6aabe88e471102589eebcbdd8ced851da3b2cc9b
[picodrive.git] / VideoPort.c
1 // PicoDrive\r
2 \r
3 // (c) Copyright 2004 Dave, All rights reserved.\r
4 // (c) Copyright 2006-2008, Grazvydas "notaz" Ignotas\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 "PicoInt.h"\r
11 #include "cd/gfx_cd.h"\r
12 \r
13 extern const unsigned char  hcounts_32[];\r
14 extern const unsigned char  hcounts_40[];\r
15 \r
16 #ifndef UTYPES_DEFINED\r
17 typedef unsigned char  u8;\r
18 typedef unsigned short u16;\r
19 typedef unsigned int   u32;\r
20 #define UTYPES_DEFINED\r
21 #endif\r
22 \r
23 int (*PicoDmaHook)(unsigned int source, int len, unsigned short **srcp, unsigned short **limitp) = NULL;\r
24 \r
25 static __inline void AutoIncrement(void)\r
26 {\r
27   Pico.video.addr=(unsigned short)(Pico.video.addr+Pico.video.reg[0xf]);\r
28 }\r
29 \r
30 static void VideoWrite(u16 d)\r
31 {\r
32   unsigned int a=Pico.video.addr;\r
33 \r
34   switch (Pico.video.type)\r
35   {\r
36     case 1: if(a&1) d=(u16)((d<<8)|(d>>8)); // If address is odd, bytes are swapped (which game needs this?)\r
37             Pico.vram [(a>>1)&0x7fff]=d;\r
38             if (a - ((unsigned)(Pico.video.reg[5]&0x7f) << 9) < 0x400)\r
39               rendstatus |= PDRAW_DIRTY_SPRITES;\r
40             break;\r
41     case 3: Pico.m.dirtyPal = 1;\r
42             Pico.cram [(a>>1)&0x003f]=d; break; // wraps (Desert Strike)\r
43     case 5: Pico.vsram[(a>>1)&0x003f]=d; break;\r
44     //default:elprintf(EL_ANOMALY, "VDP write %04x with bad type %i", d, Pico.video.type); break;\r
45   }\r
46 \r
47   AutoIncrement();\r
48 }\r
49 \r
50 static unsigned int VideoRead(void)\r
51 {\r
52   unsigned int a=0,d=0;\r
53 \r
54   a=Pico.video.addr; a>>=1;\r
55 \r
56   switch (Pico.video.type)\r
57   {\r
58     case 0: d=Pico.vram [a&0x7fff]; break;\r
59     case 8: d=Pico.cram [a&0x003f]; break;\r
60     case 4: d=Pico.vsram[a&0x003f]; break;\r
61     default:elprintf(EL_ANOMALY, "VDP read with bad type %i", Pico.video.type); break;\r
62   }\r
63 \r
64   AutoIncrement();\r
65   return d;\r
66 }\r
67 \r
68 static int GetDmaLength(void)\r
69 {\r
70   struct PicoVideo *pvid=&Pico.video;\r
71   int len=0;\r
72   // 16-bit words to transfer:\r
73   len =pvid->reg[0x13];\r
74   len|=pvid->reg[0x14]<<8;\r
75   // Charles MacDonald:\r
76   if(!len) len = 0xffff;\r
77   return len;\r
78 }\r
79 \r
80 static void DmaSlow(int len)\r
81 {\r
82   u16 *pd=0, *pdend, *r;\r
83   unsigned int a=Pico.video.addr, a2, d;\r
84   unsigned char inc=Pico.video.reg[0xf];\r
85   unsigned int source;\r
86 \r
87   source =Pico.video.reg[0x15]<<1;\r
88   source|=Pico.video.reg[0x16]<<9;\r
89   source|=Pico.video.reg[0x17]<<17;\r
90 \r
91   elprintf(EL_VDPDMA, "DmaSlow[%i] %06x->%04x len %i inc=%i blank %i [%i] @ %06x",\r
92     Pico.video.type, source, a, len, inc, (Pico.video.status&8)||!(Pico.video.reg[1]&0x40),\r
93     SekCyclesDone(), SekPc);\r
94 \r
95   Pico.m.dma_xfers += len;\r
96   if ((PicoAHW & PAHW_MCD) && (PicoOpt & POPT_EN_MCD_PSYNC)) SekCyclesBurn(CheckDMA());\r
97   else SekSetCyclesLeftNoMCD(SekCyclesLeftNoMCD - CheckDMA());\r
98 \r
99   if ((source&0xe00000)==0xe00000) { // Ram\r
100     pd=(u16 *)(Pico.ram+(source&0xfffe));\r
101     pdend=(u16 *)(Pico.ram+0x10000);\r
102   }\r
103   else if (PicoAHW & PAHW_MCD)\r
104   {\r
105     elprintf(EL_VDPDMA, "DmaSlow CD, r3=%02x", Pico_mcd->s68k_regs[3]);\r
106     if(source<0x20000) { // Bios area\r
107       pd=(u16 *)(Pico_mcd->bios+(source&~1));\r
108       pdend=(u16 *)(Pico_mcd->bios+0x20000);\r
109     } else if ((source&0xfc0000)==0x200000) { // Word Ram\r
110       source -= 2;\r
111       if (!(Pico_mcd->s68k_regs[3]&4)) { // 2M mode\r
112         pd=(u16 *)(Pico_mcd->word_ram2M+(source&0x3fffe));\r
113         pdend=(u16 *)(Pico_mcd->word_ram2M+0x40000);\r
114       } else {\r
115         if (source < 0x220000) { // 1M mode\r
116           int bank = Pico_mcd->s68k_regs[3]&1;\r
117           pd=(u16 *)(Pico_mcd->word_ram1M[bank]+(source&0x1fffe));\r
118           pdend=(u16 *)(Pico_mcd->word_ram1M[bank]+0x20000);\r
119         } else {\r
120           DmaSlowCell(source, a, len, inc);\r
121           return;\r
122         }\r
123       }\r
124     } else if ((source&0xfe0000)==0x020000) { // Prg Ram\r
125       u8 *prg_ram = Pico_mcd->prg_ram_b[Pico_mcd->s68k_regs[3]>>6];\r
126       pd=(u16 *)(prg_ram+(source&0x1fffe));\r
127       pdend=(u16 *)(prg_ram+0x20000);\r
128     } else {\r
129       elprintf(EL_VDPDMA|EL_ANOMALY, "DmaSlow[%i] %06x->%04x: FIXME: unsupported src", Pico.video.type, source, a);\r
130       return;\r
131     }\r
132   }\r
133   else\r
134   {\r
135     // if we have DmaHook, let it handle ROM because of possible DMA delay\r
136     if (PicoDmaHook && PicoDmaHook(source, len, &pd, &pdend));\r
137     else if (source<Pico.romsize) { // Rom\r
138       pd=(u16 *)(Pico.rom+(source&~1));\r
139       pdend=(u16 *)(Pico.rom+Pico.romsize);\r
140     }\r
141     else {\r
142       elprintf(EL_VDPDMA|EL_ANOMALY, "DmaSlow[%i] %06x->%04x: invalid src", Pico.video.type, source, a);\r
143       return;\r
144     }\r
145   }\r
146 \r
147   // overflow protection, might break something..\r
148   if (len > pdend - pd) {\r
149     len = pdend - pd;\r
150     elprintf(EL_VDPDMA|EL_ANOMALY, "DmaSlow overflow");\r
151   }\r
152 \r
153   switch (Pico.video.type)\r
154   {\r
155     case 1: // vram\r
156       r = Pico.vram;\r
157       if (inc == 2 && !(a&1) && a+len*2 < 0x10000)\r
158       {\r
159         // most used DMA mode\r
160         memcpy16(r + (a>>1), pd, len);\r
161         a += len*2;\r
162       }\r
163       else\r
164       {\r
165         for(; len; len--)\r
166         {\r
167           d=*pd++;\r
168           if(a&1) d=(d<<8)|(d>>8);\r
169           r[a>>1] = (u16)d; // will drop the upper bits\r
170           // AutoIncrement\r
171           a=(u16)(a+inc);\r
172           // didn't src overlap?\r
173           //if(pd >= pdend) pd-=0x8000; // should be good for RAM, bad for ROM\r
174         }\r
175       }\r
176       rendstatus |= PDRAW_DIRTY_SPRITES;\r
177       break;\r
178 \r
179     case 3: // cram\r
180       Pico.m.dirtyPal = 1;\r
181       r = Pico.cram;\r
182       for(a2=a&0x7f; len; len--)\r
183       {\r
184         r[a2>>1] = (u16)*pd++; // bit 0 is ignored\r
185         // AutoIncrement\r
186         a2+=inc;\r
187         // didn't src overlap?\r
188         //if(pd >= pdend) pd-=0x8000;\r
189         // good dest?\r
190         if(a2 >= 0x80) break; // Todds Adventures in Slime World / Andre Agassi tennis\r
191       }\r
192       a=(a&0xff00)|a2;\r
193       break;\r
194 \r
195     case 5: // vsram[a&0x003f]=d;\r
196       r = Pico.vsram;\r
197       for(a2=a&0x7f; len; len--)\r
198       {\r
199         r[a2>>1] = (u16)*pd++;\r
200         // AutoIncrement\r
201         a2+=inc;\r
202         // didn't src overlap?\r
203         //if(pd >= pdend) pd-=0x8000;\r
204         // good dest?\r
205         if(a2 >= 0x80) break;\r
206       }\r
207       a=(a&0xff00)|a2;\r
208       break;\r
209 \r
210     default:\r
211       elprintf(EL_VDPDMA|EL_ANOMALY, "DMA with bad type %i", Pico.video.type);\r
212       break;\r
213   }\r
214   // remember addr\r
215   Pico.video.addr=(u16)a;\r
216 }\r
217 \r
218 static void DmaCopy(int len)\r
219 {\r
220   u16 a=Pico.video.addr;\r
221   unsigned char *vr = (unsigned char *) Pico.vram;\r
222   unsigned char *vrs;\r
223   unsigned char inc=Pico.video.reg[0xf];\r
224   int source;\r
225   elprintf(EL_VDPDMA, "DmaCopy len %i [%i]", len, SekCyclesDone());\r
226 \r
227   Pico.m.dma_xfers += len;\r
228   Pico.video.status |= 2; // dma busy\r
229 \r
230   source =Pico.video.reg[0x15];\r
231   source|=Pico.video.reg[0x16]<<8;\r
232   vrs=vr+source;\r
233 \r
234   if (source+len > 0x10000) len=0x10000-source; // clip??\r
235 \r
236   for (; len; len--)\r
237   {\r
238     vr[a] = *vrs++;\r
239     // AutoIncrement\r
240     a=(u16)(a+inc);\r
241   }\r
242   // remember addr\r
243   Pico.video.addr=a;\r
244   rendstatus |= PDRAW_DIRTY_SPRITES;\r
245 }\r
246 \r
247 // check: Contra, Megaman\r
248 // note: this is still inaccurate\r
249 static void DmaFill(int data)\r
250 {\r
251   int len;\r
252   unsigned short a=Pico.video.addr;\r
253   unsigned char *vr=(unsigned char *) Pico.vram;\r
254   unsigned char high = (unsigned char) (data >> 8);\r
255   unsigned char inc=Pico.video.reg[0xf];\r
256 \r
257   len=GetDmaLength();\r
258   elprintf(EL_VDPDMA, "DmaFill len %i inc %i [%i]", len, inc, SekCyclesDone());\r
259 \r
260   Pico.m.dma_xfers += len;\r
261   Pico.video.status |= 2; // dma busy\r
262 \r
263   // from Charles MacDonald's genvdp.txt:\r
264   // Write lower byte to address specified\r
265   vr[a] = (unsigned char) data;\r
266   a=(u16)(a+inc);\r
267 \r
268   if (!inc) len=1;\r
269 \r
270   for (; len; len--) {\r
271     // Write upper byte to adjacent address\r
272     // (here we are byteswapped, so address is already 'adjacent')\r
273     vr[a] = high;\r
274 \r
275     // Increment address register\r
276     a=(u16)(a+inc);\r
277   }\r
278   // remember addr\r
279   Pico.video.addr=a;\r
280   // update length\r
281   Pico.video.reg[0x13] = Pico.video.reg[0x14] = 0; // Dino Dini's Soccer (E) (by Haze)\r
282 \r
283   rendstatus |= PDRAW_DIRTY_SPRITES;\r
284 }\r
285 \r
286 static void CommandDma(void)\r
287 {\r
288   struct PicoVideo *pvid=&Pico.video;\r
289   int len=0,method=0;\r
290 \r
291   if ((pvid->reg[1]&0x10)==0) return; // DMA not enabled\r
292 \r
293   len=GetDmaLength();\r
294 \r
295   method=pvid->reg[0x17]>>6;\r
296   if (method< 2) DmaSlow(len); // 68000 to VDP\r
297   if (method==3) DmaCopy(len); // VRAM Copy\r
298 }\r
299 \r
300 static void CommandChange(void)\r
301 {\r
302   struct PicoVideo *pvid=&Pico.video;\r
303   unsigned int cmd=0,addr=0;\r
304 \r
305   cmd=pvid->command;\r
306 \r
307   // Get type of transfer 0xc0000030 (v/c/vsram read/write)\r
308   pvid->type=(unsigned char)(((cmd>>2)&0xc)|(cmd>>30));\r
309 \r
310   // Get address 0x3fff0003\r
311   addr =(cmd>>16)&0x3fff;\r
312   addr|=(cmd<<14)&0xc000;\r
313   pvid->addr=(unsigned short)addr;\r
314 \r
315   // Check for dma:\r
316   if (cmd&0x80) CommandDma();\r
317 }\r
318 \r
319 static __inline void DrawSync(int blank_on)\r
320 {\r
321   if (Pico.m.scanline < 224 && !(PicoOpt & POPT_ALT_RENDERER) &&\r
322       !PicoSkipFrame && DrawScanline <= Pico.m.scanline) {\r
323     //elprintf(EL_ANOMALY, "sync");\r
324     PicoDrawSync(Pico.m.scanline, blank_on);\r
325   }\r
326 }\r
327 \r
328 PICO_INTERNAL_ASM void PicoVideoWrite(unsigned int a,unsigned short d)\r
329 {\r
330   struct PicoVideo *pvid=&Pico.video;\r
331 \r
332   //if (Pico.m.scanline < 224)\r
333   //  elprintf(EL_STATUS, "PicoVideoWrite [%06x] %04x", a, d);\r
334   a&=0x1c;\r
335 \r
336   if (a==0x00) // Data port 0 or 2\r
337   {\r
338     // try avoiding the sync..\r
339     if (Pico.m.scanline < 224 && (pvid->reg[1]&0x40) &&\r
340         !(!pvid->pending &&\r
341           ((pvid->command & 0xc00000f0) == 0x40000010 && Pico.vsram[pvid->addr>>1] == d))\r
342        )\r
343       DrawSync(0);\r
344 \r
345     if (pvid->pending) {\r
346       CommandChange();\r
347       pvid->pending=0;\r
348     }\r
349 \r
350     // If a DMA fill has been set up, do it\r
351     if ((pvid->command&0x80) && (pvid->reg[1]&0x10) && (pvid->reg[0x17]>>6)==2)\r
352     {\r
353       DmaFill(d);\r
354     }\r
355     else\r
356     {\r
357       // preliminary FIFO emulation for Chaos Engine, The (E)\r
358       if (!(pvid->status&8) && (pvid->reg[1]&0x40) && !(PicoOpt&POPT_DIS_VDP_FIFO)) // active display?\r
359       {\r
360         pvid->status&=~0x200; // FIFO no longer empty\r
361         pvid->lwrite_cnt++;\r
362         if (pvid->lwrite_cnt >= 4) pvid->status|=0x100; // FIFO full\r
363         if (pvid->lwrite_cnt >  4) {\r
364           SekCyclesBurn(32); // penalty // 488/12-8\r
365           if (SekCycleCnt>=SekCycleAim) SekEndRun(0);\r
366         }\r
367         elprintf(EL_ASVDP, "VDP data write: %04x [%06x] {%i} #%i @ %06x", d, Pico.video.addr,\r
368                  Pico.video.type, pvid->lwrite_cnt, SekPc);\r
369       }\r
370       VideoWrite(d);\r
371     }\r
372     return;\r
373   }\r
374 \r
375   if (a==0x04) // Control (command) port 4 or 6\r
376   {\r
377     if (pvid->pending)\r
378     {\r
379       if (d & 0x80) DrawSync(0); // only need sync for DMA\r
380       // Low word of command:\r
381       pvid->command&=0xffff0000;\r
382       pvid->command|=d;\r
383       pvid->pending=0;\r
384       CommandChange();\r
385     }\r
386     else\r
387     {\r
388       if ((d&0xc000)==0x8000)\r
389       {\r
390         // Register write:\r
391         int num=(d>>8)&0x1f;\r
392         int dold=pvid->reg[num];\r
393         int blank_on = 0;\r
394         pvid->type=0; // register writes clear command (else no Sega logo in Golden Axe II)\r
395         if (num > 0x0a && !(pvid->reg[1]&4)) {\r
396           elprintf(EL_ANOMALY, "%02x written to reg %02x in SMS mode @ %06x", d, num, SekPc);\r
397           return;\r
398         }\r
399 \r
400         if (num == 1 && !(d&0x40) && SekCyclesLeft > 390) blank_on = 1;\r
401         DrawSync(blank_on);\r
402         pvid->reg[num]=(unsigned char)d;\r
403         switch (num)\r
404         {\r
405           case 0x00:\r
406             elprintf(EL_INTSW, "hint_onoff: %i->%i [%i] pend=%i @ %06x", (dold&0x10)>>4,\r
407                     (d&0x10)>>4, SekCyclesDone(), (pvid->pending_ints&0x10)>>4, SekPc);\r
408             goto update_irq;\r
409           case 0x01:\r
410             elprintf(EL_INTSW, "vint_onoff: %i->%i [%i] pend=%i @ %06x", (dold&0x20)>>5,\r
411                     (d&0x20)>>5, SekCyclesDone(), (pvid->pending_ints&0x20)>>5, SekPc);\r
412             goto update_irq;\r
413           case 0x05:\r
414             //elprintf(EL_STATUS, "spritep moved to %04x", (unsigned)(Pico.video.reg[5]&0x7f) << 9);\r
415             if (d^dold) rendstatus |= PDRAW_SPRITES_MOVED;\r
416             break;\r
417           case 0x0c:\r
418             // renderers should update their palettes if sh/hi mode is changed\r
419             if ((d^dold)&8) Pico.m.dirtyPal = 2;\r
420             break;\r
421         }\r
422         return;\r
423 \r
424 update_irq:\r
425 #ifndef EMU_CORE_DEBUG\r
426         // update IRQ level\r
427         if (!SekShouldInterrupt) // hack\r
428         {\r
429           int lines, pints, irq=0;\r
430           lines = (pvid->reg[1] & 0x20) | (pvid->reg[0] & 0x10);\r
431           pints = (pvid->pending_ints&lines);\r
432                if (pints & 0x20) irq = 6;\r
433           else if (pints & 0x10) irq = 4;\r
434           SekInterrupt(irq); // update line\r
435 \r
436           if (irq) SekEndRun(24); // make it delayed\r
437         }\r
438 #endif\r
439       }\r
440       else\r
441       {\r
442         // High word of command:\r
443         pvid->command&=0x0000ffff;\r
444         pvid->command|=d<<16;\r
445         pvid->pending=1;\r
446       }\r
447     }\r
448   }\r
449 }\r
450 \r
451 PICO_INTERNAL_ASM unsigned int PicoVideoRead(unsigned int a)\r
452 {\r
453   a&=0x1c;\r
454 \r
455   if (a==0x04) // control port\r
456   {\r
457     struct PicoVideo *pv=&Pico.video;\r
458     unsigned int d;\r
459     d=pv->status;\r
460     //if (PicoOpt&POPT_ALT_RENDERER) d|=0x0020; // sprite collision (Shadow of the Beast)\r
461     if (SekCyclesLeft < 84+4)      d|=0x0004; // H-Blank (Sonic3 vs)\r
462 \r
463     d |= ((pv->reg[1]&0x40)^0x40) >> 3;  // set V-Blank if display is disabled\r
464     d |= (pv->pending_ints&0x20)<<2;     // V-int pending?\r
465     if (d&0x100) pv->status&=~0x100; // FIFO no longer full\r
466 \r
467     pv->pending = 0; // ctrl port reads clear write-pending flag (Charles MacDonald)\r
468 \r
469     elprintf(EL_SR, "SR read: %04x @ %06x", d, SekPc);\r
470     return d;\r
471   }\r
472 \r
473   // H-counter info (based on Generator):\r
474   // frame:\r
475   //                       |       <- hblank? ->      |\r
476   // start    <416>       hint  <36> hdisplay <38>  end // CPU cycles\r
477   // |---------...---------|------------|-------------|\r
478   // 0                   B6 E4                       FF // 40 cells\r
479   // 0                   93 E8                       FF // 32 cells\r
480 \r
481   // Gens (?)              v-render\r
482   // start  <hblank=84>   hint    hdisplay <404>      |\r
483   // |---------------------|--------------------------|\r
484   // E4  (hc[0x43]==0)    07                         B1 // 40\r
485   // E8  (hc[0x45]==0)    05                         91 // 32\r
486 \r
487   // check: Sonic 3D Blast bonus, Cannon Fodder, Chase HQ II, 3 Ninjas kick back, Road Rash 3, Skitchin', Wheel of Fortune\r
488   if ((a&0x1c)==0x08)\r
489   {\r
490     unsigned int d;\r
491     int lineCycles;\r
492 \r
493     lineCycles = (488-SekCyclesLeft)&0x1ff;\r
494     if (Pico.video.reg[12]&1)\r
495          d = hcounts_40[lineCycles];\r
496     else d = hcounts_32[lineCycles];\r
497 \r
498     elprintf(EL_HVCNT, "hv: %02x %02x (%i) @ %06x", d, Pico.video.v_counter, SekCyclesDone(), SekPc);\r
499     return d | (Pico.video.v_counter << 8);\r
500   }\r
501 \r
502   if (a==0x00) // data port\r
503   {\r
504     return VideoRead();\r
505   }\r
506 \r
507   return 0;\r
508 }\r
509 \r
510 unsigned int PicoVideoRead8(unsigned int a)\r
511 {\r
512   unsigned int d;\r
513   a&=0x1d;\r
514 \r
515   switch (a)\r
516   {\r
517     case 0: return VideoRead() >> 8;\r
518     case 1: return VideoRead() & 0xff;\r
519     case 4: // control port/status reg\r
520       d = Pico.video.status >> 8;\r
521       if (d&1) Pico.video.status&=~0x100; // FIFO no longer full\r
522       Pico.video.pending = 0;\r
523       elprintf(EL_SR, "SR read (h): %02x @ %06x", d, SekPc);\r
524       return d;\r
525     case 5:\r
526       d = Pico.video.status & 0xff;\r
527       //if (PicoOpt&POPT_ALT_RENDERER) d|=0x0020; // sprite collision (Shadow of the Beast)\r
528       d |= ((Pico.video.reg[1]&0x40)^0x40) >> 3;  // set V-Blank if display is disabled\r
529       d |= (Pico.video.pending_ints&0x20)<<2;     // V-int pending?\r
530       if (SekCyclesLeft < 84+4) d |= 4;    // H-Blank\r
531       Pico.video.pending = 0;\r
532       elprintf(EL_SR, "SR read (l): %02x @ %06x", d, SekPc);\r
533       return d;\r
534     case 8: // hv counter\r
535       elprintf(EL_HVCNT, "vcounter: %02x (%i) @ %06x", Pico.video.v_counter, SekCyclesDone(), SekPc);\r
536       return Pico.video.v_counter;\r
537     case 9:\r
538       d = (488-SekCyclesLeft)&0x1ff;\r
539       if (Pico.video.reg[12]&1)\r
540            d = hcounts_40[d];\r
541       else d = hcounts_32[d];\r
542       elprintf(EL_HVCNT, "hcounter: %02x (%i) @ %06x", d, SekCyclesDone(), SekPc);\r
543       return d;\r
544   }\r
545 \r
546   return 0;\r
547 }\r