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 #include <sys/ioctl.h>
  19 #include <linux/soundcard.h>
  20 #include <linux/fb.h>
  21
  22 #include "header.h"
  23 #include "../common/host_fb.h"
  24 #include "../common/cmn.h"
  25 #include "sys_cacheflush.h"
  26 #include "realfuncs.h"
  27
  28 #if (DBG & 2) && !(DBG & 4)
  29 #define LOG_IO_UNK
  30 #endif
  31 #if (DBG & 4)
  32 #define LOG_IO
  33 #endif
  34 //#define LOG_SEGV
  35
  36 #ifdef LOG_IO
  37 #define iolog log_io
  38 #else
  39 #define iolog(...)
  40 #endif
  41
  42 #ifdef LOG_IO_UNK
  43 #define iolog_unh log_io
  44 #else
  45 #define iolog_unh(...)
  46 #endif
  47
  48 #ifdef LOG_SEGV
  49 #define segvlog printf
  50 #else
  51 #define segvlog(...)
  52 #endif
  53
  54 #if defined(LOG_IO) || defined(LOG_IO_UNK)
  55 #include "mmsp2-regs.h"
  56 #endif
  57
  58 typedef unsigned long long u64;
  59 typedef unsigned int   u32;
  60 typedef unsigned short u16;
  61 typedef unsigned char  u8;
  62
  63 static pthread_mutex_t fb_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
  64 static pthread_cond_t fb_cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
  65
  66 static struct {
  67   u32 dstctrl;
  68   u32 dstaddr;
  69   u32 dststride;
  70   u32 srcctrl;
  71   u32 srcaddr;          //
  72   u32 srcstride;
  73   u32 srcforcolor;
  74   u32 srcbackcolor;
  75   u32 patctrl;          //
  76   u32 patforcolor;
  77   u32 patbackcolor;
  78   u32 size;
  79   u32 ctrl;             //
  80   u32 run;
  81   u32 intc;
  82   u32 srcfifo;
  83 } blitter;
  84
  85 #define SRCCTRL_INVIDEO         (1 << 8)
  86 #define SRCCTRL_SRCENB          (1 << 7)
  87 #define CTRL_TRANSPARENCYENB    (1 << 11)
  88
  89 static struct {
  90   // mmsp2
  91   u16 mlc_stl_cntl;
  92   union {
  93     u32 mlc_stl_adr; // mlcaddress for pollux
  94     struct {
  95       u16 mlc_stl_adrl;
  96       u16 mlc_stl_adrh;
  97     };
  98   };
  99   u16 mlc_stl_pallt_a;
 100   union {
 101     u16 mlc_stl_pallt_d[256*2];
 102     u32 mlc_stl_pallt_d32[256];
 103   };
 104
 105   // pollux
 106   u32 mlccontrol;
 107   u16 mlcpalette[256];
 108
 109   // state
 110   void *umem;
 111   u32 old_mlc_stl_adr;
 112   u32 btn_state; // as seen through /dev/GPIO: 0PVdVu YXBA RLSeSt 0Ri0Dn 0Le0Up
 113   struct {
 114     u32 width, height;
 115     u32 stride;
 116     u32 bpp;
 117     u32 dirty_pal:2;
 118   } v;
 119 } mmsp2;
 120 #define pollux mmsp2 // so that code doesn't look that weird
 121 enum {
 122   DIRTY_PAL_MMSP2 = 1,
 123   DIRTY_PAL_POLLUX = 2,
 124 };
 125
 126
 127 #if defined(LOG_IO) || defined(LOG_IO_UNK)
 128 static void log_io(const char *pfx, u32 a, u32 d, int size)
 129 {
 130   const char *fmt, *reg = "";
 131   switch (size) {
 132   case  8: fmt = "%s %08x       %02x %s\n"; d &= 0xff; break;
 133   case 32: fmt = "%s %08x %08x %s\n";       break;
 134   default: fmt = "%s %08x     %04x %s\n";   d &= 0xffff; break;
 135   }
 136
 137   if ((a & ~0xffff) == 0x7f000000)
 138     reg = regnames[a & 0xffff];
 139
 140   printf(fmt, pfx, a, d, reg);
 141 }
 142 #endif
 143
 144 static void memset16(void *dst, u32 pattern, int count)
 145 {
 146   u32 *dl;
 147   u16 *d;
 148
 149   d = (u16 *)((long)dst & ~1);
 150   if ((long)d & 2) {
 151     *d++ = pattern;
 152     count--;
 153   }
 154   dl = (void *)d;
 155   pattern |= pattern << 16;
 156
 157   while (count >= 2) {
 158     *dl++ = pattern;
 159     count -= 2;
 160   }
 161   if (count)
 162     *(u16 *)dl = pattern;
 163 }
 164
 165 static void blt_tr(void *dst, void *src, u32 trc, int w)
 166 {
 167   u16 *d = (u16 *)((long)dst & ~1);
 168   u16 *s = (u16 *)((long)src & ~1);
 169
 170   // XXX: optimize
 171   for (; w > 0; d++, s++, w--)
 172     if (*s != trc)
 173       *d = *s;
 174 }
 175
 176 #define dump_blitter() \
 177 { \
 178   u32 *r = &blitter.dstctrl; \
 179   int i; \
 180   for (i = 0; i < 4*4; i++, r++) { \
 181     printf("%08x ", *r); \
 182     if ((i & 3) == 3) \
 183       printf("\n"); \
 184   } \
 185 }
 186
 187 static void *uppermem_lookup(u32 addr, u8 **mem_end)
 188 {
 189   // XXX: maybe support mirroring?
 190   if ((addr & 0xfe000000) != 0x02000000)
 191     return NULL;
 192
 193   *mem_end = (u8 *)mmsp2.umem + 0x02000000;
 194   return (u8 *)mmsp2.umem - 0x02000000 + addr;
 195 }
 196
 197 static void blitter_do(void)
 198 {
 199   u8 *dst, *dste, *src = NULL, *srce = NULL;
 200   int w, h, sstrd, dstrd;
 201   int to_screen = 0;
 202   u32 bpp, addr;
 203
 204   w = blitter.size & 0x7ff;
 205   h = (blitter.size >> 16) & 0x7ff;
 206   sstrd = blitter.srcstride;
 207   dstrd = blitter.dststride;
 208
 209   // XXX: need to confirm this..
 210   addr = (blitter.dstaddr & ~3) | ((blitter.dstctrl & 0x1f) >> 3);
 211
 212   // use dst bpp.. How does it do blits with different src bpp?
 213   bpp = (blitter.dstctrl & 0x20) ? 16 : 8;
 214
 215   // maybe the screen?
 216   if (((w == 320 && h == 240) || // blit whole screen
 217        (w * h >= 320*240/2)) &&  // ..or at least half of the area
 218        mmsp2.mlc_stl_adr <= addr && addr < mmsp2.mlc_stl_adr + 320*240*2)
 219     to_screen = 1;
 220
 221   dst = uppermem_lookup(addr, &dste);
 222
 223   // XXX: assume fill if no SRCENB, but it could be pattern blit..
 224   if (blitter.srcctrl & SRCCTRL_SRCENB) {
 225     if (!(blitter.srcctrl & SRCCTRL_INVIDEO))
 226       goto bad_blit;
 227
 228     addr = (blitter.srcaddr & ~3) | ((blitter.srcctrl & 0x1f) >> 3);
 229     src = uppermem_lookup(addr, &srce);
 230     if (src == NULL)
 231       goto bad_blit;
 232
 233     if (src + sstrd * h > srce) {
 234       err("blit %08x->%08x %dx%d did not fit src\n",
 235         blitter.srcaddr, blitter.dstaddr, w, h);
 236       h = (srce - src) / sstrd;
 237     }
 238   }
 239
 240   if (dst == NULL)
 241     goto bad_blit;
 242
 243   if (dst + dstrd * h > dste) {
 244     err("blit %08x->%08x %dx%d did not fit dst\n",
 245       blitter.srcaddr, blitter.dstaddr, w, h);
 246     h = (dste - dst) / dstrd;
 247   }
 248
 249   if (src != NULL) {
 250     // copy
 251     if (bpp == 16 && (blitter.ctrl & CTRL_TRANSPARENCYENB)) {
 252       u32 trc = blitter.ctrl >> 16;
 253       for (; h > 0; h--, dst += dstrd, src += sstrd)
 254         blt_tr(dst, src, trc, w);
 255     }
 256     else {
 257       for (; h > 0; h--, dst += dstrd, src += sstrd)
 258         memcpy(dst, src, w * bpp / 8);
 259     }
 260   }
 261   else {
 262     // fill. Assume the pattern is cleared and bg color is used
 263     u32 bgc = blitter.patbackcolor & 0xffff;
 264     if (bpp == 16) {
 265       for (; h > 0; h--, dst += dstrd)
 266         memset16(dst, bgc, w);
 267     }
 268     else {
 269       for (; h > 0; h--, dst += dstrd)
 270         memset(dst, bgc, w); // bgc?
 271     }
 272   }
 273
 274   if (to_screen)
 275     pthread_cond_signal(&fb_cond);
 276   return;
 277
 278 bad_blit:
 279   err("blit %08x->%08x %dx%d translated to %p->%p\n",
 280     blitter.srcaddr, blitter.dstaddr, w, h, src, dst);
 281   dump_blitter();
 282 }
 283
 284 // FIXME: pass real dimensions to blitters
 285 static void mlc_flip(void *src, int bpp, int stride)
 286 {
 287   static int old_bpp;
 288
 289   // only pass pal to host if it's dirty
 290   if (bpp <= 8 && mmsp2.v.dirty_pal) {
 291     if (mmsp2.v.dirty_pal == DIRTY_PAL_MMSP2)
 292       host_video_update_pal32(mmsp2.mlc_stl_pallt_d32);
 293     else
 294       host_video_update_pal16(mmsp2.mlcpalette);
 295     mmsp2.v.dirty_pal = 0;
 296   }
 297
 298   if (bpp != old_bpp) {
 299     host_video_change_bpp(bpp);
 300     old_bpp = bpp;
 301   }
 302
 303   switch (bpp) {
 304   case  4:
 305     host_video_blit4(src, 320, 240, stride);
 306     break;
 307
 308   case  8:
 309     host_video_blit8(src, 320, 240, stride);
 310     break;
 311
 312   case 16:
 313     host_video_blit16(src, 320, 240, stride);
 314     break;
 315
 316   case 24:
 317     // TODO
 318     break;
 319   }
 320 }
 321
 322 #define ts_add_nsec(ts, ns) { \
 323   ts.tv_nsec += ns; \
 324   if (ts.tv_nsec >= 1000000000) { \
 325     ts.tv_sec++; \
 326     ts.tv_nsec -= 1000000000; \
 327   } \
 328 }
 329
 330 static int fb_sync_thread_paused;
 331
 332 static void *fb_sync_thread(void *arg)
 333 {
 334   int invalid_fb_addr = 1;
 335   int manual_refresh = 0;
 336   int frame_counter = 0;
 337   struct timespec ts;
 338   int ret, wait_ret;
 339
 340   //ret = pthread_setschedprio(pthread_self(), -1);
 341   //log("pthread_setschedprio %d\n", ret);
 342   //ret = setpriority(PRIO_PROCESS, 0, -1);
 343   //log("setpriority %d\n", ret);
 344
 345   ret = clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
 346   if (ret != 0) {
 347     perror(PFX "clock_gettime");
 348     exit(1);
 349   }
 350
 351   while (1) {
 352     u8 *gp2x_fb, *gp2x_fb_end;
 353
 354     ret =  pthread_mutex_lock(&fb_mutex);
 355     wait_ret = pthread_cond_timedwait(&fb_cond, &fb_mutex, &ts);
 356     ret |= pthread_mutex_unlock(&fb_mutex);
 357
 358     if (ret != 0) {
 359       err("fb_thread: mutex error: %d\n", ret);
 360       sleep(1);
 361       goto check_keys;
 362     }
 363     if (wait_ret != 0 && wait_ret != ETIMEDOUT) {
 364       err("fb_thread: cond error: %d\n", wait_ret);
 365       sleep(1);
 366       goto check_keys;
 367     }
 368     if (fb_sync_thread_paused) {
 369       ts_add_nsec(ts, 100000000);
 370       goto check_keys;
 371     }
 372
 373     if (wait_ret != ETIMEDOUT) {
 374       clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
 375       ts_add_nsec(ts, 50000000);
 376       manual_refresh++;
 377       if (manual_refresh == 2)
 378         dbg("fb_thread: switch to manual refresh\n");
 379     } else {
 380       ts_add_nsec(ts, 16666667);
 381       if (manual_refresh > 1)
 382         dbg("fb_thread: switch to auto refresh\n");
 383       manual_refresh = 0;
 384     }
 385
 386     gp2x_fb = uppermem_lookup(mmsp2.mlc_stl_adr, &gp2x_fb_end);
 387     if (gp2x_fb == NULL || gp2x_fb + 320*240 * mmsp2.v.bpp / 8 > gp2x_fb_end) {
 388       if (!invalid_fb_addr) {
 389         err("fb_thread: %08x is out of range\n", mmsp2.mlc_stl_adr);
 390         invalid_fb_addr = 1;
 391       }
 392       continue;
 393     }
 394
 395     invalid_fb_addr = 0;
 396     mlc_flip(gp2x_fb, mmsp2.v.bpp, mmsp2.v.stride);
 397
 398     frame_counter++;
 399     if (frame_counter & 0x0f)
 400       continue;
 401
 402 check_keys:
 403     // this is to check for kill key, in case main thread hung
 404     // or something else went wrong.
 405     pollux.btn_state = host_read_btns();
 406   }
 407 }
 408
 409 static void fb_thread_pause(void)
 410 {
 411   fb_sync_thread_paused = 1;
 412   // wait until it finishes last refresh
 413   // that it might be doing now
 414   usleep(10000);
 415 }
 416
 417 static void fb_thread_resume(void)
 418 {
 419   fb_sync_thread_paused = 0;
 420 }
 421
 422 static u32 xread32_io_cmn(u32 a, u32 *handled)
 423 {
 424   u32 d = 0;
 425
 426   *handled = 1;
 427   switch (a) {
 428   // Wiz stuff
 429   case 0x402c: // MLCVSTRIDE0
 430   case 0x4060: // MLCVSTRIDE1
 431     d = pollux.v.stride;
 432     break;
 433   case 0x4038: // MLCADDRESS0
 434   case 0x406c: // MLCADDRESS1
 435     d = pollux.mlc_stl_adr;
 436     break;
 437   // wiz_lib reads:
 438   //  ???? ???? YXBA DURiLe ???? VdVuMS LR?? ????
 439   // |     GPIOC[31:16]    |    GPIOB[31:16]     |
 440   case 0xa058: // GPIOBPAD
 441     d =   pollux.btn_state & 0x0300;
 442     d |= (pollux.btn_state >> 3) & 0x0080;
 443     d |= (pollux.btn_state >> 5) & 0x0040;
 444     d |= (pollux.btn_state >> 6) & 0x0c00;
 445     d <<= 16;
 446     d = ~d;
 447     break;
 448   case 0xa098: // GPIOCPAD
 449     pollux.btn_state = host_read_btns();
 450     d =  (pollux.btn_state >> 8) & 0x00f0;
 451     d |= (pollux.btn_state >> 1) & 0x0008;
 452     d |= (pollux.btn_state << 2) & 0x0004;
 453     d |= (pollux.btn_state >> 5) & 0x0002;
 454     d |= (pollux.btn_state >> 2) & 0x0001;
 455     d <<= 16;
 456     d = ~d;
 457     break;
 458   default:
 459     *handled = 0;
 460     break;
 461   }
 462
 463   return d;
 464 }
 465
 466 static u32 xread8(u32 a)
 467 {
 468   iolog("r8 ", a, 0, 8);
 469   iolog_unh("r8 ", a, 0, 8);
 470   return 0;
 471 }
 472
 473 static u32 xread16(u32 a)
 474 {
 475   static u32 fudge, old_a;
 476   u32 d = 0, t;
 477
 478   if ((a & 0xffff0000) == 0x7f000000) {
 479     u32 a_ = a & 0xffff;
 480     switch (a_) {
 481     case 0x0910: // FPLL
 482     case 0x0912:
 483       d = 0x9407;
 484       break;
 485     // minilib reads as:
 486     //  0000 P000 VuVd00 0000 YXBA RLSeSt 0Ri0D 0Le0U
 487     // |        GPIOD        |GPIOC[8:15]|GPIOM[0:7] |
 488     // /dev/GPIO:
 489     //             ... 0PVdVu ...
 490     case 0x1184: // GPIOC
 491       d = ~mmsp2.btn_state & 0xff00;
 492       d |= 0x00ff;
 493       break;
 494     case 0x1186: // GPIOD
 495       t = ~mmsp2.btn_state;
 496       d  = (t >> 9)  & 0x0080;
 497       d |= (t >> 11) & 0x0040;
 498       d |= (t >> 7)  & 0x0800;
 499       d |= 0x373b;
 500       break;
 501     case 0x1198: // GPIOM
 502       mmsp2.btn_state = host_read_btns();
 503       d = ~mmsp2.btn_state & 0xff;
 504       d |= 0x01aa;
 505       break;
 506     case 0x1836: // reserved
 507       d = 0x2330;
 508       break;
 509     case 0x2816: // DPC_X_MAX
 510       d = 319;
 511       break;
 512     case 0x2818: // DPC_Y_MAX
 513       d = 239;
 514       break;
 515     case 0x28da:
 516       d = mmsp2.mlc_stl_cntl;
 517       break;
 518     case 0x290e:
 519     case 0x2912:
 520       d = mmsp2.mlc_stl_adrl;
 521       break;
 522     case 0x2910:
 523     case 0x2914:
 524       d = mmsp2.mlc_stl_adrh;
 525       break;
 526     case 0x2958:
 527       d = mmsp2.mlc_stl_pallt_a;
 528       break;
 529
 530     default:
 531       d = xread32_io_cmn(a_, &t);
 532       if (!t)
 533         goto unk;
 534       if (!(a_ & 2))
 535         d >>= 16;
 536       break;
 537     }
 538     goto out;
 539   }
 540
 541 unk:
 542   if (a == old_a) {
 543     d = fudge;
 544     fudge = ~fudge;
 545   }
 546   old_a = a;
 547   iolog_unh("r16", a, d & 0xffff, 16);
 548
 549 out:
 550   d &= 0xffff;
 551   iolog("r16", a, d, 16);
 552   return d;
 553 }
 554
 555 static u32 xread32(u32 a)
 556 {
 557   u32 d = 0;
 558   if ((a & 0xfff00000) == 0x7f000000) {
 559     u32 a_ = a & 0xffff;
 560     struct timespec ts;
 561     u64 t64;
 562     u32 t;
 563
 564     switch (a_) {
 565     case 0x0a00: // TCOUNT, 1/7372800s
 566       clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
 567       t64 = (u64)ts.tv_sec * 1000000000 + ts.tv_nsec;
 568       // t * 7372800.0 / 1000000000 * 0x100000000 ~= t * 31665935
 569       t64 *= 31665935;
 570       d = t64 >> 32;
 571       break;
 572
 573     default:
 574       d = xread32_io_cmn(a_, &t);
 575       if (!t)
 576         goto unh;
 577       break;
 578     }
 579     goto out;
 580   }
 581   if ((a & 0xfff00000) == 0x7f100000) {
 582     u32 *bl = &blitter.dstctrl;
 583     u32 a_ = a & 0xfff;
 584     if (a_ < 0x40) {
 585       d = bl[a_ / 4];
 586       if (a_ == 0x34)
 587         d = 0; // not busy
 588       goto out;
 589     }
 590   }
 591
 592 unh:
 593   iolog_unh("r32", a, d, 32);
 594
 595 out:
 596   iolog("r32", a, d, 32);
 597   return d;
 598 }
 599
 600 static void xwrite8(u32 a, u32 d)
 601 {
 602   iolog("w8 ", a, d, 8);
 603   iolog_unh("w8 ", a, d, 8);
 604 }
 605
 606 static void xwrite16(u32 a, u32 d)
 607 {
 608   iolog("w16", a, d, 16);
 609   if ((a & 0xfff00000) == 0x7f000000) {
 610     u32 a_ = a & 0xffff;
 611     switch (a_) {
 612       case 0x28da: {
 613         int mode;
 614         mmsp2.mlc_stl_cntl = d | 0xaa;
 615         mode = (d >> 9) & 3;
 616         mmsp2.v.bpp = mode ? mode * 8 : 4;
 617         break;
 618       }
 619       case 0x290c:
 620         mmsp2.v.stride = d;
 621         return;
 622       case 0x290e:
 623       case 0x2910:
 624         // odd addresses don't affect LCD. What about TV?
 625         return;
 626       case 0x2912:
 627         mmsp2.mlc_stl_adrl = d;
 628         return;
 629       case 0x2914:
 630         mmsp2.mlc_stl_adrh = d;
 631         if (mmsp2.mlc_stl_adr != mmsp2.old_mlc_stl_adr)
 632           // ask for refresh
 633           pthread_cond_signal(&fb_cond);
 634         mmsp2.old_mlc_stl_adr = mmsp2.mlc_stl_adr;
 635         return;
 636       case 0x2958:
 637         mmsp2.mlc_stl_pallt_a = d & 0x1ff;
 638         return;
 639       case 0x295a:
 640         mmsp2.mlc_stl_pallt_d[mmsp2.mlc_stl_pallt_a++] = d;
 641         mmsp2.mlc_stl_pallt_a &= 0x1ff;
 642         mmsp2.v.dirty_pal = DIRTY_PAL_MMSP2;
 643         return;
 644     }
 645   }
 646   iolog_unh("w16", a, d, 16);
 647 }
 648
 649 static void xwrite32(u32 a, u32 d)
 650 {
 651   iolog("w32", a, d, 32);
 652
 653   if ((a & 0xfff00000) == 0x7f000000) {
 654     u32 a_ = a & 0xffff;
 655     switch (a_) {
 656     // Wiz
 657     case 0x4024: // MLCCONTROL0
 658     case 0x4058: // MLCCONTROL1
 659       pollux.mlccontrol = d;
 660       if (!(d & 0x20))
 661         return; // layer not enabled
 662       if ((d >> 16) == 0x443A)
 663         pollux.v.bpp = 8;
 664       else
 665         pollux.v.bpp = 16;
 666       return;
 667     case 0x402c: // MLCVSTRIDE0
 668     case 0x4060: // MLCVSTRIDE1
 669       pollux.v.stride = d;
 670       return;
 671     case 0x4038: // MLCADDRESS0
 672     case 0x406c: // MLCADDRESS1
 673       pollux.mlc_stl_adr = d;
 674       if (d != mmsp2.old_mlc_stl_adr)
 675         // ask for refresh
 676         pthread_cond_signal(&fb_cond);
 677       mmsp2.old_mlc_stl_adr = d;
 678       return;
 679     case 0x403c: // MLCPALETTE0
 680     case 0x4070: // MLCPALETTE1
 681       pollux.mlcpalette[d >> 24] = d;
 682       pollux.v.dirty_pal = DIRTY_PAL_POLLUX;
 683       return;
 684     }
 685   }
 686   if ((a & 0xfff00000) == 0x7f100000) {
 687     u32 *bl = &blitter.dstctrl;
 688     u32 a_ = a & 0xfff;
 689     if (a_ < 0x40) {
 690       bl[a_ / 4] = d;
 691       if (a_ == 0x34 && (d & 1))
 692         blitter_do();
 693       return;
 694     }
 695   }
 696   iolog_unh("w32", a, d, 32);
 697 }
 698
 699 #define LINKPAGE_SIZE 0x1000
 700 #define LINKPAGE_COUNT 4
 701 #define LINKPAGE_ALLOC (LINKPAGE_SIZE * LINKPAGE_COUNT)
 702
 703 struct op_context {
 704   u32 pc;
 705   u32 op;
 706   u32 code[0];
 707 };
 708
 709 struct op_linkpage {
 710   void (*handler)(struct op_context *op_ctx);
 711   u32 code[0];
 712 };
 713
 714 struct op_stackframe {
 715   u32 saved_regs[15];
 716   u32 cpsr;
 717 };
 718
 719 static struct op_linkpage *g_linkpage;
 720 static u32 *g_code_ptr;
 721 static int g_linkpage_count;
 722
 723 #define BIT_SET(v, b) (v & (1 << (b)))
 724
 725 void emu_handle_op(struct op_context *op_ctx, struct op_stackframe *sframe)
 726 {
 727   u32 *regs = sframe->saved_regs;
 728   u32 op = op_ctx->op;
 729   u32 t, shift, ret, addr;
 730   int rn, rd;
 731
 732   rd = (op & 0x0000f000) >> 12;
 733   rn = (op & 0x000f0000) >> 16;
 734
 735   if ((op & 0x0f200090) == 0x01000090) { // AM3: LDRH, STRH
 736     if (!BIT_SET(op, 5)) // !H
 737       goto unhandled;
 738     if (BIT_SET(op, 6) && !BIT_SET(op, 20)) // S && !L
 739       goto unhandled;
 740
 741     if (BIT_SET(op, 22))                // imm offset
 742       t = ((op & 0xf00) >> 4) | (op & 0x0f);
 743     else                                // reg offset
 744       t = regs[op & 0x000f];
 745
 746     if (!BIT_SET(op, 23))
 747       t = -t;
 748     addr = regs[rn] + t;
 749
 750     if (BIT_SET(op, 20)) { // Load
 751       ret = xread16(addr);
 752       if (BIT_SET(op, 6)) { // S
 753         ret <<= 16;
 754         ret = (signed int)ret >> 16;
 755       }
 756       regs[rd] = ret;
 757     }
 758     else
 759       xwrite16(addr, regs[rd]);
 760   }
 761   else if ((op & 0x0d200000) == 0x05000000) { // AM2: LDR[B], STR[B]
 762     if (BIT_SET(op, 25)) {              // reg offs
 763       if (BIT_SET(op, 4))
 764         goto unhandled;
 765
 766       t = regs[op & 0x000f];
 767       shift = (op & 0x0f80) >> 7;
 768       switch ((op & 0x0060) >> 5) {
 769         case 0: t = t << shift; break;
 770         case 1: t = t >> (shift + 1); break;
 771         case 2: t = (signed int)t >> (shift + 1); break;
 772         case 3: goto unhandled; // I'm just lazy
 773       }
 774     }
 775     else                                // imm offs
 776       t = op & 0x0fff;
 777
 778     if (!BIT_SET(op, 23))
 779       t = -t;
 780     addr = regs[rn] + t;
 781
 782     if (BIT_SET(op, 20)) { // Load
 783       if (BIT_SET(op, 22)) // Byte
 784         ret = xread8(addr);
 785       else
 786         ret = xread32(addr);
 787       regs[rd] = ret;
 788     }
 789     else {
 790       if (BIT_SET(op, 22)) // Byte
 791         xwrite8(addr, regs[rd]);
 792       else
 793         xwrite32(addr, regs[rd]);
 794     }
 795   }
 796   else
 797     goto unhandled;
 798
 799 #if 0
 800   if (addr != addr_check) {
 801     fprintf(stderr, "bad calculated addr: %08x vs %08x\n", addr, addr_check);
 802     abort();
 803   }
 804 #endif
 805   return;
 806
 807 unhandled:
 808   err("unhandled IO op %08x @ %08x\n", op, op_ctx->pc);
 809 }
 810
 811 static u32 make_offset12(u32 *pc, u32 *target)
 812 {
 813   int lp_offs, u = 1;
 814
 815   lp_offs = (char *)target - (char *)pc - 2*4;
 816   if (lp_offs < 0) {
 817     lp_offs = -lp_offs;
 818     u = 0;
 819   }
 820   if (lp_offs >= LINKPAGE_SIZE) {
 821     err("linkpage too far: %d\n", lp_offs);
 822     abort();
 823   }
 824
 825   return (u << 23) | lp_offs;
 826 }
 827
 828 static u32 make_jmp(u32 *pc, u32 *target, int bl)
 829 {
 830   int jmp_val;
 831
 832   jmp_val = target - pc - 2;
 833   if (jmp_val < (int)0xff000000 || jmp_val > 0x00ffffff) {
 834     err("jump out of range (%p -> %p)\n", pc, target);
 835     abort();
 836   }
 837
 838   return 0xea000000 | (bl << 24) | (jmp_val & 0x00ffffff);
 839 }
 840
 841 static void emit_op(u32 op)
 842 {
 843   *g_code_ptr++ = op;
 844 }
 845
 846 static void emit_op_io(u32 op, u32 *target)
 847 {
 848   op |= make_offset12(g_code_ptr, target);
 849   emit_op(op);
 850 }
 851
 852 static void init_linkpage(void)
 853 {
 854   g_linkpage->handler = emu_call_handle_op;
 855   g_code_ptr = g_linkpage->code;
 856 }
 857
 858 static void segv_sigaction(int num, siginfo_t *info, void *ctx)
 859 {
 860   struct ucontext *context = ctx;
 861   u32 *regs = (u32 *)&context->uc_mcontext.arm_r0;
 862   u32 *pc = (u32 *)regs[15];
 863   struct op_context *op_ctx;
 864   int i, lp_size;
 865
 866   if (((regs[15] ^ (u32)&segv_sigaction) & 0xff000000) == 0 ||         // PC is in our segment or
 867       (((regs[15] ^ (u32)g_linkpage) & ~(LINKPAGE_ALLOC - 1)) == 0) || // .. in linkpage
 868       ((long)info->si_addr & 0xffe00000) != 0x7f000000)                // faulting not where expected
 869   {
 870     // real crash - time to die
 871     err("segv %d %p @ %08x\n", info->si_code, info->si_addr, regs[15]);
 872     for (i = 0; i < 8; i++)
 873       dbg(" r%d=%08x r%2d=%08x\n", i, regs[i], i+8, regs[i+8]);
 874     signal(num, SIG_DFL);
 875     raise(num);
 876     return;
 877   }
 878   segvlog("segv %d %p @ %08x\n", info->si_code, info->si_addr, regs[15]);
 879
 880   // spit PC and op
 881   op_ctx = (void *)g_code_ptr;
 882   op_ctx->pc = (u32)pc;
 883   op_ctx->op = *pc;
 884   g_code_ptr = &op_ctx->code[0];
 885
 886   // emit jump to code ptr
 887   *pc = make_jmp(pc, g_code_ptr, 0);
 888
 889   // generate code:
 890   emit_op   (0xe50d0000 + 0xf00 - 4 * 0);                        // str r0, [sp, #(-0xf00 + r0_offs)]
 891   emit_op   (0xe50de000 + 0xf00 - 4 * 14);                       // str lr, [sp, #(-0xf00 + lr_offs)]
 892   emit_op   (0xe24f0000 + (g_code_ptr - (u32 *)op_ctx + 2) * 4); // sub r0, pc, #op_ctx
 893   emit_op   (0xe1a0e00f);                                        // mov lr, pc
 894   emit_op_io(0xe51ff000, (u32 *)&g_linkpage->handler);           // ldr pc, =handle_op
 895   emit_op   (0xe51de000 + 0xf00 - 4 * 14);                       // ldr lr, [sp, #(-0xf00 + lr_offs)]
 896   emit_op   (make_jmp(g_code_ptr, pc + 1, 0));                   // jmp <back>
 897
 898   // sync caches
 899   sys_cacheflush(pc, pc + 1);
 900   sys_cacheflush(g_linkpage, g_code_ptr);
 901
 902   lp_size = (char *)g_code_ptr - (char *)g_linkpage;
 903   segvlog("code #%d %d/%d\n", g_linkpage_count, lp_size, LINKPAGE_SIZE);
 904
 905   if (lp_size + 13*4 > LINKPAGE_SIZE) {
 906     g_linkpage_count++;
 907     if (g_linkpage_count >= LINKPAGE_COUNT) {
 908       err("too many linkpages needed\n");
 909       abort();
 910     }
 911     g_linkpage = (void *)((char *)g_linkpage + LINKPAGE_SIZE);
 912     init_linkpage();
 913   }
 914   //handle_op(regs[15], op, regs, (u32)info->si_addr);
 915   //regs[15] += 4;
 916 }
 917
 918 void emu_init(void *map_bottom)
 919 {
 920   sigaction_t segv_action = {
 921     .sa_sigaction = segv_sigaction,
 922     .sa_flags = SA_SIGINFO,
 923   };
 924   pthread_t tid;
 925   void *pret;
 926   int ret;
 927
 928   g_linkpage = (void *)(((u32)map_bottom - LINKPAGE_ALLOC) & ~0xfff);
 929   pret = mmap(g_linkpage, LINKPAGE_ALLOC, PROT_READ|PROT_WRITE,
 930               MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS|MAP_FIXED, -1, 0);
 931   if (pret != g_linkpage) {
 932     perror(PFX "mmap linkpage");
 933     exit(1);
 934   }
 935   log("linkpages @ %p\n", g_linkpage);
 936   init_linkpage();
 937
 938   // host stuff
 939   ret = host_init();
 940   if (ret != 0) {
 941     err("can't init host\n");
 942     exit(1);
 943   }
 944
 945   ret = host_video_init(NULL, 0);
 946   if (ret != 0) {
 947     err("can't init host video\n");
 948     exit(1);
 949   }
 950
 951 #ifdef WIZ
 952   // we are short on memmory on Wiz, need special handling
 953   extern void *host_mmap_upper(void);
 954   mmsp2.umem = host_mmap_upper();
 955 #else
 956   mmsp2.umem = mmap(NULL, 0x2000000, PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC,
 957                     MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
 958 #endif
 959   if (mmsp2.umem == MAP_FAILED) {
 960     perror(PFX "mmap upper mem");
 961     exit(1);
 962   }
 963
 964   ret = pthread_create(&tid, NULL, fb_sync_thread, NULL);
 965   if (ret != 0) {
 966     err("failed to create fb_sync_thread: %d\n", ret);
 967     exit(1);
 968   }
 969   pthread_detach(tid);
 970
 971   // defaults
 972   mmsp2.mlc_stl_adr = 0x03101000; // fb2 is at 0x03381000
 973   mmsp2.mlc_stl_cntl = 0x4ab; // 16bpp, region 1 active
 974   mmsp2.v.width = 320;
 975   mmsp2.v.height = 240;
 976   mmsp2.v.stride = 320*2;
 977   mmsp2.v.bpp = 16;
 978   mmsp2.v.dirty_pal = 1;
 979
 980   sigemptyset(&segv_action.sa_mask);
 981   sigaction(SIGSEGV, &segv_action, NULL);
 982 }
 983
 984 int emu_read_gpiodev(void *buf, int count)
 985 {
 986   if (count <= 0) {
 987     err("gpiodev read %d?\n", count);
 988     return -1;
 989   }
 990   if (count > 4)
 991     count = 4;
 992
 993   mmsp2.btn_state = host_read_btns();
 994   memcpy(buf, &mmsp2.btn_state, count);
 995   return count;
 996 }
 997
 998 static void *emu_mmap_dev(unsigned int length, int prot, int flags, unsigned int offset)
 999 {
1000   u8 *umem, *umem_end;
1001
1002   // SoC regs
1003   if ((offset & ~0x1ffff) == 0xc0000000) {
1004     return mmap((void *)0x7f000000, length, PROT_NONE,
1005       MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS|MAP_FIXED|MAP_NORESERVE, -1, 0);
1006   }
1007   // MMSP2 blitter
1008   if ((offset & ~0xffff) == 0xe0020000) {
1009     return mmap((void *)0x7f100000, length, PROT_NONE,
1010       MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS|MAP_FIXED|MAP_NORESERVE, -1, 0);
1011   }
1012   // upper mem
1013   if ((offset & 0xfe000000) != 0x02000000) {
1014     err("unexpected devmem mmap @ %08x\n", offset);
1015     errno = EINVAL;
1016     return MAP_FAILED;
1017   }
1018
1019   umem = uppermem_lookup(offset, &umem_end);
1020   if (umem + length > umem_end)
1021     err("warning: uppermem @ %08x overflows by %d bytes\n",
1022         offset, umem + length - umem_end);
1023
1024   dbg("upper mem @ %08x %d\n", offset, length);
1025   return umem;
1026 }
1027
1028 void *emu_do_mmap(unsigned int length, int prot, int flags, int fd, unsigned int offset)
1029 {
1030   if (fd == FAKEDEV_MEM)
1031     return emu_mmap_dev(length, prot, flags, offset);
1032
1033   if (fd == FAKEDEV_FB0)
1034     return emu_mmap_dev(length, prot, flags, offset + 0x03101000);
1035
1036   if (fd == FAKEDEV_FB1)
1037     return emu_mmap_dev(length, prot, flags, offset + 0x03381000);
1038
1039   err("bad/ni mmap(?, %d, %x, %x, %d, %08x)\n", length, prot, flags, fd, offset);
1040   errno = EINVAL;
1041   return MAP_FAILED;
1042 }
1043
1044 static void emu_sound_open(int fd)
1045 {
1046 #ifdef PND
1047   int ret, frag;
1048
1049   // set default buffer size to 16 * 1K
1050   frag = (16<<16) | 10; // 16K
1051   ret = ioctl(fd, SNDCTL_DSP_SETFRAGMENT, &frag);
1052   if (ret != 0) {
1053     err("snd ioctl SETFRAGMENT %08x: ", frag);
1054     perror(NULL);
1055   }
1056 #endif
1057 }
1058
1059 static int emu_sound_ioctl(int fd, int request, void *argp)
1060 {
1061   int *arg = argp;
1062
1063 #if 0
1064   dbg("snd ioctl(%d, %08x, %p)", fd, request, argp);
1065   if (arg != NULL)
1066     dbg_c(" [%d]", *arg);
1067   dbg_c("\n");
1068 #endif
1069
1070   /* People set strange frag settings on GP2X, which even manage
1071    * to break audio on pandora (causes writes to fail).
1072    * Catch this and set to something that works. */
1073   switch(request) {
1074     case SNDCTL_DSP_SETFRAGMENT: {
1075       int ret, bsize, frag, frag_cnt;
1076       if (arg == NULL)
1077         break;
1078
1079       frag = *arg & 0xffff;
1080       frag_cnt = *arg >> 16;
1081       bsize = frag_cnt << frag;
1082       if (frag < 10 || bsize < 4096*4 || bsize > 4096*4*2) {
1083         /*
1084          * ~4ms. gpSP wants small buffers or else it stutters
1085          * because of it's audio thread sync stuff
1086          * XXX: hardcoding, as low samplerates will result in small fragment size,
1087          * which itself causes ALSA stall and hangs the program.
1088          * Also some apps change samplerate without reopening /dev/dsp,
1089          * which causes ALSA to reject SNDCTL_DSP_SETFRAGMENT.
1090          */
1091         bsize = 44100 / 250 * 4;
1092
1093         for (frag = 0; bsize; bsize >>= 1, frag++)
1094           ;
1095
1096         frag_cnt = 16;
1097       }
1098
1099       frag |= frag_cnt << 16;
1100       ret = ioctl(fd, SNDCTL_DSP_SETFRAGMENT, &frag);
1101       if (ret != 0) {
1102         err("snd ioctl SETFRAGMENT %08x: ", frag);
1103         perror(NULL);
1104       }
1105       // indicate success even if we fail (because of ALSA mostly),
1106       // things like MikMod will bail out otherwise.
1107       return 0;
1108     }
1109     case SNDCTL_DSP_SYNC:
1110       // Franxis tends to use sync/write loops, bad idea under ALSA
1111       return 0;
1112     default:
1113       break;
1114   }
1115
1116   return ioctl(fd, request, argp);
1117 }
1118
1119 int emu_do_ioctl(int fd, int request, void *argp)
1120 {
1121   if (fd == emu_interesting_fds[IFD_SOUND].fd)
1122     return emu_sound_ioctl(fd, request, argp);
1123
1124   switch (fd) {
1125   /* *********************** */
1126   case FAKEDEV_FB0:
1127   case FAKEDEV_FB1:
1128     if (argp == NULL)
1129       goto fail;
1130
1131     switch (request) {
1132       case FBIOGET_FSCREENINFO: {
1133         struct fb_fix_screeninfo *fix = argp;
1134
1135         memset(fix, 0, sizeof(*fix));
1136         strcpy(fix->id, "mmsp2_RGB0");
1137         fix->type         = FB_TYPE_PACKED_PIXELS;
1138         fix->accel        = FB_ACCEL_NONE;
1139         fix->visual       = FB_VISUAL_TRUECOLOR;
1140         fix->line_length  = 320*2;
1141         fix->smem_start   = (fd == FAKEDEV_FB0) ? 0x03101000 : 0x03381000;
1142         fix->smem_len     = 320*240*2;
1143         return 0;
1144       }
1145       case FBIOGET_VSCREENINFO: {
1146         struct fb_var_screeninfo *var = argp;
1147         static const struct fb_bitfield fbb_red   = { offset: 11, length: 5, };
1148         static const struct fb_bitfield fbb_green = { offset:  5, length: 6, };
1149         static const struct fb_bitfield fbb_blue  = { offset:  0, length: 5, };
1150
1151         memset(var, 0, sizeof(*var));
1152         var->activate     = FB_ACTIVATE_NOW;
1153         var->xres         =
1154         var->xres_virtual = 320;
1155         var->yres         =
1156         var->yres_virtual = 240;
1157         var->width        =
1158         var->height       = -1;
1159         var->vmode        = FB_VMODE_NONINTERLACED;
1160         var->bits_per_pixel = 16;
1161         var->red          = fbb_red;
1162         var->green        = fbb_green;
1163         var->blue         = fbb_blue;
1164         return 0;
1165       }
1166       case FBIOPUT_VSCREENINFO: {
1167         struct fb_var_screeninfo *var = argp;
1168         dbg(" put vscreen: %dx%d@%d\n", var->xres, var->yres, var->bits_per_pixel);
1169         if (var->xres != 320 || var->yres != 240 || var->bits_per_pixel != 16)
1170           return -1;
1171         return 0;
1172       }
1173     }
1174
1175   /* *********************** */
1176   case FAKEDEV_TTY0:
1177     // fake tty0 to make GPH SDL happy
1178     if (request == 0x4b46) // KDGKBENT
1179       return -1;
1180     return 0;
1181   }
1182
1183 fail:
1184   err("bad/ni ioctl(%d, %08x, %p)\n", fd, request, argp);
1185   errno = EINVAL;
1186   return -1;
1187 }
1188
1189 struct dev_fd_t emu_interesting_fds[] = {
1190   [IFD_SOUND] = { "/dev/dsp", -1, emu_sound_open },
1191   { NULL, 0, NULL },
1192 };
1193
1194 static const struct {
1195   const char *from;
1196   const char *to;
1197 } path_map[] = {
1198   { "/mnt/tmp/", "/tmp/" },
1199 };
1200
1201 static const char *wrap_path(const char *path)
1202 {
1203   char *buff;
1204   size_t size;
1205   int i, len;
1206
1207   // do only path mapping for now
1208   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(path_map); i++) {
1209     len = strlen(path_map[i].from);
1210     if (strncmp(path, path_map[i].from, len) == 0) {
1211       size = strlen(path) + strlen(path_map[i].to) + 1;
1212       buff = malloc(size);
1213       if (buff == NULL)
1214         break;
1215       snprintf(buff, size, "%s%s", path_map[i].to, path + len);
1216       dbg("mapped path \"%s\" -> \"%s\"\n", path, buff);
1217       return buff;
1218     }
1219   }
1220
1221   return path;
1222 }
1223
1224 static void wrap_path_free(const char *w_path, const char *old_path)
1225 {
1226   if (w_path != old_path)
1227     free((void *)w_path);
1228 }
1229
1230 void *emu_do_fopen(const char *path, const char *mode)
1231 {
1232   const char *w_path;
1233   FILE *ret;
1234
1235   w_path = wrap_path(path);
1236   ret = fopen(w_path, mode);
1237   wrap_path_free(w_path, path);
1238
1239   return ret;
1240 }
1241
1242 // FIXME: threads..
1243 int emu_do_system(const char *command)
1244 {
1245   static char tmp_path[512];
1246   const char *p2;
1247   char *p;
1248   int ret;
1249
1250   if (command == NULL)
1251     return -1;
1252
1253   // pass through stuff in PATH
1254   p = strchr(command, ' ');
1255   p2 = strchr(command, '/');
1256   if (p2 == NULL || (p != NULL && p2 > p))
1257     return system(command);
1258
1259   make_local_path(tmp_path, sizeof(tmp_path), "ginge_prep");
1260   p = tmp_path + strlen(tmp_path);
1261
1262   p2 = wrap_path(command);
1263   snprintf(p, sizeof(tmp_path) - (p - tmp_path), " --nomenu %s", p2);
1264   wrap_path_free(p2, command);
1265
1266   dbg("system: \"%s\"\n", tmp_path);
1267
1268   // the app might want the screen too..
1269   fb_thread_pause();
1270   ret = system(tmp_path);
1271   fb_thread_resume();
1272   return ret;
1273 }
1274
1275 int emu_do_execve(const char *filename, char *const argv[], char *const envp[])
1276 {
1277   const char **new_argv;
1278   char *prep_path;
1279   int i, ret, argc;
1280
1281   if (filename == NULL)
1282     return -1;
1283
1284   if (strstr(filename, "/gp2xmenu") != NULL)
1285     exit(0);
1286
1287   for (i = 0; argv[i] != NULL; i++)
1288     ;
1289   argc = i + 1;
1290
1291   new_argv = calloc(argc + 2, sizeof(new_argv[0]));
1292   if (new_argv == NULL)
1293     return -1;
1294
1295   prep_path = malloc(512);
1296   if (prep_path == NULL)
1297     return -1;
1298
1299   make_local_path(prep_path, 512, "ginge_prep");
1300   new_argv[0] = prep_path;
1301   new_argv[1] = "--nomenu";
1302   new_argv[2] = wrap_path(filename);
1303
1304   if (argv[0] != NULL)
1305     for (i = 1; argv[i] != NULL; i++)
1306       new_argv[i + 2] = argv[i];
1307
1308   dbg("execve \"%s\" %s \"%s\"\n", new_argv[0], new_argv[1], new_argv[2]);
1309   ret = execve(new_argv[0], (char **)new_argv, envp);
1310   perror("execve");
1311   return ret;
1312 }
1313