platform/gp2x/soc_mmsp2.c

   1 /*
   2  * PicoDrive
   3  * (C) notaz, 2006-2009
   4  *
   5  * This work is licensed under the terms of MAME license.
   6  * See COPYING file in the top-level directory.
   7  */
   8 #include <stdio.h>
   9 #include <stdlib.h>
  10 #include <string.h>
  11 #include <math.h>
  12 #include <sys/types.h>
  13 #include <sys/stat.h>
  14 #include <fcntl.h>
  15 #include <sys/mman.h>
  16 #include <unistd.h>
  17
  18 #include "soc.h"
  19 #include "soc_mmsp2.h"
  20 #include "plat_gp2x.h"
  21 #include "../common/emu.h"
  22 #include "../common/plat.h"
  23 #include "../common/arm_utils.h"
  24 #include "940ctl.h"
  25
  26 volatile unsigned short *gp2x_memregs;
  27 volatile unsigned long  *gp2x_memregl;
  28 extern void *gp2x_screens[4];
  29 static int screensel = 0;
  30
  31 int memdev = -1;        /* used by code940 */
  32 static int touchdev = -1;
  33 static int touchcal[7] = { 6203, 0, -1501397, 0, -4200, 16132680, 65536 };
  34
  35 #define FRAMEBUFF_SIZE  0x30000
  36 #define FRAMEBUFF_WHOLESIZE (FRAMEBUFF_SIZE*4) // 320*240*2 + some more
  37 #define FRAMEBUFF_ADDR0 (0x4000000 - FRAMEBUFF_WHOLESIZE)
  38 #define FRAMEBUFF_ADDR1 (FRAMEBUFF_ADDR0 + FRAMEBUFF_SIZE)
  39 #define FRAMEBUFF_ADDR2 (FRAMEBUFF_ADDR1 + FRAMEBUFF_SIZE)
  40 #define FRAMEBUFF_ADDR3 (FRAMEBUFF_ADDR2 + FRAMEBUFF_SIZE)
  41
  42 static const int gp2x_screenaddrs[4] = { FRAMEBUFF_ADDR0, FRAMEBUFF_ADDR1, FRAMEBUFF_ADDR2, FRAMEBUFF_ADDR3 };
  43 static int gp2x_screenaddrs_use[4];
  44
  45 static char gamma_was_changed = 0;
  46 static char cpuclk_was_changed = 0;
  47 static unsigned short gp2x_screenaddr_old[4];
  48 static unsigned short memtimex_old[2];
  49 static unsigned short reg0910;
  50
  51 /* video stuff */
  52 static void gp2x_video_flip_(void)
  53 {
  54         unsigned short lsw = (unsigned short) gp2x_screenaddrs_use[screensel&3];
  55         unsigned short msw = (unsigned short)(gp2x_screenaddrs_use[screensel&3] >> 16);
  56
  57         gp2x_memregs[0x2910>>1] = msw;
  58         gp2x_memregs[0x2914>>1] = msw;
  59         gp2x_memregs[0x290E>>1] = lsw;
  60         gp2x_memregs[0x2912>>1] = lsw;
  61
  62         // jump to other buffer:
  63         g_screen_ptr = gp2x_screens[++screensel&3];
  64 }
  65
  66 /* doulblebuffered flip */
  67 static void gp2x_video_flip2_(void)
  68 {
  69         unsigned short msw = (unsigned short)(gp2x_screenaddrs_use[screensel&1] >> 16);
  70
  71         gp2x_memregs[0x2910>>1] = msw;
  72         gp2x_memregs[0x2914>>1] = msw;
  73         gp2x_memregs[0x290E>>1] = 0;
  74         gp2x_memregs[0x2912>>1] = 0;
  75
  76         // jump to other buffer:
  77         g_screen_ptr = gp2x_screens[++screensel&1];
  78 }
  79
  80 static void gp2x_video_changemode_ll_(int bpp)
  81 {
  82         gp2x_memregs[0x28DA>>1] = (((bpp+1)/8)<<9)|0xAB; /*8/15/16/24bpp...*/
  83         gp2x_memregs[0x290C>>1] = 320*((bpp+1)/8); /*line width in bytes*/
  84 }
  85
  86 static void gp2x_video_setpalette_(int *pal, int len)
  87 {
  88         unsigned short *g = (unsigned short *)pal;
  89         volatile unsigned short *memreg = &gp2x_memregs[0x295A>>1];
  90
  91         gp2x_memregs[0x2958>>1] = 0;
  92
  93         len *= 2;
  94         while (len--)
  95                 *memreg = *g++;
  96 }
  97
  98 static void gp2x_video_RGB_setscaling_(int ln_offs, int W, int H)
  99 {
 100         float escalaw, escalah;
 101         int bpp = (gp2x_memregs[0x28DA>>1]>>9)&0x3;
 102         unsigned short scalw;
 103
 104         // set offset
 105         gp2x_screenaddrs_use[0] = gp2x_screenaddrs[0] + ln_offs * 320 * bpp;
 106         gp2x_screenaddrs_use[1] = gp2x_screenaddrs[1] + ln_offs * 320 * bpp;
 107         gp2x_screenaddrs_use[2] = gp2x_screenaddrs[2] + ln_offs * 320 * bpp;
 108         gp2x_screenaddrs_use[3] = gp2x_screenaddrs[3] + ln_offs * 320 * bpp;
 109
 110         escalaw = 1024.0; // RGB Horiz LCD
 111         escalah = 320.0; // RGB Vert LCD
 112
 113         if (gp2x_memregs[0x2800>>1]&0x100) //TV-Out
 114         {
 115                 escalaw=489.0; // RGB Horiz TV (PAL, NTSC)
 116                 if (gp2x_memregs[0x2818>>1]  == 287) //PAL
 117                         escalah=274.0; // RGB Vert TV PAL
 118                 else if (gp2x_memregs[0x2818>>1]  == 239) //NTSC
 119                         escalah=331.0; // RGB Vert TV NTSC
 120         }
 121
 122         // scale horizontal
 123         scalw = (unsigned short)((float)escalaw *(W/320.0));
 124         /* if there is no horizontal scaling, vertical doesn't work.
 125          * Here is a nasty wrokaround... */
 126         if (H != 240 && W == 320) scalw--;
 127         gp2x_memregs[0x2906>>1]=scalw;
 128         // scale vertical
 129         gp2x_memregl[0x2908>>2]=(unsigned long)((float)escalah *bpp *(H/240.0));
 130 }
 131
 132 static void gp2x_video_wait_vsync_(void)
 133 {
 134         unsigned short v = gp2x_memregs[0x1182>>1];
 135         while (!((v ^ gp2x_memregs[0x1182>>1]) & 0x10))
 136                 spend_cycles(1024);
 137 }
 138
 139 /* 940 */
 140 void pause940(int yes)
 141 {
 142         if (yes)
 143                 gp2x_memregs[0x0904>>1] &= 0xFFFE;
 144         else
 145                 gp2x_memregs[0x0904>>1] |= 1;
 146 }
 147
 148 void reset940(int yes, int bank)
 149 {
 150         gp2x_memregs[0x3B48>>1] = ((yes&1) << 7) | (bank & 0x03);
 151 }
 152
 153 /*
 154  * CPU clock
 155  * Fout = (m * Fin) / (p * 2^s)
 156  * m = MDIV+8, p = PDIV+2, s = SDIV
 157  *
 158  * m = (Fout * p * 2^s) / Fin
 159  */
 160
 161 #define SYS_CLK_FREQ 7372800
 162
 163 static void gp2x_set_cpuclk_(unsigned int mhz)
 164 {
 165         unsigned int mdiv, pdiv, sdiv = 0;
 166         unsigned int v;
 167         int i;
 168
 169         pdiv = 3;
 170         mdiv = (mhz * pdiv * 1000000) / SYS_CLK_FREQ;
 171         if (mdiv & ~0xff) {
 172                 fprintf(stderr, "invalid cpuclk MHz: %u\n", mhz);
 173                 return;
 174         }
 175         v = ((mdiv-8)<<8) | ((pdiv-2)<<2) | sdiv;
 176         gp2x_memregs[0x910>>1] = v;
 177
 178         for (i = 0; i < 10000; i++)
 179                 if (!(gp2x_memregs[0x902>>1] & 1))
 180                         break;
 181
 182         cpuclk_was_changed = 1;
 183 }
 184
 185 /* RAM timings */
 186 #define TIMING_CHECK(t, adj, mask) \
 187         t += adj; \
 188         if (t & ~mask) \
 189                 goto bad
 190
 191 static void set_ram_timing_vals(int tCAS, int tRC, int tRAS, int tWR, int tMRD, int tRFC, int tRP, int tRCD)
 192 {
 193         int i;
 194         TIMING_CHECK(tCAS, -2, 0x1);
 195         TIMING_CHECK(tRC,  -1, 0xf);
 196         TIMING_CHECK(tRAS, -1, 0xf);
 197         TIMING_CHECK(tWR,  -1, 0xf);
 198         TIMING_CHECK(tMRD, -1, 0xf);
 199         TIMING_CHECK(tRFC, -1, 0xf);
 200         TIMING_CHECK(tRP,  -1, 0xf);
 201         TIMING_CHECK(tRCD, -1, 0xf);
 202
 203         /* get spend_cycles() into cache */
 204         spend_cycles(1);
 205
 206         gp2x_memregs[0x3802>>1] = ((tMRD & 0xF) << 12) | ((tRFC & 0xF) << 8) | ((tRP & 0xF) << 4) | (tRCD & 0xF);
 207         gp2x_memregs[0x3804>>1] = 0x8000 | ((tCAS & 1) << 12) | ((tRC & 0xF) << 8) | ((tRAS & 0xF) << 4) | (tWR & 0xF);
 208
 209         /* be sure we don't access the mem while it's being reprogrammed */
 210         spend_cycles(128*1024);
 211         for (i = 0; i < 8*1024; i++)
 212                 if (!(gp2x_memregs[0x3804>>1] & 0x8000))
 213                         break;
 214
 215         printf("RAM timings set.\n");
 216         return;
 217 bad:
 218         fprintf(stderr, "RAM timings invalid.\n");
 219 }
 220
 221 static void set_ram_timings_(void)
 222 {
 223         /* craigix: --cas 2 --trc 6 --tras 4 --twr 1 --tmrd 1 --trfc 1 --trp 2 --trcd 2 */
 224         set_ram_timing_vals(2, 6, 4, 1, 1, 1, 2, 2);
 225 }
 226
 227 static void unset_ram_timings_(void)
 228 {
 229         gp2x_memregs[0x3802>>1] = memtimex_old[0];
 230         gp2x_memregs[0x3804>>1] = memtimex_old[1] | 0x8000;
 231         printf("RAM timings reset to startup values.\n");
 232 }
 233
 234 /* LCD refresh */
 235 typedef struct
 236 {
 237         unsigned short reg, valmask, val;
 238 }
 239 reg_setting;
 240
 241 /* 120.00 97/0/2/7|25/ 7/ 7/11/37 */
 242 static const reg_setting lcd_rate_120[] =
 243 {
 244         { 0x0914, 0xffff, (97<<8)|(0<<2)|2 },   /* UPLLSETVREG */
 245         { 0x0924, 0xff00, (2<<14)|(7<<8) },     /* DISPCSETREG */
 246         { 0x281A, 0x00ff, 25 },                 /* .HSWID(T2) */
 247         { 0x281C, 0x00ff, 7 },                  /* .HSSTR(T8) */
 248         { 0x281E, 0x00ff, 7 },                  /* .HSEND(T7) */
 249         { 0x2822, 0x01ff, 11 },                 /* .VSEND (T9) */
 250         { 0x2826, 0x0ff0, 37<<4 },              /* .DESTR(T3) */
 251         { 0, 0, 0 }
 252 };
 253
 254 /* 100.00 96/0/2/7|29/25/53/15/37 */
 255 static const reg_setting lcd_rate_100[] =
 256 {
 257         { 0x0914, 0xffff, (96<<8)|(0<<2)|2 },   /* UPLLSETVREG */
 258         { 0x0924, 0xff00, (2<<14)|(7<<8) },     /* DISPCSETREG */
 259         { 0x281A, 0x00ff, 29 },                 /* .HSWID(T2) */
 260         { 0x281C, 0x00ff, 25 },                 /* .HSSTR(T8) */
 261         { 0x281E, 0x00ff, 53 },                 /* .HSEND(T7) */
 262         { 0x2822, 0x01ff, 15 },                 /* .VSEND (T9) */
 263         { 0x2826, 0x0ff0, 37<<4 },              /* .DESTR(T3) */
 264         { 0, 0, 0 }
 265 };
 266
 267 static reg_setting lcd_rate_defaults[] =
 268 {
 269         { 0x0914, 0xffff, 0 },
 270         { 0x0924, 0xff00, 0 },
 271         { 0x281A, 0x00ff, 0 },
 272         { 0x281C, 0x00ff, 0 },
 273         { 0x281E, 0x00ff, 0 },
 274         { 0x2822, 0x01ff, 0 },
 275         { 0x2826, 0x0ff0, 0 },
 276         { 0, 0, 0 }
 277 };
 278
 279 static void get_reg_setting(reg_setting *set)
 280 {
 281         for (; set->reg; set++)
 282         {
 283                 unsigned short val = gp2x_memregs[set->reg >> 1];
 284                 val &= set->valmask;
 285                 set->val = val;
 286         }
 287 }
 288
 289 static void set_reg_setting(const reg_setting *set)
 290 {
 291         for (; set->reg; set++)
 292         {
 293                 unsigned short val = gp2x_memregs[set->reg >> 1];
 294                 val &= ~set->valmask;
 295                 val |= set->val;
 296                 gp2x_memregs[set->reg >> 1] = val;
 297         }
 298 }
 299
 300 static void set_lcd_custom_rate_(int is_pal)
 301 {
 302         if (gp2x_memregs[0x2800>>1] & 0x100) // tv-out
 303                 return;
 304
 305         printf("setting custom LCD refresh (%d Hz)... ", is_pal ? 100 : 120);
 306         fflush(stdout);
 307
 308         set_reg_setting(is_pal ? lcd_rate_100 : lcd_rate_120);
 309         printf("done.\n");
 310 }
 311
 312 static void unset_lcd_custom_rate_(void)
 313 {
 314         printf("reset to prev LCD refresh.\n");
 315         set_reg_setting(lcd_rate_defaults);
 316 }
 317
 318 static void set_lcd_gamma_(int g100, int A_SNs_curve)
 319 {
 320         float gamma = (float) g100 / 100;
 321         int i;
 322         gamma = 1 / gamma;
 323
 324         /* enable gamma */
 325         gp2x_memregs[0x2880>>1] &= ~(1<<12);
 326
 327         gp2x_memregs[0x295C>>1] = 0;
 328         for (i = 0; i < 256; i++)
 329         {
 330                 unsigned char g;
 331                 unsigned short s;
 332                 const unsigned short grey50=143, grey75=177, grey25=97;
 333                 double blah;
 334
 335                 if (A_SNs_curve)
 336                 {
 337                         // The next formula is all about gaussian interpolation
 338                         blah = ((  -128 * exp(-powf((float) i/64.0f + 2.0f , 2.0f))) +
 339                                 (   -64 * exp(-powf((float) i/64.0f + 1.0f , 2.0f))) +
 340                                 (grey25 * exp(-powf((float) i/64.0f - 1.0f , 2.0f))) +
 341                                 (grey50 * exp(-powf((float) i/64.0f - 2.0f , 2.0f))) +
 342                                 (grey75 * exp(-powf((float) i/64.0f - 3.0f , 2.0f))) +
 343                                 (   256 * exp(-powf((float) i/64.0f - 4.0f , 2.0f))) +
 344                                 (   320 * exp(-powf((float) i/64.0f - 5.0f , 2.0f))) +
 345                                 (   384 * exp(-powf((float) i/64.0f - 6.0f , 2.0f)))) / 1.772637;
 346                         blah += 0.5;
 347                 }
 348                 else
 349                 {
 350                         blah = i;
 351                 }
 352
 353                 g = (unsigned char)(255.0 * pow(blah/255.0, gamma));
 354                 //printf("%d : %d\n", i, g);
 355                 s = (g<<8) | g;
 356                 gp2x_memregs[0x295E>>1]= s;
 357                 gp2x_memregs[0x295E>>1]= g;
 358         }
 359
 360         gamma_was_changed = 1;
 361 }
 362
 363 static int gp2x_read_battery_(void)
 364 {
 365         return -1; /* TODO? */
 366 }
 367
 368 /* these are not quite MMSP2 related,
 369  * more to GP2X F100/F200 consoles themselves. */
 370 typedef struct ucb1x00_ts_event
 371 {
 372         unsigned short pressure;
 373         unsigned short x;
 374         unsigned short y;
 375         unsigned short pad;
 376         struct timeval stamp;
 377 } UCB1X00_TS_EVENT;
 378
 379 int gp2x_touchpad_read(int *x, int *y)
 380 {
 381         UCB1X00_TS_EVENT event;
 382         static int zero_seen = 0;
 383         int retval;
 384
 385         if (touchdev < 0) return -1;
 386
 387         retval = read(touchdev, &event, sizeof(event));
 388         if (retval <= 0) {
 389                 perror("touch read failed");
 390                 return -1;
 391         }
 392         // this is to ignore the messed-up 4.1.x driver
 393         if (event.pressure == 0) zero_seen = 1;
 394
 395         if (x) *x = (event.x * touchcal[0] + touchcal[2]) >> 16;
 396         if (y) *y = (event.y * touchcal[4] + touchcal[5]) >> 16;
 397         // printf("read %i %i %i\n", event.pressure, *x, *y);
 398
 399         return zero_seen ? event.pressure : 0;
 400 }
 401
 402 static void proc_set(const char *path, const char *val)
 403 {
 404         FILE *f;
 405         char tmp[16];
 406
 407         f = fopen(path, "w");
 408         if (f == NULL) {
 409                 printf("failed to open: %s\n", path);
 410                 return;
 411         }
 412
 413         fprintf(f, "0\n");
 414         fclose(f);
 415
 416         printf("\"%s\" is set to: ", path);
 417         f = fopen(path, "r");
 418         if (f == NULL) {
 419                 printf("(open failed)\n");
 420                 return;
 421         }
 422
 423         fgets(tmp, sizeof(tmp), f);
 424         printf("%s", tmp);
 425         fclose(f);
 426 }
 427
 428
 429 void mmsp2_init(void)
 430 {
 431         int i;
 432
 433         memdev = open("/dev/mem", O_RDWR);
 434         if (memdev == -1)
 435         {
 436                 perror("open(\"/dev/mem\")");
 437                 exit(1);
 438         }
 439
 440         gp2x_memregs = mmap(0, 0x10000, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, memdev, 0xc0000000);
 441         if (gp2x_memregs == MAP_FAILED)
 442         {
 443                 perror("mmap(memregs)");
 444                 exit(1);
 445         }
 446         gp2x_memregl = (unsigned long *) gp2x_memregs;
 447
 448         gp2x_memregs[0x2880>>1] &= ~0x383; // disable cursor, subpict, osd, video layers
 449
 450         gp2x_screens[0] = mmap(0, FRAMEBUFF_WHOLESIZE, PROT_WRITE, MAP_SHARED,
 451                 memdev, gp2x_screenaddrs[0]);
 452         if (gp2x_screens[0] == MAP_FAILED)
 453         {
 454                 perror("mmap(g_screen_ptr)");
 455                 exit(1);
 456         }
 457         printf("framebuffers:\n");
 458         printf("  %08x -> %p\n", gp2x_screenaddrs[0], gp2x_screens[0]);
 459         for (i = 1; i < 4; i++)
 460         {
 461                 gp2x_screens[i] = (char *) gp2x_screens[i - 1] + FRAMEBUFF_SIZE;
 462                 printf("  %08x -> %p\n", gp2x_screenaddrs[i], gp2x_screens[i]);
 463         }
 464
 465         g_screen_ptr = gp2x_screens[0];
 466         screensel = 0;
 467
 468         gp2x_screenaddr_old[0] = gp2x_memregs[0x290E>>1];
 469         gp2x_screenaddr_old[1] = gp2x_memregs[0x2910>>1];
 470         gp2x_screenaddr_old[2] = gp2x_memregs[0x2912>>1];
 471         gp2x_screenaddr_old[3] = gp2x_memregs[0x2914>>1];
 472
 473         memcpy(gp2x_screenaddrs_use, gp2x_screenaddrs, sizeof(gp2x_screenaddrs));
 474
 475         /* save startup values: LCD refresh */
 476         get_reg_setting(lcd_rate_defaults);
 477
 478         /* CPU and RAM timings */
 479         reg0910 = gp2x_memregs[0x0910>>1];
 480         memtimex_old[0] = gp2x_memregs[0x3802>>1];
 481         memtimex_old[1] = gp2x_memregs[0x3804>>1];
 482
 483         /* touchscreen */
 484         touchdev = open("/dev/touchscreen/wm97xx", O_RDONLY);
 485         if (touchdev >= 0) {
 486                 FILE *pcf = fopen("/etc/pointercal", "r");
 487                 if (pcf) {
 488                         fscanf(pcf, "%d %d %d %d %d %d %d", &touchcal[0], &touchcal[1],
 489                                 &touchcal[2], &touchcal[3], &touchcal[4], &touchcal[5], &touchcal[6]);
 490                         fclose(pcf);
 491                 }
 492                 printf("found touchscreen/wm97xx\n");
 493         }
 494
 495         /* disable Linux read-ahead */
 496         proc_set("/proc/sys/vm/max-readahead", "0\n");
 497         proc_set("/proc/sys/vm/min-readahead", "0\n");
 498
 499         /* code940 portion */
 500         sharedmem940_init();
 501
 502         gp2x_video_flip = gp2x_video_flip_;
 503         gp2x_video_flip2 = gp2x_video_flip2_;
 504         gp2x_video_changemode_ll = gp2x_video_changemode_ll_;
 505         gp2x_video_setpalette = gp2x_video_setpalette_;
 506         gp2x_video_RGB_setscaling = gp2x_video_RGB_setscaling_;
 507         gp2x_video_wait_vsync = gp2x_video_wait_vsync_;
 508
 509         gp2x_set_cpuclk = gp2x_set_cpuclk_;
 510
 511         set_lcd_custom_rate = set_lcd_custom_rate_;
 512         unset_lcd_custom_rate = unset_lcd_custom_rate_;
 513         set_lcd_gamma = set_lcd_gamma_;
 514
 515         set_ram_timings = set_ram_timings_;
 516         unset_ram_timings = unset_ram_timings_;
 517         gp2x_read_battery = gp2x_read_battery_;
 518
 519         gp2x_get_ticks_ms = plat_get_ticks_ms_good;
 520         gp2x_get_ticks_us = plat_get_ticks_us_good;
 521 }
 522
 523 void mmsp2_finish(void)
 524 {
 525         reset940(1, 3);
 526         pause940(1);
 527         sharedmem940_finish();
 528
 529         gp2x_video_RGB_setscaling_(0, 320, 240);
 530         gp2x_video_changemode_ll_(16);
 531
 532         gp2x_memregs[0x290E>>1] = gp2x_screenaddr_old[0];
 533         gp2x_memregs[0x2910>>1] = gp2x_screenaddr_old[1];
 534         gp2x_memregs[0x2912>>1] = gp2x_screenaddr_old[2];
 535         gp2x_memregs[0x2914>>1] = gp2x_screenaddr_old[3];
 536
 537         unset_lcd_custom_rate_();
 538         if (gamma_was_changed)
 539                 set_lcd_gamma_(100, 0);
 540         unset_ram_timings_();
 541         if (cpuclk_was_changed)
 542                 gp2x_memregs[0x910>>1] = reg0910;
 543
 544         munmap(gp2x_screens[0], FRAMEBUFF_WHOLESIZE);
 545         munmap((void *)gp2x_memregs, 0x10000);
 546         close(memdev);
 547         if (touchdev >= 0)
 548                 close(touchdev);
 549 }
 550