work on 'vblank on line start' problem, var changes, mask defines
[picodrive.git] / Pico / sound / sound.c
index d5802bd..6658548 100644 (file)
@@ -1,57 +1,46 @@
 // This is part of Pico Library\r
 \r
 // (c) Copyright 2004 Dave, All rights reserved.\r
-// (c) Copyright 2006 notaz, All rights reserved.\r
+// (c) Copyright 2006,2007 notaz, All rights reserved.\r
 // Free for non-commercial use.\r
 \r
 // For commercial use, separate licencing terms must be obtained.\r
 \r
 \r
 #include <string.h>\r
-#include "sound.h"\r
 #include "ym2612.h"\r
 #include "sn76496.h"\r
 \r
-#ifndef __GNUC__\r
-#pragma warning (disable:4244)\r
-#endif\r
-\r
-#if defined(_USE_MZ80)\r
-#include "../../cpu/mz80/mz80.h"\r
-#elif defined(_USE_DRZ80)\r
-#include "../../cpu/DrZ80/drz80.h"\r
-#endif\r
-\r
 #include "../PicoInt.h"\r
+#include "../cd/pcm.h"\r
+#include "mix.h"\r
 \r
+void (*PsndMix_32_to_16l)(short *dest, int *src, int count) = mix_32_to_16l_stereo;\r
 \r
-//int z80CycleAim = 0;\r
+// master int buffer to mix to\r
+static int PsndBuffer[2*44100/50];\r
 \r
 // dac\r
-short *dac_out;\r
-unsigned short dac_info[312]; // pppppppp ppppllll, p - pos in buff, l - length to write for this sample\r
+static unsigned short dac_info[312]; // pppppppp ppppllll, p - pos in buff, l - length to write for this sample\r
 \r
 // for Pico\r
 int PsndRate=0;\r
 int PsndLen=0; // number of mono samples, multiply by 2 for stereo\r
+int PsndLen_exc_add=0; // this is for non-integer sample counts per line, eg. 22050/60\r
+int PsndLen_exc_cnt=0;\r
 short *PsndOut=NULL; // PCM data buffer\r
 \r
-// from ym2612.c\r
-extern int   *ym2612_dacen;\r
-extern INT32 *ym2612_dacout;\r
-void YM2612TimerHandler(int c,int cnt);\r
-\r
 // sn76496\r
 extern int *sn76496_regs;\r
 \r
 \r
-static void dac_recalculate()\r
+static void dac_recalculate(void)\r
 {\r
   int i, dac_cnt, pos, len, lines = Pico.m.pal ? 312 : 262, mid = Pico.m.pal ? 68 : 93;\r
 \r
   if(PsndLen <= lines) {\r
     // shrinking algo\r
-    dac_cnt = 0;//lines - PsndLen;\r
+    dac_cnt = -PsndLen;\r
     len=1; pos=0;\r
     dac_info[225] = 1;\r
 \r
@@ -68,7 +57,7 @@ static void dac_recalculate()
     }\r
   } else {\r
     // stretching\r
-    dac_cnt = PsndLen/2;\r
+    dac_cnt = PsndLen;\r
     pos=0;\r
     for(i = 225; i != 224; i++) {\r
       if (i >= lines) i = 0;\r
@@ -77,7 +66,7 @@ static void dac_recalculate()
         dac_cnt -= lines;\r
         len++;\r
       }\r
-         if (i == mid) // midpoint\r
+      if (i == mid) // midpoint\r
         while(pos+len < PsndLen/2) {\r
           dac_cnt -= lines;\r
           len++;\r
@@ -88,107 +77,202 @@ static void dac_recalculate()
     }\r
     // last sample\r
     for(len = 0, i = pos; i < PsndLen; i++) len++;\r
+    if (PsndLen_exc_add) len++;\r
     dac_info[224] = (pos<<4)|len;\r
   }\r
-//  dprintf("rate is %i, len %i", PsndRate, PsndLen);\r
-//  for(i=0; i < lines; i++)\r
-//    dprintf("%03i : %03i : %i", i, dac_info[i]>>4, dac_info[i]&0xf);\r
-//exit(8);\r
+  //for(i=len=0; i < lines; i++) {\r
+  //  printf("%03i : %03i : %i\n", i, dac_info[i]>>4, dac_info[i]&0xf);\r
+  //  len+=dac_info[i]&0xf;\r
+  //}\r
+  //printf("rate is %i, len %f\n", PsndRate, (double)PsndRate/(Pico.m.pal ? 50.0 : 60.0));\r
+  //printf("len total: %i, last pos: %i\n", len, pos);\r
+  //exit(8);\r
 }\r
 \r
 \r
-void sound_reset()\r
+PICO_INTERNAL void PsndReset(void)\r
 {\r
-  extern int z80stopCycle;\r
   void *ym2612_regs;\r
 \r
-  // init even if we are not going to use them, just in case we ever enable it\r
-  YM2612Init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/7 : OSC_NTSC/7, PsndRate);\r
   // also clear the internal registers+addr line\r
   ym2612_regs = YM2612GetRegs();\r
   memset(ym2612_regs, 0, 0x200+4);\r
+  z80startCycle = z80stopCycle = 0;\r
 \r
-  SN76496_init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/15 : OSC_NTSC/15, PsndRate);\r
-\r
-  // calculate PsndLen\r
-  PsndLen=PsndRate/(Pico.m.pal ? 50 : 60);\r
-\r
-  // recalculate dac info\r
-  dac_recalculate();\r
-  z80stopCycle = 0;\r
+  PsndRerate(0);\r
 }\r
 \r
 \r
 // to be called after changing sound rate or chips\r
-void sound_rerate()\r
+void PsndRerate(int preserve_state)\r
 {\r
-  unsigned int state[28];\r
+  void *state = NULL;\r
+  int target_fps = Pico.m.pal ? 50 : 60;\r
+\r
+  // not all rates are supported in MCD mode due to mp3 decoder limitations\r
+  if (PicoAHW & PAHW_MCD) {\r
+    if (PsndRate != 11025 && PsndRate != 22050 && PsndRate != 44100) PsndRate = 22050;\r
+    PicoOpt |= POPT_EN_STEREO; // force stereo\r
+  }\r
 \r
+  if (preserve_state) {\r
+    state = malloc(0x200);\r
+    if (state == NULL) return;\r
+    memcpy(state, YM2612GetRegs(), 0x200);\r
+    if ((PicoAHW & PAHW_MCD) && Pico_mcd->m.audio_track)\r
+      Pico_mcd->m.audio_offset = mp3_get_offset();\r
+  }\r
   YM2612Init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/7 : OSC_NTSC/7, PsndRate);\r
-  // feed it back it's own registers, just like after loading state\r
-  YM2612PicoStateLoad();\r
+  if (preserve_state) {\r
+    // feed it back it's own registers, just like after loading state\r
+    memcpy(YM2612GetRegs(), state, 0x200);\r
+    YM2612PicoStateLoad();\r
+    if ((PicoAHW & PAHW_MCD) && Pico_mcd->m.audio_track)\r
+      mp3_start_play(Pico_mcd->TOC.Tracks[Pico_mcd->m.audio_track].F, Pico_mcd->m.audio_offset);\r
+  }\r
 \r
-  memcpy(state, sn76496_regs, 28*4); // remember old state\r
+  if (preserve_state) memcpy(state, sn76496_regs, 28*4); // remember old state\r
   SN76496_init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/15 : OSC_NTSC/15, PsndRate);\r
-  memcpy(sn76496_regs, state, 28*4); // restore old state\r
+  if (preserve_state) memcpy(sn76496_regs, state, 28*4); // restore old state\r
+\r
+  if (state)\r
+    free(state);\r
 \r
   // calculate PsndLen\r
-  PsndLen=PsndRate/(Pico.m.pal ? 50 : 60);\r
+  PsndLen=PsndRate / target_fps;\r
+  PsndLen_exc_add=((PsndRate - PsndLen*target_fps)<<16) / target_fps;\r
+  PsndLen_exc_cnt=0;\r
 \r
   // recalculate dac info\r
   dac_recalculate();\r
+\r
+  if (PicoAHW & PAHW_MCD)\r
+    pcm_set_rate(PsndRate);\r
+\r
+  // clear all buffers\r
+  memset32(PsndBuffer, 0, sizeof(PsndBuffer)/4);\r
+  if (PsndOut)\r
+    PsndClear();\r
+\r
+  // set mixer\r
+  PsndMix_32_to_16l = (PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? mix_32_to_16l_stereo : mix_32_to_16_mono;\r
 }\r
 \r
 \r
 // This is called once per raster (aka line), but not necessarily for every line\r
-int sound_timers_and_dac(int raster)\r
+PICO_INTERNAL void Psnd_timers_and_dac(int raster)\r
 {\r
-  if(raster >= 0 && PsndOut && (PicoOpt&1) && *ym2612_dacen) {\r
-    short dout = (short) *ym2612_dacout;\r
-    int pos=dac_info[raster], len=pos&0xf;\r
-    short *d;\r
-    pos>>=4;\r
-\r
-    if(PicoOpt&8) { // only left channel for stereo (will be copied to right by ym2612 mixing code)\r
-      d=PsndOut+pos*2;\r
-      while(len--) { *d = dout; d += 2; }\r
+  int pos, len;\r
+  int do_dac = PsndOut && (PicoOpt&POPT_EN_FM) && *ym2612_dacen;\r
+//  int do_pcm = PsndOut && (PicoAHW&1) && (PicoOpt&0x400);\r
+\r
+  // Our raster lasts 63.61323/64.102564 microseconds (NTSC/PAL)\r
+  YM2612PicoTick(1);\r
+\r
+  if (!do_dac /*&& !do_pcm*/) return;\r
+\r
+  pos=dac_info[raster], len=pos&0xf;\r
+  if (!len) return;\r
+\r
+  pos>>=4;\r
+\r
+  if (do_dac)\r
+  {\r
+    short *d = PsndOut + pos*2;\r
+    int dout = *ym2612_dacout;\r
+    if(PicoOpt&POPT_EN_STEREO) {\r
+      // some manual loop unrolling here :)\r
+      d[0] = dout;\r
+      if (len > 1) {\r
+        d[2] = dout;\r
+        if (len > 2)\r
+          d[4] = dout;\r
+      }\r
     } else {\r
-      d=PsndOut+pos;\r
-      while(len--) *d++ = dout;\r
+      short *d = PsndOut + pos;\r
+      d[0] = dout;\r
+      if (len > 1) {\r
+        d[1] = dout;\r
+        if (len > 2)\r
+          d[2] = dout;\r
+      }\r
     }\r
   }\r
 \r
-  //dprintf("s: %03i", raster);\r
+#if 0\r
+  if (do_pcm) {\r
+    int *d = PsndBuffer;\r
+    d += (PicoOpt&8) ? pos*2 : pos;\r
+    pcm_update(d, len, 1);\r
+  }\r
+#endif\r
+}\r
 \r
-  // Our raster lasts 63.61323/64.102564 microseconds (NTSC/PAL)\r
-  YM2612PicoTick(1);\r
 \r
-  return 0;\r
+PICO_INTERNAL void PsndClear(void)\r
+{\r
+  int len = PsndLen;\r
+  if (PsndLen_exc_add) len++;\r
+  if (PicoOpt & POPT_EN_STEREO)\r
+    memset32((int *) PsndOut, 0, len); // assume PsndOut to be aligned\r
+  else {\r
+    short *out = PsndOut;\r
+    if ((int)out & 2) { *out++ = 0; len--; }\r
+    memset32((int *) out, 0, len/2);\r
+    if (len & 1) out[len-1] = 0;\r
+  }\r
 }\r
 \r
 \r
-int sound_render(int offset, int length)\r
+PICO_INTERNAL int PsndRender(int offset, int length)\r
 {\r
+  int  buf32_updated = 0;\r
+  int *buf32 = PsndBuffer+offset;\r
   int stereo = (PicoOpt & 8) >> 3;\r
+  // emulating CD && PCM option enabled && PCM chip on && have enabled channels\r
+  int do_pcm = (PicoAHW & PAHW_MCD) && (PicoOpt&POPT_EN_MCD_PCM) &&\r
+               (Pico_mcd->pcm.control & 0x80) && Pico_mcd->pcm.enabled;\r
   offset <<= stereo;\r
 \r
+#if !SIMPLE_WRITE_SOUND\r
+  if (offset == 0) { // should happen once per frame\r
+    // compensate for float part of PsndLen\r
+    PsndLen_exc_cnt += PsndLen_exc_add;\r
+    if (PsndLen_exc_cnt >= 0x10000) {\r
+      PsndLen_exc_cnt -= 0x10000;\r
+      length++;\r
+    }\r
+  }\r
+#endif\r
+\r
   // PSG\r
-  if(PicoOpt & 2)\r
+  if (PicoOpt & POPT_EN_PSG)\r
     SN76496Update(PsndOut+offset, length, stereo);\r
 \r
   // Add in the stereo FM buffer\r
-  if(PicoOpt & 1) {\r
-    YM2612UpdateOne(PsndOut+offset, length, stereo);\r
-  } else {\r
-    // YM2612 upmixes to stereo, so we have to do this manually here\r
-    int i;\r
-       short *s = PsndOut+offset;\r
-       for (i = 0; i < length; i++) {\r
-      *(s+1) = *s; s+=2;\r
-    }\r
+  if (PicoOpt & POPT_EN_FM) {\r
+    buf32_updated = YM2612UpdateOne(buf32, length, stereo, 1);\r
+  } else\r
+    memset32(buf32, 0, length<<stereo);\r
+\r
+//printf("active_chs: %02x\n", buf32_updated);\r
+\r
+  // CD: PCM sound\r
+  if (do_pcm) {\r
+    pcm_update(buf32, length, stereo);\r
+    //buf32_updated = 1;\r
   }\r
 \r
-  return 0;\r
+  // CD: CDDA audio\r
+  // CD mode, cdda enabled, not data track, CDC is reading\r
+  if ((PicoAHW & PAHW_MCD) && (PicoOpt & POPT_EN_MCD_CDDA) &&\r
+               !(Pico_mcd->s68k_regs[0x36] & 1) && (Pico_mcd->scd.Status_CDC & 1))\r
+    mp3_update(buf32, length, stereo);\r
+\r
+  // convert + limit to normal 16bit output\r
+  PsndMix_32_to_16l(PsndOut+offset, buf32, length);\r
+\r
+  return length;\r
 }\r
 \r
 \r
@@ -217,9 +301,16 @@ static struct z80PortWrite mz80_io_write[]={
   {(UINT16) -1,(UINT16) -1,NULL}\r
 };\r
 \r
+int mz80_run(int cycles)\r
+{\r
+  int ticks_pre = mz80GetElapsedTicks(0);\r
+  mz80exec(cycles);\r
+  return mz80GetElapsedTicks(0) - ticks_pre;\r
+}\r
+\r
 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 \r
-static struct DrZ80 drZ80;\r
+struct DrZ80 drZ80;\r
 \r
 static unsigned int DrZ80_rebasePC(unsigned short a)\r
 {\r
@@ -233,24 +324,28 @@ static unsigned int DrZ80_rebaseSP(unsigned short a)
   return drZ80.Z80SP_BASE + a;\r
 }\r
 \r
-static unsigned char DrZ80_in(unsigned short p)\r
+static void DrZ80_irq_callback()\r
 {\r
-  return 0xff;\r
+  drZ80.Z80_IRQ = 0; // lower irq when accepted\r
 }\r
+#endif\r
 \r
-static void DrZ80_out(unsigned short p,unsigned char d)\r
+#if defined(_USE_DRZ80) || defined(_USE_CZ80)\r
+static unsigned char z80_in(unsigned short p)\r
 {\r
+  elprintf(EL_ANOMALY, "Z80 port %04x read", p);\r
+  return 0xff;\r
 }\r
 \r
-static void DrZ80_irq_callback()\r
+static void z80_out(unsigned short p,unsigned char d)\r
 {\r
-  drZ80.Z80_IRQ = 0; // lower irq when accepted\r
+  elprintf(EL_ANOMALY, "Z80 port %04x write %02x", p, d);\r
 }\r
-\r
 #endif\r
 \r
+\r
 // z80 functionality wrappers\r
-void z80_init()\r
+PICO_INTERNAL void z80_init(void)\r
 {\r
 #if defined(_USE_MZ80)\r
   struct mz80context z80;\r
@@ -259,18 +354,17 @@ void z80_init()
   mz80init();\r
   // Modify the default context\r
   mz80GetContext(&z80);\r
-  \r
+\r
   // point mz80 stuff\r
   z80.z80Base=Pico.zram;\r
   z80.z80MemRead=mz80_mem_read;\r
   z80.z80MemWrite=mz80_mem_write;\r
   z80.z80IoRead=mz80_io_read;\r
   z80.z80IoWrite=mz80_io_write;\r
-  \r
+\r
   mz80SetContext(&z80);\r
 \r
 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
-\r
   memset(&drZ80, 0, sizeof(struct DrZ80));\r
   drZ80.z80_rebasePC=DrZ80_rebasePC;\r
   drZ80.z80_rebaseSP=DrZ80_rebaseSP;\r
@@ -278,13 +372,23 @@ void z80_init()
   drZ80.z80_read16  =z80_read16;\r
   drZ80.z80_write8  =z80_write;\r
   drZ80.z80_write16 =z80_write16;\r
-  drZ80.z80_in      =DrZ80_in;\r
-  drZ80.z80_out     =DrZ80_out;\r
+  drZ80.z80_in      =z80_in;\r
+  drZ80.z80_out     =z80_out;\r
   drZ80.z80_irq_callback=DrZ80_irq_callback;\r
+\r
+#elif defined(_USE_CZ80)\r
+  memset(&CZ80, 0, sizeof(CZ80));\r
+  Cz80_Init(&CZ80);\r
+  Cz80_Set_Fetch(&CZ80, 0x0000, 0x1fff, (UINT32)Pico.zram); // main RAM\r
+  Cz80_Set_Fetch(&CZ80, 0x2000, 0x3fff, (UINT32)Pico.zram); // mirror\r
+  Cz80_Set_ReadB(&CZ80, (UINT8 (*)(UINT32 address))z80_read); // unused (hacked in)\r
+  Cz80_Set_WriteB(&CZ80, z80_write);\r
+  Cz80_Set_INPort(&CZ80, z80_in);\r
+  Cz80_Set_OUTPort(&CZ80, z80_out);\r
 #endif\r
 }\r
 \r
-void z80_reset()\r
+PICO_INTERNAL void z80_reset(void)\r
 {\r
 #if defined(_USE_MZ80)\r
   mz80reset();\r
@@ -297,42 +401,17 @@ void z80_reset()
   drZ80.Z80IM = 0; // 1?\r
   drZ80.Z80PC = drZ80.z80_rebasePC(0);\r
   drZ80.Z80SP = drZ80.z80_rebaseSP(0x2000); // 0xf000 ?\r
+#elif defined(_USE_CZ80)\r
+  Cz80_Reset(&CZ80);\r
+  Cz80_Set_Reg(&CZ80, CZ80_IX, 0xffff);\r
+  Cz80_Set_Reg(&CZ80, CZ80_IY, 0xffff);\r
+  Cz80_Set_Reg(&CZ80, CZ80_SP, 0x2000);\r
 #endif\r
   Pico.m.z80_fakeval = 0; // for faking when Z80 is disabled\r
 }\r
 \r
-void z80_resetCycles()\r
-{\r
-#if defined(_USE_MZ80)\r
-  mz80GetElapsedTicks(1);\r
-#endif\r
-}\r
-\r
-void z80_int()\r
-{\r
-#if defined(_USE_MZ80)\r
-  mz80int(0);\r
-#elif defined(_USE_DRZ80)\r
-  drZ80.z80irqvector = 0xFF; // default IRQ vector RST opcode\r
-  drZ80.Z80_IRQ = 1;\r
-#endif\r
-}\r
-\r
-// returns number of cycles actually executed\r
-int z80_run(int cycles)\r
-{\r
-#if defined(_USE_MZ80)\r
-  int ticks_pre = mz80GetElapsedTicks(0);\r
-  mz80exec(cycles);\r
-  return mz80GetElapsedTicks(0) - ticks_pre;\r
-#elif defined(_USE_DRZ80)\r
-  return cycles - DrZ80Run(&drZ80, cycles);\r
-#else\r
-  return cycles;\r
-#endif\r
-}\r
 \r
-void z80_pack(unsigned char *data)\r
+PICO_INTERNAL void z80_pack(unsigned char *data)\r
 {\r
 #if defined(_USE_MZ80)\r
   struct mz80context mz80;\r
@@ -344,13 +423,17 @@ void z80_pack(unsigned char *data)
   drZ80.Z80PC = drZ80.z80_rebasePC(drZ80.Z80PC-drZ80.Z80PC_BASE);\r
   drZ80.Z80SP = drZ80.z80_rebaseSP(drZ80.Z80SP-drZ80.Z80SP_BASE);\r
   memcpy(data+4, &drZ80, 0x54);\r
+#elif defined(_USE_CZ80)\r
+  *(int *)data = 0x00007a43; // "Cz"\r
+  *(int *)(data+4) = Cz80_Get_Reg(&CZ80, CZ80_PC);\r
+  memcpy(data+8, &CZ80, (INT32)&CZ80.BasePC - (INT32)&CZ80);\r
 #endif\r
 }\r
 \r
-void z80_unpack(unsigned char *data)\r
+PICO_INTERNAL void z80_unpack(unsigned char *data)\r
 {\r
 #if defined(_USE_MZ80)\r
-  if(*(int *)data == 0x00005A6D) { // "mZ" save?\r
+  if (*(int *)data == 0x00005A6D) { // "mZ" save?\r
     struct mz80context mz80;\r
     mz80GetContext(&mz80);\r
     memcpy(&mz80.z80clockticks, data+4, sizeof(mz80)-5*4);\r
@@ -360,7 +443,7 @@ void z80_unpack(unsigned char *data)
     z80_int();\r
   }\r
 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
-  if(*(int *)data == 0x015A7244) { // "DrZ" v1 save?\r
+  if (*(int *)data == 0x015A7244) { // "DrZ" v1 save?\r
     memcpy(&drZ80, data+4, 0x54);\r
     // update bases\r
     drZ80.Z80PC = drZ80.z80_rebasePC(drZ80.Z80PC-drZ80.Z80PC_BASE);\r
@@ -370,21 +453,31 @@ void z80_unpack(unsigned char *data)
     drZ80.Z80IM = 1;\r
     z80_int(); // try to goto int handler, maybe we won't execute trash there?\r
   }\r
+#elif defined(_USE_CZ80)\r
+  if (*(int *)data == 0x00007a43) { // "Cz" save?\r
+    memcpy(&CZ80, data+8, (INT32)&CZ80.BasePC - (INT32)&CZ80);\r
+    Cz80_Set_Reg(&CZ80, CZ80_PC, *(int *)(data+4));\r
+  } else {\r
+    z80_reset();\r
+    z80_int();\r
+  }\r
 #endif\r
 }\r
 \r
-void z80_exit()\r
+PICO_INTERNAL void z80_exit(void)\r
 {\r
 #if defined(_USE_MZ80)\r
   mz80shutdown();\r
 #endif\r
 }\r
 \r
-#if defined(__DEBUG_PRINT) || defined(WIN32)\r
-void z80_debug(char *dstr)\r
+#if 1 // defined(__DEBUG_PRINT) || defined(__GP2X__) || defined(__GIZ__)\r
+PICO_INTERNAL void z80_debug(char *dstr)\r
 {\r
 #if defined(_USE_DRZ80)\r
-  sprintf(dstr, "%sZ80 state: PC: %04x SP: %04x\n", dstr, drZ80.Z80PC-drZ80.Z80PC_BASE, drZ80.Z80SP-drZ80.Z80SP_BASE);\r
+  sprintf(dstr, "Z80 state: PC: %04x SP: %04x\n", drZ80.Z80PC-drZ80.Z80PC_BASE, drZ80.Z80SP-drZ80.Z80SP_BASE);\r
+#elif defined(_USE_CZ80)\r
+  sprintf(dstr, "Z80 state: PC: %04x SP: %04x\n", CZ80.PC - CZ80.BasePC, CZ80.SP.W);\r
 #endif\r
 }\r
 #endif\r