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   void *ym2612_regs;\r
 113 \r
 114   // also clear the internal registers+addr line\r
 115   ym2612_regs = YM2612GetRegs();\r
 116   memset(ym2612_regs, 0, 0x200+4);\r
 117   // setting these to 0 might confuse timing code,\r
 118   // so better set to something like this instead\r
 119   z80startCycle = z80stopCycle = 0x01000000;\r
 120 \r
 121   sound_rerate(0);\r
 122 }\r
 123 \r
 124 \r
 125 // to be called after changing sound rate or chips\r
 126 void sound_rerate(int preserve_state)\r
 127 {\r
 128   unsigned int state[28];\r
 129   int target_fps = Pico.m.pal ? 50 : 60;\r
 130 \r
 131   // not all rates are supported in MCD mode due to mp3 decoder limitations\r
 132   if (PicoMCD & 1) {\r
 133     if (PsndRate != 11025 && PsndRate != 22050 && PsndRate != 44100) PsndRate = 22050;\r
 134     PicoOpt |= 8; // force stereo\r
 135   }\r
 136 \r
 137   if (preserve_state) {\r
 138     if ((PicoMCD & 1) && Pico_mcd->m.audio_track)\r
 139       Pico_mcd->m.audio_offset = mp3_get_offset();\r
 140   }\r
 141   YM2612Init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/7 : OSC_NTSC/7, PsndRate);\r
 142   if (preserve_state) {\r
 143     // feed it back it's own registers, just like after loading state\r
 144     YM2612PicoStateLoad();\r
 145     if ((PicoMCD & 1) && Pico_mcd->m.audio_track)\r
 146       mp3_start_play(Pico_mcd->TOC.Tracks[Pico_mcd->m.audio_track].F, Pico_mcd->m.audio_offset);\r
 147   }\r
 148 \r
 149   if (preserve_state) memcpy(state, sn76496_regs, 28*4); // remember old state\r
 150   SN76496_init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/15 : OSC_NTSC/15, PsndRate);\r
 151   if (preserve_state) memcpy(sn76496_regs, state, 28*4); // restore old state\r
 152 \r
 153   // calculate PsndLen\r
 154   PsndLen=PsndRate / target_fps;\r
 155   PsndLen_exc_add=((PsndRate - PsndLen*target_fps)<<16) / target_fps;\r
 156   PsndLen_exc_cnt=0;\r
 157 \r
 158   // recalculate dac info\r
 159   dac_recalculate();\r
 160 \r
 161   if (PicoMCD & 1)\r
 162     pcm_set_rate(PsndRate);\r
 163 \r
 164   // clear all buffers\r
 165   memset32(PsndBuffer, 0, sizeof(PsndBuffer)/4);\r
 166   if (PsndOut)\r
 167     sound_clear();\r
 168 }\r
 169 \r
 170 \r
 171 // This is called once per raster (aka line), but not necessarily for every line\r
 172 void sound_timers_and_dac(int raster)\r
 173 {\r
 174   int pos, len;\r
 175   int do_dac = PsndOut && (PicoOpt&1) && *ym2612_dacen;\r
 176 //  int do_pcm = PsndOut && (PicoMCD&1) && (PicoOpt&0x400);\r
 177 \r
 178   // Our raster lasts 63.61323/64.102564 microseconds (NTSC/PAL)\r
 179   YM2612PicoTick(1);\r
 180 \r
 181   if (!do_dac /*&& !do_pcm*/) return;\r
 182 \r
 183   pos=dac_info[raster], len=pos&0xf;\r
 184   if (!len) return;\r
 185 \r
 186   pos>>=4;\r
 187 \r
 188   if (do_dac) {\r
 189     short *d = PsndOut + pos*2;\r
 190     int dout = *ym2612_dacout;\r
 191     if(PicoOpt&8) {\r
 192       // some manual loop unrolling here :)\r
 193       d[0] = dout;\r
 194       if (len > 1) {\r
 195         d[2] = dout;\r
 196         if (len > 2)\r
 197           d[4] = dout;\r
 198       }\r
 199     } else {\r
 200       short *d = PsndOut + pos;\r
 201       d[0] = dout;\r
 202       if (len > 1) {\r
 203         d[1] = dout;\r
 204         if (len > 2)\r
 205           d[2] = dout;\r
 206       }\r
 207     }\r
 208   }\r
 209 \r
 210 #if 0\r
 211   if (do_pcm) {\r
 212     int *d = PsndBuffer;\r
 213     d += (PicoOpt&8) ? pos*2 : pos;\r
 214     pcm_update(d, len, 1);\r
 215   }\r
 216 #endif\r
 217 }\r
 218 \r
 219 \r
 220 void sound_clear(void)\r
 221 {\r
 222   int len = PsndLen;\r
 223   if (PsndLen_exc_add) len++;\r
 224   if (PicoOpt & 8) memset32((int *) PsndOut, 0, len); // clear both channels at once\r
 225   else memset(PsndOut, 0, len<<1);\r
 226 }\r
 227 \r
 228 \r
 229 int sound_render(int offset, int length)\r
 230 {\r
 231   int  buf32_updated = 0;\r
 232   int *buf32 = PsndBuffer+offset;\r
 233   int stereo = (PicoOpt & 8) >> 3;\r
 234   // emulating CD && PCM option enabled && PCM chip on && have enabled channels\r
 235   int do_pcm = (PicoMCD&1) && (PicoOpt&0x400) && (Pico_mcd->pcm.control & 0x80) && Pico_mcd->pcm.enabled;\r
 236   offset <<= stereo;\r
 237 \r
 238   if (offset == 0) { // should happen once per frame\r
 239     // compensate for float part of PsndLen\r
 240     PsndLen_exc_cnt += PsndLen_exc_add;\r
 241     if (PsndLen_exc_cnt >= 0x10000) {\r
 242       PsndLen_exc_cnt -= 0x10000;\r
 243       length++;\r
 244     }\r
 245   }\r
 246 \r
 247   // PSG\r
 248   if (PicoOpt & 2)\r
 249     SN76496Update(PsndOut+offset, length, stereo);\r
 250 \r
 251   // Add in the stereo FM buffer\r
 252   if (PicoOpt & 1) {\r
 253     buf32_updated = YM2612UpdateOne(buf32, length, stereo, 1);\r
 254   } else\r
 255     memset32(buf32, 0, length<<stereo);\r
 256 \r
 257 //printf("active_chs: %02x\n", buf32_updated);\r
 258 \r
 259   // CD: PCM sound\r
 260   if (do_pcm) {\r
 261     pcm_update(buf32, length, stereo);\r
 262     //buf32_updated = 1;\r
 263   }\r
 264 \r
 265   // CD: CDDA audio\r
 266   if ((PicoMCD & 1) && (PicoOpt & 0x800))\r
 267     mp3_update(buf32, length, stereo);\r
 268 \r
 269   // convert + limit to normal 16bit output\r
 270   if (stereo)\r
 271        mix_32_to_16l_stereo(PsndOut+offset, buf32, length);\r
 272   else mix_32_to_16_mono   (PsndOut+offset, buf32, length);\r
 273 \r
 274   return length;\r
 275 }\r
 276 \r
 277 \r
 278 \r
 279 #if defined(_USE_MZ80)\r
 280 \r
 281 // memhandlers for mz80 core\r
 282 unsigned char mz80_read(UINT32 a,  struct MemoryReadByte *w)  { return z80_read(a); }\r
 283 void mz80_write(UINT32 a, UINT8 d, struct MemoryWriteByte *w) { z80_write(d, a); }\r
 284 \r
 285 // structures for mz80 core\r
 286 static struct MemoryReadByte mz80_mem_read[]=\r
 287 {\r
 288   {0x0000,0xffff,mz80_read},\r
 289   {(UINT32) -1,(UINT32) -1,NULL}\r
 290 };\r
 291 static struct MemoryWriteByte mz80_mem_write[]=\r
 292 {\r
 293   {0x0000,0xffff,mz80_write},\r
 294   {(UINT32) -1,(UINT32) -1,NULL}\r
 295 };\r
 296 static struct z80PortRead mz80_io_read[] ={\r
 297   {(UINT16) -1,(UINT16) -1,NULL}\r
 298 };\r
 299 static struct z80PortWrite mz80_io_write[]={\r
 300   {(UINT16) -1,(UINT16) -1,NULL}\r
 301 };\r
 302 \r
 303 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 304 \r
 305 static 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 unsigned char DrZ80_in(unsigned short p)\r
 320 {\r
 321   return 0xff;\r
 322 }\r
 323 \r
 324 static void DrZ80_out(unsigned short p,unsigned char d)\r
 325 {\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 void z80_init()\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 void z80_reset()\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 void z80_resetCycles()\r
 388 {\r
 389 #if defined(_USE_MZ80)\r
 390   mz80GetElapsedTicks(1);\r
 391 #endif\r
 392 }\r
 393 \r
 394 void z80_int()\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 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 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 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 void z80_exit()\r
 460 {\r
 461 #if defined(_USE_MZ80)\r
 462   mz80shutdown();\r
 463 #endif\r
 464 }\r
 465 \r
 466 #if defined(__DEBUG_PRINT) || defined(__GP2X__)\r
 467 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