_TYPE_II)
 676                         u->packets++; /* for transfer delimiter */
 677                 u->urb = usb_alloc_urb(u->packets, GFP_KERNEL);
 678                 if (!u->urb)
 679                         goto out_of_memory;
 680
 681                 u->urb->transfer_buffer =
 682                         usb_alloc_coherent(ep->chip->dev, u->buffer_size,
 683                                            GFP_KERNEL, &u->urb->transfer_dma);
 684                 if (!u->urb->transfer_buffer)
 685                         goto out_of_memory;
 686                 u->urb->pipe = ep->pipe;
 687                 u->urb->transfer_flags = URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP;
 688                 u->urb->interval = 1 << ep->datainterval;
 689                 u->urb->context = u;
 690                 u->urb->complete = snd_complete_urb;
 691                 INIT_LIST_HEAD(&u->ready_list);
 692         }
 693
 694         return 0;
 695
 696 out_of_memory:
 697         release_urbs(ep, 0);
 698         return -ENOMEM;
 699 }
 700
 701 /*
 702  * configure a sync endpoint
 703  */
 704 static int sync_ep_set_params(struct snd_usb_endpoint *ep,
 705                               struct audioformat *fmt)
 706 {
 707         int i;
 708
 709         ep->syncbuf = usb_alloc_coherent(ep->chip->dev, SYNC_URBS * 4,
 710                                          GFP_KERNEL, &ep->sync_dma);
 711         if (!ep->syncbuf)
 712                 return -ENOMEM;
 713
 714         for (i = 0; i < SYNC_URBS; i++) {
 715                 struct snd_urb_ctx *u = &ep->urb[i];
 716                 u->index = i;
 717                 u->ep = ep;
 718                 u->packets = 1;
 719                 u->urb = usb_alloc_urb(1, GFP_KERNEL);
 720                 if (!u->urb)
 721                         goto out_of_memory;
 722                 u->urb->transfer_buffer = ep->syncbuf + i * 4;
 723                 u->urb->transfer_dma = ep->sync_dma + i * 4;
 724                 u->urb->transfer_buffer_length = 4;
 725                 u->urb->pipe = ep->pipe;
 726                 u->urb->transfer_flags = URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP;
 727                 u->urb->number_of_packets = 1;
 728                 u->urb->interval = 1 << ep->syncinterval;
 729                 u->urb->context = u;
 730                 u->urb->complete = snd_complete_urb;
 731         }
 732
 733         ep->nurbs = SYNC_URBS;
 734
 735         return 0;
 736
 737 out_of_memory:
 738         release_urbs(ep, 0);
 739         return -ENOMEM;
 740 }
 741
 742 /**
 743  * snd_usb_endpoint_set_params: configure an snd_usb_endpoint
 744  *
 745  * @ep: the snd_usb_endpoint to configure
 746  * @pcm_format: the audio fomat.
 747  * @channels: the number of audio channels.
 748  * @period_bytes: the number of bytes in one alsa period.
 749  * @rate: the frame rate.
 750  * @fmt: the USB audio format information
 751  * @sync_ep: the sync endpoint to use, if any
 752  *
 753  * Determine the number of URBs to be used on this endpoint.
 754  * An endpoint must be configured before it can be started.
 755  * An endpoint that is already running can not be reconfigured.
 756  */
 757 int snd_usb_endpoint_set_params(struct snd_usb_endpoint *ep,
 758                                 snd_pcm_format_t pcm_format,
 759                                 unsigned int channels,
 760                                 unsigned int period_bytes,
 761                                 unsigned int rate,
 762                                 struct audioformat *fmt,
 763                                 struct snd_usb_endpoint *sync_ep)
 764 {
 765         int err;
 766
 767         if (ep->use_count != 0) {
 768                 snd_printk(KERN_WARNING "Unable to change format on ep #%x: already in use\n",
 769                            ep->ep_num);
 770                 return -EBUSY;
 771         }
 772
 773         /* release old buffers, if any */
 774         release_urbs(ep, 0);
 775
 776         ep->datainterval = fmt->datainterval;
 777         ep->maxpacksize = fmt->maxpacksize;
 778         ep->fill_max = !!(fmt->attributes & UAC_EP_CS_ATTR_FILL_MAX);
 779
 780         if (snd_usb_get_speed(ep->chip->dev) == USB_SPEED_FULL)
 781                 ep->freqn = get_usb_full_speed_rate(rate);
 782         else
 783                 ep->freqn = get_usb_high_speed_rate(rate);
 784
 785         /* calculate the frequency in 16.16 format */
 786         ep->freqm = ep->freqn;
 787         ep->freqshift = INT_MIN;
 788
 789         ep->phase = 0;
 790
 791         switch (ep->type) {
 792         case  SND_USB_ENDPOINT_TYPE_DATA:
 793                 err = data_ep_set_params(ep, pcm_format, channels,
 794                                          period_bytes, fmt, sync_ep);
 795                 break;
 796         case  SND_USB_ENDPOINT_TYPE_SYNC:
 797                 err = sync_ep_set_params(ep, fmt);
 798                 break;
 799         default:
 800                 err = -EINVAL;
 801         }
 802
 803         snd_printdd(KERN_DEBUG "Setting params for ep #%x (type %d, %d urbs), ret=%d\n",
 804                    ep->ep_num, ep->type, ep->nurbs, err);
 805
 806         return err;
 807 }
 808
 809 /**
 810  * snd_usb_endpoint_start: start an snd_usb_endpoint
 811  *
 812  * @ep:         the endpoint to start
 813  * @can_sleep:  flag indicating whether the operation is executed in
 814  *              non-atomic context
 815  *
 816  * A call to this function will increment the use count of the endpoint.
 817  * In case it is not already running, the URBs for this endpoint will be
 818  * submitted. Otherwise, this function does nothing.
 819  *
 820  * Must be balanced to calls of snd_usb_endpoint_stop().
 821  *
 822  * Returns an error if the URB submission failed, 0 in all other cases.
 823  */
 824 int snd_usb_endpoint_start(struct snd_usb_endpoint *ep, bool can_sleep)
 825 {
 826         int err;
 827         unsigned int i;
 828
 829         if (ep->chip->shutdown)
 830                 return -EBADFD;
 831
 832         /* already running? */
 833         if (++ep->use_count != 1)
 834                 return 0;
 835
 836         /* just to be sure */
 837         deactivate_urbs(ep, false);
 838         if (can_sleep)
 839                 wait_clear_urbs(ep);
 840
 841         ep->active_mask = 0;
 842         ep->unlink_mask = 0;
 843         ep->phase = 0;
 844
 845         snd_usb_endpoint_start_quirk(ep);
 846
 847         /*
 848          * If this endpoint has a data endpoint as implicit feedback source,
 849          * don't start the urbs here. Instead, mark them all as available,
 850          * wait for the record urbs to return and queue the playback urbs
 851          * from that context.
 852          */
 853
 854         set_bit(EP_FLAG_RUNNING, &ep->flags);
 855
 856         if (snd_usb_endpoint_implicit_feedback_sink(ep)) {
 857                 for (i = 0; i < ep->nurbs; i++) {
 858                         struct snd_urb_ctx *ctx = ep->urb + i;
 859                         list_add_tail(&ctx->ready_list, &ep->ready_playback_urbs);
 860                 }
 861
 862                 return 0;
 863         }
 864
 865         for (i = 0; i < ep->nurbs; i++) {
 866                 struct urb *urb = ep->urb[i].urb;
 867
 868                 if (snd_BUG_ON(!urb))
 869                         goto __error;
 870
 871                 if (usb_pipeout(ep->pipe)) {
 872                         prepare_outbound_urb(ep, urb->context);
 873                 } else {
 874                         prepare_inbound_urb(ep, urb->context);
 875                 }
 876
 877                 err = usb_submit_urb(urb, GFP_ATOMIC);
 878                 if (err < 0) {
 879                         snd_printk(KERN_ERR "cannot submit urb %d, error %d: %s\n",
 880                                    i, err, usb_error_string(err));
 881                         goto __error;
 882                 }
 883                 set_bit(i, &ep->active_mask);
 884         }
 885
 886         return 0;
 887
 888 __error:
 889         clear_bit(EP_FLAG_RUNNING, &ep->flags);
 890         ep->use_count--;
 891         deactivate_urbs(ep, false);
 892         return -EPIPE;
 893 }
 894
 895 /**
 896  * snd_usb_endpoint_stop: stop an snd_usb_endpoint
 897  *
 898  * @ep: the endpoint to stop (may be NULL)
 899  *
 900  * A call to this function will decrement the use count of the endpoint.
 901  * In case the last user has requested the endpoint stop, the URBs will
 902  * actually be deactivated.
 903  *
 904  * Must be balanced to calls of snd_usb_endpoint_start().
 905  *
 906  * The caller needs to synchronize the pending stop operation via
 907  * snd_usb_endpoint_sync_pending_stop().
 908  */
 909 void snd_usb_endpoint_stop(struct snd_usb_endpoint *ep)
 910 {
 911         if (!ep)
 912                 return;
 913
 914         if (snd_BUG_ON(ep->use_count == 0))
 915                 return;
 916
 917         if (--ep->use_count == 0) {
 918                 deactivate_urbs(ep, false);
 919                 ep->data_subs = NULL;
 920                 ep->sync_slave = NULL;
 921                 ep->retire_data_urb = NULL;
 922                 ep->prepare_data_urb = NULL;
 923                 set_bit(EP_FLAG_STOPPING, &ep->flags);
 924         }
 925 }
 926
 927 /**
 928  * snd_usb_endpoint_deactivate: deactivate an snd_usb_endpoint
 929  *
 930  * @ep: the endpoint to deactivate
 931  *
 932  * If the endpoint is not currently in use, this functions will select the
 933  * alternate interface setting 0 for the interface of this endpoint.
 934  *
 935  * In case of any active users, this functions does nothing.
 936  *
 937  * Returns an error if usb_set_interface() failed, 0 in all other
 938  * cases.
 939  */
 940 int snd_usb_endpoint_deactivate(struct snd_usb_endpoint *ep)
 941 {
 942         if (!ep)
 943                 return -EINVAL;
 944
 945         deactivate_urbs(ep, true);
 946         wait_clear_urbs(ep);
 947
 948         if (ep->use_count != 0)
 949                 return 0;
 950
 951         clear_bit(EP_FLAG_ACTIVATED, &ep->flags);
 952
 953         return 0;
 954 }
 955
 956 /**
 957  * snd_usb_endpoint_free: Free the resources of an snd_usb_endpoint
 958  *
 959  * @ep: the list header of the endpoint to free
 960  *
 961  * This function does not care for the endpoint's use count but will tear
 962  * down all the streaming URBs immediately and free all resources.
 963  */
 964 void snd_usb_endpoint_free(struct list_head *head)
 965 {
 966         struct snd_usb_endpoint *ep;
 967
 968         ep = list_entry(head, struct snd_usb_endpoint, list);
 969         release_urbs(ep, 1);
 970         kfree(ep);
 971 }
 972
 973 /**
 974  * snd_usb_handle_sync_urb: parse an USB sync packet
 975  *
 976  * @ep: the endpoint to handle the packet
 977  * @sender: the sending endpoint
 978  * @urb: the received packet
 979  *
 980  * This function is called from the context of an endpoint that received
 981  * the packet and is used to let another endpoint object handle the payload.
 982  */
 983 void snd_usb_handle_sync_urb(struct snd_usb_endpoint *ep,
 984                              struct snd_usb_endpoint *sender,
 985                              const struct urb *urb)
 986 {
 987         int shift;
 988         unsigned int f;
 989         unsigned long flags;
 990
 991         snd_BUG_ON(ep == sender);
 992
 993         /*
 994          * In case the endpoint is operating in implicit feedback mode, prepare
 995          * a new outbound URB that has the same layout as the received packet
 996          * and add it to the list of pending urbs. queue_pending_output_urbs()
 997          * will take care of them later.
 998          */
 999         if (snd_usb_endpoint_implicit_feedback_sink(ep) &&
1000             ep->use_count != 0) {
1001
1002                 /* implicit feedback case */
1003                 int i, bytes = 0;
1004                 struct snd_urb_ctx *in_ctx;
1005                 struct snd_usb_packet_info *out_packet;
1006
1007                 in_ctx = urb->context;
1008
1009                 /* Count overall packet size */
1010                 for (i = 0; i < in_ctx->packets; i++)
1011                         if (urb->iso_frame_desc[i].status == 0)
1012                                 bytes += urb->iso_frame_desc[i].actual_length;
1013
1014                 /*
1015                  * skip empty packets. At least M-Audio's Fast Track Ultra stops
1016                  * streaming once it received a 0-byte OUT URB
1017                  */
1018                 if (bytes == 0)
1019                         return;
1020
1021                 spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1022                 out_packet = ep->next_packet + ep->next_packet_write_pos;
1023
1024                 /*
1025                  * Iterate through the inbound packet and prepare the lengths
1026                  * for the output packet. The OUT packet we are about to send
1027                  * will have the same amount of payload bytes per stride as the
1028                  * IN packet we just received. Since the actual size is scaled
1029                  * by the stride, use the sender stride to calculate the length
1030                  * in case the number of channels differ between the implicitly
1031                  * fed-back endpoint and the synchronizing endpoint.
1032                  */
1033
1034                 out_packet->packets = in_ctx->packets;
1035                 for (i = 0; i < in_ctx->packets; i++) {
1036                         if (urb->iso_frame_desc[i].status == 0)
1037                                 out_packet->packet_size[i] =
1038                                         urb->iso_frame_desc[i].actual_length / sender->stride;
1039                         else
1040                                 out_packet->packet_size[i] = 0;
1041                 }
1042
1043                 ep->next_packet_write_pos++;
1044                 ep->next_packet_write_pos %= MAX_URBS;
1045                 spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1046                 queue_pending_output_urbs(ep);
1047
1048                 return;
1049         }
1050
1051         /*
1052          * process after playback sync complete
1053          *
1054          * Full speed devices report feedback values in 10.14 format as samples
1055          * per frame, high speed devices in 16.16 format as samples per
1056          * microframe.
1057          *
1058          * Because the Audio Class 1 spec was written before USB 2.0, many high
1059          * speed devices use a wrong interpretation, some others use an
1060          * entirely different format.
1061          *
1062          * Therefore, we cannot predict what format any particular device uses
1063          * and must detect it automatically.
1064          */
1065
1066         if (urb->iso_frame_desc[0].status != 0 ||
1067             urb->iso_frame_desc[0].actual_length < 3)
1068                 return;
1069
1070         f = le32_to_cpup(urb->transfer_buffer);
1071         if (urb->iso_frame_desc[0].actual_length == 3)
1072                 f &= 0x00ffffff;
1073         else
1074                 f &= 0x0fffffff;
1075
1076         if (f == 0)
1077                 return;
1078
1079         if (unlikely(ep->freqshift == INT_MIN)) {
1080                 /*
1081                  * The first time we see a feedback value, determine its format
1082                  * by shifting it left or right until it matches the nominal
1083                  * frequency value.  This assumes that the feedback does not
1084                  * differ from the nominal value more than +50% or -25%.
1085                  */
1086                 shift = 0;
1087                 while (f < ep->freqn - ep->freqn / 4) {
1088                         f <<= 1;
1089                         shift++;
1090                 }
1091                 while (f > ep->freqn + ep->freqn / 2) {
1092                         f >>= 1;
1093                         shift--;
1094                 }
1095                 ep->freqshift = shift;
1096         } else if (ep->freqshift >= 0)
1097                 f <<= ep->freqshift;
1098         else
1099                 f >>= -ep->freqshift;
1100
1101         if (likely(f >= ep->freqn - ep->freqn / 8 && f <= ep->freqmax)) {
1102                 /*
1103                  * If the frequency looks valid, set it.
1104                  * This value is referred to in prepare_playback_urb().
1105                  */
1106                 spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1107                 ep->freqm = f;
1108                 spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1109         } else {
1110                 /*
1111                  * Out of range; maybe the shift value is wrong.
1112                  * Reset it so that we autodetect again the next time.
1113                  */
1114                 ep->freqshift = INT_MIN;
1115         }
1116 }
1117