[ALSA] Fix emu10k1 synth problems.
[linux-3.10.git] / sound / synth / emux / emux_nrpn.c
1 /*
2  *  NRPN / SYSEX callbacks for Emu8k/Emu10k1
3  *
4  *  Copyright (c) 1999-2000 Takashi Iwai <tiwai@suse.de>
5  *
6  *   This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  *   (at your option) any later version.
10  *
11  *   This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  *   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  *   GNU General Public License for more details.
15  *
16  *   You should have received a copy of the GNU General Public License
17  *   along with this program; if not, write to the Free Software
18  *   Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
19  *
20  */
21
22 #include "emux_voice.h"
23 #include <sound/asoundef.h>
24
25 /*
26  * conversion from NRPN/control parameters to Emu8000 raw parameters
27  */
28
29 /* NRPN / CC -> Emu8000 parameter converter */
30 typedef struct {
31         int control;
32         int effect;
33         int (*convert)(int val);
34 } nrpn_conv_table;
35
36 /* effect sensitivity */
37
38 #define FX_CUTOFF       0
39 #define FX_RESONANCE    1
40 #define FX_ATTACK       2
41 #define FX_RELEASE      3
42 #define FX_VIBRATE      4
43 #define FX_VIBDEPTH     5
44 #define FX_VIBDELAY     6
45 #define FX_NUMS         7
46
47 /*
48  * convert NRPN/control values
49  */
50
51 static int send_converted_effect(nrpn_conv_table *table, int num_tables,
52                                  snd_emux_port_t *port, snd_midi_channel_t *chan,
53                                  int type, int val, int mode)
54 {
55         int i, cval;
56         for (i = 0; i < num_tables; i++) {
57                 if (table[i].control == type) {
58                         cval = table[i].convert(val);
59                         snd_emux_send_effect(port, chan, table[i].effect,
60                                              cval, mode);
61                         return 1;
62                 }
63         }
64         return 0;
65 }
66
67 #define DEF_FX_CUTOFF           170
68 #define DEF_FX_RESONANCE        6
69 #define DEF_FX_ATTACK           50
70 #define DEF_FX_RELEASE          50
71 #define DEF_FX_VIBRATE          30
72 #define DEF_FX_VIBDEPTH         4
73 #define DEF_FX_VIBDELAY         1500
74
75 /* effect sensitivities for GS NRPN:
76  *  adjusted for chaos 8MB soundfonts
77  */
78 static int gs_sense[] = 
79 {
80         DEF_FX_CUTOFF, DEF_FX_RESONANCE, DEF_FX_ATTACK, DEF_FX_RELEASE,
81         DEF_FX_VIBRATE, DEF_FX_VIBDEPTH, DEF_FX_VIBDELAY
82 };
83
84 /* effect sensitivies for XG controls:
85  * adjusted for chaos 8MB soundfonts
86  */
87 static int xg_sense[] = 
88 {
89         DEF_FX_CUTOFF, DEF_FX_RESONANCE, DEF_FX_ATTACK, DEF_FX_RELEASE,
90         DEF_FX_VIBRATE, DEF_FX_VIBDEPTH, DEF_FX_VIBDELAY
91 };
92
93
94 /*
95  * AWE32 NRPN effects
96  */
97
98 static int fx_delay(int val);
99 static int fx_attack(int val);
100 static int fx_hold(int val);
101 static int fx_decay(int val);
102 static int fx_the_value(int val);
103 static int fx_twice_value(int val);
104 static int fx_conv_pitch(int val);
105 static int fx_conv_Q(int val);
106
107 /* function for each NRPN */            /* [range]  units */
108 #define fx_env1_delay   fx_delay        /* [0,5900] 4msec */
109 #define fx_env1_attack  fx_attack       /* [0,5940] 1msec */
110 #define fx_env1_hold    fx_hold         /* [0,8191] 1msec */
111 #define fx_env1_decay   fx_decay        /* [0,5940] 4msec */
112 #define fx_env1_release fx_decay        /* [0,5940] 4msec */
113 #define fx_env1_sustain fx_the_value    /* [0,127] 0.75dB */
114 #define fx_env1_pitch   fx_the_value    /* [-127,127] 9.375cents */
115 #define fx_env1_cutoff  fx_the_value    /* [-127,127] 56.25cents */
116
117 #define fx_env2_delay   fx_delay        /* [0,5900] 4msec */
118 #define fx_env2_attack  fx_attack       /* [0,5940] 1msec */
119 #define fx_env2_hold    fx_hold         /* [0,8191] 1msec */
120 #define fx_env2_decay   fx_decay        /* [0,5940] 4msec */
121 #define fx_env2_release fx_decay        /* [0,5940] 4msec */
122 #define fx_env2_sustain fx_the_value    /* [0,127] 0.75dB */
123
124 #define fx_lfo1_delay   fx_delay        /* [0,5900] 4msec */
125 #define fx_lfo1_freq    fx_twice_value  /* [0,127] 84mHz */
126 #define fx_lfo1_volume  fx_twice_value  /* [0,127] 0.1875dB */
127 #define fx_lfo1_pitch   fx_the_value    /* [-127,127] 9.375cents */
128 #define fx_lfo1_cutoff  fx_twice_value  /* [-64,63] 56.25cents */
129
130 #define fx_lfo2_delay   fx_delay        /* [0,5900] 4msec */
131 #define fx_lfo2_freq    fx_twice_value  /* [0,127] 84mHz */
132 #define fx_lfo2_pitch   fx_the_value    /* [-127,127] 9.375cents */
133
134 #define fx_init_pitch   fx_conv_pitch   /* [-8192,8192] cents */
135 #define fx_chorus       fx_the_value    /* [0,255] -- */
136 #define fx_reverb       fx_the_value    /* [0,255] -- */
137 #define fx_cutoff       fx_twice_value  /* [0,127] 62Hz */
138 #define fx_filterQ      fx_conv_Q       /* [0,127] -- */
139
140 static int fx_delay(int val)
141 {
142         return (unsigned short)snd_sf_calc_parm_delay(val);
143 }
144
145 static int fx_attack(int val)
146 {
147         return (unsigned short)snd_sf_calc_parm_attack(val);
148 }
149
150 static int fx_hold(int val)
151 {
152         return (unsigned short)snd_sf_calc_parm_hold(val);
153 }
154
155 static int fx_decay(int val)
156 {
157         return (unsigned short)snd_sf_calc_parm_decay(val);
158 }
159
160 static int fx_the_value(int val)
161 {
162         return (unsigned short)(val & 0xff);
163 }
164
165 static int fx_twice_value(int val)
166 {
167         return (unsigned short)((val * 2) & 0xff);
168 }
169
170 static int fx_conv_pitch(int val)
171 {
172         return (short)(val * 4096 / 1200);
173 }
174
175 static int fx_conv_Q(int val)
176 {
177         return (unsigned short)((val / 8) & 0xff);
178 }
179
180
181 static nrpn_conv_table awe_effects[] =
182 {
183         { 0, EMUX_FX_LFO1_DELAY,        fx_lfo1_delay},
184         { 1, EMUX_FX_LFO1_FREQ, fx_lfo1_freq},
185         { 2, EMUX_FX_LFO2_DELAY,        fx_lfo2_delay},
186         { 3, EMUX_FX_LFO2_FREQ, fx_lfo2_freq},
187
188         { 4, EMUX_FX_ENV1_DELAY,        fx_env1_delay},
189         { 5, EMUX_FX_ENV1_ATTACK,fx_env1_attack},
190         { 6, EMUX_FX_ENV1_HOLD, fx_env1_hold},
191         { 7, EMUX_FX_ENV1_DECAY,        fx_env1_decay},
192         { 8, EMUX_FX_ENV1_SUSTAIN,      fx_env1_sustain},
193         { 9, EMUX_FX_ENV1_RELEASE,      fx_env1_release},
194
195         {10, EMUX_FX_ENV2_DELAY,        fx_env2_delay},
196         {11, EMUX_FX_ENV2_ATTACK,       fx_env2_attack},
197         {12, EMUX_FX_ENV2_HOLD, fx_env2_hold},
198         {13, EMUX_FX_ENV2_DECAY,        fx_env2_decay},
199         {14, EMUX_FX_ENV2_SUSTAIN,      fx_env2_sustain},
200         {15, EMUX_FX_ENV2_RELEASE,      fx_env2_release},
201
202         {16, EMUX_FX_INIT_PITCH,        fx_init_pitch},
203         {17, EMUX_FX_LFO1_PITCH,        fx_lfo1_pitch},
204         {18, EMUX_FX_LFO2_PITCH,        fx_lfo2_pitch},
205         {19, EMUX_FX_ENV1_PITCH,        fx_env1_pitch},
206         {20, EMUX_FX_LFO1_VOLUME,       fx_lfo1_volume},
207         {21, EMUX_FX_CUTOFF,            fx_cutoff},
208         {22, EMUX_FX_FILTERQ,   fx_filterQ},
209         {23, EMUX_FX_LFO1_CUTOFF,       fx_lfo1_cutoff},
210         {24, EMUX_FX_ENV1_CUTOFF,       fx_env1_cutoff},
211         {25, EMUX_FX_CHORUS,            fx_chorus},
212         {26, EMUX_FX_REVERB,            fx_reverb},
213 };
214
215
216 /*
217  * GS(SC88) NRPN effects; still experimental
218  */
219
220 /* cutoff: quarter semitone step, max=255 */
221 static int gs_cutoff(int val)
222 {
223         return (val - 64) * gs_sense[FX_CUTOFF] / 50;
224 }
225
226 /* resonance: 0 to 15(max) */
227 static int gs_filterQ(int val)
228 {
229         return (val - 64) * gs_sense[FX_RESONANCE] / 50;
230 }
231
232 /* attack: */
233 static int gs_attack(int val)
234 {
235         return -(val - 64) * gs_sense[FX_ATTACK] / 50;
236 }
237
238 /* decay: */
239 static int gs_decay(int val)
240 {
241         return -(val - 64) * gs_sense[FX_RELEASE] / 50;
242 }
243
244 /* release: */
245 static int gs_release(int val)
246 {
247         return -(val - 64) * gs_sense[FX_RELEASE] / 50;
248 }
249
250 /* vibrato freq: 0.042Hz step, max=255 */
251 static int gs_vib_rate(int val)
252 {
253         return (val - 64) * gs_sense[FX_VIBRATE] / 50;
254 }
255
256 /* vibrato depth: max=127, 1 octave */
257 static int gs_vib_depth(int val)
258 {
259         return (val - 64) * gs_sense[FX_VIBDEPTH] / 50;
260 }
261
262 /* vibrato delay: -0.725msec step */
263 static int gs_vib_delay(int val)
264 {
265         return -(val - 64) * gs_sense[FX_VIBDELAY] / 50;
266 }
267
268 static nrpn_conv_table gs_effects[] =
269 {
270         {32, EMUX_FX_CUTOFF,    gs_cutoff},
271         {33, EMUX_FX_FILTERQ,   gs_filterQ},
272         {99, EMUX_FX_ENV2_ATTACK, gs_attack},
273         {100, EMUX_FX_ENV2_DECAY, gs_decay},
274         {102, EMUX_FX_ENV2_RELEASE, gs_release},
275         {8, EMUX_FX_LFO1_FREQ, gs_vib_rate},
276         {9, EMUX_FX_LFO1_VOLUME, gs_vib_depth},
277         {10, EMUX_FX_LFO1_DELAY, gs_vib_delay},
278 };
279
280
281 /*
282  * NRPN events
283  */
284 void
285 snd_emux_nrpn(void *p, snd_midi_channel_t *chan, snd_midi_channel_set_t *chset)
286 {
287         snd_emux_port_t *port;
288
289         port = p;
290         snd_assert(port != NULL, return);
291         snd_assert(chan != NULL, return);
292
293         if (chan->control[MIDI_CTL_NONREG_PARM_NUM_MSB] == 127 &&
294             chan->control[MIDI_CTL_NONREG_PARM_NUM_LSB] <= 26) {
295                 int val;
296                 /* Win/DOS AWE32 specific NRPNs */
297                 /* both MSB/LSB necessary */
298                 val = (chan->control[MIDI_CTL_MSB_DATA_ENTRY] << 7) |
299                         chan->control[MIDI_CTL_LSB_DATA_ENTRY]; 
300                 val -= 8192;
301                 send_converted_effect
302                         (awe_effects, ARRAY_SIZE(awe_effects),
303                          port, chan, chan->control[MIDI_CTL_NONREG_PARM_NUM_LSB],
304                          val, EMUX_FX_FLAG_SET);
305                 return;
306         }
307
308         if (port->chset.midi_mode == SNDRV_MIDI_MODE_GS &&
309             chan->control[MIDI_CTL_NONREG_PARM_NUM_MSB] == 1) {
310                 int val;
311                 /* GS specific NRPNs */
312                 /* only MSB is valid */
313                 val = chan->control[MIDI_CTL_MSB_DATA_ENTRY];
314                 send_converted_effect
315                         (gs_effects, ARRAY_SIZE(gs_effects),
316                          port, chan, chan->control[MIDI_CTL_NONREG_PARM_NUM_LSB],
317                          val, EMUX_FX_FLAG_ADD);
318                 return;
319         }
320 }
321
322
323 /*
324  * XG control effects; still experimental
325  */
326
327 /* cutoff: quarter semitone step, max=255 */
328 static int xg_cutoff(int val)
329 {
330         return (val - 64) * xg_sense[FX_CUTOFF] / 64;
331 }
332
333 /* resonance: 0(open) to 15(most nasal) */
334 static int xg_filterQ(int val)
335 {
336         return (val - 64) * xg_sense[FX_RESONANCE] / 64;
337 }
338
339 /* attack: */
340 static int xg_attack(int val)
341 {
342         return -(val - 64) * xg_sense[FX_ATTACK] / 64;
343 }
344
345 /* release: */
346 static int xg_release(int val)
347 {
348         return -(val - 64) * xg_sense[FX_RELEASE] / 64;
349 }
350
351 static nrpn_conv_table xg_effects[] =
352 {
353         {71, EMUX_FX_CUTOFF,    xg_cutoff},
354         {74, EMUX_FX_FILTERQ,   xg_filterQ},
355         {72, EMUX_FX_ENV2_RELEASE, xg_release},
356         {73, EMUX_FX_ENV2_ATTACK, xg_attack},
357 };
358
359 int
360 snd_emux_xg_control(snd_emux_port_t *port, snd_midi_channel_t *chan, int param)
361 {
362         return send_converted_effect(xg_effects, ARRAY_SIZE(xg_effects),
363                                      port, chan, param,
364                                      chan->control[param],
365                                      EMUX_FX_FLAG_ADD);
366 }
367
368 /*
369  * receive sysex
370  */
371 void
372 snd_emux_sysex(void *p, unsigned char *buf, int len, int parsed, snd_midi_channel_set_t *chset)
373 {
374         snd_emux_port_t *port;
375         snd_emux_t *emu;
376
377         port = p;
378         snd_assert(port != NULL, return);
379         snd_assert(chset != NULL, return);
380         emu = port->emu;
381
382         switch (parsed) {
383         case SNDRV_MIDI_SYSEX_GS_MASTER_VOLUME:
384                 snd_emux_update_port(port, SNDRV_EMUX_UPDATE_VOLUME);
385                 break;
386         default:
387                 if (emu->ops.sysex)
388                         emu->ops.sysex(emu, buf, len, parsed, chset);
389                 break;
390         }
391 }
392