hw/wm8750.c

   1 /*
   2  * WM8750 audio CODEC.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2006 Openedhand Ltd.
   5  * Written by Andrzej Zaborowski <[email protected]>
   6  *
   7  * This file is licensed under GNU GPL.
   8  */
   9
  10 #include "vl.h"
  11
  12 #define IN_PORT_N       3
  13 #define OUT_PORT_N      3
  14
  15 #define CODEC           "wm8750"
  16
  17 struct wm_rate_s;
  18 struct wm8750_s {
  19     i2c_slave i2c;
  20     uint8_t i2c_data[2];
  21     int i2c_len;
  22     QEMUSoundCard card;
  23     SWVoiceIn *adc_voice[IN_PORT_N];
  24     SWVoiceOut *dac_voice[OUT_PORT_N];
  25     int enable;
  26     void (*data_req)(void *, int, int);
  27     void *opaque;
  28     uint8_t data_in[4096];
  29     uint8_t data_out[4096];
  30     int idx_in, req_in;
  31     int idx_out, req_out;
  32
  33     SWVoiceOut **out[2];
  34     uint8_t outvol[7], outmute[2];
  35     SWVoiceIn **in[2];
  36     uint8_t invol[4], inmute[2];
  37
  38     uint8_t diff[2], pol, ds, monomix[2], alc, mute;
  39     uint8_t path[4], mpath[2], power, format;
  40     uint32_t inmask, outmask;
  41     const struct wm_rate_s *rate;
  42 };
  43
  44 static inline void wm8750_in_load(struct wm8750_s *s)
  45 {
  46     int acquired;
  47     if (s->idx_in + s->req_in <= sizeof(s->data_in))
  48         return;
  49     s->idx_in = audio_MAX(0, (int) sizeof(s->data_in) - s->req_in);
  50     acquired = AUD_read(*s->in[0], s->data_in + s->idx_in,
  51                     sizeof(s->data_in) - s->idx_in);
  52 }
  53
  54 static inline void wm8750_out_flush(struct wm8750_s *s)
  55 {
  56     int sent;
  57     if (!s->idx_out)
  58         return;
  59     sent = AUD_write(*s->out[0], s->data_out, s->idx_out);
  60     s->idx_out = 0;
  61 }
  62
  63 static void wm8750_audio_in_cb(void *opaque, int avail_b)
  64 {
  65     struct wm8750_s *s = (struct wm8750_s *) opaque;
  66     s->req_in = avail_b;
  67     s->data_req(s->opaque, s->req_out >> 2, avail_b >> 2);
  68
  69 #if 0
  70     wm8750_in_load(s);
  71 #endif
  72 }
  73
  74 static void wm8750_audio_out_cb(void *opaque, int free_b)
  75 {
  76     struct wm8750_s *s = (struct wm8750_s *) opaque;
  77     wm8750_out_flush(s);
  78
  79     s->req_out = free_b;
  80     s->data_req(s->opaque, free_b >> 2, s->req_in >> 2);
  81 }
  82
  83 struct wm_rate_s {
  84     int adc;
  85     int adc_hz;
  86     int dac;
  87     int dac_hz;
  88 };
  89
  90 static const struct wm_rate_s wm_rate_table[] = {
  91     {  256, 48000,  256, 48000 },       /* SR: 00000 */
  92     {  384, 48000,  384, 48000 },       /* SR: 00001 */
  93     {  256, 48000, 1536,  8000 },       /* SR: 00010 */
  94     {  384, 48000, 2304,  8000 },       /* SR: 00011 */
  95     { 1536,  8000,  256, 48000 },       /* SR: 00100 */
  96     { 2304,  8000,  384, 48000 },       /* SR: 00101 */
  97     { 1536,  8000, 1536,  8000 },       /* SR: 00110 */
  98     { 2304,  8000, 2304,  8000 },       /* SR: 00111 */
  99     { 1024, 12000, 1024, 12000 },       /* SR: 01000 */
 100     { 1526, 12000, 1536, 12000 },       /* SR: 01001 */
 101     {  768, 16000,  768, 16000 },       /* SR: 01010 */
 102     { 1152, 16000, 1152, 16000 },       /* SR: 01011 */
 103     {  384, 32000,  384, 32000 },       /* SR: 01100 */
 104     {  576, 32000,  576, 32000 },       /* SR: 01101 */
 105     {  128, 96000,  128, 96000 },       /* SR: 01110 */
 106     {  192, 96000,  192, 96000 },       /* SR: 01111 */
 107     {  256, 44100,  256, 44100 },       /* SR: 10000 */
 108     {  384, 44100,  384, 44100 },       /* SR: 10001 */
 109     {  256, 44100, 1408,  8018 },       /* SR: 10010 */
 110     {  384, 44100, 2112,  8018 },       /* SR: 10011 */
 111     { 1408,  8018,  256, 44100 },       /* SR: 10100 */
 112     { 2112,  8018,  384, 44100 },       /* SR: 10101 */
 113     { 1408,  8018, 1408,  8018 },       /* SR: 10110 */
 114     { 2112,  8018, 2112,  8018 },       /* SR: 10111 */
 115     { 1024, 11025, 1024, 11025 },       /* SR: 11000 */
 116     { 1536, 11025, 1536, 11025 },       /* SR: 11001 */
 117     {  512, 22050,  512, 22050 },       /* SR: 11010 */
 118     {  768, 22050,  768, 22050 },       /* SR: 11011 */
 119     {  512, 24000,  512, 24000 },       /* SR: 11100 */
 120     {  768, 24000,  768, 24000 },       /* SR: 11101 */
 121     {  128, 88200,  128, 88200 },       /* SR: 11110 */
 122     {  192, 88200,  128, 88200 },       /* SR: 11111 */
 123 };
 124
 125 void wm8750_set_format(struct wm8750_s *s)
 126 {
 127     int i;
 128     audsettings_t in_fmt;
 129     audsettings_t out_fmt;
 130     audsettings_t monoout_fmt;
 131
 132     wm8750_out_flush(s);
 133
 134     if (s->in[0] && *s->in[0])
 135         AUD_set_active_in(*s->in[0], 0);
 136     if (s->out[0] && *s->out[0])
 137         AUD_set_active_out(*s->out[0], 0);
 138
 139     for (i = 0; i < IN_PORT_N; i ++)
 140         if (s->adc_voice[i]) {
 141             AUD_close_in(&s->card, s->adc_voice[i]);
 142             s->adc_voice[i] = 0;
 143         }
 144     for (i = 0; i < OUT_PORT_N; i ++)
 145         if (s->dac_voice[i]) {
 146             AUD_close_out(&s->card, s->dac_voice[i]);
 147             s->dac_voice[i] = 0;
 148         }
 149
 150     if (!s->enable)
 151         return;
 152
 153     /* Setup input */
 154     in_fmt.endianness = 0;
 155     in_fmt.nchannels = 2;
 156     in_fmt.freq = s->rate->adc_hz;
 157     in_fmt.fmt = AUD_FMT_S16;
 158
 159     s->adc_voice[0] = AUD_open_in(&s->card, s->adc_voice[0],
 160                     CODEC ".input1", s, wm8750_audio_in_cb, &in_fmt);
 161     s->adc_voice[1] = AUD_open_in(&s->card, s->adc_voice[1],
 162                     CODEC ".input2", s, wm8750_audio_in_cb, &in_fmt);
 163     s->adc_voice[2] = AUD_open_in(&s->card, s->adc_voice[2],
 164                     CODEC ".input3", s, wm8750_audio_in_cb, &in_fmt);
 165
 166     /* Setup output */
 167     out_fmt.endianness = 0;
 168     out_fmt.nchannels = 2;
 169     out_fmt.freq = s->rate->dac_hz;
 170     out_fmt.fmt = AUD_FMT_S16;
 171     monoout_fmt.endianness = 0;
 172     monoout_fmt.nchannels = 1;
 173     monoout_fmt.freq = s->rate->dac_hz;
 174     monoout_fmt.fmt = AUD_FMT_S16;
 175
 176     s->dac_voice[0] = AUD_open_out(&s->card, s->dac_voice[0],
 177                     CODEC ".speaker", s, wm8750_audio_out_cb, &out_fmt);
 178     s->dac_voice[1] = AUD_open_out(&s->card, s->dac_voice[1],
 179                     CODEC ".headphone", s, wm8750_audio_out_cb, &out_fmt);
 180     /* MONOMIX is also in stereo for simplicity */
 181     s->dac_voice[2] = AUD_open_out(&s->card, s->dac_voice[2],
 182                     CODEC ".monomix", s, wm8750_audio_out_cb, &out_fmt);
 183     /* no sense emulating OUT3 which is a mix of other outputs */
 184
 185     /* We should connect the left and right channels to their
 186      * respective inputs/outputs but we have completely no need
 187      * for mixing or combining paths to different ports, so we
 188      * connect both channels to where the left channel is routed.  */
 189     if (s->in[0] && *s->in[0])
 190         AUD_set_active_in(*s->in[0], 1);
 191     if (s->out[0] && *s->out[0])
 192         AUD_set_active_out(*s->out[0], 1);
 193 }
 194
 195 void inline wm8750_mask_update(struct wm8750_s *s)
 196 {
 197 #define R_ONLY  0x0000ffff
 198 #define L_ONLY  0xffff0000
 199 #define BOTH    (R_ONLY | L_ONLY)
 200 #define NONE    (R_ONLY & L_ONLY)
 201     s->inmask =
 202             (s->inmute[0] ? R_ONLY : BOTH) &
 203             (s->inmute[1] ? L_ONLY : BOTH) &
 204             (s->mute ? NONE : BOTH);
 205     s->outmask =
 206             (s->outmute[0] ? R_ONLY : BOTH) &
 207             (s->outmute[1] ? L_ONLY : BOTH) &
 208             (s->mute ? NONE : BOTH);
 209 }
 210
 211 void wm8750_reset(i2c_slave *i2c)
 212 {
 213     struct wm8750_s *s = (struct wm8750_s *) i2c;
 214     s->enable = 0;
 215     wm8750_set_format(s);
 216     s->diff[0] = 0;
 217     s->diff[1] = 0;
 218     s->ds = 0;
 219     s->alc = 0;
 220     s->in[0] = &s->adc_voice[0];
 221     s->invol[0] = 0x17;
 222     s->invol[1] = 0x17;
 223     s->invol[2] = 0xc3;
 224     s->invol[3] = 0xc3;
 225     s->out[0] = &s->dac_voice[0];
 226     s->outvol[0] = 0xff;
 227     s->outvol[1] = 0xff;
 228     s->outvol[2] = 0x79;
 229     s->outvol[3] = 0x79;
 230     s->outvol[4] = 0x79;
 231     s->outvol[5] = 0x79;
 232     s->inmute[0] = 0;
 233     s->inmute[1] = 0;
 234     s->outmute[0] = 0;
 235     s->outmute[1] = 0;
 236     s->mute = 1;
 237     s->path[0] = 0;
 238     s->path[1] = 0;
 239     s->path[2] = 0;
 240     s->path[3] = 0;
 241     s->mpath[0] = 0;
 242     s->mpath[1] = 0;
 243     s->format = 0x0a;
 244     s->idx_in = sizeof(s->data_in);
 245     s->req_in = 0;
 246     s->idx_out = 0;
 247     s->req_out = 0;
 248     wm8750_mask_update(s);
 249     s->i2c_len = 0;
 250 }
 251
 252 static void wm8750_event(i2c_slave *i2c, enum i2c_event event)
 253 {
 254     struct wm8750_s *s = (struct wm8750_s *) i2c;
 255
 256     switch (event) {
 257     case I2C_START_SEND:
 258         s->i2c_len = 0;
 259         break;
 260     case I2C_FINISH:
 261 #ifdef VERBOSE
 262         if (s->i2c_len < 2)
 263             printf("%s: message too short (%i bytes)\n",
 264                             __FUNCTION__, s->i2c_len);
 265 #endif
 266         break;
 267     default:
 268         break;
 269     }
 270 }
 271
 272 #define WM8750_LINVOL   0x00
 273 #define WM8750_RINVOL   0x01
 274 #define WM8750_LOUT1V   0x02
 275 #define WM8750_ROUT1V   0x03
 276 #define WM8750_ADCDAC   0x05
 277 #define WM8750_IFACE    0x07
 278 #define WM8750_SRATE    0x08
 279 #define WM8750_LDAC     0x0a
 280 #define WM8750_RDAC     0x0b
 281 #define WM8750_BASS     0x0c
 282 #define WM8750_TREBLE   0x0d
 283 #define WM8750_RESET    0x0f
 284 #define WM8750_3D       0x10
 285 #define WM8750_ALC1     0x11
 286 #define WM8750_ALC2     0x12
 287 #define WM8750_ALC3     0x13
 288 #define WM8750_NGATE    0x14
 289 #define WM8750_LADC     0x15
 290 #define WM8750_RADC     0x16
 291 #define WM8750_ADCTL1   0x17
 292 #define WM8750_ADCTL2   0x18
 293 #define WM8750_PWR1     0x19
 294 #define WM8750_PWR2     0x1a
 295 #define WM8750_ADCTL3   0x1b
 296 #define WM8750_ADCIN    0x1f
 297 #define WM8750_LADCIN   0x20
 298 #define WM8750_RADCIN   0x21
 299 #define WM8750_LOUTM1   0x22
 300 #define WM8750_LOUTM2   0x23
 301 #define WM8750_ROUTM1   0x24
 302 #define WM8750_ROUTM2   0x25
 303 #define WM8750_MOUTM1   0x26
 304 #define WM8750_MOUTM2   0x27
 305 #define WM8750_LOUT2V   0x28
 306 #define WM8750_ROUT2V   0x29
 307 #define WM8750_MOUTV    0x2a
 308
 309 static int wm8750_tx(i2c_slave *i2c, uint8_t data)
 310 {
 311     struct wm8750_s *s = (struct wm8750_s *) i2c;
 312     uint8_t cmd;
 313     uint16_t value;
 314
 315     if (s->i2c_len >= 2) {
 316         printf("%s: long message (%i bytes)\n", __FUNCTION__, s->i2c_len);
 317 #ifdef VERBOSE
 318         return 1;
 319 #endif
 320     }
 321     s->i2c_data[s->i2c_len ++] = data;
 322     if (s->i2c_len != 2)
 323         return 0;
 324
 325     cmd = s->i2c_data[0] >> 1;
 326     value = ((s->i2c_data[0] << 8) | s->i2c_data[1]) & 0x1ff;
 327
 328     switch (cmd) {
 329     case WM8750_LADCIN: /* ADC Signal Path Control (Left) */
 330         s->diff[0] = (((value >> 6) & 3) == 3); /* LINSEL */
 331         if (s->diff[0])
 332             s->in[0] = &s->adc_voice[0 + s->ds * 1];
 333         else
 334             s->in[0] = &s->adc_voice[((value >> 6) & 3) * 1 + 0];
 335         break;
 336
 337     case WM8750_RADCIN: /* ADC Signal Path Control (Right) */
 338         s->diff[1] = (((value >> 6) & 3) == 3); /* RINSEL */
 339         if (s->diff[1])
 340             s->in[1] = &s->adc_voice[0 + s->ds * 1];
 341         else
 342             s->in[1] = &s->adc_voice[((value >> 6) & 3) * 1 + 0];
 343         break;
 344
 345     case WM8750_ADCIN:  /* ADC Input Mode */
 346         s->ds = (value >> 8) & 1;       /* DS */
 347         if (s->diff[0])
 348             s->in[0] = &s->adc_voice[0 + s->ds * 1];
 349         if (s->diff[1])
 350             s->in[1] = &s->adc_voice[0 + s->ds * 1];
 351         s->monomix[0] = (value >> 6) & 3;       /* MONOMIX */
 352         break;
 353
 354     case WM8750_ADCTL1: /* Additional Control (1) */
 355         s->monomix[1] = (value >> 1) & 1;       /* DMONOMIX */
 356         break;
 357
 358     case WM8750_PWR1:   /* Power Management (1) */
 359         s->enable = ((value >> 6) & 7) == 3;    /* VMIDSEL, VREF */
 360         wm8750_set_format(s);
 361         break;
 362
 363     case WM8750_LINVOL: /* Left Channel PGA */
 364         s->invol[0] = value & 0x3f;             /* LINVOL */
 365         s->inmute[0] = (value >> 7) & 1;        /* LINMUTE */
 366         wm8750_mask_update(s);
 367         break;
 368
 369     case WM8750_RINVOL: /* Right Channel PGA */
 370         s->invol[1] = value & 0x3f;             /* RINVOL */
 371         s->inmute[1] = (value >> 7) & 1;        /* RINMUTE */
 372         wm8750_mask_update(s);
 373         break;
 374
 375     case WM8750_ADCDAC: /* ADC and DAC Control */
 376         s->pol = (value >> 5) & 3;              /* ADCPOL */
 377         s->mute = (value >> 3) & 1;             /* DACMU */
 378         wm8750_mask_update(s);
 379         break;
 380
 381     case WM8750_ADCTL3: /* Additional Control (3) */
 382         break;
 383
 384     case WM8750_LADC:   /* Left ADC Digital Volume */
 385         s->invol[2] = value & 0xff;             /* LADCVOL */
 386         break;
 387
 388     case WM8750_RADC:   /* Right ADC Digital Volume */
 389         s->invol[3] = value & 0xff;             /* RADCVOL */
 390         break;
 391
 392     case WM8750_ALC1:   /* ALC Control (1) */
 393         s->alc = (value >> 7) & 3;              /* ALCSEL */
 394         break;
 395
 396     case WM8750_NGATE:  /* Noise Gate Control */
 397     case WM8750_3D:     /* 3D enhance */
 398         break;
 399
 400     case WM8750_LDAC:   /* Left Channel Digital Volume */
 401         s->outvol[0] = value & 0xff;            /* LDACVOL */
 402         break;
 403
 404     case WM8750_RDAC:   /* Right Channel Digital Volume */
 405         s->outvol[1] = value & 0xff;            /* RDACVOL */
 406         break;
 407
 408     case WM8750_BASS:   /* Bass Control */
 409         break;
 410
 411     case WM8750_LOUTM1: /* Left Mixer Control (1) */
 412         s->path[0] = (value >> 8) & 1;          /* LD2LO */
 413         break;
 414
 415     case WM8750_LOUTM2: /* Left Mixer Control (2) */
 416         s->path[1] = (value >> 8) & 1;          /* RD2LO */
 417         break;
 418
 419     case WM8750_ROUTM1: /* Right Mixer Control (1) */
 420         s->path[2] = (value >> 8) & 1;          /* LD2RO */
 421         break;
 422
 423     case WM8750_ROUTM2: /* Right Mixer Control (2) */
 424         s->path[3] = (value >> 8) & 1;          /* RD2RO */
 425         break;
 426
 427     case WM8750_MOUTM1: /* Mono Mixer Control (1) */
 428         s->mpath[0] = (value >> 8) & 1;         /* LD2MO */
 429         break;
 430
 431     case WM8750_MOUTM2: /* Mono Mixer Control (2) */
 432         s->mpath[1] = (value >> 8) & 1;         /* RD2MO */
 433         break;
 434
 435     case WM8750_LOUT1V: /* LOUT1 Volume */
 436         s->outvol[2] = value & 0x7f;            /* LOUT2VOL */
 437         break;
 438
 439     case WM8750_LOUT2V: /* LOUT2 Volume */
 440         s->outvol[4] = value & 0x7f;            /* LOUT2VOL */
 441         break;
 442
 443     case WM8750_ROUT1V: /* ROUT1 Volume */
 444         s->outvol[3] = value & 0x7f;            /* ROUT2VOL */
 445         break;
 446
 447     case WM8750_ROUT2V: /* ROUT2 Volume */
 448         s->outvol[5] = value & 0x7f;            /* ROUT2VOL */
 449         break;
 450
 451     case WM8750_MOUTV:  /* MONOOUT Volume */
 452         s->outvol[6] = value & 0x7f;            /* MONOOUTVOL */
 453         break;
 454
 455     case WM8750_ADCTL2: /* Additional Control (2) */
 456         break;
 457
 458     case WM8750_PWR2:   /* Power Management (2) */
 459         s->power = value & 0x7e;
 460         break;
 461
 462     case WM8750_IFACE:  /* Digital Audio Interface Format */
 463 #ifdef VERBOSE
 464         if (value & 0x40)                       /* MS */
 465             printf("%s: attempt to enable Master Mode\n", __FUNCTION__);
 466 #endif
 467         s->format = value;
 468         wm8750_set_format(s);
 469         break;
 470
 471     case WM8750_SRATE:  /* Clocking and Sample Rate Control */
 472         s->rate = &wm_rate_table[(value >> 1) & 0x1f];
 473         wm8750_set_format(s);
 474         break;
 475
 476     case WM8750_RESET:  /* Reset */
 477         wm8750_reset(&s->i2c);
 478         break;
 479
 480 #ifdef VERBOSE
 481     default:
 482         printf("%s: unknown register %02x\n", __FUNCTION__, cmd);
 483 #endif
 484     }
 485
 486     return 0;
 487 }
 488
 489 static int wm8750_rx(i2c_slave *i2c)
 490 {
 491     return 0x00;
 492 }
 493
 494 i2c_slave *wm8750_init(i2c_bus *bus, AudioState *audio)
 495 {
 496     struct wm8750_s *s = (struct wm8750_s *)
 497             i2c_slave_init(bus, 0, sizeof(struct wm8750_s));
 498     s->i2c.event = wm8750_event;
 499     s->i2c.recv = wm8750_rx;
 500     s->i2c.send = wm8750_tx;
 501
 502     AUD_register_card(audio, CODEC, &s->card);
 503     wm8750_reset(&s->i2c);
 504
 505     return &s->i2c;
 506 }
 507
 508 void wm8750_fini(i2c_slave *i2c)
 509 {
 510     struct wm8750_s *s = (struct wm8750_s *) i2c;
 511     wm8750_reset(&s->i2c);
 512     AUD_remove_card(&s->card);
 513     qemu_free(s);
 514 }
 515
 516 void wm8750_data_req_set(i2c_slave *i2c,
 517                 void (*data_req)(void *, int, int), void *opaque)
 518 {
 519     struct wm8750_s *s = (struct wm8750_s *) i2c;
 520     s->data_req = data_req;
 521     s->opaque = opaque;
 522 }
 523
 524 void wm8750_dac_dat(void *opaque, uint32_t sample)
 525 {
 526     struct wm8750_s *s = (struct wm8750_s *) opaque;
 527     uint32_t *data = (uint32_t *) &s->data_out[s->idx_out];
 528     *data = sample & s->outmask;
 529     s->req_out -= 4;
 530     s->idx_out += 4;
 531     if (s->idx_out >= sizeof(s->data_out) || s->req_out <= 0)
 532         wm8750_out_flush(s);
 533 }
 534
 535 uint32_t wm8750_adc_dat(void *opaque)
 536 {
 537     struct wm8750_s *s = (struct wm8750_s *) opaque;
 538     uint32_t *data;
 539     if (s->idx_in >= sizeof(s->data_in))
 540         wm8750_in_load(s);
 541     data = (uint32_t *) &s->data_in[s->idx_in];
 542     s->req_in -= 4;
 543     s->idx_in += 4;
 544     return *data & s->inmask;
 545 }