loader/emu.c

   1 // vim:shiftwidth=2:expandtab
   2 #include <stdio.h>
   3 #include <stdlib.h>
   4 #include <string.h>
   5 #include <alloca.h>
   6 #include <sys/types.h>
   7 #include <sys/stat.h>
   8 #include <fcntl.h>
   9 #include <sys/mman.h>
  10 #include <sys/types.h>
  11 #include <unistd.h>
  12 #include <signal.h>
  13 #include <asm/ucontext.h>
  14 #include <pthread.h>
  15 #include <errno.h>
  16 #include <time.h>
  17 #include <sys/resource.h>
  18
  19 #include "header.h"
  20 #include "sys_cacheflush.h"
  21
  22 //#define LOG_IO
  23 //#define LOG_IO_UNK
  24 //#define LOG_SEGV
  25
  26 #ifdef LOG_IO
  27 #define iolog log_io
  28 #else
  29 #define iolog(...)
  30 #endif
  31
  32 #ifdef LOG_IO_UNK
  33 #define iolog_unh log_io
  34 #else
  35 #define iolog_unh(...)
  36 #endif
  37
  38 #ifdef LOG_SEGV
  39 #define segvlog printf
  40 #else
  41 #define segvlog(...)
  42 #endif
  43
  44 #if defined(LOG_IO) || defined(LOG_IO_UNK)
  45 #include "mmsp2-regs.h"
  46 #endif
  47
  48 typedef unsigned int   u32;
  49 typedef unsigned short u16;
  50 typedef unsigned char  u8;
  51
  52 static pthread_mutex_t fb_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
  53 static pthread_cond_t fb_cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
  54
  55 struct uppermem_block {
  56   u32 addr; // physical
  57   u32 size;
  58   void *mem;
  59   struct uppermem_block *next;
  60 };
  61
  62 static struct uppermem_block *upper_mem;
  63
  64 static struct {
  65   u32 dstctrl;
  66   u32 dstaddr;
  67   u32 dststride;
  68   u32 srcctrl;
  69   u32 srcaddr;          //
  70   u32 srcstride;
  71   u32 srcforcolor;
  72   u32 srcbackcolor;
  73   u32 patctrl;          //
  74   u32 patforcolor;
  75   u32 patbackcolor;
  76   u32 size;
  77   u32 ctrl;             //
  78   u32 run;
  79   u32 intc;
  80   u32 srcfifo;
  81 } blitter;
  82
  83 #define SRCCTRL_INVIDEO         (1 << 8)
  84 #define SRCCTRL_SRCENB          (1 << 7)
  85 #define CTRL_TRANSPARENCYENB    (1 << 11)
  86
  87 static struct {
  88   u16 mlc_stl_cntl;
  89   union {
  90     u32 mlc_stl_adr;
  91     struct {
  92       u16 mlc_stl_adrl;
  93       u16 mlc_stl_adrh;
  94     };
  95   };
  96   u16 mlc_stl_pallt_a;
  97   union {
  98     u16 mlc_stl_pallt_d[256*2];
  99     u32 mlc_stl_pallt_d32[256];
 100   };
 101
 102   // state
 103   u16 host_pal[256];
 104   u32 old_mlc_stl_adr;
 105   u32 btn_state; // as seen through /dev/GPIO
 106   u32 dirty_pal:1;
 107 } mmsp2;
 108
 109 static u16 *host_screen;
 110 static int host_stride;
 111
 112
 113 #if defined(LOG_IO) || defined(LOG_IO_UNK)
 114 static void log_io(const char *pfx, u32 a, u32 d, int size)
 115 {
 116   const char *fmt, *reg = "";
 117   switch (size) {
 118   case  8: fmt = "%s %08x       %02x %s\n"; d &= 0xff; break;
 119   case 32: fmt = "%s %08x %08x %s\n";       break;
 120   default: fmt = "%s %08x     %04x %s\n";   d &= 0xffff; break;
 121   }
 122
 123   if ((a & ~0xffff) == 0x7f000000)
 124     reg = regnames[a & 0xffff];
 125
 126   printf(fmt, pfx, a, d, reg);
 127 }
 128 #endif
 129
 130 static void memset16(void *dst, u32 pattern, int count)
 131 {
 132   u32 *dl;
 133   u16 *d;
 134
 135   d = (u16 *)((long)dst & ~1);
 136   if ((long)d & 2) {
 137     *d++ = pattern;
 138     count--;
 139   }
 140   dl = (void *)d;
 141   pattern |= pattern << 16;
 142
 143   while (count >= 2) {
 144     *dl++ = pattern;
 145     count -= 2;
 146   }
 147   if (count)
 148     *(u16 *)dl = pattern;
 149 }
 150
 151 static void blt_tr(void *dst, void *src, u32 trc, int w)
 152 {
 153   u16 *d = (u16 *)((long)dst & ~1);
 154   u16 *s = (u16 *)((long)src & ~1);
 155
 156   // XXX: optimize
 157   for (; w > 0; d++, s++, w--)
 158     if (*s != trc)
 159       *d = *s;
 160 }
 161
 162 #define dump_blitter() \
 163 { \
 164   u32 *r = &blitter.dstctrl; \
 165   int i; \
 166   for (i = 0; i < 4*4; i++, r++) { \
 167     printf("%08x ", *r); \
 168     if ((i & 3) == 3) \
 169       printf("\n"); \
 170   } \
 171 }
 172
 173 static void *uppermem_lookup(u32 addr, u8 **mem_end)
 174 {
 175   struct uppermem_block *ub;
 176
 177   for (ub = upper_mem; ub != NULL; ub = ub->next) {
 178     if (ub->addr <= addr && addr < ub->addr + ub->size) {
 179       *mem_end = (u8 *)ub->mem + ub->size;
 180       return (u8 *)ub->mem + addr - ub->addr;
 181     }
 182   }
 183
 184   return NULL;
 185 }
 186
 187 static void blitter_do(void)
 188 {
 189   u8 *dst, *dste, *src = NULL, *srce = NULL;
 190   int w, h, sstrd, dstrd;
 191   int to_screen = 0;
 192   u32 bpp, addr;
 193
 194   w = blitter.size & 0x7ff;
 195   h = (blitter.size >> 16) & 0x7ff;
 196   sstrd = blitter.srcstride;
 197   dstrd = blitter.dststride;
 198
 199   // XXX: need to confirm this..
 200   addr = (blitter.dstaddr & ~3) | ((blitter.dstctrl & 0x1f) >> 3);
 201
 202   // use dst bpp.. How does it do blits with different src bpp?
 203   bpp = (blitter.dstctrl & 0x20) ? 16 : 8;
 204
 205   // maybe the screen?
 206   if (((w == 320 && h == 240) || // blit whole screen
 207        (w * h >= 320*240/2)) &&  // ..or at least half of the area
 208        mmsp2.mlc_stl_adr <= addr && addr < mmsp2.mlc_stl_adr + 320*240*2)
 209     to_screen = 1;
 210
 211   dst = uppermem_lookup(addr, &dste);
 212
 213   // XXX: assume fill if no SRCENB, but it could be pattern blit..
 214   if (blitter.srcctrl & SRCCTRL_SRCENB) {
 215     if (!(blitter.srcctrl & SRCCTRL_INVIDEO))
 216       goto bad_blit;
 217
 218     addr = (blitter.srcaddr & ~3) | ((blitter.srcctrl & 0x1f) >> 3);
 219     src = uppermem_lookup(addr, &srce);
 220     if (src == NULL)
 221       goto bad_blit;
 222
 223     if (src + sstrd * h > srce) {
 224       err("blit %08x->%08x %dx%d did not fit src\n",
 225         blitter.srcaddr, blitter.dstaddr, w, h);
 226       h = (srce - src) / sstrd;
 227     }
 228   }
 229
 230   if (dst == NULL)
 231     goto bad_blit;
 232
 233   if (dst + dstrd * h > dste) {
 234     err("blit %08x->%08x %dx%d did not fit dst\n",
 235       blitter.srcaddr, blitter.dstaddr, w, h);
 236     h = (dste - dst) / dstrd;
 237   }
 238
 239   if (src != NULL) {
 240     // copy
 241     if (bpp == 16 && (blitter.ctrl & CTRL_TRANSPARENCYENB)) {
 242       u32 trc = blitter.ctrl >> 16;
 243       for (; h > 0; h--, dst += dstrd, src += sstrd)
 244         blt_tr(dst, src, trc, w);
 245     }
 246     else {
 247       for (; h > 0; h--, dst += dstrd, src += sstrd)
 248         memcpy(dst, src, w * bpp / 8);
 249     }
 250   }
 251   else {
 252     // fill. Assume the pattern is cleared and bg color is used
 253     u32 bgc = blitter.patbackcolor & 0xffff;
 254     if (bpp == 16) {
 255       for (; h > 0; h--, dst += dstrd)
 256         memset16(dst, bgc, w);
 257     }
 258     else {
 259       for (; h > 0; h--, dst += dstrd)
 260         memset(dst, bgc, w); // bgc?
 261     }
 262   }
 263
 264   if (to_screen)
 265     pthread_cond_signal(&fb_cond);
 266   return;
 267
 268 bad_blit:
 269   err("blit %08x->%08x %dx%d translated to %p->%p\n",
 270     blitter.srcaddr, blitter.dstaddr, w, h, src, dst);
 271   dump_blitter();
 272 }
 273
 274 // TODO: hw scaler stuff
 275 static void mlc_flip(u8 *src, int bpp)
 276 {
 277   u16 *dst = host_screen;
 278   u16 *hpal = mmsp2.host_pal;
 279   int i, u;
 280
 281   if (bpp <= 8 && mmsp2.dirty_pal) {
 282     u32 *srcp = mmsp2.mlc_stl_pallt_d32;
 283     u16 *dstp = hpal;
 284
 285     for (i = 0; i < 256; i++, srcp++, dstp++) {
 286       u32 t = *srcp;
 287       *dstp = ((t >> 8) & 0xf800) | ((t >> 5) & 0x07e0) | ((t >> 3) & 0x001f);
 288     }
 289     mmsp2.dirty_pal = 0;
 290   }
 291
 292   switch (bpp) {
 293   case  4:
 294     for (i = 0; i < 240; i++, dst += host_stride / 2 - 320) {
 295       for (u = 320 / 2; u > 0; u--, src++) {
 296         *dst++ = hpal[*src >> 4];
 297         *dst++ = hpal[*src & 0x0f];
 298       }
 299     }
 300     break;
 301
 302   case  8:
 303     for (i = 0; i < 240; i++, dst += host_stride / 2 - 320) {
 304       for (u = 320 / 4; u > 0; u--) {
 305         *dst++ = hpal[*src++];
 306         *dst++ = hpal[*src++];
 307         *dst++ = hpal[*src++];
 308         *dst++ = hpal[*src++];
 309       }
 310     }
 311     break;
 312
 313   case 16:
 314     for (i = 0; i < 240; i++, dst += host_stride / 2, src += 320*2)
 315       memcpy(dst, src, 320*2);
 316     break;
 317
 318   case 24:
 319     // TODO
 320     break;
 321   }
 322
 323   host_screen = host_video_flip();
 324 }
 325
 326 #define ts_add_nsec(ts, ns) { \
 327   ts.tv_nsec += ns; \
 328   if (ts.tv_nsec >= 1000000000) { \
 329     ts.tv_sec++; \
 330     ts.tv_nsec -= 1000000000; \
 331   } \
 332 }
 333
 334 static void *fb_sync_thread(void *arg)
 335 {
 336   int invalid_fb_addr = 1;
 337   int manual_refresh = 0;
 338   struct timespec ts;
 339   int ret, wait_ret;
 340
 341   //ret = pthread_setschedprio(pthread_self(), -1);
 342   //log("pthread_setschedprio %d\n", ret);
 343   //ret = setpriority(PRIO_PROCESS, 0, -1);
 344   //log("setpriority %d\n", ret);
 345
 346   ret = clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
 347   if (ret != 0) {
 348     perror(PFX "clock_gettime");
 349     exit(1);
 350   }
 351
 352   while (1) {
 353     u8 *gp2x_fb, *gp2x_fb_end;
 354     int mode, bpp;
 355
 356     ret =  pthread_mutex_lock(&fb_mutex);
 357     wait_ret = pthread_cond_timedwait(&fb_cond, &fb_mutex, &ts);
 358     ret |= pthread_mutex_unlock(&fb_mutex);
 359
 360     if (ret != 0) {
 361       err("fb_thread: mutex error: %d\n", ret);
 362       sleep(1);
 363       continue;
 364     }
 365     if (wait_ret != 0 && wait_ret != ETIMEDOUT) {
 366       err("fb_thread: cond error: %d\n", wait_ret);
 367       sleep(1);
 368       continue;
 369     }
 370
 371     if (wait_ret != ETIMEDOUT) {
 372       clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
 373       ts_add_nsec(ts, 50000000);
 374       manual_refresh++;
 375       if (manual_refresh == 2)
 376         log("fb_thread: switch to manual refresh\n");
 377     } else {
 378       ts_add_nsec(ts, 16666667);
 379       if (manual_refresh > 1)
 380         log("fb_thread: switch to auto refresh\n");
 381       manual_refresh = 0;
 382     }
 383
 384     mode = (mmsp2.mlc_stl_cntl >> 9) & 3;
 385     bpp = mode ? mode * 8 : 4;
 386
 387     gp2x_fb = uppermem_lookup(mmsp2.mlc_stl_adr, &gp2x_fb_end);
 388     if (gp2x_fb == NULL || gp2x_fb + 320*240 * bpp / 8 > gp2x_fb_end) {
 389       if (!invalid_fb_addr) {
 390         err("fb_thread: %08x is out of range\n", mmsp2.mlc_stl_adr);
 391         invalid_fb_addr = 1;
 392       }
 393       continue;
 394     }
 395
 396     mlc_flip(gp2x_fb, bpp);
 397   }
 398 }
 399
 400 static u32 xread8(u32 a)
 401 {
 402   iolog("r8 ", a, 0, 8);
 403   iolog_unh("r8 ", a, 0, 8);
 404   return 0;
 405 }
 406
 407 static u32 xread16(u32 a)
 408 {
 409   static u32 fudge, old_a;
 410   u32 d = 0, t;
 411
 412   if ((a & 0xffff0000) == 0x7f000000) {
 413     u32 a_ = a & 0xffff;
 414     switch (a_) {
 415     case 0x0910: // FPLL
 416     case 0x0912:
 417       d = 0x9407;
 418       break;
 419     // minilib reads as:
 420     //  0000 P000 VuVd00 0000 YXBA RLSeSt 0R0D 0L0U
 421     // |        GPIOD        |GPIOC[8:15]|GPIOM[0:7]|
 422     // /dev/GPIO:
 423     //             ... 0PVdVu ...
 424     case 0x1184: // GPIOC
 425       d = ~mmsp2.btn_state & 0xff00;
 426       d |= 0x00ff;
 427       break;
 428     case 0x1186: // GPIOD
 429       t = ~mmsp2.btn_state;
 430       d  = (t >> 9)  & 0x0080;
 431       d |= (t >> 11) & 0x0040;
 432       d |= (t >> 7)  & 0x0800;
 433       d |= 0x373b;
 434       break;
 435     case 0x1198: // GPIOM
 436       mmsp2.btn_state = host_read_btns();
 437       d = ~mmsp2.btn_state & 0xff;
 438       d |= 0x01aa;
 439       break;
 440     case 0x1836: // reserved
 441       d = 0x2330;
 442       break;
 443     case 0x2816: // DPC_X_MAX
 444       d = 319;
 445       break;
 446     case 0x2818: // DPC_Y_MAX
 447       d = 239;
 448       break;
 449     case 0x28da:
 450       d = mmsp2.mlc_stl_cntl;
 451       break;
 452     case 0x290e:
 453     case 0x2912:
 454       d = mmsp2.mlc_stl_adrl;
 455       break;
 456     case 0x2910:
 457     case 0x2914:
 458       d = mmsp2.mlc_stl_adrh;
 459       break;
 460     case 0x2958:
 461       d = mmsp2.mlc_stl_pallt_a;
 462       break;
 463     default:
 464       goto unh;
 465     }
 466     goto out;
 467   }
 468
 469 unh:
 470   if (a == old_a) {
 471     d = fudge;
 472     fudge = ~fudge;
 473   }
 474   old_a = a;
 475   iolog_unh("r16", a, d & 0xffff, 16);
 476
 477 out:
 478   d &= 0xffff;
 479   iolog("r16", a, d, 16);
 480   return d;
 481 }
 482
 483 static u32 xread32(u32 a)
 484 {
 485   u32 d = 0;
 486   if ((a & 0xfff00000) == 0x7f000000) {
 487     u32 a_ = a & 0xffff;
 488     switch (a_) {
 489     case 0x0a00: // TCOUNT, 1/7372800s
 490       // TODO
 491       break;
 492     }
 493   }
 494   if ((a & 0xfff00000) == 0x7f100000) {
 495     u32 *bl = &blitter.dstctrl;
 496     u32 a_ = a & 0xfff;
 497     if (a_ < 0x40) {
 498       d = bl[a_ / 4];
 499       if (a_ == 0x34)
 500         d = 0; // not busy
 501       goto out;
 502     }
 503   }
 504   iolog_unh("r32", a, d, 32);
 505
 506 out:
 507   iolog("r32", a, d, 32);
 508   return d;
 509 }
 510
 511 static void xwrite8(u32 a, u32 d)
 512 {
 513   iolog("w8 ", a, d, 8);
 514   iolog_unh("w8 ", a, d, 8);
 515 }
 516
 517 static void xwrite16(u32 a, u32 d)
 518 {
 519   iolog("w16", a, d, 16);
 520   if ((a & 0xfff00000) == 0x7f000000) {
 521     u32 a_ = a & 0xffff;
 522     switch (a_) {
 523     case 0x28da:
 524       mmsp2.mlc_stl_cntl = d | 0xaa;
 525       break;
 526     case 0x290e:
 527     case 0x2910:
 528       // odd addresses don't affect LCD. What about TV?
 529       return;
 530     case 0x2912:
 531       mmsp2.mlc_stl_adrl = d;
 532       return;
 533     case 0x2914:
 534       mmsp2.mlc_stl_adrh = d;
 535       if (mmsp2.mlc_stl_adr != mmsp2.old_mlc_stl_adr)
 536         // ask for refresh
 537         pthread_cond_signal(&fb_cond);
 538       mmsp2.old_mlc_stl_adr = mmsp2.mlc_stl_adr;
 539       return;
 540     case 0x2958:
 541       mmsp2.mlc_stl_pallt_a = d & 0x1ff;
 542       return;
 543     case 0x295a:
 544       mmsp2.mlc_stl_pallt_d[mmsp2.mlc_stl_pallt_a++] = d;
 545       mmsp2.mlc_stl_pallt_a &= 0x1ff;
 546       mmsp2.dirty_pal = 1;
 547       return;
 548     }
 549   }
 550   iolog_unh("w16", a, d, 16);
 551 }
 552
 553 static void xwrite32(u32 a, u32 d)
 554 {
 555   iolog("w32", a, d, 32);
 556
 557   if ((a & 0xfff00000) == 0x7f100000) {
 558     u32 *bl = &blitter.dstctrl;
 559     u32 a_ = a & 0xfff;
 560     if (a_ < 0x40) {
 561       bl[a_ / 4] = d;
 562       if (a_ == 0x34 && (d & 1))
 563         blitter_do();
 564       return;
 565     }
 566   }
 567   iolog_unh("w32", a, d, 32);
 568 }
 569
 570 #define LINKPAGE_SIZE 0x1000
 571 #define LINKPAGE_COUNT 4
 572 #define LINKPAGE_ALLOC (LINKPAGE_SIZE * LINKPAGE_COUNT)
 573
 574 struct op_context {
 575   u32 pc;
 576   u32 op;
 577   u32 code[0];
 578 };
 579
 580 struct linkpage {
 581   u32 saved_regs[15];
 582   u32 cpsr;
 583   u32 *handler_stack;
 584   void (*handler)(struct op_context *op_ctx);
 585   u32 code[0];
 586 };
 587
 588 static struct linkpage *g_linkpage;
 589 static u32 *g_code_ptr;
 590 static int g_linkpage_count;
 591
 592 static void *g_handler_stack_end;
 593
 594 #define BIT_SET(v, b) (v & (1 << (b)))
 595
 596 static void handle_op(struct op_context *op_ctx)
 597 {
 598   u32 *regs = g_linkpage->saved_regs;
 599   u32 op = op_ctx->op;
 600   u32 t, shift, ret, addr;
 601   int rn, rd;
 602
 603   rd = (op & 0x0000f000) >> 12;
 604   rn = (op & 0x000f0000) >> 16;
 605
 606   if ((op & 0x0f200090) == 0x01000090) { // AM3: LDRH, STRH
 607     if (!BIT_SET(op, 5)) // !H
 608       goto unhandled;
 609     if (BIT_SET(op, 6) && !BIT_SET(op, 20)) // S && !L
 610       goto unhandled;
 611
 612     if (BIT_SET(op, 22))                // imm offset
 613       t = ((op & 0xf00) >> 4) | (op & 0x0f);
 614     else                                // reg offset
 615       t = regs[op & 0x000f];
 616
 617     if (!BIT_SET(op, 23))
 618       t = -t;
 619     addr = regs[rn] + t;
 620
 621     if (BIT_SET(op, 20)) { // Load
 622       ret = xread16(addr);
 623       if (BIT_SET(op, 6)) { // S
 624         ret <<= 16;
 625         ret = (signed int)ret >> 16;
 626       }
 627       regs[rd] = ret;
 628     }
 629     else
 630       xwrite16(addr, regs[rd]);
 631   }
 632   else if ((op & 0x0d200000) == 0x05000000) { // AM2: LDR[B], STR[B]
 633     if (BIT_SET(op, 25)) {              // reg offs
 634       if (BIT_SET(op, 4))
 635         goto unhandled;
 636
 637       t = regs[op & 0x000f];
 638       shift = (op & 0x0f80) >> 7;
 639       switch ((op & 0x0060) >> 5) {
 640         case 0: t = t << shift; break;
 641         case 1: t = t >> (shift + 1); break;
 642         case 2: t = (signed int)t >> (shift + 1); break;
 643         case 3: goto unhandled; // I'm just lazy
 644       }
 645     }
 646     else                                // imm offs
 647       t = op & 0x0fff;
 648
 649     if (!BIT_SET(op, 23))
 650       t = -t;
 651     addr = regs[rn] + t;
 652
 653     if (BIT_SET(op, 20)) { // Load
 654       if (BIT_SET(op, 22)) // Byte
 655         ret = xread8(addr);
 656       else
 657         ret = xread32(addr);
 658       regs[rd] = ret;
 659     }
 660     else {
 661       if (BIT_SET(op, 22)) // Byte
 662         xwrite8(addr, regs[rd]);
 663       else
 664         xwrite32(addr, regs[rd]);
 665     }
 666   }
 667   else
 668     goto unhandled;
 669
 670 #if 0
 671   if (addr != addr_check) {
 672     fprintf(stderr, "bad calculated addr: %08x vs %08x\n", addr, addr_check);
 673     abort();
 674   }
 675 #endif
 676   return;
 677
 678 unhandled:
 679   err("unhandled IO op %08x @ %08x\n", op, op_ctx->pc);
 680 }
 681
 682 static u32 make_offset12(u32 *pc, u32 *target)
 683 {
 684   int lp_offs, u = 1;
 685
 686   lp_offs = (char *)target - (char *)pc - 2*4;
 687   if (lp_offs < 0) {
 688     lp_offs = -lp_offs;
 689     u = 0;
 690   }
 691   if (lp_offs >= LINKPAGE_SIZE) {
 692     err("linkpage too far: %d\n", lp_offs);
 693     abort();
 694   }
 695
 696   return (u << 23) | lp_offs;
 697 }
 698
 699 static u32 make_jmp(u32 *pc, u32 *target, int bl)
 700 {
 701   int jmp_val;
 702
 703   jmp_val = target - pc - 2;
 704   if (jmp_val < (int)0xff000000 || jmp_val > 0x00ffffff) {
 705     err("jump out of range (%p -> %p)\n", pc, target);
 706     abort();
 707   }
 708
 709   return 0xea000000 | (bl << 24) | (jmp_val & 0x00ffffff);
 710 }
 711
 712 static void emit_op(u32 op)
 713 {
 714   *g_code_ptr++ = op;
 715 }
 716
 717 static void emit_op_io(u32 op, u32 *target)
 718 {
 719   op |= make_offset12(g_code_ptr, target);
 720   emit_op(op);
 721 }
 722
 723 static void init_linkpage(void)
 724 {
 725   g_linkpage->handler = handle_op;
 726   g_linkpage->handler_stack = g_handler_stack_end;
 727   g_code_ptr = g_linkpage->code;
 728
 729   // common_code.
 730   // r0 and r14 must be saved by caller, r0 is arg for handle_op
 731   // on return everything is restored except lr, which is used to return
 732   emit_op_io(0xe50f1000, &g_linkpage->saved_regs[1]);  // str r1, [->saved_regs[1]] @ save r1
 733   emit_op   (0xe24f1000 +                              // sub r1, pc, =offs(saved_regs[2])
 734     (g_code_ptr - &g_linkpage->saved_regs[2] + 2) * 4);
 735   emit_op   (0xe8813ffc);                              // stmia r1, {r2-r13}
 736   emit_op_io(0xe51fd000,                               // ldr sp, [->handler_stack]
 737     (u32 *)&g_linkpage->handler_stack);
 738   emit_op   (0xe2414008);                              // sub r4, r1, #4*2
 739   emit_op   (0xe10f1000);                              // mrs r1, cpsr
 740   emit_op_io(0xe50f1000, &g_linkpage->cpsr);           // str r1, [->cpsr]
 741   emit_op   (0xe1a0500e);                              // mov r5, lr
 742   emit_op   (0xe1a0e00f);                              // mov lr, pc
 743   emit_op_io(0xe51ff000, (u32 *)&g_linkpage->handler); // ldr pc, =handle_op
 744   emit_op_io(0xe51f1000, &g_linkpage->cpsr);           // ldr r1, [->cpsr]
 745   emit_op   (0xe128f001);                              // msr cpsr_f, r1
 746   emit_op   (0xe1a0e005);                              // mov lr, r5
 747   emit_op   (0xe8943fff);                              // ldmia r4, {r0-r13}
 748   emit_op   (0xe12fff1e);                              // bx lr @ return
 749 }
 750
 751 static void segv_sigaction(int num, siginfo_t *info, void *ctx)
 752 {
 753   struct ucontext *context = ctx;
 754   u32 *regs = (u32 *)&context->uc_mcontext.arm_r0;
 755   u32 *pc = (u32 *)regs[15];
 756   struct op_context *op_ctx;
 757   int lp_size;
 758
 759   if (((regs[15] ^ (u32)&segv_sigaction) & 0xff000000) == 0 ||         // PC is in our segment or
 760       (((regs[15] ^ (u32)g_linkpage) & ~(LINKPAGE_ALLOC - 1)) == 0) || // .. in linkpage
 761       ((long)info->si_addr & 0xffe00000) != 0x7f000000)                // faulting not where expected
 762   {
 763     // real crash - time to die
 764     err("segv %d %p @ %08x\n", info->si_code, info->si_addr, regs[15]);
 765     signal(num, SIG_DFL);
 766     raise(num);
 767     return;
 768   }
 769   segvlog("segv %d %p @ %08x\n", info->si_code, info->si_addr, regs[15]);
 770
 771   // spit PC and op
 772   op_ctx = (void *)g_code_ptr;
 773   op_ctx->pc = (u32)pc;
 774   op_ctx->op = *pc;
 775   g_code_ptr = &op_ctx->code[0];
 776
 777   // emit jump to code ptr
 778   *pc = make_jmp(pc, g_code_ptr, 0);
 779
 780   // generate code:
 781   // TODO: multithreading
 782   emit_op_io(0xe50f0000, &g_linkpage->saved_regs[0]);            // str r0,  [->saved_regs[0]] @ save r0
 783   emit_op_io(0xe50fe000, &g_linkpage->saved_regs[14]);           // str r14, [->saved_regs[14]]
 784   emit_op   (0xe24f0000 + (g_code_ptr - (u32 *)op_ctx + 2) * 4); // sub r0, pc, #op_ctx
 785   emit_op   (make_jmp(g_code_ptr, &g_linkpage->code[0], 1));     // bl common_code
 786   emit_op_io(0xe51fe000, &g_linkpage->saved_regs[14]);           // ldr r14, [->saved_regs[14]]
 787   emit_op   (make_jmp(g_code_ptr, pc + 1, 0));                   // jmp <back>
 788
 789   // sync caches
 790   sys_cacheflush(pc, pc + 1);
 791   sys_cacheflush(g_linkpage, g_code_ptr);
 792
 793   lp_size = (char *)g_code_ptr - (char *)g_linkpage;
 794   segvlog("code #%d %d/%d\n", g_linkpage_count, lp_size, LINKPAGE_SIZE);
 795
 796   if (lp_size + 13*4 > LINKPAGE_SIZE) {
 797     g_linkpage_count++;
 798     if (g_linkpage_count >= LINKPAGE_COUNT) {
 799       err("too many linkpages needed\n");
 800       abort();
 801     }
 802     g_linkpage = (void *)((char *)g_linkpage + LINKPAGE_SIZE);
 803     init_linkpage();
 804   }
 805   //handle_op(regs[15], op, regs, (u32)info->si_addr);
 806   //regs[15] += 4;
 807 }
 808
 809 void emu_init(void *map_bottom)
 810 {
 811   struct sigaction segv_action = {
 812     .sa_sigaction = segv_sigaction,
 813     .sa_flags = SA_SIGINFO,
 814   };
 815   pthread_t tid;
 816   void *pret;
 817   int ret;
 818
 819   g_handler_stack_end = (void *)((long)alloca(1536 * 1024) & ~0xffff);
 820   log("handler stack @ %p (current %p)\n", g_handler_stack_end, &ret);
 821   // touch it now. If we crash now we'll know why
 822   *((char *)g_handler_stack_end - 4096) = 1;
 823
 824   g_linkpage = (void *)(((u32)map_bottom - LINKPAGE_ALLOC) & ~0xfff);
 825   pret = mmap(g_linkpage, LINKPAGE_ALLOC, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
 826   if (pret != g_linkpage) {
 827     perror(PFX "mmap linkpage");
 828     exit(1);
 829   }
 830   log("linkpages @ %p\n", g_linkpage);
 831   init_linkpage();
 832
 833   // host stuff
 834   ret = host_video_init(&host_stride, 0);
 835   if (ret != 0) {
 836     err("can't alloc screen\n");
 837     exit(1);
 838   }
 839   host_screen = host_video_flip();
 840
 841   ret = pthread_create(&tid, NULL, fb_sync_thread, NULL);
 842   if (ret != 0) {
 843     err("failed to create fb_sync_thread: %d\n", ret);
 844     exit(1);
 845   }
 846   pthread_detach(tid);
 847
 848   // mmsp2 defaults
 849   mmsp2.mlc_stl_adr = 0x03101000; // fb2 is at 0x03381000
 850
 851   sigemptyset(&segv_action.sa_mask);
 852   sigaction(SIGSEGV, &segv_action, NULL);
 853 }
 854
 855 int emu_read_gpiodev(void *buf, int count)
 856 {
 857   unsigned int btns;
 858
 859   if (count < 4) {
 860     err("gpiodev read %d?\n", count);
 861     return -1;
 862   }
 863
 864   btns = host_read_btns();
 865   memcpy(buf, &btns, 4);
 866   return 4;
 867 }
 868
 869 struct dev_fd_t emu_interesting_fds[] = {
 870   [IFD_SOUND] = { "/dev/dsp", -1 },
 871   { NULL, 0 },
 872 };
 873
 874 static void *emu_mmap_dev(unsigned int length, int prot, int flags, unsigned int offset)
 875 {
 876   struct uppermem_block *umem;
 877   char name[32];
 878   int fd;
 879
 880   // SoC regs
 881   if ((offset & ~0xffff) == 0xc0000000) {
 882     return mmap((void *)0x7f000000, length, PROT_NONE,
 883       MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS|MAP_FIXED|MAP_NORESERVE, -1, 0);
 884   }
 885   // blitter
 886   if ((offset & ~0xffff) == 0xe0020000) {
 887     return mmap((void *)0x7f100000, length, PROT_NONE,
 888       MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS|MAP_FIXED|MAP_NORESERVE, -1, 0);
 889   }
 890   // upper mem
 891   if ((offset & 0xfe000000) != 0x02000000)
 892     err("unexpected devmem mmap @ %08x\n", offset);
 893
 894   umem = calloc(1, sizeof(*umem));
 895   if (umem == NULL) {
 896     err("OOM\n");
 897     return MAP_FAILED;
 898   }
 899
 900   umem->addr = offset;
 901   umem->size = length;
 902   umem->mem = mmap(NULL, length, prot, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
 903   if (umem->mem != MAP_FAILED)
 904     goto done;
 905
 906   log("upper mem @ %08x %d mmap fail, trying backing file\n", offset, length);
 907   sprintf(name, "m%08x", offset);
 908   fd = open(name, O_CREAT|O_RDWR, 0644);
 909   lseek(fd, length - 1, SEEK_SET);
 910   name[0] = 0;
 911   write(fd, name, 1);
 912
 913   umem->mem = mmap(NULL, length, prot, MAP_SHARED, fd, 0);
 914   if (umem->mem == MAP_FAILED) {
 915     err("failed, giving up\n");
 916     close(fd);
 917     free(umem);
 918     errno = EINVAL;
 919     return MAP_FAILED;
 920   }
 921
 922 done:
 923   log("upper mem @ %08x %d\n", offset, length);
 924   umem->next = upper_mem;
 925   upper_mem = umem;
 926   return umem->mem;
 927 }
 928
 929 void *emu_do_mmap(unsigned int length, int prot, int flags, int fd, unsigned int offset)
 930 {
 931   if (fd == FAKEDEV_MEM)
 932     return emu_mmap_dev(length, prot, flags, offset);
 933
 934   if (fd == FAKEDEV_FB0)
 935     return emu_mmap_dev(length, prot, flags, offset + 0x03101000);
 936
 937   if (fd == FAKEDEV_FB1)
 938     return emu_mmap_dev(length, prot, flags, offset + 0x03381000);
 939
 940   err("bad/ni mmap(?, %d, %x, %x, %d, %08x)", length, prot, flags, fd, offset);
 941   errno = EINVAL;
 942   return MAP_FAILED;
 943 }
 944
 945 #include <sys/ioctl.h>
 946 #include <linux/soundcard.h>
 947
 948 static int emu_sound_ioctl(int fd, int request, void *argp)
 949 {
 950   int *arg = argp;
 951
 952 #if 0
 953   dbg("snd ioctl(%d, %08x, %p)", fd, request, argp);
 954   if (arg != NULL)
 955     dbg_c(" [%d]", *arg);
 956   dbg_c("\n");
 957 #endif
 958
 959   /* People set strange frag settings on GP2X, which even manage
 960    * to break audio on pandora (causes writes to fail).
 961    * Catch this and set to something that works. */
 962   if (request == SNDCTL_DSP_SPEED) {
 963     int ret, bsize, frag;
 964
 965     // ~4ms. gpSP wants small buffers or else it stutters
 966     // because of it's audio thread sync stuff
 967     bsize = *arg / 250 * 4;
 968     for (frag = 0; bsize; bsize >>= 1, frag++)
 969       ;
 970
 971     frag |= 16 << 16;       // fragment count
 972     ret = ioctl(fd, SNDCTL_DSP_SETFRAGMENT, &frag);
 973     if (ret != 0) {
 974       err("snd ioctl SETFRAGMENT %08x: ", frag);
 975       perror(NULL);
 976     }
 977   }
 978   else if (request == SNDCTL_DSP_SETFRAGMENT)
 979     return 0;
 980
 981   return ioctl(fd, request, argp);
 982 }
 983
 984 #include <linux/fb.h>
 985
 986 int emu_do_ioctl(int fd, int request, void *argp)
 987 {
 988   if (fd == emu_interesting_fds[IFD_SOUND].fd)
 989     return emu_sound_ioctl(fd, request, argp);
 990
 991   if (argp == NULL)
 992     goto fail;
 993
 994   if (fd == FAKEDEV_FB0 || fd == FAKEDEV_FB1) {
 995     switch (request) {
 996       case FBIOGET_FSCREENINFO: {
 997         struct fb_fix_screeninfo *fix = argp;
 998
 999         memset(fix, 0, sizeof(*fix));
1000         strcpy(fix->id, "mmsp2_RGB0");
1001         fix->type         = FB_TYPE_PACKED_PIXELS;
1002         fix->accel        = FB_ACCEL_NONE;
1003         fix->smem_start   = (fd == FAKEDEV_FB0) ? 0x03101000 : 0x03381000;
1004         fix->smem_len     = 320*240*2;
1005         return 0;
1006       }
1007       case FBIOGET_VSCREENINFO: {
1008         struct fb_var_screeninfo *var = argp;
1009         static const struct fb_bitfield fbb_red   = { offset: 0,  length: 4, };
1010         static const struct fb_bitfield fbb_green = { offset: 0,  length: 4, };
1011         static const struct fb_bitfield fbb_blue  = { offset: 0,  length: 4, };
1012
1013         memset(var, 0, sizeof(*var));
1014         var->activate     = FB_ACTIVATE_NOW;
1015         var->xres         =
1016         var->xres_virtual = 320;
1017         var->yres         =
1018         var->yres_virtual = 240;
1019         var->width        =
1020         var->height       = -1;
1021         var->vmode        = FB_VMODE_NONINTERLACED;
1022         var->bits_per_pixel = 16;
1023         var->red          = fbb_red;
1024         var->green        = fbb_green;
1025         var->blue         = fbb_blue;
1026         return 0;
1027       }
1028     }
1029   }
1030
1031 fail:
1032   err("bad/ni ioctl(%d, %08x, %p)", fd, request, argp);
1033   errno = EINVAL;
1034   return -1;
1035 }
1036