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