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 2006,2007 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 #include "../PicoInt.h"\r
  15 #include "../cd/pcm.h"\r
  16 #include "mix.h"\r
  17 \r
  18 // master int buffer to mix to\r
  19 static int PsndBuffer[2*44100/50];\r
  20 \r
  21 // dac\r
  22 static unsigned short dac_info[312]; // pppppppp ppppllll, p - pos in buff, l - length to write for this sample\r
  23 \r
  24 // for Pico\r
  25 int PsndRate=0;\r
  26 int PsndLen=0; // number of mono samples, multiply by 2 for stereo\r
  27 int PsndLen_exc_add=0; // this is for non-integer sample counts per line, eg. 22050/60\r
  28 int PsndLen_exc_cnt=0;\r
  29 short *PsndOut=NULL; // PCM data buffer\r
  30 \r
  31 // sn76496\r
  32 extern int *sn76496_regs;\r
  33 \r
  34 \r
  35 static void dac_recalculate(void)\r
  36 {\r
  37   int i, dac_cnt, pos, len, lines = Pico.m.pal ? 312 : 262, mid = Pico.m.pal ? 68 : 93;\r
  38 \r
  39   if(PsndLen <= lines) {\r
  40     // shrinking algo\r
  41     dac_cnt = -PsndLen;\r
  42     len=1; pos=0;\r
  43     dac_info[225] = 1;\r
  44 \r
  45     for(i=226; i != 225; i++) {\r
  46       if (i >= lines) i = 0;\r
  47       len = 0;\r
  48       if(dac_cnt < 0) {\r
  49         len=1;\r
  50         pos++;\r
  51         dac_cnt += lines;\r
  52       }\r
  53       dac_cnt -= PsndLen;\r
  54       dac_info[i] = (pos<<4)|len;\r
  55     }\r
  56   } else {\r
  57     // stretching\r
  58     dac_cnt = PsndLen;\r
  59     pos=0;\r
  60     for(i = 225; i != 224; i++) {\r
  61       if (i >= lines) i = 0;\r
  62       len=0;\r
  63       while(dac_cnt >= 0) {\r
  64         dac_cnt -= lines;\r
  65         len++;\r
  66       }\r
  67       if (i == mid) // midpoint\r
  68         while(pos+len < PsndLen/2) {\r
  69           dac_cnt -= lines;\r
  70           len++;\r
  71         }\r
  72       dac_cnt += PsndLen;\r
  73       dac_info[i] = (pos<<4)|len;\r
  74       pos+=len;\r
  75     }\r
  76     // last sample\r
  77     for(len = 0, i = pos; i < PsndLen; i++) len++;\r
  78     if (PsndLen_exc_add) len++;\r
  79     dac_info[224] = (pos<<4)|len;\r
  80   }\r
  81   //for(i=len=0; i < lines; i++) {\r
  82   //  printf("%03i : %03i : %i\n", i, dac_info[i]>>4, dac_info[i]&0xf);\r
  83   //  len+=dac_info[i]&0xf;\r
  84   //}\r
  85   //printf("rate is %i, len %f\n", PsndRate, (double)PsndRate/(Pico.m.pal ? 50.0 : 60.0));\r
  86   //printf("len total: %i, last pos: %i\n", len, pos);\r
  87   //exit(8);\r
  88 }\r
  89 \r
  90 \r
  91 PICO_INTERNAL void PsndReset(void)\r
  92 {\r
  93   void *ym2612_regs;\r
  94 \r
  95   // also clear the internal registers+addr line\r
  96   ym2612_regs = YM2612GetRegs();\r
  97   memset(ym2612_regs, 0, 0x200+4);\r
  98   z80startCycle = z80stopCycle = 0;\r
  99 \r
 100   PsndRerate(0);\r
 101 }\r
 102 \r
 103 \r
 104 // to be called after changing sound rate or chips\r
 105 void PsndRerate(int preserve_state)\r
 106 {\r
 107   void *state = NULL;\r
 108   int target_fps = Pico.m.pal ? 50 : 60;\r
 109 \r
 110   // not all rates are supported in MCD mode due to mp3 decoder limitations\r
 111   if (PicoMCD & 1) {\r
 112     if (PsndRate != 11025 && PsndRate != 22050 && PsndRate != 44100) PsndRate = 22050;\r
 113     PicoOpt |= 8; // force stereo\r
 114   }\r
 115 \r
 116   if (preserve_state) {\r
 117     state = malloc(0x200);\r
 118     if (state == NULL) return;\r
 119     memcpy(state, YM2612GetRegs(), 0x200);\r
 120     if ((PicoMCD & 1) && Pico_mcd->m.audio_track)\r
 121       Pico_mcd->m.audio_offset = mp3_get_offset();\r
 122   }\r
 123   YM2612Init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/7 : OSC_NTSC/7, PsndRate);\r
 124   if (preserve_state) {\r
 125     // feed it back it's own registers, just like after loading state\r
 126     memcpy(YM2612GetRegs(), state, 0x200);\r
 127     YM2612PicoStateLoad();\r
 128     if ((PicoMCD & 1) && Pico_mcd->m.audio_track)\r
 129       mp3_start_play(Pico_mcd->TOC.Tracks[Pico_mcd->m.audio_track].F, Pico_mcd->m.audio_offset);\r
 130   }\r
 131 \r
 132   if (preserve_state) memcpy(state, sn76496_regs, 28*4); // remember old state\r
 133   SN76496_init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/15 : OSC_NTSC/15, PsndRate);\r
 134   if (preserve_state) memcpy(sn76496_regs, state, 28*4); // restore old state\r
 135 \r
 136   if (state)\r
 137     free(state);\r
 138 \r
 139   // calculate PsndLen\r
 140   PsndLen=PsndRate / target_fps;\r
 141   PsndLen_exc_add=((PsndRate - PsndLen*target_fps)<<16) / target_fps;\r
 142   PsndLen_exc_cnt=0;\r
 143 \r
 144   // recalculate dac info\r
 145   dac_recalculate();\r
 146 \r
 147   if (PicoMCD & 1)\r
 148     pcm_set_rate(PsndRate);\r
 149 \r
 150   // clear all buffers\r
 151   memset32(PsndBuffer, 0, sizeof(PsndBuffer)/4);\r
 152   if (PsndOut)\r
 153     PsndClear();\r
 154 }\r
 155 \r
 156 \r
 157 // This is called once per raster (aka line), but not necessarily for every line\r
 158 PICO_INTERNAL void Psnd_timers_and_dac(int raster)\r
 159 {\r
 160   int pos, len;\r
 161   int do_dac = PsndOut && (PicoOpt&1) && *ym2612_dacen;\r
 162 //  int do_pcm = PsndOut && (PicoMCD&1) && (PicoOpt&0x400);\r
 163 \r
 164   // Our raster lasts 63.61323/64.102564 microseconds (NTSC/PAL)\r
 165   YM2612PicoTick(1);\r
 166 \r
 167   if (!do_dac /*&& !do_pcm*/) return;\r
 168 \r
 169   pos=dac_info[raster], len=pos&0xf;\r
 170   if (!len) return;\r
 171 \r
 172   pos>>=4;\r
 173 \r
 174   if (do_dac) {\r
 175     short *d = PsndOut + pos*2;\r
 176     int dout = *ym2612_dacout;\r
 177     if(PicoOpt&8) {\r
 178       // some manual loop unrolling here :)\r
 179       d[0] = dout;\r
 180       if (len > 1) {\r
 181         d[2] = dout;\r
 182         if (len > 2)\r
 183           d[4] = dout;\r
 184       }\r
 185     } else {\r
 186       short *d = PsndOut + pos;\r
 187       d[0] = dout;\r
 188       if (len > 1) {\r
 189         d[1] = dout;\r
 190         if (len > 2)\r
 191           d[2] = dout;\r
 192       }\r
 193     }\r
 194   }\r
 195 \r
 196 #if 0\r
 197   if (do_pcm) {\r
 198     int *d = PsndBuffer;\r
 199     d += (PicoOpt&8) ? pos*2 : pos;\r
 200     pcm_update(d, len, 1);\r
 201   }\r
 202 #endif\r
 203 }\r
 204 \r
 205 \r
 206 PICO_INTERNAL void PsndClear(void)\r
 207 {\r
 208   int len = PsndLen;\r
 209   if (PsndLen_exc_add) len++;\r
 210   if (PicoOpt & 8)\r
 211     memset32((int *) PsndOut, 0, len); // assume PsndOut to be aligned\r
 212   else {\r
 213     short *out = PsndOut;\r
 214     if ((int)out & 2) { *out++ = 0; len--; }\r
 215     memset32((int *) out, 0, len/2);\r
 216     if (len & 1) out[len-1] = 0;\r
 217   }\r
 218 }\r
 219 \r
 220 \r
 221 PICO_INTERNAL int PsndRender(int offset, int length)\r
 222 {\r
 223   int  buf32_updated = 0;\r
 224   int *buf32 = PsndBuffer+offset;\r
 225   int stereo = (PicoOpt & 8) >> 3;\r
 226   // emulating CD && PCM option enabled && PCM chip on && have enabled channels\r
 227   int do_pcm = (PicoMCD&1) && (PicoOpt&0x400) && (Pico_mcd->pcm.control & 0x80) && Pico_mcd->pcm.enabled;\r
 228   offset <<= stereo;\r
 229 \r
 230   if (offset == 0) { // should happen once per frame\r
 231     // compensate for float part of PsndLen\r
 232     PsndLen_exc_cnt += PsndLen_exc_add;\r
 233     if (PsndLen_exc_cnt >= 0x10000) {\r
 234       PsndLen_exc_cnt -= 0x10000;\r
 235       length++;\r
 236     }\r
 237   }\r
 238 \r
 239   // PSG\r
 240   if (PicoOpt & 2)\r
 241     SN76496Update(PsndOut+offset, length, stereo);\r
 242 \r
 243   // Add in the stereo FM buffer\r
 244   if (PicoOpt & 1) {\r
 245     buf32_updated = YM2612UpdateOne(buf32, length, stereo, 1);\r
 246   } else\r
 247     memset32(buf32, 0, length<<stereo);\r
 248 \r
 249 //printf("active_chs: %02x\n", buf32_updated);\r
 250 \r
 251   // CD: PCM sound\r
 252   if (do_pcm) {\r
 253     pcm_update(buf32, length, stereo);\r
 254     //buf32_updated = 1;\r
 255   }\r
 256 \r
 257   // CD: CDDA audio\r
 258   // CD mode, cdda enabled, not data track, CDC is reading\r
 259   if ((PicoMCD & 1) && (PicoOpt & 0x800) && !(Pico_mcd->s68k_regs[0x36] & 1) && (Pico_mcd->scd.Status_CDC & 1))\r
 260     mp3_update(buf32, length, stereo);\r
 261 \r
 262   // convert + limit to normal 16bit output\r
 263   if (stereo)\r
 264        mix_32_to_16l_stereo(PsndOut+offset, buf32, length);\r
 265   else mix_32_to_16_mono   (PsndOut+offset, buf32, length);\r
 266 \r
 267   return length;\r
 268 }\r
 269 \r
 270 \r
 271 \r
 272 #if defined(_USE_MZ80)\r
 273 \r
 274 // memhandlers for mz80 core\r
 275 unsigned char mz80_read(UINT32 a,  struct MemoryReadByte *w)  { return z80_read(a); }\r
 276 void mz80_write(UINT32 a, UINT8 d, struct MemoryWriteByte *w) { z80_write(d, a); }\r
 277 \r
 278 // structures for mz80 core\r
 279 static struct MemoryReadByte mz80_mem_read[]=\r
 280 {\r
 281   {0x0000,0xffff,mz80_read},\r
 282   {(UINT32) -1,(UINT32) -1,NULL}\r
 283 };\r
 284 static struct MemoryWriteByte mz80_mem_write[]=\r
 285 {\r
 286   {0x0000,0xffff,mz80_write},\r
 287   {(UINT32) -1,(UINT32) -1,NULL}\r
 288 };\r
 289 static struct z80PortRead mz80_io_read[] ={\r
 290   {(UINT16) -1,(UINT16) -1,NULL}\r
 291 };\r
 292 static struct z80PortWrite mz80_io_write[]={\r
 293   {(UINT16) -1,(UINT16) -1,NULL}\r
 294 };\r
 295 \r
 296 int mz80_run(int cycles)\r
 297 {\r
 298   int ticks_pre = mz80GetElapsedTicks(0);\r
 299   mz80exec(cycles);\r
 300   return mz80GetElapsedTicks(0) - ticks_pre;\r
 301 }\r
 302 \r
 303 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 304 \r
 305 struct DrZ80 drZ80;\r
 306 \r
 307 static unsigned int DrZ80_rebasePC(unsigned short a)\r
 308 {\r
 309   drZ80.Z80PC_BASE = (unsigned int) Pico.zram;\r
 310   return drZ80.Z80PC_BASE + a;\r
 311 }\r
 312 \r
 313 static unsigned int DrZ80_rebaseSP(unsigned short a)\r
 314 {\r
 315   drZ80.Z80SP_BASE = (unsigned int) Pico.zram;\r
 316   return drZ80.Z80SP_BASE + a;\r
 317 }\r
 318 \r
 319 static void DrZ80_irq_callback()\r
 320 {\r
 321   drZ80.Z80_IRQ = 0; // lower irq when accepted\r
 322 }\r
 323 #endif\r
 324 \r
 325 #if defined(_USE_DRZ80) || defined(_USE_CZ80)\r
 326 static unsigned char z80_in(unsigned short p)\r
 327 {\r
 328   elprintf(EL_ANOMALY, "Z80 port %04x read", p);\r
 329   return 0xff;\r
 330 }\r
 331 \r
 332 static void z80_out(unsigned short p,unsigned char d)\r
 333 {\r
 334   elprintf(EL_ANOMALY, "Z80 port %04x write %02x", p, d);\r
 335 }\r
 336 #endif\r
 337 \r
 338 \r
 339 // z80 functionality wrappers\r
 340 PICO_INTERNAL void z80_init(void)\r
 341 {\r
 342 #if defined(_USE_MZ80)\r
 343   struct mz80context z80;\r
 344 \r
 345   // z80\r
 346   mz80init();\r
 347   // Modify the default context\r
 348   mz80GetContext(&z80);\r
 349 \r
 350   // point mz80 stuff\r
 351   z80.z80Base=Pico.zram;\r
 352   z80.z80MemRead=mz80_mem_read;\r
 353   z80.z80MemWrite=mz80_mem_write;\r
 354   z80.z80IoRead=mz80_io_read;\r
 355   z80.z80IoWrite=mz80_io_write;\r
 356 \r
 357   mz80SetContext(&z80);\r
 358 \r
 359 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 360   memset(&drZ80, 0, sizeof(struct DrZ80));\r
 361   drZ80.z80_rebasePC=DrZ80_rebasePC;\r
 362   drZ80.z80_rebaseSP=DrZ80_rebaseSP;\r
 363   drZ80.z80_read8   =z80_read;\r
 364   drZ80.z80_read16  =z80_read16;\r
 365   drZ80.z80_write8  =z80_write;\r
 366   drZ80.z80_write16 =z80_write16;\r
 367   drZ80.z80_in      =z80_in;\r
 368   drZ80.z80_out     =z80_out;\r
 369   drZ80.z80_irq_callback=DrZ80_irq_callback;\r
 370 \r
 371 #elif defined(_USE_CZ80)\r
 372   memset(&CZ80, 0, sizeof(CZ80));\r
 373   Cz80_Init(&CZ80);\r
 374   Cz80_Set_Fetch(&CZ80, 0x0000, 0x1fff, (UINT32)Pico.zram); // main RAM\r
 375   Cz80_Set_Fetch(&CZ80, 0x2000, 0x3fff, (UINT32)Pico.zram - 0x2000); // mirror\r
 376   Cz80_Set_ReadB(&CZ80, (UINT8 (*)(UINT32 address))z80_read); // unused (hacked in)\r
 377   Cz80_Set_WriteB(&CZ80, z80_write);\r
 378   Cz80_Set_INPort(&CZ80, z80_in);\r
 379   Cz80_Set_OUTPort(&CZ80, z80_out);\r
 380 #endif\r
 381 }\r
 382 \r
 383 PICO_INTERNAL void z80_reset(void)\r
 384 {\r
 385 #if defined(_USE_MZ80)\r
 386   mz80reset();\r
 387 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 388   memset(&drZ80, 0, 0x54);\r
 389   drZ80.Z80F  = (1<<2);  // set ZFlag\r
 390   drZ80.Z80F2 = (1<<2);  // set ZFlag\r
 391   drZ80.Z80IX = 0xFFFF << 16;\r
 392   drZ80.Z80IY = 0xFFFF << 16;\r
 393   drZ80.Z80IM = 0; // 1?\r
 394   drZ80.Z80PC = drZ80.z80_rebasePC(0);\r
 395   drZ80.Z80SP = drZ80.z80_rebaseSP(0x2000); // 0xf000 ?\r
 396 #elif defined(_USE_CZ80)\r
 397   Cz80_Reset(&CZ80);\r
 398 #endif\r
 399   Pico.m.z80_fakeval = 0; // for faking when Z80 is disabled\r
 400 }\r
 401 \r
 402 \r
 403 PICO_INTERNAL void z80_pack(unsigned char *data)\r
 404 {\r
 405 #if defined(_USE_MZ80)\r
 406   struct mz80context mz80;\r
 407   *(int *)data = 0x00005A6D; // "mZ"\r
 408   mz80GetContext(&mz80);\r
 409   memcpy(data+4, &mz80.z80clockticks, sizeof(mz80)-5*4); // don't save base&memhandlers\r
 410 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 411   *(int *)data = 0x015A7244; // "DrZ" v1\r
 412   drZ80.Z80PC = drZ80.z80_rebasePC(drZ80.Z80PC-drZ80.Z80PC_BASE);\r
 413   drZ80.Z80SP = drZ80.z80_rebaseSP(drZ80.Z80SP-drZ80.Z80SP_BASE);\r
 414   memcpy(data+4, &drZ80, 0x54);\r
 415 #elif defined(_USE_CZ80)\r
 416   *(int *)data = 0x00007a43; // "Cz"\r
 417   *(int *)(data+4) = Cz80_Get_Reg(&CZ80, CZ80_PC);\r
 418   memcpy(data+8, &CZ80, (INT32)&CZ80.BasePC - (INT32)&CZ80);\r
 419 #endif\r
 420 }\r
 421 \r
 422 PICO_INTERNAL void z80_unpack(unsigned char *data)\r
 423 {\r
 424 #if defined(_USE_MZ80)\r
 425   if (*(int *)data == 0x00005A6D) { // "mZ" save?\r
 426     struct mz80context mz80;\r
 427     mz80GetContext(&mz80);\r
 428     memcpy(&mz80.z80clockticks, data+4, sizeof(mz80)-5*4);\r
 429     mz80SetContext(&mz80);\r
 430   } else {\r
 431     z80_reset();\r
 432     z80_int();\r
 433   }\r
 434 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 435   if (*(int *)data == 0x015A7244) { // "DrZ" v1 save?\r
 436     memcpy(&drZ80, data+4, 0x54);\r
 437     // update bases\r
 438     drZ80.Z80PC = drZ80.z80_rebasePC(drZ80.Z80PC-drZ80.Z80PC_BASE);\r
 439     drZ80.Z80SP = drZ80.z80_rebaseSP(drZ80.Z80SP-drZ80.Z80SP_BASE);\r
 440   } else {\r
 441     z80_reset();\r
 442     drZ80.Z80IM = 1;\r
 443     z80_int(); // try to goto int handler, maybe we won't execute trash there?\r
 444   }\r
 445 #elif defined(_USE_CZ80)\r
 446   if (*(int *)data == 0x00007a43) { // "Cz" save?\r
 447     memcpy(&CZ80, data+8, (INT32)&CZ80.BasePC - (INT32)&CZ80);\r
 448     Cz80_Set_Reg(&CZ80, CZ80_PC, *(int *)(data+4));\r
 449   } else {\r
 450     z80_reset();\r
 451     z80_int();\r
 452   }\r
 453 #endif\r
 454 }\r
 455 \r
 456 PICO_INTERNAL void z80_exit(void)\r
 457 {\r
 458 #if defined(_USE_MZ80)\r
 459   mz80shutdown();\r
 460 #endif\r
 461 }\r
 462 \r
 463 #if 1 // defined(__DEBUG_PRINT) || defined(__GP2X__) || defined(__GIZ__)\r
 464 PICO_INTERNAL void z80_debug(char *dstr)\r
 465 {\r
 466 #if defined(_USE_DRZ80)\r
 467   sprintf(dstr, "Z80 state: PC: %04x SP: %04x\n", drZ80.Z80PC-drZ80.Z80PC_BASE, drZ80.Z80SP-drZ80.Z80SP_BASE);\r
 468 #elif defined(_USE_CZ80)\r
 469   sprintf(dstr, "Z80 state: PC: %04x SP: %04x\n", CZ80.PC - CZ80.BasePC, CZ80.SP.W);\r
 470 #endif\r
 471 }\r
 472 #endif\r