pico/sound/sound.c

   1 /*\r
   2  * PicoDrive\r
   3  * (c) Copyright Dave, 2004\r
   4  * (C) notaz, 2006-2009\r
   5  *\r
   6  * This work is licensed under the terms of MAME license.\r
   7  * See COPYING file in the top-level directory.\r
   8  */\r
   9 \r
  10 #include <string.h>\r
  11 #include "ym2612.h"\r
  12 #include "sn76496.h"\r
  13 #include "../pico_int.h"\r
  14 #include "../cd/cue.h"\r
  15 #include "mix.h"\r
  16 \r
  17 #define SIMPLE_WRITE_SOUND 0\r
  18 \r
  19 void (*PsndMix_32_to_16l)(short *dest, int *src, int count) = mix_32_to_16l_stereo;\r
  20 \r
  21 // master int buffer to mix to\r
  22 static int PsndBuffer[2*(44100+100)/50];\r
  23 \r
  24 // dac\r
  25 static unsigned short dac_info[312+4]; // pppppppp ppppllll, p - pos in buff, l - length to write for this sample\r
  26 \r
  27 // cdda output buffer\r
  28 short cdda_out_buffer[2*1152];\r
  29 \r
  30 // for Pico\r
  31 int PsndRate=0;\r
  32 int PsndLen=0; // number of mono samples, multiply by 2 for stereo\r
  33 int PsndLen_exc_add=0; // this is for non-integer sample counts per line, eg. 22050/60\r
  34 int PsndLen_exc_cnt=0;\r
  35 int PsndDacLine=0;\r
  36 short *PsndOut=NULL; // PCM data buffer\r
  37 \r
  38 // timers\r
  39 int timer_a_next_oflow, timer_a_step; // in z80 cycles\r
  40 int timer_b_next_oflow, timer_b_step;\r
  41 \r
  42 // sn76496\r
  43 extern int *sn76496_regs;\r
  44 \r
  45 \r
  46 static void dac_recalculate(void)\r
  47 {\r
  48   int i, dac_cnt, pos, len, lines = Pico.m.pal ? 312 : 262, mid = Pico.m.pal ? 68 : 93;\r
  49 \r
  50   if (PsndLen <= lines)\r
  51   {\r
  52     // shrinking algo\r
  53     dac_cnt = -PsndLen;\r
  54     len=1; pos=0;\r
  55     dac_info[225] = 1;\r
  56 \r
  57     for(i=226; i != 225; i++)\r
  58     {\r
  59       if (i >= lines) i = 0;\r
  60       len = 0;\r
  61       if(dac_cnt < 0) {\r
  62         len=1;\r
  63         pos++;\r
  64         dac_cnt += lines;\r
  65       }\r
  66       dac_cnt -= PsndLen;\r
  67       dac_info[i] = (pos<<4)|len;\r
  68     }\r
  69   }\r
  70   else\r
  71   {\r
  72     // stretching\r
  73     dac_cnt = PsndLen;\r
  74     pos=0;\r
  75     for(i = 225; i != 224; i++)\r
  76     {\r
  77       if (i >= lines) i = 0;\r
  78       len=0;\r
  79       while(dac_cnt >= 0) {\r
  80         dac_cnt -= lines;\r
  81         len++;\r
  82       }\r
  83       if (i == mid) // midpoint\r
  84         while(pos+len < PsndLen/2) {\r
  85           dac_cnt -= lines;\r
  86           len++;\r
  87         }\r
  88       dac_cnt += PsndLen;\r
  89       dac_info[i] = (pos<<4)|len;\r
  90       pos+=len;\r
  91     }\r
  92     // last sample\r
  93     for(len = 0, i = pos; i < PsndLen; i++) len++;\r
  94     if (PsndLen_exc_add) len++;\r
  95     dac_info[224] = (pos<<4)|len;\r
  96   }\r
  97   mid = (dac_info[lines-1] & 0xfff0) + ((dac_info[lines-1] & 0xf) << 4);\r
  98   for (i = lines; i < sizeof(dac_info) / sizeof(dac_info[0]); i++)\r
  99     dac_info[i] = mid;\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 PICO_INTERNAL void PsndReset(void)\r
 111 {\r
 112   // PsndRerate calls YM2612Init, which also resets\r
 113   PsndRerate(0);\r
 114   timers_reset();\r
 115 }\r
 116 \r
 117 \r
 118 // to be called after changing sound rate or chips\r
 119 void PsndRerate(int preserve_state)\r
 120 {\r
 121   // PsndRerate not ready yet\r
 122   if (Pico.romsize <= 0)\r
 123     return;\r
 124 \r
 125   void *state = NULL;\r
 126   int target_fps = Pico.m.pal ? 50 : 60;\r
 127 \r
 128   if (preserve_state) {\r
 129     state = malloc(0x204);\r
 130     if (state == NULL) return;\r
 131     ym2612_pack_state();\r
 132     memcpy(state, YM2612GetRegs(), 0x204);\r
 133   }\r
 134   YM2612Init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/7 : OSC_NTSC/7, PsndRate);\r
 135   if (preserve_state) {\r
 136     // feed it back it's own registers, just like after loading state\r
 137     memcpy(YM2612GetRegs(), state, 0x204);\r
 138     ym2612_unpack_state();\r
 139   }\r
 140 \r
 141   if (preserve_state) memcpy(state, sn76496_regs, 28*4); // remember old state\r
 142   SN76496_init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/15 : OSC_NTSC/15, PsndRate);\r
 143   if (preserve_state) memcpy(sn76496_regs, state, 28*4); // restore old state\r
 144 \r
 145   if (state)\r
 146     free(state);\r
 147 \r
 148   // calculate PsndLen\r
 149   PsndLen=PsndRate / target_fps;\r
 150   PsndLen_exc_add=((PsndRate - PsndLen*target_fps)<<16) / target_fps;\r
 151   PsndLen_exc_cnt=0;\r
 152 \r
 153   // recalculate dac info\r
 154   dac_recalculate();\r
 155 \r
 156   // clear all buffers\r
 157   memset32(PsndBuffer, 0, sizeof(PsndBuffer)/4);\r
 158   memset(cdda_out_buffer, 0, sizeof(cdda_out_buffer));\r
 159   if (PsndOut)\r
 160     PsndClear();\r
 161 \r
 162   // set mixer\r
 163   PsndMix_32_to_16l = (PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? mix_32_to_16l_stereo : mix_32_to_16_mono;\r
 164 \r
 165   if (PicoAHW & PAHW_PICO)\r
 166     PicoReratePico();\r
 167 }\r
 168 \r
 169 \r
 170 PICO_INTERNAL void PsndDoDAC(int line_to)\r
 171 {\r
 172   int pos, pos1, len;\r
 173   int dout = ym2612.dacout;\r
 174   int line_from = PsndDacLine;\r
 175 \r
 176   if (line_to >= 312)\r
 177     line_to = 311;\r
 178 \r
 179   PsndDacLine = line_to + 1;\r
 180 \r
 181   pos =dac_info[line_from]>>4;\r
 182   pos1=dac_info[line_to];\r
 183   len = ((pos1>>4)-pos) + (pos1&0xf);\r
 184   if (!len) return;\r
 185 \r
 186   if (PicoOpt & POPT_EN_STEREO) {\r
 187     short *d = PsndOut + pos*2;\r
 188     for (; len > 0; len--, d+=2) *d = dout;\r
 189   } else {\r
 190     short *d = PsndOut + pos;\r
 191     for (; len > 0; len--, d++)  *d = dout;\r
 192   }\r
 193 }\r
 194 \r
 195 // cdda\r
 196 static void cdda_raw_update(int *buffer, int length)\r
 197 {\r
 198   int ret, cdda_bytes, mult = 1;\r
 199 \r
 200   cdda_bytes = length*4;\r
 201   if (PsndRate <= 22050 + 100) mult = 2;\r
 202   if (PsndRate <  22050 - 100) mult = 4;\r
 203   cdda_bytes *= mult;\r
 204 \r
 205   ret = pm_read(cdda_out_buffer, cdda_bytes, Pico_mcd->cdda_stream);\r
 206   if (ret < cdda_bytes) {\r
 207     memset((char *)cdda_out_buffer + ret, 0, cdda_bytes - ret);\r
 208     Pico_mcd->cdda_stream = NULL;\r
 209     return;\r
 210   }\r
 211 \r
 212   // now mix\r
 213   switch (mult) {\r
 214     case 1: mix_16h_to_32(buffer, cdda_out_buffer, length*2); break;\r
 215     case 2: mix_16h_to_32_s1(buffer, cdda_out_buffer, length*2); break;\r
 216     case 4: mix_16h_to_32_s2(buffer, cdda_out_buffer, length*2); break;\r
 217   }\r
 218 }\r
 219 \r
 220 void cdda_start_play(int lba_base, int lba_offset, int lb_len)\r
 221 {\r
 222   if (Pico_mcd->cdda_type == CT_MP3)\r
 223   {\r
 224     int pos1024 = 0;\r
 225 \r
 226     if (lba_offset)\r
 227       pos1024 = lba_offset * 1024 / lb_len;\r
 228 \r
 229     mp3_start_play(Pico_mcd->cdda_stream, pos1024);\r
 230     return;\r
 231   }\r
 232 \r
 233   pm_seek(Pico_mcd->cdda_stream, (lba_base + lba_offset) * 2352, SEEK_SET);\r
 234   if (Pico_mcd->cdda_type == CT_WAV)\r
 235   {\r
 236     // skip headers, assume it's 44kHz stereo uncompressed\r
 237     pm_seek(Pico_mcd->cdda_stream, 44, SEEK_CUR);\r
 238   }\r
 239 }\r
 240 \r
 241 \r
 242 PICO_INTERNAL void PsndClear(void)\r
 243 {\r
 244   int len = PsndLen;\r
 245   if (PsndLen_exc_add) len++;\r
 246   if (PicoOpt & POPT_EN_STEREO)\r
 247     memset32((int *) PsndOut, 0, len); // assume PsndOut to be aligned\r
 248   else {\r
 249     short *out = PsndOut;\r
 250     if ((long)out & 2) { *out++ = 0; len--; }\r
 251     memset32((int *) out, 0, len/2);\r
 252     if (len & 1) out[len-1] = 0;\r
 253   }\r
 254 }\r
 255 \r
 256 \r
 257 static int PsndRender(int offset, int length)\r
 258 {\r
 259   int  buf32_updated = 0;\r
 260   int *buf32 = PsndBuffer+offset;\r
 261   int stereo = (PicoOpt & 8) >> 3;\r
 262 \r
 263   offset <<= stereo;\r
 264 \r
 265   pprof_start(sound);\r
 266 \r
 267 #if !SIMPLE_WRITE_SOUND\r
 268   if (offset == 0) { // should happen once per frame\r
 269     // compensate for float part of PsndLen\r
 270     PsndLen_exc_cnt += PsndLen_exc_add;\r
 271     if (PsndLen_exc_cnt >= 0x10000) {\r
 272       PsndLen_exc_cnt -= 0x10000;\r
 273       length++;\r
 274     }\r
 275   }\r
 276 #endif\r
 277 \r
 278   // PSG\r
 279   if (PicoOpt & POPT_EN_PSG)\r
 280     SN76496Update(PsndOut+offset, length, stereo);\r
 281 \r
 282   if (PicoAHW & PAHW_PICO) {\r
 283     PicoPicoPCMUpdate(PsndOut+offset, length, stereo);\r
 284     return length;\r
 285   }\r
 286 \r
 287   // Add in the stereo FM buffer\r
 288   if (PicoOpt & POPT_EN_FM) {\r
 289     buf32_updated = YM2612UpdateOne(buf32, length, stereo, 1);\r
 290   } else\r
 291     memset32(buf32, 0, length<<stereo);\r
 292 \r
 293 //printf("active_chs: %02x\n", buf32_updated);\r
 294   (void)buf32_updated;\r
 295 \r
 296   // CD: PCM sound\r
 297   if (PicoAHW & PAHW_MCD) {\r
 298     pcd_pcm_update(buf32, length, stereo);\r
 299     //buf32_updated = 1;\r
 300   }\r
 301 \r
 302   // CD: CDDA audio\r
 303   // CD mode, cdda enabled, not data track, CDC is reading\r
 304   if ((PicoAHW & PAHW_MCD) && (PicoOpt & POPT_EN_MCD_CDDA)\r
 305       && Pico_mcd->cdda_stream != NULL\r
 306       && !(Pico_mcd->s68k_regs[0x36] & 1))\r
 307   {\r
 308     // note: only 44, 22 and 11 kHz supported, with forced stereo\r
 309     if (Pico_mcd->cdda_type == CT_MP3)\r
 310       mp3_update(buf32, length, stereo);\r
 311     else\r
 312       cdda_raw_update(buf32, length);\r
 313   }\r
 314 \r
 315   if ((PicoAHW & PAHW_32X) && (PicoOpt & POPT_EN_PWM))\r
 316     p32x_pwm_update(buf32, length, stereo);\r
 317 \r
 318   // convert + limit to normal 16bit output\r
 319   PsndMix_32_to_16l(PsndOut+offset, buf32, length);\r
 320 \r
 321   pprof_end(sound);\r
 322 \r
 323   return length;\r
 324 }\r
 325 \r
 326 // to be called on 224 or line_sample scanlines only\r
 327 PICO_INTERNAL void PsndGetSamples(int y)\r
 328 {\r
 329 #if SIMPLE_WRITE_SOUND\r
 330   if (y != 224) return;\r
 331   PsndRender(0, PsndLen);\r
 332   if (PicoWriteSound)\r
 333     PicoWriteSound(PsndLen * ((PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? 4 : 2));\r
 334   PsndClear();\r
 335 #else\r
 336   static int curr_pos = 0;\r
 337 \r
 338   if (y == 224)\r
 339   {\r
 340     if (emustatus & 2)\r
 341          curr_pos += PsndRender(curr_pos, PsndLen-PsndLen/2);\r
 342     else curr_pos  = PsndRender(0, PsndLen);\r
 343     if (emustatus & 1)\r
 344          emustatus |=  2;\r
 345     else emustatus &= ~2;\r
 346     if (PicoWriteSound)\r
 347       PicoWriteSound(curr_pos * ((PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? 4 : 2));\r
 348     // clear sound buffer\r
 349     PsndClear();\r
 350   }\r
 351   else if (emustatus & 3) {\r
 352     emustatus|= 2;\r
 353     emustatus&=~1;\r
 354     curr_pos = PsndRender(0, PsndLen/2);\r
 355   }\r
 356 #endif\r
 357 }\r
 358 \r
 359 PICO_INTERNAL void PsndGetSamplesMS(void)\r
 360 {\r
 361   int stereo = (PicoOpt & 8) >> 3;\r
 362   int length = PsndLen;\r
 363 \r
 364 #if !SIMPLE_WRITE_SOUND\r
 365   // compensate for float part of PsndLen\r
 366   PsndLen_exc_cnt += PsndLen_exc_add;\r
 367   if (PsndLen_exc_cnt >= 0x10000) {\r
 368     PsndLen_exc_cnt -= 0x10000;\r
 369     length++;\r
 370   }\r
 371 #endif\r
 372 \r
 373   // PSG\r
 374   if (PicoOpt & POPT_EN_PSG)\r
 375     SN76496Update(PsndOut, length, stereo);\r
 376 \r
 377   // upmix to "stereo" if needed\r
 378   if (stereo) {\r
 379     int i, *p;\r
 380     for (i = length, p = (void *)PsndOut; i > 0; i--, p++)\r
 381       *p |= *p << 16;\r
 382   }\r
 383 \r
 384   if (PicoWriteSound != NULL)\r
 385     PicoWriteSound(length * ((PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? 4 : 2));\r
 386   PsndClear();\r
 387 }\r
 388 \r