// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 *  synth callback routines for the emu8000 (AWE32/64)
 *
 *  Copyright (C) 1999 Steve Ratcliffe
 *  Copyright (C) 1999-2000 Takashi Iwai <tiwai@suse.de>
 */

#include "emu8000_local.h"
#include <linux/export.h>
#include <sound/asoundef.h>

/*
 * prototypes
 */
static struct snd_emux_voice *get_voice(struct snd_emux *emu,
     struct snd_emux_port *port);
static int start_voice(struct snd_emux_voice *vp);
static void trigger_voice(struct snd_emux_voice *vp);
static void release_voice(struct snd_emux_voice *vp);
static void update_voice(struct snd_emux_voice *vp, int update);
static void reset_voice(struct snd_emux *emu, int ch);
static void terminate_voice(struct snd_emux_voice *vp);
static void sysex(struct snd_emux *emu, char *buf, int len, int parsed,
    struct snd_midi_channel_set *chset);
#if IS_ENABLED(CONFIG_SND_SEQUENCER_OSS)
static int oss_ioctl(struct snd_emux *emu, int cmd, int p1, int p2);
#endif
static int load_fx(struct snd_emux *emu, int type, int mode,
     const void __user *buf, long len);

static void set_pitch(struct snd_emu8000 *hw, struct snd_emux_voice *vp);
static void set_volume(struct snd_emu8000 *hw, struct snd_emux_voice *vp);
static void set_pan(struct snd_emu8000 *hw, struct snd_emux_voice *vp);
static void set_fmmod(struct snd_emu8000 *hw, struct snd_emux_voice *vp);
static void set_tremfreq(struct snd_emu8000 *hw, struct snd_emux_voice *vp);
static void set_fm2frq2(struct snd_emu8000 *hw, struct snd_emux_voice *vp);
static void set_filterQ(struct snd_emu8000 *hw, struct snd_emux_voice *vp);
static void snd_emu8000_tweak_voice(struct snd_emu8000 *emu, int ch);

/*
 * Ensure a value is between two points
 * macro evaluates its args more than once, so changed to upper-case.
 */
#define LIMITVALUE(x, a, b) do { if ((x) < (a)) (x) = (a); else if ((x) > (b)) (x) = (b); } while (0)
#define LIMITMAX(x, a) do {if ((x) > (a)) (x) = (a); } while (0)


/*
 * set up operators
 */
static const struct snd_emux_operators emu8000_ops = {
 .owner = THIS_MODULE,
 .get_voice = get_voice,
 .prepare = start_voice,
 .trigger = trigger_voice,
 .release = release_voice,
 .update = update_voice,
 .terminate = terminate_voice,
 .reset = reset_voice,
 .sample_new = snd_emu8000_sample_new,
 .sample_free = snd_emu8000_sample_free,
 .sample_reset = snd_emu8000_sample_reset,
 .load_fx = load_fx,
 .sysex = sysex,
#if IS_ENABLED(CONFIG_SND_SEQUENCER_OSS)
 .oss_ioctl = oss_ioctl,
#endif
};

void
snd_emu8000_ops_setup(struct snd_emu8000 *hw)
{
 hw->emu->ops = emu8000_ops;
}



/*
 * Terminate a voice
 */
static void
release_voice(struct snd_emux_voice *vp)
{
 int dcysusv;
 struct snd_emu8000 *hw;

 hw = vp->hw;
 dcysusv = 0x8000 | (unsigned char)vp->reg.parm.modrelease;
 EMU8000_DCYSUS_WRITE(hw, vp->ch, dcysusv);
 dcysusv = 0x8000 | (unsigned char)vp->reg.parm.volrelease;
 EMU8000_DCYSUSV_WRITE(hw, vp->ch, dcysusv);
}


/*
 */
static void
terminate_voice(struct snd_emux_voice *vp)
{
 struct snd_emu8000 *hw; 

 hw = vp->hw;
 EMU8000_DCYSUSV_WRITE(hw, vp->ch, 0x807F);
}


/*
 */
static void
update_voice(struct snd_emux_voice *vp, int update)
{
 struct snd_emu8000 *hw;

 hw = vp->hw;
 if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_VOLUME)
  set_volume(hw, vp);
 if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_PITCH)
  set_pitch(hw, vp);
 if ((update & SNDRV_EMUX_UPDATE_PAN) &&
     vp->port->ctrls[EMUX_MD_REALTIME_PAN])
  set_pan(hw, vp);
 if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_FMMOD)
  set_fmmod(hw, vp);
 if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_TREMFREQ)
  set_tremfreq(hw, vp);
 if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_FM2FRQ2)
  set_fm2frq2(hw, vp);
 if (update & SNDRV_EMUX_UPDATE_Q)
  set_filterQ(hw, vp);
}


/*
 * Find a channel (voice) within the EMU that is not in use or at least
 * less in use than other channels.  Always returns a valid pointer
 * no matter what.  If there is a real shortage of voices then one
 * will be cut. Such is life.
 *
 * The channel index (vp->ch) must be initialized in this routine.
 * In Emu8k, it is identical with the array index.
 */
static struct snd_emux_voice *
get_voice(struct snd_emux *emu, struct snd_emux_port *port)
{
 int  i;
 struct snd_emux_voice *vp;
 struct snd_emu8000 *hw;

 /* what we are looking for, in order of preference */
 enum {
  OFF=0, RELEASED, PLAYING, END
 };

 /* Keeps track of what we are finding */
 struct best {
  unsigned int  time;
  int voice;
 } best[END];
 struct best *bp;

 hw = emu->hw;

 for (i = 0; i < END; i++) {
  best[i].time = (unsigned int)(-1); /* XXX MAX_?INT really */
  best[i].voice = -1;
 }

 /*
  * Go through them all and get a best one to use.
 */
 for (i = 0; i < emu->max_voices; i++) {
  int state, val;

  vp = &emu->voices[i];
  state = vp->state;

  if (state == SNDRV_EMUX_ST_OFF)
   bp = best + OFF;
  else if (state == SNDRV_EMUX_ST_RELEASED ||
    state == SNDRV_EMUX_ST_PENDING) {
   bp = best + RELEASED;
   val = (EMU8000_CVCF_READ(hw, vp->ch) >> 16) & 0xffff;
   if (! val)
    bp = best + OFF;
  }
  else if (state & SNDRV_EMUX_ST_ON)
   bp = best + PLAYING;
  else
   continue;

  /* check if sample is finished playing (non-looping only) */
  if (state != SNDRV_EMUX_ST_OFF &&
      (vp->reg.sample_mode & SNDRV_SFNT_SAMPLE_SINGLESHOT)) {
   val = EMU8000_CCCA_READ(hw, vp->ch) & 0xffffff;
   if (val >= vp->reg.loopstart)
    bp = best + OFF;
  }

  if (vp->time < bp->time) {
   bp->time = vp->time;
   bp->voice = i;
  }
 }

 for (i = 0; i < END; i++) {
  if (best[i].voice >= 0) {
   vp = &emu->voices[best[i].voice];
   vp->ch = best[i].voice;
   return vp;
  }
 }

 /* not found */
 return NULL;
}

/*
 */
static int
start_voice(struct snd_emux_voice *vp)
{
 unsigned int temp;
 int ch;
 int addr;
 struct snd_midi_channel *chan;
 struct snd_emu8000 *hw;

 hw = vp->hw;
 ch = vp->ch;
 chan = vp->chan;

 /* channel to be silent and idle */
 EMU8000_DCYSUSV_WRITE(hw, ch, 0x0080);
 EMU8000_VTFT_WRITE(hw, ch, 0x0000FFFF);
 EMU8000_CVCF_WRITE(hw, ch, 0x0000FFFF);
 EMU8000_PTRX_WRITE(hw, ch, 0);
 EMU8000_CPF_WRITE(hw, ch, 0);

 /* set pitch offset */
 set_pitch(hw, vp);

 /* set envelope parameters */
 EMU8000_ENVVAL_WRITE(hw, ch, vp->reg.parm.moddelay);
 EMU8000_ATKHLD_WRITE(hw, ch, vp->reg.parm.modatkhld);
 EMU8000_DCYSUS_WRITE(hw, ch, vp->reg.parm.moddcysus);
 EMU8000_ENVVOL_WRITE(hw, ch, vp->reg.parm.voldelay);
 EMU8000_ATKHLDV_WRITE(hw, ch, vp->reg.parm.volatkhld);
 /* decay/sustain parameter for volume envelope is used
   for triggerg the voice */

 /* cutoff and volume */
 set_volume(hw, vp);

 /* modulation envelope heights */
 EMU8000_PEFE_WRITE(hw, ch, vp->reg.parm.pefe);

 /* lfo1/2 delay */
 EMU8000_LFO1VAL_WRITE(hw, ch, vp->reg.parm.lfo1delay);
 EMU8000_LFO2VAL_WRITE(hw, ch, vp->reg.parm.lfo2delay);

 /* lfo1 pitch & cutoff shift */
 set_fmmod(hw, vp);
 /* lfo1 volume & freq */
 set_tremfreq(hw, vp);
 /* lfo2 pitch & freq */
 set_fm2frq2(hw, vp);
 /* pan & loop start */
 set_pan(hw, vp);

 /* chorus & loop end (chorus 8bit, MSB) */
 addr = vp->reg.loopend - 1;
 temp = vp->reg.parm.chorus;
 temp += (int)chan->control[MIDI_CTL_E3_CHORUS_DEPTH] * 9 / 10;
 LIMITMAX(temp, 255);
 temp = (temp <<24) | (unsigned int)addr;
 EMU8000_CSL_WRITE(hw, ch, temp);

 /* Q & current address (Q 4bit value, MSB) */
 addr = vp->reg.start - 1;
 temp = vp->reg.parm.filterQ;
 temp = (temp<<28) | (unsigned int)addr;
 EMU8000_CCCA_WRITE(hw, ch, temp);

 /* clear unknown registers */
 EMU8000_00A0_WRITE(hw, ch, 0);
 EMU8000_0080_WRITE(hw, ch, 0);

 /* reset volume */
 temp = vp->vtarget << 16;
 EMU8000_VTFT_WRITE(hw, ch, temp | vp->ftarget);
 EMU8000_CVCF_WRITE(hw, ch, temp | 0xff00);

 return 0;
}

/*
 * Start envelope
 */
static void
trigger_voice(struct snd_emux_voice *vp)
{
 int ch = vp->ch;
 unsigned int temp;
 struct snd_emu8000 *hw;

 hw = vp->hw;

 /* set reverb and pitch target */
 temp = vp->reg.parm.reverb;
 temp += (int)vp->chan->control[MIDI_CTL_E1_REVERB_DEPTH] * 9 / 10;
 LIMITMAX(temp, 255);
 temp = (temp << 8) | (vp->ptarget << 16) | vp->aaux;
 EMU8000_PTRX_WRITE(hw, ch, temp);
 EMU8000_CPF_WRITE(hw, ch, vp->ptarget << 16);
 EMU8000_DCYSUSV_WRITE(hw, ch, vp->reg.parm.voldcysus);
}

/*
 * reset voice parameters
 */
static void
reset_voice(struct snd_emux *emu, int ch)
{
 struct snd_emu8000 *hw;

 hw = emu->hw;
 EMU8000_DCYSUSV_WRITE(hw, ch, 0x807F);
 snd_emu8000_tweak_voice(hw, ch);
}

/*
 * Set the pitch of a possibly playing note.
 */
static void
set_pitch(struct snd_emu8000 *hw, struct snd_emux_voice *vp)
{
 EMU8000_IP_WRITE(hw, vp->ch, vp->apitch);
}

/*
 * Set the volume of a possibly already playing note
 */
static void
set_volume(struct snd_emu8000 *hw, struct snd_emux_voice *vp)
{
 int  ifatn;

 ifatn = (unsigned char)vp->acutoff;
 ifatn = (ifatn << 8);
 ifatn |= (unsigned char)vp->avol;
 EMU8000_IFATN_WRITE(hw, vp->ch, ifatn);
}

/*
 * Set pan and loop start address.
 */
static void
set_pan(struct snd_emu8000 *hw, struct snd_emux_voice *vp)
{
 unsigned int temp;

 temp = ((unsigned int)vp->apan<<24) | ((unsigned int)vp->reg.loopstart - 1);
 EMU8000_PSST_WRITE(hw, vp->ch, temp);
}

#define MOD_SENSE 18

static void
set_fmmod(struct snd_emu8000 *hw, struct snd_emux_voice *vp)
{
 unsigned short fmmod;
 short pitch;
 unsigned char cutoff;
 int modulation;

 pitch = (char)(vp->reg.parm.fmmod>>8);
 cutoff = (vp->reg.parm.fmmod & 0xff);
 modulation = vp->chan->gm_modulation + vp->chan->midi_pressure;
 pitch += (MOD_SENSE * modulation) / 1200;
 LIMITVALUE(pitch, -128, 127);
 fmmod = ((unsigned char)pitch<<8) | cutoff;
 EMU8000_FMMOD_WRITE(hw, vp->ch, fmmod);
}

/* set tremolo (lfo1) volume & frequency */
static void
set_tremfreq(struct snd_emu8000 *hw, struct snd_emux_voice *vp)
{
 EMU8000_TREMFRQ_WRITE(hw, vp->ch, vp->reg.parm.tremfrq);
}

/* set lfo2 pitch & frequency */
static void
set_fm2frq2(struct snd_emu8000 *hw, struct snd_emux_voice *vp)
{
 unsigned short fm2frq2;
 short pitch;
 unsigned char freq;
 int modulation;

 pitch = (char)(vp->reg.parm.fm2frq2>>8);
 freq = vp->reg.parm.fm2frq2 & 0xff;
 modulation = vp->chan->gm_modulation + vp->chan->midi_pressure;
 pitch += (MOD_SENSE * modulation) / 1200;
 LIMITVALUE(pitch, -128, 127);
 fm2frq2 = ((unsigned char)pitch<<8) | freq;
 EMU8000_FM2FRQ2_WRITE(hw, vp->ch, fm2frq2);
}

/* set filterQ */
static void
set_filterQ(struct snd_emu8000 *hw, struct snd_emux_voice *vp)
{
 unsigned int addr;
 addr = EMU8000_CCCA_READ(hw, vp->ch) & 0xffffff;
 addr |= (vp->reg.parm.filterQ << 28);
 EMU8000_CCCA_WRITE(hw, vp->ch, addr);
}

/*
 * set the envelope & LFO parameters to the default values
 */
static void
snd_emu8000_tweak_voice(struct snd_emu8000 *emu, int i)
{
 /* set all mod/vol envelope shape to minimum */
 EMU8000_ENVVOL_WRITE(emu, i, 0x8000);
 EMU8000_ENVVAL_WRITE(emu, i, 0x8000);
 EMU8000_DCYSUS_WRITE(emu, i, 0x7F7F);
 EMU8000_ATKHLDV_WRITE(emu, i, 0x7F7F);
 EMU8000_ATKHLD_WRITE(emu, i, 0x7F7F);
 EMU8000_PEFE_WRITE(emu, i, 0);  /* mod envelope height to zero */
 EMU8000_LFO1VAL_WRITE(emu, i, 0x8000); /* no delay for LFO1 */
 EMU8000_LFO2VAL_WRITE(emu, i, 0x8000);
 EMU8000_IP_WRITE(emu, i, 0xE000); /* no pitch shift */
 EMU8000_IFATN_WRITE(emu, i, 0xFF00); /* volume to minimum */
 EMU8000_FMMOD_WRITE(emu, i, 0);
 EMU8000_TREMFRQ_WRITE(emu, i, 0);
 EMU8000_FM2FRQ2_WRITE(emu, i, 0);
}

/*
 * sysex callback
 */
static void
sysex(struct snd_emux *emu, char *buf, int len, int parsed, struct snd_midi_channel_set *chset)
{
 struct snd_emu8000 *hw;

 hw = emu->hw;

 switch (parsed) {
 case SNDRV_MIDI_SYSEX_GS_CHORUS_MODE:
  hw->chorus_mode = chset->gs_chorus_mode;
  snd_emu8000_update_chorus_mode(hw);
  break;

 case SNDRV_MIDI_SYSEX_GS_REVERB_MODE:
  hw->reverb_mode = chset->gs_reverb_mode;
  snd_emu8000_update_reverb_mode(hw);
  break;
 }
}


#if IS_ENABLED(CONFIG_SND_SEQUENCER_OSS)
/*
 * OSS ioctl callback
 */
static int
oss_ioctl(struct snd_emux *emu, int cmd, int p1, int p2)
{
 struct snd_emu8000 *hw;

 hw = emu->hw;

 switch (cmd) {
 case _EMUX_OSS_REVERB_MODE:
  hw->reverb_mode = p1;
  snd_emu8000_update_reverb_mode(hw);
  break;

 case _EMUX_OSS_CHORUS_MODE:
  hw->chorus_mode = p1;
  snd_emu8000_update_chorus_mode(hw);
  break;

 case _EMUX_OSS_INITIALIZE_CHIP:
  /* snd_emu8000_init(hw); */ /*ignored*/
  break;

 case _EMUX_OSS_EQUALIZER:
  hw->bass_level = p1;
  hw->treble_level = p2;
  snd_emu8000_update_equalizer(hw);
  break;
 }
 return 0;
}
#endif


/*
 * additional patch keys
 */

#define SNDRV_EMU8000_LOAD_CHORUS_FX 0x10 /* optarg=mode */
#define SNDRV_EMU8000_LOAD_REVERB_FX 0x11 /* optarg=mode */


/*
 * callback routine
 */

static int
load_fx(struct snd_emux *emu, int type, int mode, const void __user *buf, long len)
{
 struct snd_emu8000 *hw;
 hw = emu->hw;

 /* skip header */
 buf += 16;
 len -= 16;

 switch (type) {
 case SNDRV_EMU8000_LOAD_CHORUS_FX:
  return snd_emu8000_load_chorus_fx(hw, mode, buf, len);
 case SNDRV_EMU8000_LOAD_REVERB_FX:
  return snd_emu8000_load_reverb_fx(hw, mode, buf, len);
 }
 return -EINVAL;
}