Pico/sound/sound.c

   1 // This is part of Pico Library\r
   2 \r
   3 // (c) Copyright 2004 Dave, All rights reserved.\r
   4 // (c) Copyright 2006 notaz, All rights reserved.\r
   5 // Free for non-commercial use.\r
   6 \r
   7 // For commercial use, separate licencing terms must be obtained.\r
   8 \r
   9 \r
  10 #include <string.h>\r
  11 #include "ym2612.h"\r
  12 #include "sn76496.h"\r
  13 \r
  14 #if defined(_USE_MZ80)\r
  15 #include "../../cpu/mz80/mz80.h"\r
  16 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
  17 #include "../../cpu/DrZ80/drz80.h"\r
  18 #endif\r
  19 \r
  20 #include "../PicoInt.h"\r
  21 #include "../cd/pcm.h"\r
  22 #include "mix.h"\r
  23 \r
  24 // master int buffer to mix to\r
  25 static int PsndBuffer[2*44100/50];\r
  26 \r
  27 // dac\r
  28 static unsigned short dac_info[312]; // pppppppp ppppllll, p - pos in buff, l - length to write for this sample\r
  29 \r
  30 // for Pico\r
  31 int PsndRate=0;\r
  32 int PsndLen=0; // number of mono samples, multiply by 2 for stereo\r
  33 int PsndLen_exc_add=0; // this is for non-integer sample counts per line, eg. 22050/60\r
  34 int PsndLen_exc_cnt=0;\r
  35 short *PsndOut=NULL; // PCM data buffer\r
  36 \r
  37 // from ym2612.c\r
  38 extern int   *ym2612_dacen;\r
  39 extern INT32 *ym2612_dacout;\r
  40 void YM2612TimerHandler(int c,int cnt);\r
  41 \r
  42 // sn76496\r
  43 extern int *sn76496_regs;\r
  44 \r
  45 \r
  46 static void dac_recalculate(void)\r
  47 {\r
  48   int i, dac_cnt, pos, len, lines = Pico.m.pal ? 312 : 262, mid = Pico.m.pal ? 68 : 93;\r
  49 \r
  50   if(PsndLen <= lines) {\r
  51     // shrinking algo\r
  52     dac_cnt = -PsndLen;\r
  53     len=1; pos=0;\r
  54     dac_info[225] = 1;\r
  55 \r
  56     for(i=226; i != 225; i++) {\r
  57       if (i >= lines) i = 0;\r
  58       len = 0;\r
  59       if(dac_cnt < 0) {\r
  60         len=1;\r
  61         pos++;\r
  62         dac_cnt += lines;\r
  63       }\r
  64       dac_cnt -= PsndLen;\r
  65       dac_info[i] = (pos<<4)|len;\r
  66     }\r
  67   } else {\r
  68     // stretching\r
  69     dac_cnt = PsndLen;\r
  70     pos=0;\r
  71     for(i = 225; i != 224; i++) {\r
  72       if (i >= lines) i = 0;\r
  73       len=0;\r
  74       while(dac_cnt >= 0) {\r
  75         dac_cnt -= lines;\r
  76         len++;\r
  77       }\r
  78       if (i == mid) // midpoint\r
  79         while(pos+len < PsndLen/2) {\r
  80           dac_cnt -= lines;\r
  81           len++;\r
  82         }\r
  83       dac_cnt += PsndLen;\r
  84       dac_info[i] = (pos<<4)|len;\r
  85       pos+=len;\r
  86     }\r
  87     // last sample\r
  88     for(len = 0, i = pos; i < PsndLen; i++) len++;\r
  89     if (PsndLen_exc_add) len++;\r
  90     dac_info[224] = (pos<<4)|len;\r
  91   }\r
  92   //for(i=len=0; i < lines; i++) {\r
  93   //  printf("%03i : %03i : %i\n", i, dac_info[i]>>4, dac_info[i]&0xf);\r
  94   //  len+=dac_info[i]&0xf;\r
  95   //}\r
  96   //printf("rate is %i, len %f\n", PsndRate, (double)PsndRate/(Pico.m.pal ? 50.0 : 60.0));\r
  97   //printf("len total: %i, last pos: %i\n", len, pos);\r
  98   //exit(8);\r
  99 }\r
 100 \r
 101 \r
 102 PICO_INTERNAL void sound_reset(void)\r
 103 {\r
 104   void *ym2612_regs;\r
 105 \r
 106   // also clear the internal registers+addr line\r
 107   ym2612_regs = YM2612GetRegs();\r
 108   memset(ym2612_regs, 0, 0x200+4);\r
 109   z80startCycle = z80stopCycle = 0;\r
 110 \r
 111   sound_rerate(0);\r
 112 }\r
 113 \r
 114 \r
 115 // to be called after changing sound rate or chips\r
 116 void sound_rerate(int preserve_state)\r
 117 {\r
 118   void *state = NULL;\r
 119   int target_fps = Pico.m.pal ? 50 : 60;\r
 120 \r
 121   // not all rates are supported in MCD mode due to mp3 decoder limitations\r
 122   if (PicoMCD & 1) {\r
 123     if (PsndRate != 11025 && PsndRate != 22050 && PsndRate != 44100) PsndRate = 22050;\r
 124     PicoOpt |= 8; // force stereo\r
 125   }\r
 126 \r
 127   if (preserve_state) {\r
 128     state = malloc(0x200);\r
 129     if (state == NULL) return;\r
 130     memcpy(state, YM2612GetRegs(), 0x200);\r
 131     if ((PicoMCD & 1) && Pico_mcd->m.audio_track)\r
 132       Pico_mcd->m.audio_offset = mp3_get_offset();\r
 133   }\r
 134   YM2612Init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/7 : OSC_NTSC/7, PsndRate);\r
 135   if (preserve_state) {\r
 136     // feed it back it's own registers, just like after loading state\r
 137     memcpy(YM2612GetRegs(), state, 0x200);\r
 138     YM2612PicoStateLoad();\r
 139     if ((PicoMCD & 1) && Pico_mcd->m.audio_track)\r
 140       mp3_start_play(Pico_mcd->TOC.Tracks[Pico_mcd->m.audio_track].F, Pico_mcd->m.audio_offset);\r
 141   }\r
 142 \r
 143   if (preserve_state) memcpy(state, sn76496_regs, 28*4); // remember old state\r
 144   SN76496_init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/15 : OSC_NTSC/15, PsndRate);\r
 145   if (preserve_state) memcpy(sn76496_regs, state, 28*4); // restore old state\r
 146 \r
 147   if (state)\r
 148     free(state);\r
 149 \r
 150   // calculate PsndLen\r
 151   PsndLen=PsndRate / target_fps;\r
 152   PsndLen_exc_add=((PsndRate - PsndLen*target_fps)<<16) / target_fps;\r
 153   PsndLen_exc_cnt=0;\r
 154 \r
 155   // recalculate dac info\r
 156   dac_recalculate();\r
 157 \r
 158   if (PicoMCD & 1)\r
 159     pcm_set_rate(PsndRate);\r
 160 \r
 161   // clear all buffers\r
 162   memset32(PsndBuffer, 0, sizeof(PsndBuffer)/4);\r
 163   if (PsndOut)\r
 164     sound_clear();\r
 165 }\r
 166 \r
 167 \r
 168 // This is called once per raster (aka line), but not necessarily for every line\r
 169 PICO_INTERNAL void sound_timers_and_dac(int raster)\r
 170 {\r
 171   int pos, len;\r
 172   int do_dac = PsndOut && (PicoOpt&1) && *ym2612_dacen;\r
 173 //  int do_pcm = PsndOut && (PicoMCD&1) && (PicoOpt&0x400);\r
 174 \r
 175   // Our raster lasts 63.61323/64.102564 microseconds (NTSC/PAL)\r
 176   YM2612PicoTick(1);\r
 177 \r
 178   if (!do_dac /*&& !do_pcm*/) return;\r
 179 \r
 180   pos=dac_info[raster], len=pos&0xf;\r
 181   if (!len) return;\r
 182 \r
 183   pos>>=4;\r
 184 \r
 185   if (do_dac) {\r
 186     short *d = PsndOut + pos*2;\r
 187     int dout = *ym2612_dacout;\r
 188     if(PicoOpt&8) {\r
 189       // some manual loop unrolling here :)\r
 190       d[0] = dout;\r
 191       if (len > 1) {\r
 192         d[2] = dout;\r
 193         if (len > 2)\r
 194           d[4] = dout;\r
 195       }\r
 196     } else {\r
 197       short *d = PsndOut + pos;\r
 198       d[0] = dout;\r
 199       if (len > 1) {\r
 200         d[1] = dout;\r
 201         if (len > 2)\r
 202           d[2] = dout;\r
 203       }\r
 204     }\r
 205   }\r
 206 \r
 207 #if 0\r
 208   if (do_pcm) {\r
 209     int *d = PsndBuffer;\r
 210     d += (PicoOpt&8) ? pos*2 : pos;\r
 211     pcm_update(d, len, 1);\r
 212   }\r
 213 #endif\r
 214 }\r
 215 \r
 216 \r
 217 PICO_INTERNAL void sound_clear(void)\r
 218 {\r
 219   int len = PsndLen;\r
 220   if (PsndLen_exc_add) len++;\r
 221   if (PicoOpt & 8) memset32((int *) PsndOut, 0, len); // clear both channels at once\r
 222   else memset(PsndOut, 0, len<<1);\r
 223 }\r
 224 \r
 225 \r
 226 PICO_INTERNAL int sound_render(int offset, int length)\r
 227 {\r
 228   int  buf32_updated = 0;\r
 229   int *buf32 = PsndBuffer+offset;\r
 230   int stereo = (PicoOpt & 8) >> 3;\r
 231   // emulating CD && PCM option enabled && PCM chip on && have enabled channels\r
 232   int do_pcm = (PicoMCD&1) && (PicoOpt&0x400) && (Pico_mcd->pcm.control & 0x80) && Pico_mcd->pcm.enabled;\r
 233   offset <<= stereo;\r
 234 \r
 235   if (offset == 0) { // should happen once per frame\r
 236     // compensate for float part of PsndLen\r
 237     PsndLen_exc_cnt += PsndLen_exc_add;\r
 238     if (PsndLen_exc_cnt >= 0x10000) {\r
 239       PsndLen_exc_cnt -= 0x10000;\r
 240       length++;\r
 241     }\r
 242   }\r
 243 \r
 244   // PSG\r
 245   if (PicoOpt & 2)\r
 246     SN76496Update(PsndOut+offset, length, stereo);\r
 247 \r
 248   // Add in the stereo FM buffer\r
 249   if (PicoOpt & 1) {\r
 250     buf32_updated = YM2612UpdateOne(buf32, length, stereo, 1);\r
 251   } else\r
 252     memset32(buf32, 0, length<<stereo);\r
 253 \r
 254 //printf("active_chs: %02x\n", buf32_updated);\r
 255 \r
 256   // CD: PCM sound\r
 257   if (do_pcm) {\r
 258     pcm_update(buf32, length, stereo);\r
 259     //buf32_updated = 1;\r
 260   }\r
 261 \r
 262   // CD: CDDA audio\r
 263   // CD mode, cdda enabled, not data track, CDC is reading\r
 264   if ((PicoMCD & 1) && (PicoOpt & 0x800) && !(Pico_mcd->s68k_regs[0x36] & 1) && (Pico_mcd->scd.Status_CDC & 1))\r
 265     mp3_update(buf32, length, stereo);\r
 266 \r
 267   // convert + limit to normal 16bit output\r
 268   if (stereo)\r
 269        mix_32_to_16l_stereo(PsndOut+offset, buf32, length);\r
 270   else mix_32_to_16_mono   (PsndOut+offset, buf32, length);\r
 271 \r
 272   return length;\r
 273 }\r
 274 \r
 275 \r
 276 \r
 277 #if defined(_USE_MZ80)\r
 278 \r
 279 // memhandlers for mz80 core\r
 280 unsigned char mz80_read(UINT32 a,  struct MemoryReadByte *w)  { return z80_read(a); }\r
 281 void mz80_write(UINT32 a, UINT8 d, struct MemoryWriteByte *w) { z80_write(d, a); }\r
 282 \r
 283 // structures for mz80 core\r
 284 static struct MemoryReadByte mz80_mem_read[]=\r
 285 {\r
 286   {0x0000,0xffff,mz80_read},\r
 287   {(UINT32) -1,(UINT32) -1,NULL}\r
 288 };\r
 289 static struct MemoryWriteByte mz80_mem_write[]=\r
 290 {\r
 291   {0x0000,0xffff,mz80_write},\r
 292   {(UINT32) -1,(UINT32) -1,NULL}\r
 293 };\r
 294 static struct z80PortRead mz80_io_read[] ={\r
 295   {(UINT16) -1,(UINT16) -1,NULL}\r
 296 };\r
 297 static struct z80PortWrite mz80_io_write[]={\r
 298   {(UINT16) -1,(UINT16) -1,NULL}\r
 299 };\r
 300 \r
 301 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 302 \r
 303 static struct DrZ80 drZ80;\r
 304 \r
 305 static unsigned int DrZ80_rebasePC(unsigned short a)\r
 306 {\r
 307   drZ80.Z80PC_BASE = (unsigned int) Pico.zram;\r
 308   return drZ80.Z80PC_BASE + a;\r
 309 }\r
 310 \r
 311 static unsigned int DrZ80_rebaseSP(unsigned short a)\r
 312 {\r
 313   drZ80.Z80SP_BASE = (unsigned int) Pico.zram;\r
 314   return drZ80.Z80SP_BASE + a;\r
 315 }\r
 316 \r
 317 static unsigned char DrZ80_in(unsigned short p)\r
 318 {\r
 319   elprintf(EL_ANOMALY, "Z80 port %04x read", p);\r
 320   return 0xff;\r
 321 }\r
 322 \r
 323 static void DrZ80_out(unsigned short p,unsigned char d)\r
 324 {\r
 325   elprintf(EL_ANOMALY, "Z80 port %04x write %02x", p, d);\r
 326 }\r
 327 \r
 328 static void DrZ80_irq_callback()\r
 329 {\r
 330   drZ80.Z80_IRQ = 0; // lower irq when accepted\r
 331 }\r
 332 \r
 333 #endif\r
 334 \r
 335 // z80 functionality wrappers\r
 336 PICO_INTERNAL void z80_init(void)\r
 337 {\r
 338 #if defined(_USE_MZ80)\r
 339   struct mz80context z80;\r
 340 \r
 341   // z80\r
 342   mz80init();\r
 343   // Modify the default context\r
 344   mz80GetContext(&z80);\r
 345 \r
 346   // point mz80 stuff\r
 347   z80.z80Base=Pico.zram;\r
 348   z80.z80MemRead=mz80_mem_read;\r
 349   z80.z80MemWrite=mz80_mem_write;\r
 350   z80.z80IoRead=mz80_io_read;\r
 351   z80.z80IoWrite=mz80_io_write;\r
 352 \r
 353   mz80SetContext(&z80);\r
 354 \r
 355 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 356 \r
 357   memset(&drZ80, 0, sizeof(struct DrZ80));\r
 358   drZ80.z80_rebasePC=DrZ80_rebasePC;\r
 359   drZ80.z80_rebaseSP=DrZ80_rebaseSP;\r
 360   drZ80.z80_read8   =z80_read;\r
 361   drZ80.z80_read16  =z80_read16;\r
 362   drZ80.z80_write8  =z80_write;\r
 363   drZ80.z80_write16 =z80_write16;\r
 364   drZ80.z80_in      =DrZ80_in;\r
 365   drZ80.z80_out     =DrZ80_out;\r
 366   drZ80.z80_irq_callback=DrZ80_irq_callback;\r
 367 #endif\r
 368 }\r
 369 \r
 370 PICO_INTERNAL void z80_reset(void)\r
 371 {\r
 372 #if defined(_USE_MZ80)\r
 373   mz80reset();\r
 374 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 375   memset(&drZ80, 0, 0x54);\r
 376   drZ80.Z80F  = (1<<2);  // set ZFlag\r
 377   drZ80.Z80F2 = (1<<2);  // set ZFlag\r
 378   drZ80.Z80IX = 0xFFFF << 16;\r
 379   drZ80.Z80IY = 0xFFFF << 16;\r
 380   drZ80.Z80IM = 0; // 1?\r
 381   drZ80.Z80PC = drZ80.z80_rebasePC(0);\r
 382   drZ80.Z80SP = drZ80.z80_rebaseSP(0x2000); // 0xf000 ?\r
 383 #endif\r
 384   Pico.m.z80_fakeval = 0; // for faking when Z80 is disabled\r
 385 }\r
 386 \r
 387 PICO_INTERNAL void z80_resetCycles(void)\r
 388 {\r
 389 #if defined(_USE_MZ80)\r
 390   mz80GetElapsedTicks(1);\r
 391 #endif\r
 392 }\r
 393 \r
 394 PICO_INTERNAL void z80_int(void)\r
 395 {\r
 396 #if defined(_USE_MZ80)\r
 397   mz80int(0);\r
 398 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 399   drZ80.z80irqvector = 0xFF; // default IRQ vector RST opcode\r
 400   drZ80.Z80_IRQ = 1;\r
 401 #endif\r
 402 }\r
 403 \r
 404 // returns number of cycles actually executed\r
 405 PICO_INTERNAL int z80_run(int cycles)\r
 406 {\r
 407 #if defined(_USE_MZ80)\r
 408   int ticks_pre = mz80GetElapsedTicks(0);\r
 409   mz80exec(cycles);\r
 410   return mz80GetElapsedTicks(0) - ticks_pre;\r
 411 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 412   return cycles - DrZ80Run(&drZ80, cycles);\r
 413 #else\r
 414   return cycles;\r
 415 #endif\r
 416 }\r
 417 \r
 418 PICO_INTERNAL void z80_pack(unsigned char *data)\r
 419 {\r
 420 #if defined(_USE_MZ80)\r
 421   struct mz80context mz80;\r
 422   *(int *)data = 0x00005A6D; // "mZ"\r
 423   mz80GetContext(&mz80);\r
 424   memcpy(data+4, &mz80.z80clockticks, sizeof(mz80)-5*4); // don't save base&memhandlers\r
 425 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 426   *(int *)data = 0x015A7244; // "DrZ" v1\r
 427   drZ80.Z80PC = drZ80.z80_rebasePC(drZ80.Z80PC-drZ80.Z80PC_BASE);\r
 428   drZ80.Z80SP = drZ80.z80_rebaseSP(drZ80.Z80SP-drZ80.Z80SP_BASE);\r
 429   memcpy(data+4, &drZ80, 0x54);\r
 430 #endif\r
 431 }\r
 432 \r
 433 PICO_INTERNAL void z80_unpack(unsigned char *data)\r
 434 {\r
 435 #if defined(_USE_MZ80)\r
 436   if(*(int *)data == 0x00005A6D) { // "mZ" save?\r
 437     struct mz80context mz80;\r
 438     mz80GetContext(&mz80);\r
 439     memcpy(&mz80.z80clockticks, data+4, sizeof(mz80)-5*4);\r
 440     mz80SetContext(&mz80);\r
 441   } else {\r
 442     z80_reset();\r
 443     z80_int();\r
 444   }\r
 445 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 446   if(*(int *)data == 0x015A7244) { // "DrZ" v1 save?\r
 447     memcpy(&drZ80, data+4, 0x54);\r
 448     // update bases\r
 449     drZ80.Z80PC = drZ80.z80_rebasePC(drZ80.Z80PC-drZ80.Z80PC_BASE);\r
 450     drZ80.Z80SP = drZ80.z80_rebaseSP(drZ80.Z80SP-drZ80.Z80SP_BASE);\r
 451   } else {\r
 452     z80_reset();\r
 453     drZ80.Z80IM = 1;\r
 454     z80_int(); // try to goto int handler, maybe we won't execute trash there?\r
 455   }\r
 456 #endif\r
 457 }\r
 458 \r
 459 PICO_INTERNAL void z80_exit(void)\r
 460 {\r
 461 #if defined(_USE_MZ80)\r
 462   mz80shutdown();\r
 463 #endif\r
 464 }\r
 465 \r
 466 #if 1 // defined(__DEBUG_PRINT) || defined(__GP2X__) || defined(__GIZ__)\r
 467 PICO_INTERNAL void z80_debug(char *dstr)\r
 468 {\r
 469 #if defined(_USE_DRZ80)\r
 470   sprintf(dstr, "Z80 state: PC: %04x SP: %04x\n", drZ80.Z80PC-drZ80.Z80PC_BASE, drZ80.Z80SP-drZ80.Z80SP_BASE);\r
 471 #endif\r
 472 }\r
 473 #endif\r