pico/pico_cmn.c

   1 /*
   2  * common code for base/cd/32x
   3  * (C) notaz, 2007-2009,2013
   4  * (C) irixxxx, 2020-2024
   5  *
   6  * This work is licensed under the terms of MAME license.
   7  * See COPYING file in the top-level directory.
   8  */
   9
  10 #define CYCLES_M68K_LINE     488 // suitable for both PAL/NTSC
  11 #define CYCLES_M68K_VINT_LAG 112
  12
  13 // pad delay (for 6 button pads)
  14 #define PAD_DELAY() { \
  15   if(Pico.m.padDelay[0]++ > 25) Pico.m.padTHPhase[0]=0; \
  16   if(Pico.m.padDelay[1]++ > 25) Pico.m.padTHPhase[1]=0; \
  17 }
  18
  19 // CPUS_RUN
  20 #ifndef CPUS_RUN
  21 #define CPUS_RUN(m68k_cycles) \
  22   SekRunM68k(m68k_cycles)
  23 #endif
  24
  25 // sync m68k to Pico.t.m68c_aim
  26 static void SekExecM68k(int cyc_do)
  27 {
  28   Pico.t.m68c_cnt += cyc_do;
  29
  30 #if defined(EMU_C68K)
  31   PicoCpuCM68k.cycles = cyc_do;
  32   CycloneRun(&PicoCpuCM68k);
  33   Pico.t.m68c_cnt -= PicoCpuCM68k.cycles;
  34 #elif defined(EMU_M68K)
  35   Pico.t.m68c_cnt += m68k_execute(cyc_do) - cyc_do;
  36 #elif defined(EMU_F68K)
  37   Pico.t.m68c_cnt += fm68k_emulate(&PicoCpuFM68k, cyc_do, 0) - cyc_do;
  38 #endif
  39   SekCyclesLeft = 0;
  40 }
  41
  42 static int SekSyncM68k(int once)
  43 {
  44   int cyc_do;
  45
  46   pprof_start(m68k);
  47   pevt_log_m68k_o(EVT_RUN_START);
  48
  49   while ((cyc_do = Pico.t.m68c_aim - Pico.t.m68c_cnt) > 0) {
  50     // the Z80 CPU is stealing some bus cycles from the 68K main CPU when
  51     // accessing the main bus. Account for these by shortening the time
  52     // the 68K CPU runs.
  53     int z80_buscyc = Pico.t.z80_buscycles >> (~Pico.m.scanline & 1);
  54     if (z80_buscyc <= cyc_do)
  55       SekExecM68k(cyc_do - z80_buscyc);
  56     else
  57       z80_buscyc = cyc_do;
  58     Pico.t.m68c_cnt += z80_buscyc;
  59     Pico.t.z80_buscycles -= z80_buscyc;
  60     if (once) break;
  61   }
  62
  63   SekTrace(0);
  64   pevt_log_m68k_o(EVT_RUN_END);
  65   pprof_end(m68k);
  66
  67   return Pico.t.m68c_aim > Pico.t.m68c_cnt;
  68 }
  69
  70 static __inline void SekAimM68k(int cyc, int mult)
  71 {
  72   // refresh slowdown, for cart: 2 cycles every 128 - make this 1 every 64,
  73   // for RAM: seems to be 0-3 every 128. Carts usually run from the cart
  74   // area, but MCD games only use RAM, hence a different multiplier is needed.
  75   // NB must be quite accurate, so handle fractions as well (c/f OutRunners)
  76   int delay = (Pico.t.refresh_delay += cyc*mult) >> 14;
  77   Pico.t.m68c_cnt += delay;
  78   Pico.t.refresh_delay -= delay << 14;
  79   Pico.t.m68c_aim += cyc;
  80 }
  81
  82 static __inline void SekRunM68k(int cyc)
  83 {
  84   // TODO 0x100 would be 2 cycles/128, moreover far too sensitive
  85   SekAimM68k(cyc, 0x108); // OutRunners, testpico, VDPFIFOTesting
  86   SekSyncM68k(0);
  87 }
  88
  89 static void SyncCPUs(unsigned int cycles)
  90 {
  91   // sync cpus
  92   if (Pico.m.z80Run && !Pico.m.z80_reset && (PicoIn.opt&POPT_EN_Z80))
  93     PicoSyncZ80(cycles);
  94
  95 #ifdef PICO_CD
  96   if (PicoIn.AHW & PAHW_MCD)
  97     pcd_sync_s68k(cycles, 0);
  98 #endif
  99 #ifdef PICO_32X
 100   p32x_sync_sh2s(cycles);
 101 #endif
 102 }
 103
 104 static void do_hint(struct PicoVideo *pv)
 105 {
 106   pv->pending_ints |= 0x10;
 107   if (pv->reg[0] & 0x10) {
 108     elprintf(EL_INTS, "hint: @ %06x [%u]", SekPc, SekCyclesDone());
 109     if (SekIrqLevel < pv->hint_irq)
 110       SekInterrupt(pv->hint_irq);
 111   }
 112 }
 113
 114 static void do_timing_hacks_end(struct PicoVideo *pv)
 115 {
 116   PicoVideoFIFOSync(CYCLES_M68K_LINE);
 117
 118   // need rather tight Z80 sync for emulation of main bus cycle stealing
 119   if (Pico.m.scanline&1)
 120     if (Pico.m.z80Run && !Pico.m.z80_reset && (PicoIn.opt&POPT_EN_Z80))
 121       PicoSyncZ80(Pico.t.m68c_aim);
 122 }
 123
 124 static void do_timing_hacks_start(struct PicoVideo *pv)
 125 {
 126   int cycles = PicoVideoFIFOHint();
 127
 128   SekCyclesBurn(cycles); // prolong cpu HOLD if necessary
 129   // XXX how to handle Z80 bus cycle stealing during DMA correctly?
 130   if ((Pico.t.z80_buscycles -= cycles) < 0)
 131     Pico.t.z80_buscycles = 0;
 132   Pico.t.m68c_aim += Pico.m.scanline&1; // add 1 every 2 lines for 488.5 cycles
 133 }
 134
 135 static int PicoFrameHints(void)
 136 {
 137   struct PicoVideo *pv = &Pico.video;
 138   int lines, y, lines_vis, skip;
 139   int hint; // Hint counter
 140
 141   pevt_log_m68k_o(EVT_FRAME_START);
 142
 143   skip = PicoIn.skipFrame;
 144
 145   Pico.t.m68c_frame_start = Pico.t.m68c_aim;
 146   PsndStartFrame();
 147
 148   hint = pv->hint_cnt;
 149
 150   // === active display ===
 151   pv->status |= PVS_ACTIVE;
 152
 153   for (y = 0; y < 240; y++)
 154   {
 155     if (y == 224 && !(pv->reg[1] & 8))
 156       break;
 157
 158     Pico.m.scanline = y;
 159     pv->v_counter = PicoVideoGetV(y, 0);
 160
 161     PAD_DELAY();
 162
 163     // H-Interrupts:
 164     if (--hint < 0)
 165     {
 166       hint = pv->reg[10]; // Reload H-Int counter
 167       do_hint(pv);
 168     }
 169
 170     // decide if we draw this line
 171     if (unlikely(PicoIn.opt & POPT_ALT_RENDERER) && !skip)
 172     {
 173       // find the right moment for frame renderer, when display is no longer blanked
 174       if ((pv->reg[1]&0x40) || y > 100) {
 175         if (Pico.est.rendstatus & PDRAW_SYNC_NEEDED)
 176           PicoFrameFull();
 177 #ifdef DRAW_FINISH_FUNC
 178         DRAW_FINISH_FUNC();
 179 #endif
 180         Pico.est.rendstatus &= ~PDRAW_SYNC_NEEDED;
 181         skip = 1;
 182       }
 183     }
 184
 185     // Run scanline:
 186     Pico.t.m68c_line_start = Pico.t.m68c_aim;
 187     do_timing_hacks_start(pv);
 188     CPUS_RUN(CYCLES_M68K_LINE);
 189     do_timing_hacks_end(pv);
 190
 191     if (PicoLineHook) PicoLineHook();
 192     pevt_log_m68k_o(EVT_NEXT_LINE);
 193   }
 194
 195   SyncCPUs(Pico.t.m68c_aim);
 196
 197   if (!skip)
 198   {
 199     if (Pico.est.DrawScanline < y)
 200       PicoVideoSync(-1);
 201 #ifdef DRAW_FINISH_FUNC
 202     DRAW_FINISH_FUNC();
 203 #endif
 204     Pico.est.rendstatus &= ~PDRAW_SYNC_NEEDED;
 205   }
 206 #ifdef PICO_32X
 207   p32x_render_frame();
 208 #endif
 209
 210   // === VBLANK, 1st line ===
 211   lines_vis = (pv->reg[1] & 8) ? 240 : 224;
 212   if (y == lines_vis)
 213     pv->status &= ~PVS_ACTIVE;
 214   Pico.m.scanline = y;
 215   pv->v_counter = PicoVideoGetV(y, 0);
 216
 217   memcpy(PicoIn.padInt, PicoIn.pad, sizeof(PicoIn.padInt));
 218   PAD_DELAY();
 219
 220   // Last H-Int (normally):
 221   if (--hint < 0)
 222   {
 223     hint = pv->reg[10]; // Reload H-Int counter
 224     do_hint(pv);
 225   }
 226
 227   pv->status |= SR_VB | PVS_VB2; // go into vblank
 228 #ifdef PICO_32X
 229   p32x_start_blank();
 230 #endif
 231
 232   // the following SekRun is there for several reasons:
 233   // there must be a delay after vblank bit is set and irq is asserted (Mazin Saga)
 234   // also delay between F bit (bit 7) is set in SR and IRQ happens (Ex-Mutants)
 235   // also delay between last H-int and V-int (Golden Axe 3)
 236   Pico.t.m68c_line_start = Pico.t.m68c_aim;
 237   PicoVideoFIFOMode(pv->reg[1]&0x40, pv->reg[12]&1);
 238   do_timing_hacks_start(pv);
 239   CPUS_RUN(CYCLES_M68K_VINT_LAG);
 240
 241   SyncCPUs(Pico.t.m68c_aim);
 242
 243   pv->status |= SR_F;
 244   pv->pending_ints |= 0x20;
 245
 246   if (pv->reg[1] & 0x20) {
 247     if (Pico.t.m68c_cnt - Pico.t.m68c_aim < 60) // CPU blocked?
 248       SekExecM68k(11); // HACK
 249     elprintf(EL_INTS, "vint: @ %06x [%u]", SekPc, SekCyclesDone());
 250     SekInterrupt(6);
 251   }
 252
 253   // assert Z80 interrupt for one scanline even in busrq hold (Teddy Blues)
 254   if (/*Pico.m.z80Run &&*/ !Pico.m.z80_reset && (PicoIn.opt&POPT_EN_Z80)) {
 255     elprintf(EL_INTS, "zint");
 256     z80_int_assert(1);
 257   }
 258
 259   // Run scanline:
 260   CPUS_RUN(CYCLES_M68K_LINE - CYCLES_M68K_VINT_LAG);
 261   do_timing_hacks_end(pv);
 262
 263   if (PicoLineHook) PicoLineHook();
 264   pevt_log_m68k_o(EVT_NEXT_LINE);
 265
 266   if (Pico.m.z80Run && !Pico.m.z80_reset && (PicoIn.opt&POPT_EN_Z80))
 267     PicoSyncZ80(Pico.t.m68c_aim);
 268   z80_int_assert(0);
 269
 270   // === VBLANK ===
 271   lines = Pico.m.pal ? 313 : 262;
 272   for (y++; y < lines - 1; y++)
 273   {
 274     Pico.m.scanline = y;
 275     pv->v_counter = PicoVideoGetV(y, 1);
 276
 277     PAD_DELAY();
 278
 279     if (unlikely(pv->status & PVS_ACTIVE) && --hint < 0)
 280     {
 281       hint = pv->reg[10]; // Reload H-Int counter
 282       do_hint(pv);
 283     }
 284
 285     // Run scanline:
 286     Pico.t.m68c_line_start = Pico.t.m68c_aim;
 287     do_timing_hacks_start(pv);
 288     CPUS_RUN(CYCLES_M68K_LINE);
 289     do_timing_hacks_end(pv);
 290
 291     if (PicoLineHook) PicoLineHook();
 292     pevt_log_m68k_o(EVT_NEXT_LINE);
 293   }
 294
 295   if (unlikely(PicoIn.overclockM68k)) {
 296     unsigned int l = PicoIn.overclockM68k * lines / 100;
 297     while (l-- > 0) {
 298       Pico.t.m68c_cnt -= CYCLES_M68K_LINE;
 299       do_timing_hacks_start(pv);
 300       SekSyncM68k(0);
 301       do_timing_hacks_end(pv);
 302     }
 303   }
 304
 305   // === VBLANK last line ===
 306   pv->status &= ~(SR_VB | PVS_VB2);
 307   pv->status |= ((pv->reg[1] >> 3) ^ SR_VB) & SR_VB; // forced blanking
 308
 309   // last scanline
 310   Pico.m.scanline = y++;
 311   pv->v_counter = 0xff;
 312
 313   PAD_DELAY();
 314
 315   if (unlikely(pv->status & PVS_ACTIVE)) {
 316     if (--hint < 0) {
 317       hint = pv->reg[10]; // Reload H-Int counter
 318       do_hint(pv);
 319     }
 320   }
 321   else
 322     hint = pv->reg[10];
 323
 324   // Run scanline:
 325   Pico.t.m68c_line_start = Pico.t.m68c_aim;
 326   PicoVideoFIFOMode(pv->reg[1]&0x40, pv->reg[12]&1);
 327   do_timing_hacks_start(pv);
 328   CPUS_RUN(CYCLES_M68K_LINE);
 329   do_timing_hacks_end(pv);
 330
 331   if (PicoLineHook) PicoLineHook();
 332   pevt_log_m68k_o(EVT_NEXT_LINE);
 333
 334   SyncCPUs(Pico.t.m68c_aim);
 335 #ifdef PICO_32X
 336   p32x_end_blank();
 337 #endif
 338
 339   // get samples from sound chips
 340   PsndGetSamples(y);
 341
 342   timers_cycle(cycles_68k_to_z80(Pico.t.m68c_aim - Pico.t.m68c_frame_start));
 343   z80_resetCycles();
 344
 345   pv->hint_cnt = hint;
 346
 347   return 0;
 348 }
 349
 350 #undef PAD_DELAY
 351 #undef CPUS_RUN
 352
 353 // vim:shiftwidth=2:ts=2:expandtab