pico/cd/mcd.c

   1 /*
   2  * PicoDrive
   3  * (C) notaz, 2007,2013
   4  *
   5  * This work is licensed under the terms of MAME license.
   6  * See COPYING file in the top-level directory.
   7  */
   8
   9 #include "../pico_int.h"
  10 #include "../sound/ym2612.h"
  11
  12 extern unsigned char formatted_bram[4*0x10];
  13
  14 static unsigned int mcd_m68k_cycle_mult;
  15 static unsigned int mcd_m68k_cycle_base;
  16 static unsigned int mcd_s68k_cycle_base;
  17
  18 void (*PicoMCDopenTray)(void) = NULL;
  19 void (*PicoMCDcloseTray)(void) = NULL;
  20
  21
  22 PICO_INTERNAL void PicoInitMCD(void)
  23 {
  24   SekInitS68k();
  25 }
  26
  27 PICO_INTERNAL void PicoExitMCD(void)
  28 {
  29 }
  30
  31 PICO_INTERNAL void PicoPowerMCD(void)
  32 {
  33   SekCycleCntS68k = SekCycleAimS68k = 0;
  34
  35   int fmt_size = sizeof(formatted_bram);
  36   memset(Pico_mcd->prg_ram,    0, sizeof(Pico_mcd->prg_ram));
  37   memset(Pico_mcd->word_ram2M, 0, sizeof(Pico_mcd->word_ram2M));
  38   memset(Pico_mcd->pcm_ram,    0, sizeof(Pico_mcd->pcm_ram));
  39   memset(Pico_mcd->bram, 0, sizeof(Pico_mcd->bram));
  40   memcpy(Pico_mcd->bram + sizeof(Pico_mcd->bram) - fmt_size,
  41     formatted_bram, fmt_size);
  42   memset(Pico_mcd->s68k_regs, 0, sizeof(Pico_mcd->s68k_regs));
  43   memset(&Pico_mcd->pcm, 0, sizeof(Pico_mcd->pcm));
  44   memset(&Pico_mcd->m, 0, sizeof(Pico_mcd->m));
  45
  46   cdc_init();
  47   gfx_init();
  48
  49   // cold reset state (tested)
  50   Pico_mcd->m.state_flags = PCD_ST_S68K_RST;
  51   Pico_mcd->m.busreq = 2;     // busreq on, s68k in reset
  52   Pico_mcd->s68k_regs[3] = 1; // 2M word RAM mode, m68k access
  53   memset(Pico_mcd->bios + 0x70, 0xff, 4);
  54 }
  55
  56 void pcd_soft_reset(void)
  57 {
  58   elprintf(EL_CD, "cd: soft reset");
  59
  60   Pico_mcd->m.s68k_pend_ints = 0;
  61   cdc_reset();
  62   cdd_reset();
  63 #ifdef _ASM_CD_MEMORY_C
  64   //PicoMemResetCDdecode(1); // don't have to call this in 2M mode
  65 #endif
  66
  67   memset(&Pico_mcd->s68k_regs[0x38], 0, 9);
  68   Pico_mcd->s68k_regs[0x38+9] = 0x0f;  // default checksum
  69
  70   pcd_event_schedule_s68k(PCD_EVENT_CDC, 12500000/75);
  71
  72   // TODO: test if register state/timers change
  73 }
  74
  75 PICO_INTERNAL int PicoResetMCD(void)
  76 {
  77   // reset button doesn't affect MCD hardware
  78
  79   // use SRam.data for RAM cart
  80   if (PicoOpt & POPT_EN_MCD_RAMCART) {
  81     if (SRam.data == NULL)
  82       SRam.data = calloc(1, 0x12000);
  83   }
  84   else if (SRam.data != NULL) {
  85     free(SRam.data);
  86     SRam.data = NULL;
  87   }
  88   SRam.start = SRam.end = 0; // unused
  89
  90   return 0;
  91 }
  92
  93 static void SekRunM68kOnce(void)
  94 {
  95   int cyc_do;
  96   pevt_log_m68k_o(EVT_RUN_START);
  97
  98   if ((cyc_do = SekCycleAim - SekCycleCnt) > 0) {
  99     SekCycleCnt += cyc_do;
 100
 101 #if defined(EMU_C68K)
 102     PicoCpuCM68k.cycles = cyc_do;
 103     CycloneRun(&PicoCpuCM68k);
 104     SekCycleCnt -= PicoCpuCM68k.cycles;
 105 #elif defined(EMU_M68K)
 106     SekCycleCnt += m68k_execute(cyc_do) - cyc_do;
 107 #elif defined(EMU_F68K)
 108     SekCycleCnt += fm68k_emulate(cyc_do, 0) - cyc_do;
 109 #endif
 110   }
 111
 112   SekCyclesLeft = 0;
 113
 114   SekTrace(0);
 115   pevt_log_m68k_o(EVT_RUN_END);
 116 }
 117
 118 static void SekRunS68k(unsigned int to)
 119 {
 120   int cyc_do;
 121
 122   SekCycleAimS68k = to;
 123   if ((cyc_do = SekCycleAimS68k - SekCycleCntS68k) <= 0)
 124     return;
 125
 126   if (SekShouldInterrupt())
 127     Pico_mcd->m.s68k_poll_a = 0;
 128
 129   SekCycleCntS68k += cyc_do;
 130 #if defined(EMU_C68K)
 131   PicoCpuCS68k.cycles = cyc_do;
 132   CycloneRun(&PicoCpuCS68k);
 133   SekCycleCntS68k -= PicoCpuCS68k.cycles;
 134 #elif defined(EMU_M68K)
 135   m68k_set_context(&PicoCpuMS68k);
 136   SekCycleCntS68k += m68k_execute(cyc_do) - cyc_do;
 137   m68k_set_context(&PicoCpuMM68k);
 138 #elif defined(EMU_F68K)
 139   g_m68kcontext = &PicoCpuFS68k;
 140   SekCycleCntS68k += fm68k_emulate(cyc_do, 0) - cyc_do;
 141   g_m68kcontext = &PicoCpuFM68k;
 142 #endif
 143 }
 144
 145 static void pcd_set_cycle_mult(void)
 146 {
 147   // ~1.63 for NTSC, ~1.645 for PAL
 148   if (Pico.m.pal)
 149     mcd_m68k_cycle_mult = ((12500000ull << 16) / (50*312*488));
 150   else
 151     mcd_m68k_cycle_mult = ((12500000ull << 16) / (60*262*488)) + 1;
 152 }
 153
 154 unsigned int pcd_cycles_m68k_to_s68k(unsigned int c)
 155 {
 156   return (long long)c * mcd_m68k_cycle_mult >> 16;
 157 }
 158
 159 /* events */
 160 static void pcd_cdc_event(unsigned int now)
 161 {
 162   // 75Hz CDC update
 163   cdd_update();
 164
 165   /* check if a new CDD command has been processed */
 166   if (!(Pico_mcd->s68k_regs[0x4b] & 0xf0))
 167   {
 168     /* reset CDD command wait flag */
 169     Pico_mcd->s68k_regs[0x4b] = 0xf0;
 170
 171     if (Pico_mcd->s68k_regs[0x33] & PCDS_IEN4) {
 172       elprintf(EL_INTS|EL_CD, "s68k: cdd irq 4");
 173       SekInterruptS68k(4);
 174     }
 175   }
 176
 177   pcd_event_schedule(now, PCD_EVENT_CDC, 12500000/75);
 178 }
 179
 180 static void pcd_int3_timer_event(unsigned int now)
 181 {
 182   if (Pico_mcd->s68k_regs[0x33] & PCDS_IEN3) {
 183     elprintf(EL_INTS|EL_CD, "s68k: timer irq 3");
 184     SekInterruptS68k(3);
 185   }
 186
 187   if (Pico_mcd->s68k_regs[0x31] != 0)
 188     pcd_event_schedule(now, PCD_EVENT_TIMER3,
 189       Pico_mcd->s68k_regs[0x31] * 384);
 190 }
 191
 192 static void pcd_dma_event(unsigned int now)
 193 {
 194   cdc_dma_update();
 195 }
 196
 197 typedef void (event_cb)(unsigned int now);
 198
 199 /* times are in s68k (12.5MHz) cycles */
 200 unsigned int pcd_event_times[PCD_EVENT_COUNT];
 201 static unsigned int event_time_next;
 202 static event_cb *pcd_event_cbs[PCD_EVENT_COUNT] = {
 203   [PCD_EVENT_CDC]      = pcd_cdc_event,
 204   [PCD_EVENT_TIMER3]   = pcd_int3_timer_event,
 205   [PCD_EVENT_GFX]      = gfx_update,
 206   [PCD_EVENT_DMA]      = pcd_dma_event,
 207 };
 208
 209 void pcd_event_schedule(unsigned int now, enum pcd_event event, int after)
 210 {
 211   unsigned int when;
 212
 213   when = now + after;
 214   if (when == 0) {
 215     // event cancelled
 216     pcd_event_times[event] = 0;
 217     return;
 218   }
 219
 220   when |= 1;
 221
 222   elprintf(EL_CD, "cd: new event #%u %u->%u", event, now, when);
 223   pcd_event_times[event] = when;
 224
 225   if (event_time_next == 0 || CYCLES_GT(event_time_next, when))
 226     event_time_next = when;
 227 }
 228
 229 void pcd_event_schedule_s68k(enum pcd_event event, int after)
 230 {
 231   if (SekCyclesLeftS68k > after)
 232     SekEndRunS68k(after);
 233
 234   pcd_event_schedule(SekCyclesDoneS68k(), event, after);
 235 }
 236
 237 static void pcd_run_events(unsigned int until)
 238 {
 239   int oldest, oldest_diff, time;
 240   int i, diff;
 241
 242   while (1) {
 243     oldest = -1, oldest_diff = 0x7fffffff;
 244
 245     for (i = 0; i < PCD_EVENT_COUNT; i++) {
 246       if (pcd_event_times[i]) {
 247         diff = pcd_event_times[i] - until;
 248         if (diff < oldest_diff) {
 249           oldest_diff = diff;
 250           oldest = i;
 251         }
 252       }
 253     }
 254
 255     if (oldest_diff <= 0) {
 256       time = pcd_event_times[oldest];
 257       pcd_event_times[oldest] = 0;
 258       elprintf(EL_CD, "cd: run event #%d %u", oldest, time);
 259       pcd_event_cbs[oldest](time);
 260     }
 261     else if (oldest_diff < 0x7fffffff) {
 262       event_time_next = pcd_event_times[oldest];
 263       break;
 264     }
 265     else {
 266       event_time_next = 0;
 267       break;
 268     }
 269   }
 270
 271   if (oldest != -1)
 272     elprintf(EL_CD, "cd: next event #%d at %u",
 273       oldest, event_time_next);
 274 }
 275
 276 int pcd_sync_s68k(unsigned int m68k_target, int m68k_poll_sync)
 277 {
 278   #define now SekCycleCntS68k
 279   unsigned int s68k_target;
 280   unsigned int target;
 281
 282   target = m68k_target - mcd_m68k_cycle_base;
 283   s68k_target = mcd_s68k_cycle_base +
 284     ((unsigned long long)target * mcd_m68k_cycle_mult >> 16);
 285
 286   elprintf(EL_CD, "s68k sync to %u, %u->%u",
 287     m68k_target, now, s68k_target);
 288
 289   if (Pico_mcd->m.busreq != 1) { /* busreq/reset */
 290     SekCycleCntS68k = SekCycleAimS68k = s68k_target;
 291     pcd_run_events(m68k_target);
 292     return 0;
 293   }
 294
 295   while (CYCLES_GT(s68k_target, now)) {
 296     if (event_time_next && CYCLES_GE(now, event_time_next))
 297       pcd_run_events(now);
 298
 299     target = s68k_target;
 300     if (event_time_next && CYCLES_GT(target, event_time_next))
 301       target = event_time_next;
 302
 303     SekRunS68k(target);
 304     if (m68k_poll_sync && Pico_mcd->m.m68k_poll_cnt == 0)
 305       break;
 306   }
 307
 308   return s68k_target - now;
 309   #undef now
 310 }
 311
 312 #define pcd_run_cpus_normal pcd_run_cpus
 313 //#define pcd_run_cpus_lockstep pcd_run_cpus
 314
 315 static void SekSyncM68k(void);
 316
 317 void pcd_run_cpus_normal(int m68k_cycles)
 318 {
 319   SekCycleAim += m68k_cycles;
 320   if (SekShouldInterrupt() || Pico_mcd->m.m68k_poll_cnt < 12)
 321     Pico_mcd->m.m68k_poll_cnt = 0;
 322   else if (Pico_mcd->m.m68k_poll_cnt >= 16) {
 323     int s68k_left = pcd_sync_s68k(SekCycleAim, 1);
 324     if (s68k_left <= 0) {
 325       elprintf(EL_CDPOLL, "m68k poll [%02x] x%d @%06x",
 326         Pico_mcd->m.m68k_poll_a, Pico_mcd->m.m68k_poll_cnt, SekPc);
 327       SekCycleCnt = SekCycleAim;
 328       return;
 329     }
 330     SekCycleCnt = SekCycleAim - (s68k_left * 40220 >> 16);
 331   }
 332
 333   while (CYCLES_GT(SekCycleAim, SekCycleCnt)) {
 334     SekRunM68kOnce();
 335     if (Pico_mcd->m.need_sync) {
 336       Pico_mcd->m.need_sync = 0;
 337       pcd_sync_s68k(SekCycleCnt, 0);
 338     }
 339   }
 340 }
 341
 342 void pcd_run_cpus_lockstep(int m68k_cycles)
 343 {
 344   unsigned int target = SekCycleAim + m68k_cycles;
 345   do {
 346     SekCycleAim += 8;
 347     SekSyncM68k();
 348     pcd_sync_s68k(SekCycleAim, 0);
 349   } while (CYCLES_GT(target, SekCycleAim));
 350
 351   SekCycleAim = target;
 352 }
 353
 354 #define PICO_CD
 355 #define CPUS_RUN(m68k_cycles) \
 356   pcd_run_cpus(m68k_cycles)
 357
 358 #include "../pico_cmn.c"
 359
 360
 361 void pcd_prepare_frame(void)
 362 {
 363   pcd_set_cycle_mult();
 364
 365   // need this because we can't have direct mapping between
 366   // master<->slave cycle counters because of overflows
 367   mcd_m68k_cycle_base = SekCycleAim;
 368   mcd_s68k_cycle_base = SekCycleAimS68k;
 369 }
 370
 371 PICO_INTERNAL void PicoFrameMCD(void)
 372 {
 373   PicoFrameStart();
 374
 375   pcd_prepare_frame();
 376   PicoFrameHints();
 377 }
 378
 379 void pcd_state_loaded(void)
 380 {
 381   unsigned int cycles;
 382   int diff;
 383
 384   pcd_set_cycle_mult();
 385   pcd_state_loaded_mem();
 386
 387   memset(Pico_mcd->pcm_mixbuf, 0, sizeof(Pico_mcd->pcm_mixbuf));
 388   Pico_mcd->pcm_mixbuf_dirty = 0;
 389   Pico_mcd->pcm_mixpos = 0;
 390   Pico_mcd->pcm_regs_dirty = 1;
 391
 392   // old savestates..
 393   cycles = pcd_cycles_m68k_to_s68k(SekCycleAim);
 394   diff = cycles - SekCycleAimS68k;
 395   if (diff < -1000 || diff > 1000) {
 396     SekCycleCntS68k = SekCycleAimS68k = cycles;
 397   }
 398   if (pcd_event_times[PCD_EVENT_CDC] == 0) {
 399     pcd_event_schedule(SekCycleAimS68k, PCD_EVENT_CDC, 12500000/75);
 400
 401     if (Pico_mcd->s68k_regs[0x31])
 402       pcd_event_schedule(SekCycleAimS68k, PCD_EVENT_TIMER3,
 403         Pico_mcd->s68k_regs[0x31] * 384);
 404   }
 405
 406   diff = cycles - Pico_mcd->pcm.update_cycles;
 407   if ((unsigned int)diff > 12500000/50)
 408     Pico_mcd->pcm.update_cycles = cycles;
 409
 410   // reschedule
 411   event_time_next = 0;
 412   pcd_run_events(SekCycleCntS68k);
 413 }
 414
 415 // vim:shiftwidth=2:ts=2:expandtab