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 "sound.h"\r
  12 #include "ym2612.h"\r
  13 #include "sn76496.h"\r
  14 \r
  15 #ifndef __GNUC__\r
  16 #pragma warning (disable:4244)\r
  17 #endif\r
  18 \r
  19 #if defined(_USE_MZ80)\r
  20 #include "../../cpu/mz80/mz80.h"\r
  21 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
  22 #include "../../cpu/DrZ80/drz80.h"\r
  23 #endif\r
  24 \r
  25 #include "../PicoInt.h"\r
  26 #include "../cd/pcm.h"\r
  27 #include "mix.h"\r
  28 \r
  29 // master int buffer to mix to\r
  30 static int PsndBuffer[2*44100/50];\r
  31 \r
  32 //int z80CycleAim = 0;\r
  33 \r
  34 // dac\r
  35 short *dac_out;\r
  36 unsigned short dac_info[312]; // pppppppp ppppllll, p - pos in buff, l - length to write for this sample\r
  37 \r
  38 // for Pico\r
  39 int PsndRate=0;\r
  40 int PsndLen=0; // number of mono samples, multiply by 2 for stereo\r
  41 int PsndLen_exc_add=0; // this is for non-integer sample counts per line, eg. 22050/60\r
  42 int PsndLen_exc_cnt=0;\r
  43 short *PsndOut=NULL; // PCM data buffer\r
  44 \r
  45 // from ym2612.c\r
  46 extern int   *ym2612_dacen;\r
  47 extern INT32 *ym2612_dacout;\r
  48 void YM2612TimerHandler(int c,int cnt);\r
  49 \r
  50 // sn76496\r
  51 extern int *sn76496_regs;\r
  52 \r
  53 \r
  54 static void dac_recalculate()\r
  55 {\r
  56   int i, dac_cnt, pos, len, lines = Pico.m.pal ? 312 : 262, mid = Pico.m.pal ? 68 : 93;\r
  57 \r
  58   if(PsndLen <= lines) {\r
  59     // shrinking algo\r
  60     dac_cnt = -PsndLen;\r
  61     len=1; pos=0;\r
  62     dac_info[225] = 1;\r
  63 \r
  64     for(i=226; i != 225; i++) {\r
  65       if (i >= lines) i = 0;\r
  66       len = 0;\r
  67       if(dac_cnt < 0) {\r
  68         len=1;\r
  69         pos++;\r
  70         dac_cnt += lines;\r
  71       }\r
  72       dac_cnt -= PsndLen;\r
  73       dac_info[i] = (pos<<4)|len;\r
  74     }\r
  75   } else {\r
  76     // stretching\r
  77     dac_cnt = PsndLen;\r
  78     pos=0;\r
  79     for(i = 225; i != 224; i++) {\r
  80       if (i >= lines) i = 0;\r
  81       len=0;\r
  82       while(dac_cnt >= 0) {\r
  83         dac_cnt -= lines;\r
  84         len++;\r
  85       }\r
  86       if (i == mid) // midpoint\r
  87         while(pos+len < PsndLen/2) {\r
  88           dac_cnt -= lines;\r
  89           len++;\r
  90         }\r
  91       dac_cnt += PsndLen;\r
  92       dac_info[i] = (pos<<4)|len;\r
  93       pos+=len;\r
  94     }\r
  95     // last sample\r
  96     for(len = 0, i = pos; i < PsndLen; i++) len++;\r
  97     if (PsndLen_exc_add) len++;\r
  98     dac_info[224] = (pos<<4)|len;\r
  99   }\r
 100   //for(i=len=0; i < lines; i++) {\r
 101   //  printf("%03i : %03i : %i\n", i, dac_info[i]>>4, dac_info[i]&0xf);\r
 102   //  len+=dac_info[i]&0xf;\r
 103   //}\r
 104   //printf("rate is %i, len %f\n", PsndRate, (double)PsndRate/(Pico.m.pal ? 50.0 : 60.0));\r
 105   //printf("len total: %i, last pos: %i\n", len, pos);\r
 106   //exit(8);\r
 107 }\r
 108 \r
 109 \r
 110 void sound_reset()\r
 111 {\r
 112   extern int z80stopCycle;\r
 113   void *ym2612_regs;\r
 114 \r
 115   // also clear the internal registers+addr line\r
 116   ym2612_regs = YM2612GetRegs();\r
 117   memset(ym2612_regs, 0, 0x200+4);\r
 118   z80stopCycle = 0;\r
 119 \r
 120   sound_rerate(0);\r
 121 }\r
 122 \r
 123 \r
 124 // to be called after changing sound rate or chips\r
 125 void sound_rerate(int preserve_state)\r
 126 {\r
 127   unsigned int state[28];\r
 128   int target_fps = Pico.m.pal ? 50 : 60;\r
 129 \r
 130   // not all rates are supported in MCD mode due to mp3 decoder limitations\r
 131   if (PicoMCD & 1) {\r
 132     if (PsndRate != 11025 && PsndRate != 22050 && PsndRate != 44100) PsndRate = 22050;\r
 133     PicoOpt |= 8; // force stereo\r
 134   }\r
 135 \r
 136   if (preserve_state) {\r
 137     if ((PicoMCD & 1) && Pico_mcd->m.audio_track)\r
 138       Pico_mcd->m.audio_offset = mp3_get_offset();\r
 139   }\r
 140   YM2612Init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/7 : OSC_NTSC/7, PsndRate);\r
 141   if (preserve_state) {\r
 142     // feed it back it's own registers, just like after loading state\r
 143     YM2612PicoStateLoad();\r
 144     if ((PicoMCD & 1) && Pico_mcd->m.audio_track)\r
 145       mp3_start_play(Pico_mcd->TOC.Tracks[Pico_mcd->m.audio_track].F, Pico_mcd->m.audio_offset);\r
 146   }\r
 147 \r
 148   if (preserve_state) memcpy(state, sn76496_regs, 28*4); // remember old state\r
 149   SN76496_init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/15 : OSC_NTSC/15, PsndRate);\r
 150   if (preserve_state) memcpy(sn76496_regs, state, 28*4); // restore old state\r
 151 \r
 152   // calculate PsndLen\r
 153   PsndLen=PsndRate / target_fps;\r
 154   PsndLen_exc_add=((PsndRate - PsndLen*target_fps)<<16) / target_fps;\r
 155   PsndLen_exc_cnt=0;\r
 156 \r
 157   // recalculate dac info\r
 158   dac_recalculate();\r
 159 \r
 160   if (PicoMCD & 1)\r
 161     pcm_set_rate(PsndRate);\r
 162 \r
 163   // clear all buffers\r
 164   memset32(PsndBuffer, 0, sizeof(PsndBuffer)/4);\r
 165   if (PsndOut)\r
 166     sound_clear();\r
 167 }\r
 168 \r
 169 \r
 170 // This is called once per raster (aka line), but not necessarily for every line\r
 171 void sound_timers_and_dac(int raster)\r
 172 {\r
 173   int pos, len;\r
 174   int do_dac = PsndOut && (PicoOpt&1) && *ym2612_dacen;\r
 175 //  int do_pcm = PsndOut && (PicoMCD&1) && (PicoOpt&0x400);\r
 176 \r
 177   // Our raster lasts 63.61323/64.102564 microseconds (NTSC/PAL)\r
 178   YM2612PicoTick(1);\r
 179 \r
 180   if (!do_dac /*&& !do_pcm*/) return;\r
 181 \r
 182   pos=dac_info[raster], len=pos&0xf;\r
 183   if (!len) return;\r
 184 \r
 185   pos>>=4;\r
 186 \r
 187   if (do_dac) {\r
 188     short *d = PsndOut + pos*2;\r
 189     int dout = *ym2612_dacout;\r
 190     if(PicoOpt&8) {\r
 191       // some manual loop unrolling here :)\r
 192       d[0] = dout;\r
 193       if (len > 1) {\r
 194         d[2] = dout;\r
 195         if (len > 2)\r
 196           d[4] = dout;\r
 197       }\r
 198     } else {\r
 199       short *d = PsndOut + pos;\r
 200       d[0] = dout;\r
 201       if (len > 1) {\r
 202         d[1] = dout;\r
 203         if (len > 2)\r
 204           d[2] = dout;\r
 205       }\r
 206     }\r
 207   }\r
 208 \r
 209 #if 0\r
 210   if (do_pcm) {\r
 211     int *d = PsndBuffer;\r
 212     d += (PicoOpt&8) ? pos*2 : pos;\r
 213     pcm_update(d, len, 1);\r
 214   }\r
 215 #endif\r
 216 }\r
 217 \r
 218 \r
 219 void sound_clear(void)\r
 220 {\r
 221   int len = PsndLen;\r
 222   if (PsndLen_exc_add) len++;\r
 223   if (PicoOpt & 8) memset32((int *) PsndOut, 0, len); // clear both channels at once\r
 224   else memset(PsndOut, 0, len<<1);\r
 225 }\r
 226 \r
 227 \r
 228 int sound_render(int offset, int length)\r
 229 {\r
 230   int  buf32_updated = 0;\r
 231   int *buf32 = PsndBuffer+offset;\r
 232   int stereo = (PicoOpt & 8) >> 3;\r
 233   // emulating CD && PCM option enabled && PCM chip on && have enabled channels\r
 234   int do_pcm = (PicoMCD&1) && (PicoOpt&0x400) && (Pico_mcd->pcm.control & 0x80) && Pico_mcd->pcm.enabled;\r
 235   offset <<= stereo;\r
 236 \r
 237   if (offset == 0) { // should happen once per frame\r
 238     // compensate for float part of PsndLen\r
 239     PsndLen_exc_cnt += PsndLen_exc_add;\r
 240     if (PsndLen_exc_cnt >= 0x10000) {\r
 241       PsndLen_exc_cnt -= 0x10000;\r
 242       length++;\r
 243     }\r
 244   }\r
 245 \r
 246   // PSG\r
 247   if (PicoOpt & 2)\r
 248     SN76496Update(PsndOut+offset, length, stereo);\r
 249 \r
 250   // Add in the stereo FM buffer\r
 251   if (PicoOpt & 1) {\r
 252     buf32_updated = YM2612UpdateOne(buf32, length, stereo, 1);\r
 253   } else\r
 254     memset32(buf32, 0, length<<stereo);\r
 255 \r
 256 //printf("active_chs: %02x\n", buf32_updated);\r
 257 \r
 258   // CD: PCM sound\r
 259   if (do_pcm) {\r
 260     pcm_update(buf32, length, stereo);\r
 261     //buf32_updated = 1;\r
 262   }\r
 263 \r
 264   // CD: CDDA audio\r
 265   if ((PicoMCD & 1) && (PicoOpt & 0x800))\r
 266     mp3_update(buf32, length, stereo);\r
 267 \r
 268   // convert + limit to normal 16bit output\r
 269   if (stereo)\r
 270        mix_32_to_16l_stereo(PsndOut+offset, buf32, length);\r
 271   else mix_32_to_16_mono   (PsndOut+offset, buf32, length);\r
 272 \r
 273   return length;\r
 274 }\r
 275 \r
 276 \r
 277 \r
 278 #if defined(_USE_MZ80)\r
 279 \r
 280 // memhandlers for mz80 core\r
 281 unsigned char mz80_read(UINT32 a,  struct MemoryReadByte *w)  { return z80_read(a); }\r
 282 void mz80_write(UINT32 a, UINT8 d, struct MemoryWriteByte *w) { z80_write(d, a); }\r
 283 \r
 284 // structures for mz80 core\r
 285 static struct MemoryReadByte mz80_mem_read[]=\r
 286 {\r
 287   {0x0000,0xffff,mz80_read},\r
 288   {(UINT32) -1,(UINT32) -1,NULL}\r
 289 };\r
 290 static struct MemoryWriteByte mz80_mem_write[]=\r
 291 {\r
 292   {0x0000,0xffff,mz80_write},\r
 293   {(UINT32) -1,(UINT32) -1,NULL}\r
 294 };\r
 295 static struct z80PortRead mz80_io_read[] ={\r
 296   {(UINT16) -1,(UINT16) -1,NULL}\r
 297 };\r
 298 static struct z80PortWrite mz80_io_write[]={\r
 299   {(UINT16) -1,(UINT16) -1,NULL}\r
 300 };\r
 301 \r
 302 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 303 \r
 304 static struct DrZ80 drZ80;\r
 305 \r
 306 static unsigned int DrZ80_rebasePC(unsigned short a)\r
 307 {\r
 308   drZ80.Z80PC_BASE = (unsigned int) Pico.zram;\r
 309   return drZ80.Z80PC_BASE + a;\r
 310 }\r
 311 \r
 312 static unsigned int DrZ80_rebaseSP(unsigned short a)\r
 313 {\r
 314   drZ80.Z80SP_BASE = (unsigned int) Pico.zram;\r
 315   return drZ80.Z80SP_BASE + a;\r
 316 }\r
 317 \r
 318 static unsigned char DrZ80_in(unsigned short p)\r
 319 {\r
 320   return 0xff;\r
 321 }\r
 322 \r
 323 static void DrZ80_out(unsigned short p,unsigned char d)\r
 324 {\r
 325 }\r
 326 \r
 327 static void DrZ80_irq_callback()\r
 328 {\r
 329   drZ80.Z80_IRQ = 0; // lower irq when accepted\r
 330 }\r
 331 \r
 332 #endif\r
 333 \r
 334 // z80 functionality wrappers\r
 335 void z80_init()\r
 336 {\r
 337 #if defined(_USE_MZ80)\r
 338   struct mz80context z80;\r
 339 \r
 340   // z80\r
 341   mz80init();\r
 342   // Modify the default context\r
 343   mz80GetContext(&z80);\r
 344 \r
 345   // point mz80 stuff\r
 346   z80.z80Base=Pico.zram;\r
 347   z80.z80MemRead=mz80_mem_read;\r
 348   z80.z80MemWrite=mz80_mem_write;\r
 349   z80.z80IoRead=mz80_io_read;\r
 350   z80.z80IoWrite=mz80_io_write;\r
 351 \r
 352   mz80SetContext(&z80);\r
 353 \r
 354 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 355 \r
 356   memset(&drZ80, 0, sizeof(struct DrZ80));\r
 357   drZ80.z80_rebasePC=DrZ80_rebasePC;\r
 358   drZ80.z80_rebaseSP=DrZ80_rebaseSP;\r
 359   drZ80.z80_read8   =z80_read;\r
 360   drZ80.z80_read16  =z80_read16;\r
 361   drZ80.z80_write8  =z80_write;\r
 362   drZ80.z80_write16 =z80_write16;\r
 363   drZ80.z80_in      =DrZ80_in;\r
 364   drZ80.z80_out     =DrZ80_out;\r
 365   drZ80.z80_irq_callback=DrZ80_irq_callback;\r
 366 #endif\r
 367 }\r
 368 \r
 369 void z80_reset()\r
 370 {\r
 371 #if defined(_USE_MZ80)\r
 372   mz80reset();\r
 373 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 374   memset(&drZ80, 0, 0x54);\r
 375   drZ80.Z80F  = (1<<2);  // set ZFlag\r
 376   drZ80.Z80F2 = (1<<2);  // set ZFlag\r
 377   drZ80.Z80IX = 0xFFFF << 16;\r
 378   drZ80.Z80IY = 0xFFFF << 16;\r
 379   drZ80.Z80IM = 0; // 1?\r
 380   drZ80.Z80PC = drZ80.z80_rebasePC(0);\r
 381   drZ80.Z80SP = drZ80.z80_rebaseSP(0x2000); // 0xf000 ?\r
 382 #endif\r
 383   Pico.m.z80_fakeval = 0; // for faking when Z80 is disabled\r
 384 }\r
 385 \r
 386 void z80_resetCycles()\r
 387 {\r
 388 #if defined(_USE_MZ80)\r
 389   mz80GetElapsedTicks(1);\r
 390 #endif\r
 391 }\r
 392 \r
 393 void z80_int()\r
 394 {\r
 395 #if defined(_USE_MZ80)\r
 396   mz80int(0);\r
 397 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 398   drZ80.z80irqvector = 0xFF; // default IRQ vector RST opcode\r
 399   drZ80.Z80_IRQ = 1;\r
 400 #endif\r
 401 }\r
 402 \r
 403 // returns number of cycles actually executed\r
 404 int z80_run(int cycles)\r
 405 {\r
 406 #if defined(_USE_MZ80)\r
 407   int ticks_pre = mz80GetElapsedTicks(0);\r
 408   mz80exec(cycles);\r
 409   return mz80GetElapsedTicks(0) - ticks_pre;\r
 410 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 411   return cycles - DrZ80Run(&drZ80, cycles);\r
 412 #else\r
 413   return cycles;\r
 414 #endif\r
 415 }\r
 416 \r
 417 void z80_pack(unsigned char *data)\r
 418 {\r
 419 #if defined(_USE_MZ80)\r
 420   struct mz80context mz80;\r
 421   *(int *)data = 0x00005A6D; // "mZ"\r
 422   mz80GetContext(&mz80);\r
 423   memcpy(data+4, &mz80.z80clockticks, sizeof(mz80)-5*4); // don't save base&memhandlers\r
 424 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 425   *(int *)data = 0x015A7244; // "DrZ" v1\r
 426   drZ80.Z80PC = drZ80.z80_rebasePC(drZ80.Z80PC-drZ80.Z80PC_BASE);\r
 427   drZ80.Z80SP = drZ80.z80_rebaseSP(drZ80.Z80SP-drZ80.Z80SP_BASE);\r
 428   memcpy(data+4, &drZ80, 0x54);\r
 429 #endif\r
 430 }\r
 431 \r
 432 void z80_unpack(unsigned char *data)\r
 433 {\r
 434 #if defined(_USE_MZ80)\r
 435   if(*(int *)data == 0x00005A6D) { // "mZ" save?\r
 436     struct mz80context mz80;\r
 437     mz80GetContext(&mz80);\r
 438     memcpy(&mz80.z80clockticks, data+4, sizeof(mz80)-5*4);\r
 439     mz80SetContext(&mz80);\r
 440   } else {\r
 441     z80_reset();\r
 442     z80_int();\r
 443   }\r
 444 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 445   if(*(int *)data == 0x015A7244) { // "DrZ" v1 save?\r
 446     memcpy(&drZ80, data+4, 0x54);\r
 447     // update bases\r
 448     drZ80.Z80PC = drZ80.z80_rebasePC(drZ80.Z80PC-drZ80.Z80PC_BASE);\r
 449     drZ80.Z80SP = drZ80.z80_rebaseSP(drZ80.Z80SP-drZ80.Z80SP_BASE);\r
 450   } else {\r
 451     z80_reset();\r
 452     drZ80.Z80IM = 1;\r
 453     z80_int(); // try to goto int handler, maybe we won't execute trash there?\r
 454   }\r
 455 #endif\r
 456 }\r
 457 \r
 458 void z80_exit()\r
 459 {\r
 460 #if defined(_USE_MZ80)\r
 461   mz80shutdown();\r
 462 #endif\r
 463 }\r
 464 \r
 465 #if defined(__DEBUG_PRINT) || defined(WIN32)\r
 466 void z80_debug(char *dstr)\r
 467 {\r
 468 #if defined(_USE_DRZ80)\r
 469   sprintf(dstr, "%sZ80 state: PC: %04x SP: %04x\n", dstr, drZ80.Z80PC-drZ80.Z80PC_BASE, drZ80.Z80SP-drZ80.Z80SP_BASE);\r
 470 #endif\r
 471 }\r
 472 #endif\r