loader/emu.c

   1 // vim:shiftwidth=2:expandtab
   2 // a "gentle" reminder
   3 #ifdef __ARM_EABI__
   4 #error loader is meant to be OABI!
   5 #endif
   6 #include <stdio.h>
   7 #include <stdlib.h>
   8 #include <string.h>
   9 #include <alloca.h>
  10 #include <ctype.h>
  11 #include <sys/types.h>
  12 #include <sys/stat.h>
  13 #include <fcntl.h>
  14 #include <sys/mman.h>
  15 #include <sys/types.h>
  16 #include <unistd.h>
  17 #include <signal.h>
  18 #include <asm/ucontext.h>
  19 #include <pthread.h>
  20 #include <errno.h>
  21 #include <time.h>
  22 #include <sys/resource.h>
  23 #include <sys/ioctl.h>
  24 #include <linux/soundcard.h>
  25 #include <linux/fb.h>
  26
  27 #include "header.h"
  28 #include "../common/host_fb.h"
  29 #include "../common/cmn.h"
  30 #include "sys_cacheflush.h"
  31 #include "realfuncs.h"
  32
  33 #if (DBG & 2) && !(DBG & 4)
  34 #define LOG_IO_UNK
  35 #endif
  36 #if (DBG & 4)
  37 #define LOG_IO
  38 #endif
  39 //#define LOG_SEGV
  40
  41 #ifdef LOG_IO
  42 #define iolog log_io
  43 #else
  44 #define iolog(...)
  45 #endif
  46
  47 #ifdef LOG_IO_UNK
  48 #define iolog_unh log_io
  49 #else
  50 #define iolog_unh(...)
  51 #endif
  52
  53 #ifdef LOG_SEGV
  54 #define segvlog printf
  55 #else
  56 #define segvlog(...)
  57 #endif
  58
  59 #if defined(LOG_IO) || defined(LOG_IO_UNK)
  60 #include "mmsp2-regs.h"
  61 #endif
  62
  63 typedef unsigned long long u64;
  64 typedef unsigned int   u32;
  65 typedef unsigned short u16;
  66 typedef unsigned char  u8;
  67
  68 static pthread_mutex_t fb_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
  69 static pthread_cond_t fb_cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
  70
  71 static struct {
  72   u32 dstctrl;
  73   u32 dstaddr;
  74   u32 dststride;
  75   u32 srcctrl;
  76   u32 srcaddr;          //
  77   u32 srcstride;
  78   u32 srcforcolor;
  79   u32 srcbackcolor;
  80   u32 patctrl;          //
  81   u32 patforcolor;
  82   u32 patbackcolor;
  83   u32 size;
  84   u32 ctrl;             //
  85   u32 run;
  86   u32 intc;
  87   u32 srcfifo;
  88 } blitter;
  89
  90 #define SRCCTRL_INVIDEO         (1 << 8)
  91 #define SRCCTRL_SRCENB          (1 << 7)
  92 #define CTRL_TRANSPARENCYENB    (1 << 11)
  93
  94 static struct {
  95   // mmsp2
  96   u16 mlc_stl_cntl;
  97   union {
  98     u32 mlc_stl_adr; // mlcaddress for pollux
  99     struct {
 100       u16 mlc_stl_adrl;
 101       u16 mlc_stl_adrh;
 102     };
 103   };
 104   u16 mlc_stl_pallt_a;
 105   union {
 106     u16 mlc_stl_pallt_d[256*2];
 107     u32 mlc_stl_pallt_d32[256];
 108   };
 109
 110   // pollux
 111   u32 mlccontrol;
 112   u16 mlcpalette[256];
 113
 114   // state
 115   void *umem;
 116   u32 old_mlc_stl_adr;
 117   u32 btn_state; // as seen through /dev/GPIO: 0PVdVu YXBA RLSeSt 0Ri0Dn 0Le0Up
 118   struct {
 119     u32 width, height;
 120     u32 stride;
 121     u32 bpp;
 122     u32 dirty_pal:2;
 123   } v;
 124 } mmsp2;
 125 #define pollux mmsp2 // so that code doesn't look that weird
 126 enum {
 127   DIRTY_PAL_MMSP2 = 1,
 128   DIRTY_PAL_POLLUX = 2,
 129 };
 130
 131
 132 #if defined(LOG_IO) || defined(LOG_IO_UNK)
 133 static void log_io(const char *pfx, u32 a, u32 d, int size)
 134 {
 135   const char *fmt, *reg = "";
 136   switch (size) {
 137   case  8: fmt = "%s %08x       %02x %s\n"; d &= 0xff; break;
 138   case 32: fmt = "%s %08x %08x %s\n";       break;
 139   default: fmt = "%s %08x     %04x %s\n";   d &= 0xffff; break;
 140   }
 141
 142   if ((a & ~0xffff) == 0x7f000000)
 143     reg = regnames[a & 0xffff];
 144
 145   printf(fmt, pfx, a, d, reg);
 146 }
 147 #endif
 148
 149 static void memset16(void *dst, u32 pattern, int count)
 150 {
 151   u32 *dl;
 152   u16 *d;
 153
 154   d = (u16 *)((long)dst & ~1);
 155   if ((long)d & 2) {
 156     *d++ = pattern;
 157     count--;
 158   }
 159   dl = (void *)d;
 160   pattern |= pattern << 16;
 161
 162   while (count >= 2) {
 163     *dl++ = pattern;
 164     count -= 2;
 165   }
 166   if (count)
 167     *(u16 *)dl = pattern;
 168 }
 169
 170 static void blt_tr(void *dst, void *src, u32 trc, int w)
 171 {
 172   u16 *d = (u16 *)((long)dst & ~1);
 173   u16 *s = (u16 *)((long)src & ~1);
 174
 175   // XXX: optimize
 176   for (; w > 0; d++, s++, w--)
 177     if (*s != trc)
 178       *d = *s;
 179 }
 180
 181 #define dump_blitter() \
 182 { \
 183   u32 *r = &blitter.dstctrl; \
 184   int i; \
 185   for (i = 0; i < 4*4; i++, r++) { \
 186     printf("%08x ", *r); \
 187     if ((i & 3) == 3) \
 188       printf("\n"); \
 189   } \
 190 }
 191
 192 static void *uppermem_lookup(u32 addr, u8 **mem_end)
 193 {
 194   // XXX: maybe support mirroring?
 195   if ((addr & 0xfe000000) != 0x02000000)
 196     return NULL;
 197
 198   *mem_end = (u8 *)mmsp2.umem + 0x02000000;
 199   return (u8 *)mmsp2.umem - 0x02000000 + addr;
 200 }
 201
 202 static void blitter_do(void)
 203 {
 204   u8 *dst, *dste, *src = NULL, *srce = NULL;
 205   int w, h, sstrd, dstrd;
 206   int to_screen = 0;
 207   u32 bpp, addr;
 208
 209   w = blitter.size & 0x7ff;
 210   h = (blitter.size >> 16) & 0x7ff;
 211   sstrd = blitter.srcstride;
 212   dstrd = blitter.dststride;
 213
 214   // XXX: need to confirm this..
 215   addr = (blitter.dstaddr & ~3) | ((blitter.dstctrl & 0x1f) >> 3);
 216
 217   // use dst bpp.. How does it do blits with different src bpp?
 218   bpp = (blitter.dstctrl & 0x20) ? 16 : 8;
 219
 220   // maybe the screen?
 221   if (((w == 320 && h == 240) || // blit whole screen
 222        (w * h >= 320*240/2)) &&  // ..or at least half of the area
 223        mmsp2.mlc_stl_adr <= addr && addr < mmsp2.mlc_stl_adr + 320*240*2)
 224     to_screen = 1;
 225
 226   dst = uppermem_lookup(addr, &dste);
 227
 228   // XXX: assume fill if no SRCENB, but it could be pattern blit..
 229   if (blitter.srcctrl & SRCCTRL_SRCENB) {
 230     if (!(blitter.srcctrl & SRCCTRL_INVIDEO))
 231       goto bad_blit;
 232
 233     addr = (blitter.srcaddr & ~3) | ((blitter.srcctrl & 0x1f) >> 3);
 234     src = uppermem_lookup(addr, &srce);
 235     if (src == NULL)
 236       goto bad_blit;
 237
 238     if (src + sstrd * h > srce) {
 239       err("blit %08x->%08x %dx%d did not fit src\n",
 240         blitter.srcaddr, blitter.dstaddr, w, h);
 241       h = (srce - src) / sstrd;
 242     }
 243   }
 244
 245   if (dst == NULL)
 246     goto bad_blit;
 247
 248   if (dst + dstrd * h > dste) {
 249     err("blit %08x->%08x %dx%d did not fit dst\n",
 250       blitter.srcaddr, blitter.dstaddr, w, h);
 251     h = (dste - dst) / dstrd;
 252   }
 253
 254   if (src != NULL) {
 255     // copy
 256     if (bpp == 16 && (blitter.ctrl & CTRL_TRANSPARENCYENB)) {
 257       u32 trc = blitter.ctrl >> 16;
 258       for (; h > 0; h--, dst += dstrd, src += sstrd)
 259         blt_tr(dst, src, trc, w);
 260     }
 261     else {
 262       for (; h > 0; h--, dst += dstrd, src += sstrd)
 263         memcpy(dst, src, w * bpp / 8);
 264     }
 265   }
 266   else {
 267     // fill. Assume the pattern is cleared and bg color is used
 268     u32 bgc = blitter.patbackcolor & 0xffff;
 269     if (bpp == 16) {
 270       for (; h > 0; h--, dst += dstrd)
 271         memset16(dst, bgc, w);
 272     }
 273     else {
 274       for (; h > 0; h--, dst += dstrd)
 275         memset(dst, bgc, w); // bgc?
 276     }
 277   }
 278
 279   if (to_screen)
 280     pthread_cond_signal(&fb_cond);
 281   return;
 282
 283 bad_blit:
 284   err("blit %08x->%08x %dx%d translated to %p->%p\n",
 285     blitter.srcaddr, blitter.dstaddr, w, h, src, dst);
 286   dump_blitter();
 287 }
 288
 289 // FIXME: pass real dimensions to blitters
 290 static void mlc_flip(void *src, int bpp, int stride)
 291 {
 292   static int old_bpp;
 293
 294   // only pass pal to host if it's dirty
 295   if (bpp <= 8 && mmsp2.v.dirty_pal) {
 296     if (mmsp2.v.dirty_pal == DIRTY_PAL_MMSP2)
 297       host_video_update_pal32(mmsp2.mlc_stl_pallt_d32);
 298     else
 299       host_video_update_pal16(mmsp2.mlcpalette);
 300     mmsp2.v.dirty_pal = 0;
 301   }
 302
 303   if (bpp != old_bpp) {
 304     host_video_change_bpp(bpp);
 305     old_bpp = bpp;
 306   }
 307
 308   switch (bpp) {
 309   case  4:
 310     host_video_blit4(src, 320, 240, stride);
 311     break;
 312
 313   case  8:
 314     host_video_blit8(src, 320, 240, stride);
 315     break;
 316
 317   case 16:
 318     host_video_blit16(src, 320, 240, stride);
 319     break;
 320
 321   case 24:
 322     // TODO
 323     break;
 324   }
 325 }
 326
 327 #define ts_add_nsec(ts, ns) { \
 328   ts.tv_nsec += ns; \
 329   if (ts.tv_nsec >= 1000000000) { \
 330     ts.tv_sec++; \
 331     ts.tv_nsec -= 1000000000; \
 332   } \
 333 }
 334
 335 static int fb_sync_thread_paused;
 336
 337 static void *fb_sync_thread(void *arg)
 338 {
 339   int invalid_fb_addr = 1;
 340   int manual_refresh = 0;
 341   int frame_counter = 0;
 342   struct timespec ts;
 343   int ret, wait_ret;
 344
 345   //ret = pthread_setschedprio(pthread_self(), -1);
 346   //log("pthread_setschedprio %d\n", ret);
 347   //ret = setpriority(PRIO_PROCESS, 0, -1);
 348   //log("setpriority %d\n", ret);
 349
 350   ret = clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
 351   if (ret != 0) {
 352     perror(PFX "clock_gettime");
 353     exit(1);
 354   }
 355
 356   while (1) {
 357     u8 *gp2x_fb, *gp2x_fb_end;
 358
 359     ret =  pthread_mutex_lock(&fb_mutex);
 360     wait_ret = pthread_cond_timedwait(&fb_cond, &fb_mutex, &ts);
 361     ret |= pthread_mutex_unlock(&fb_mutex);
 362
 363     if (ret != 0) {
 364       err("fb_thread: mutex error: %d\n", ret);
 365       sleep(1);
 366       goto check_keys;
 367     }
 368     if (wait_ret != 0 && wait_ret != ETIMEDOUT) {
 369       err("fb_thread: cond error: %d\n", wait_ret);
 370       sleep(1);
 371       goto check_keys;
 372     }
 373     if (fb_sync_thread_paused) {
 374       ts_add_nsec(ts, 100000000);
 375       goto check_keys;
 376     }
 377
 378     if (wait_ret != ETIMEDOUT) {
 379       clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
 380       ts_add_nsec(ts, 50000000);
 381       manual_refresh++;
 382       if (manual_refresh == 2)
 383         dbg("fb_thread: switch to manual refresh\n");
 384     } else {
 385       ts_add_nsec(ts, 16666667);
 386       if (manual_refresh > 1)
 387         dbg("fb_thread: switch to auto refresh\n");
 388       manual_refresh = 0;
 389     }
 390
 391     gp2x_fb = uppermem_lookup(mmsp2.mlc_stl_adr, &gp2x_fb_end);
 392     if (gp2x_fb == NULL || gp2x_fb + 320*240 * mmsp2.v.bpp / 8 > gp2x_fb_end) {
 393       if (!invalid_fb_addr) {
 394         err("fb_thread: %08x is out of range\n", mmsp2.mlc_stl_adr);
 395         invalid_fb_addr = 1;
 396       }
 397       continue;
 398     }
 399
 400     invalid_fb_addr = 0;
 401     mlc_flip(gp2x_fb, mmsp2.v.bpp, mmsp2.v.stride);
 402
 403     frame_counter++;
 404     if (frame_counter & 0x0f)
 405       continue;
 406
 407 check_keys:
 408     // this is to check for kill key, in case main thread hung
 409     // or something else went wrong.
 410     pollux.btn_state = host_read_btns();
 411   }
 412 }
 413
 414 static void fb_thread_pause(void)
 415 {
 416   fb_sync_thread_paused = 1;
 417   // wait until it finishes last refresh
 418   // that it might be doing now
 419   usleep(10000);
 420 }
 421
 422 static void fb_thread_resume(void)
 423 {
 424   fb_sync_thread_paused = 0;
 425 }
 426
 427 static u32 xread32_io_cmn(u32 a, u32 *handled)
 428 {
 429   u32 d = 0;
 430
 431   *handled = 1;
 432   switch (a) {
 433   // Wiz stuff
 434   case 0x402c: // MLCVSTRIDE0
 435   case 0x4060: // MLCVSTRIDE1
 436     d = pollux.v.stride;
 437     break;
 438   case 0x4038: // MLCADDRESS0
 439   case 0x406c: // MLCADDRESS1
 440     d = pollux.mlc_stl_adr;
 441     break;
 442   // wiz_lib reads:
 443   //  ???? ???? YXBA DURiLe ???? VdVuMS LR?? ????
 444   // |     GPIOC[31:16]    |    GPIOB[31:16]     |
 445   case 0xa058: // GPIOBPAD
 446     d =  (pollux.btn_state >> 1) & 0x0100;
 447     d |= (pollux.btn_state << 1) & 0x0200;
 448     d |= (pollux.btn_state >> 3) & 0x0080;
 449     d |= (pollux.btn_state >> 5) & 0x0040;
 450     d |= (pollux.btn_state >> 6) & 0x0c00;
 451     d <<= 16;
 452     d = ~d;
 453     break;
 454   case 0xa098: // GPIOCPAD
 455     pollux.btn_state = host_read_btns();
 456     d =  (pollux.btn_state >> 8) & 0x00f0;
 457     d |= (pollux.btn_state >> 1) & 0x0008;
 458     d |= (pollux.btn_state << 2) & 0x0004;
 459     d |= (pollux.btn_state >> 5) & 0x0002;
 460     d |= (pollux.btn_state >> 2) & 0x0001;
 461     d <<= 16;
 462     d = ~d;
 463     break;
 464   default:
 465     *handled = 0;
 466     break;
 467   }
 468
 469   return d;
 470 }
 471
 472 static u32 xread8(u32 a)
 473 {
 474   iolog("r8 ", a, 0, 8);
 475   iolog_unh("r8 ", a, 0, 8);
 476   return 0;
 477 }
 478
 479 static u32 xread16(u32 a)
 480 {
 481   static u32 fudge, old_a;
 482   u32 d = 0, t;
 483
 484   if ((a & 0xffff0000) == 0x7f000000) {
 485     u32 a_ = a & 0xffff;
 486     switch (a_) {
 487     case 0x0910: // FPLL
 488     case 0x0912:
 489       d = 0x9407;
 490       break;
 491     // minilib reads as:
 492     //  0000 P000 VuVd00 0000 YXBA RLSeSt 0Ri0D 0Le0U
 493     // |        GPIOD        |GPIOC[8:15]|GPIOM[0:7] |
 494     // /dev/GPIO:
 495     //             ... 0PVdVu ...
 496     case 0x1184: // GPIOC
 497       d = ~mmsp2.btn_state & 0xff00;
 498       d |= 0x00ff;
 499       break;
 500     case 0x1186: // GPIOD
 501       t = ~mmsp2.btn_state;
 502       d  = (t >> 9)  & 0x0080;
 503       d |= (t >> 11) & 0x0040;
 504       d |= (t >> 7)  & 0x0800;
 505       d |= 0x373b;
 506       break;
 507     case 0x1198: // GPIOM
 508       mmsp2.btn_state = host_read_btns();
 509       d = ~mmsp2.btn_state & 0xff;
 510       d |= 0x01aa;
 511       break;
 512     case 0x1836: // reserved
 513       d = 0x2330;
 514       break;
 515     case 0x2816: // DPC_X_MAX
 516       d = 319;
 517       break;
 518     case 0x2818: // DPC_Y_MAX
 519       d = 239;
 520       break;
 521     case 0x28da:
 522       d = mmsp2.mlc_stl_cntl;
 523       break;
 524     case 0x290e:
 525     case 0x2912:
 526       d = mmsp2.mlc_stl_adrl;
 527       break;
 528     case 0x2910:
 529     case 0x2914:
 530       d = mmsp2.mlc_stl_adrh;
 531       break;
 532     case 0x2958:
 533       d = mmsp2.mlc_stl_pallt_a;
 534       break;
 535
 536     default:
 537       d = xread32_io_cmn(a_, &t);
 538       if (!t)
 539         goto unk;
 540       if (!(a_ & 2))
 541         d >>= 16;
 542       break;
 543     }
 544     goto out;
 545   }
 546
 547 unk:
 548   if (a == old_a) {
 549     d = fudge;
 550     fudge = ~fudge;
 551   }
 552   old_a = a;
 553   iolog_unh("r16", a, d & 0xffff, 16);
 554
 555 out:
 556   d &= 0xffff;
 557   iolog("r16", a, d, 16);
 558   return d;
 559 }
 560
 561 static u32 xread32(u32 a)
 562 {
 563   u32 d = 0;
 564   if ((a & 0xfff00000) == 0x7f000000) {
 565     u32 a_ = a & 0xffff;
 566     struct timespec ts;
 567     u64 t64;
 568     u32 t;
 569
 570     switch (a_) {
 571     case 0x0a00: // TCOUNT, 1/7372800s
 572       clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
 573       t64 = (u64)ts.tv_sec * 1000000000 + ts.tv_nsec;
 574       // t * 7372800.0 / 1000000000 * 0x100000000 ~= t * 31665935
 575       t64 *= 31665935;
 576       d = t64 >> 32;
 577       break;
 578
 579     default:
 580       d = xread32_io_cmn(a_, &t);
 581       if (!t)
 582         goto unh;
 583       break;
 584     }
 585     goto out;
 586   }
 587   if ((a & 0xfff00000) == 0x7f100000) {
 588     u32 *bl = &blitter.dstctrl;
 589     u32 a_ = a & 0xfff;
 590     if (a_ < 0x40) {
 591       d = bl[a_ / 4];
 592       if (a_ == 0x34)
 593         d = 0; // not busy
 594       goto out;
 595     }
 596   }
 597
 598 unh:
 599   iolog_unh("r32", a, d, 32);
 600
 601 out:
 602   iolog("r32", a, d, 32);
 603   return d;
 604 }
 605
 606 static void xwrite8(u32 a, u32 d)
 607 {
 608   iolog("w8 ", a, d, 8);
 609   iolog_unh("w8 ", a, d, 8);
 610 }
 611
 612 static void xwrite16(u32 a, u32 d)
 613 {
 614   iolog("w16", a, d, 16);
 615   if ((a & 0xfff00000) == 0x7f000000) {
 616     u32 a_ = a & 0xffff;
 617     switch (a_) {
 618       case 0x28da: {
 619         int mode;
 620         mmsp2.mlc_stl_cntl = d | 0xaa;
 621         mode = (d >> 9) & 3;
 622         mmsp2.v.bpp = mode ? mode * 8 : 4;
 623         break;
 624       }
 625       case 0x290c:
 626         mmsp2.v.stride = d;
 627         return;
 628       case 0x290e:
 629       case 0x2910:
 630         // odd addresses don't affect LCD. What about TV?
 631         return;
 632       case 0x2912:
 633         mmsp2.mlc_stl_adrl = d;
 634         return;
 635       case 0x2914:
 636         mmsp2.mlc_stl_adrh = d;
 637         if (mmsp2.mlc_stl_adr != mmsp2.old_mlc_stl_adr)
 638           // ask for refresh
 639           pthread_cond_signal(&fb_cond);
 640         mmsp2.old_mlc_stl_adr = mmsp2.mlc_stl_adr;
 641         return;
 642       case 0x2958:
 643         mmsp2.mlc_stl_pallt_a = d & 0x1ff;
 644         return;
 645       case 0x295a:
 646         mmsp2.mlc_stl_pallt_d[mmsp2.mlc_stl_pallt_a++] = d;
 647         mmsp2.mlc_stl_pallt_a &= 0x1ff;
 648         mmsp2.v.dirty_pal = DIRTY_PAL_MMSP2;
 649         return;
 650     }
 651   }
 652   iolog_unh("w16", a, d, 16);
 653 }
 654
 655 static void xwrite32(u32 a, u32 d)
 656 {
 657   iolog("w32", a, d, 32);
 658
 659   if ((a & 0xfff00000) == 0x7f000000) {
 660     u32 a_ = a & 0xffff;
 661     switch (a_) {
 662     // Wiz
 663     case 0x4024: // MLCCONTROL0
 664     case 0x4058: // MLCCONTROL1
 665       pollux.mlccontrol = d;
 666       if (!(d & 0x20))
 667         return; // layer not enabled
 668       if ((d >> 16) == 0x443A)
 669         pollux.v.bpp = 8;
 670       else
 671         pollux.v.bpp = 16;
 672       return;
 673     case 0x402c: // MLCVSTRIDE0
 674     case 0x4060: // MLCVSTRIDE1
 675       pollux.v.stride = d;
 676       return;
 677     case 0x4038: // MLCADDRESS0
 678     case 0x406c: // MLCADDRESS1
 679       pollux.mlc_stl_adr = d;
 680       if (d != mmsp2.old_mlc_stl_adr)
 681         // ask for refresh
 682         pthread_cond_signal(&fb_cond);
 683       mmsp2.old_mlc_stl_adr = d;
 684       return;
 685     case 0x403c: // MLCPALETTE0
 686     case 0x4070: // MLCPALETTE1
 687       pollux.mlcpalette[d >> 24] = d;
 688       pollux.v.dirty_pal = DIRTY_PAL_POLLUX;
 689       return;
 690     }
 691   }
 692   if ((a & 0xfff00000) == 0x7f100000) {
 693     u32 *bl = &blitter.dstctrl;
 694     u32 a_ = a & 0xfff;
 695     if (a_ < 0x40) {
 696       bl[a_ / 4] = d;
 697       if (a_ == 0x34 && (d & 1))
 698         blitter_do();
 699       return;
 700     }
 701   }
 702   iolog_unh("w32", a, d, 32);
 703 }
 704
 705 #define LINKPAGE_SIZE 0x1000
 706 #define LINKPAGE_COUNT 4
 707 #define LINKPAGE_ALLOC (LINKPAGE_SIZE * LINKPAGE_COUNT)
 708
 709 struct op_context {
 710   u32 pc;
 711   u32 op;
 712   u32 code[0];
 713 };
 714
 715 struct op_linkpage {
 716   void (*handler)(struct op_context *op_ctx);
 717   u32 code[0];
 718 };
 719
 720 struct op_stackframe {
 721   u32 saved_regs[15];
 722   u32 cpsr;
 723 };
 724
 725 static struct op_linkpage *g_linkpage;
 726 static u32 *g_code_ptr;
 727 static int g_linkpage_count;
 728
 729 #define BIT_SET(v, b) (v & (1 << (b)))
 730
 731 void emu_handle_op(struct op_context *op_ctx, struct op_stackframe *sframe)
 732 {
 733   u32 *regs = sframe->saved_regs;
 734   u32 op = op_ctx->op;
 735   u32 t, shift, ret, addr;
 736   int rn, rd;
 737
 738   rd = (op & 0x0000f000) >> 12;
 739   rn = (op & 0x000f0000) >> 16;
 740
 741   if ((op & 0x0f200090) == 0x01000090) { // AM3: LDRH, STRH
 742     if (!BIT_SET(op, 5)) // !H
 743       goto unhandled;
 744     if (BIT_SET(op, 6) && !BIT_SET(op, 20)) // S && !L
 745       goto unhandled;
 746
 747     if (BIT_SET(op, 22))                // imm offset
 748       t = ((op & 0xf00) >> 4) | (op & 0x0f);
 749     else                                // reg offset
 750       t = regs[op & 0x000f];
 751
 752     if (!BIT_SET(op, 23))
 753       t = -t;
 754     addr = regs[rn] + t;
 755
 756     if (BIT_SET(op, 20)) { // Load
 757       ret = xread16(addr);
 758       if (BIT_SET(op, 6)) { // S
 759         ret <<= 16;
 760         ret = (signed int)ret >> 16;
 761       }
 762       regs[rd] = ret;
 763     }
 764     else
 765       xwrite16(addr, regs[rd]);
 766   }
 767   else if ((op & 0x0d200000) == 0x05000000) { // AM2: LDR[B], STR[B]
 768     if (BIT_SET(op, 25)) {              // reg offs
 769       if (BIT_SET(op, 4))
 770         goto unhandled;
 771
 772       t = regs[op & 0x000f];
 773       shift = (op & 0x0f80) >> 7;
 774       switch ((op & 0x0060) >> 5) {
 775         case 0: t = t << shift; break;
 776         case 1: t = t >> (shift + 1); break;
 777         case 2: t = (signed int)t >> (shift + 1); break;
 778         case 3: goto unhandled; // I'm just lazy
 779       }
 780     }
 781     else                                // imm offs
 782       t = op & 0x0fff;
 783
 784     if (!BIT_SET(op, 23))
 785       t = -t;
 786     addr = regs[rn] + t;
 787
 788     if (BIT_SET(op, 20)) { // Load
 789       if (BIT_SET(op, 22)) // Byte
 790         ret = xread8(addr);
 791       else
 792         ret = xread32(addr);
 793       regs[rd] = ret;
 794     }
 795     else {
 796       if (BIT_SET(op, 22)) // Byte
 797         xwrite8(addr, regs[rd]);
 798       else
 799         xwrite32(addr, regs[rd]);
 800     }
 801   }
 802   else
 803     goto unhandled;
 804
 805 #if 0
 806   if (addr != addr_check) {
 807     fprintf(stderr, "bad calculated addr: %08x vs %08x\n", addr, addr_check);
 808     abort();
 809   }
 810 #endif
 811   return;
 812
 813 unhandled:
 814   err("unhandled IO op %08x @ %08x\n", op, op_ctx->pc);
 815 }
 816
 817 static u32 make_offset12(u32 *pc, u32 *target)
 818 {
 819   int lp_offs, u = 1;
 820
 821   lp_offs = (char *)target - (char *)pc - 2*4;
 822   if (lp_offs < 0) {
 823     lp_offs = -lp_offs;
 824     u = 0;
 825   }
 826   if (lp_offs >= LINKPAGE_SIZE) {
 827     err("linkpage too far: %d\n", lp_offs);
 828     abort();
 829   }
 830
 831   return (u << 23) | lp_offs;
 832 }
 833
 834 static u32 make_jmp(u32 *pc, u32 *target, int bl)
 835 {
 836   int jmp_val;
 837
 838   jmp_val = target - pc - 2;
 839   if (jmp_val < (int)0xff000000 || jmp_val > 0x00ffffff) {
 840     err("jump out of range (%p -> %p)\n", pc, target);
 841     abort();
 842   }
 843
 844   return 0xea000000 | (bl << 24) | (jmp_val & 0x00ffffff);
 845 }
 846
 847 static void emit_op(u32 op)
 848 {
 849   *g_code_ptr++ = op;
 850 }
 851
 852 static void emit_op_io(u32 op, u32 *target)
 853 {
 854   op |= make_offset12(g_code_ptr, target);
 855   emit_op(op);
 856 }
 857
 858 static void init_linkpage(void)
 859 {
 860   g_linkpage->handler = emu_call_handle_op;
 861   g_code_ptr = g_linkpage->code;
 862 }
 863
 864 static void segv_sigaction(int num, siginfo_t *info, void *ctx)
 865 {
 866   struct ucontext *context = ctx;
 867   u32 *regs = (u32 *)&context->uc_mcontext.arm_r0;
 868   u32 *pc = (u32 *)regs[15];
 869   struct op_context *op_ctx;
 870   int i, lp_size;
 871
 872   if (((regs[15] ^ (u32)&segv_sigaction) & 0xff000000) == 0 ||         // PC is in our segment or
 873       (((regs[15] ^ (u32)g_linkpage) & ~(LINKPAGE_ALLOC - 1)) == 0) || // .. in linkpage
 874       ((long)info->si_addr & 0xffe00000) != 0x7f000000)                // faulting not where expected
 875   {
 876     // real crash - time to die
 877     err("segv %d %p @ %08x\n", info->si_code, info->si_addr, regs[15]);
 878     for (i = 0; i < 8; i++)
 879       dbg(" r%d=%08x r%2d=%08x\n", i, regs[i], i+8, regs[i+8]);
 880     signal(num, SIG_DFL);
 881     raise(num);
 882     return;
 883   }
 884   segvlog("segv %d %p @ %08x\n", info->si_code, info->si_addr, regs[15]);
 885
 886   // spit PC and op
 887   op_ctx = (void *)g_code_ptr;
 888   op_ctx->pc = (u32)pc;
 889   op_ctx->op = *pc;
 890   g_code_ptr = &op_ctx->code[0];
 891
 892   // emit jump to code ptr
 893   *pc = make_jmp(pc, g_code_ptr, 0);
 894
 895   // generate code:
 896   emit_op   (0xe50d0000 + 0xf00 - 4 * 0);                        // str r0, [sp, #(-0xf00 + r0_offs)]
 897   emit_op   (0xe50de000 + 0xf00 - 4 * 14);                       // str lr, [sp, #(-0xf00 + lr_offs)]
 898   emit_op   (0xe24f0000 + (g_code_ptr - (u32 *)op_ctx + 2) * 4); // sub r0, pc, #op_ctx
 899   emit_op   (0xe1a0e00f);                                        // mov lr, pc
 900   emit_op_io(0xe51ff000, (u32 *)&g_linkpage->handler);           // ldr pc, =handle_op
 901   emit_op   (0xe51de000 + 0xf00 - 4 * 14);                       // ldr lr, [sp, #(-0xf00 + lr_offs)]
 902   emit_op   (make_jmp(g_code_ptr, pc + 1, 0));                   // jmp <back>
 903
 904   // sync caches
 905   sys_cacheflush(pc, pc + 1);
 906   sys_cacheflush(g_linkpage, g_code_ptr);
 907
 908   lp_size = (char *)g_code_ptr - (char *)g_linkpage;
 909   segvlog("code #%d %d/%d\n", g_linkpage_count, lp_size, LINKPAGE_SIZE);
 910
 911   if (lp_size + 13*4 > LINKPAGE_SIZE) {
 912     g_linkpage_count++;
 913     if (g_linkpage_count >= LINKPAGE_COUNT) {
 914       err("too many linkpages needed\n");
 915       abort();
 916     }
 917     g_linkpage = (void *)((char *)g_linkpage + LINKPAGE_SIZE);
 918     init_linkpage();
 919   }
 920   //handle_op(regs[15], op, regs, (u32)info->si_addr);
 921   //regs[15] += 4;
 922 }
 923
 924 void emu_init(void *map_bottom)
 925 {
 926   sigaction_t segv_action = {
 927     .sa_sigaction = segv_sigaction,
 928     .sa_flags = SA_SIGINFO,
 929   };
 930   pthread_t tid;
 931   void *pret;
 932   int ret;
 933
 934 #ifdef PND
 935   if (geteuid() == 0) {
 936     fprintf(stderr, "don't try to run as root, device registers or memory "
 937                     "might get trashed crashing the OS or even damaging the device.\n");
 938     exit(1);
 939   }
 940 #endif
 941
 942   g_linkpage = (void *)(((u32)map_bottom - LINKPAGE_ALLOC) & ~0xfff);
 943   pret = mmap(g_linkpage, LINKPAGE_ALLOC, PROT_READ|PROT_WRITE,
 944               MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS|MAP_FIXED, -1, 0);
 945   if (pret != g_linkpage) {
 946     perror(PFX "mmap linkpage");
 947     exit(1);
 948   }
 949   log("linkpages @ %p\n", g_linkpage);
 950   init_linkpage();
 951
 952   // host stuff
 953   ret = host_init();
 954   if (ret != 0) {
 955     err("can't init host\n");
 956     exit(1);
 957   }
 958
 959   ret = host_video_init(NULL, 0);
 960   if (ret != 0) {
 961     err("can't init host video\n");
 962     exit(1);
 963   }
 964
 965   // TODO: check if this really fails on Wiz..
 966   mmsp2.umem = mmap(NULL, 0x2000000, PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC,
 967                     MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
 968 #ifdef WIZ
 969   if (mmsp2.umem == MAP_FAILED) {
 970     // we are short on memmory on Wiz, need special handling
 971     extern void *host_mmap_upper(void);
 972     mmsp2.umem = host_mmap_upper();
 973   }
 974 #endif
 975   if (mmsp2.umem == MAP_FAILED) {
 976     perror(PFX "mmap upper mem");
 977     exit(1);
 978   }
 979
 980   ret = pthread_create(&tid, NULL, fb_sync_thread, NULL);
 981   if (ret != 0) {
 982     err("failed to create fb_sync_thread: %d\n", ret);
 983     exit(1);
 984   }
 985   pthread_detach(tid);
 986
 987   // defaults
 988   mmsp2.mlc_stl_adr = 0x03101000; // fb2 is at 0x03381000
 989   mmsp2.mlc_stl_cntl = 0x4ab; // 16bpp, region 1 active
 990   mmsp2.v.width = 320;
 991   mmsp2.v.height = 240;
 992   mmsp2.v.stride = 320*2;
 993   mmsp2.v.bpp = 16;
 994   mmsp2.v.dirty_pal = 1;
 995
 996   sigemptyset(&segv_action.sa_mask);
 997   sigaction(SIGSEGV, &segv_action, NULL);
 998 }
 999
1000 int emu_read_gpiodev(void *buf, int count)
1001 {
1002   if (count <= 0) {
1003     err("gpiodev read %d?\n", count);
1004     return -1;
1005   }
1006   if (count > 4)
1007     count = 4;
1008
1009   mmsp2.btn_state = host_read_btns();
1010   memcpy(buf, &mmsp2.btn_state, count);
1011   return count;
1012 }
1013
1014 static void *emu_mmap_dev(unsigned int length, int prot, int flags, unsigned int offset)
1015 {
1016   u8 *umem, *umem_end;
1017
1018   // SoC regs
1019   if ((offset & ~0x1ffff) == 0xc0000000) {
1020     return mmap((void *)0x7f000000, length, PROT_NONE,
1021       MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS|MAP_FIXED|MAP_NORESERVE, -1, 0);
1022   }
1023   // MMSP2 blitter
1024   if ((offset & ~0xffff) == 0xe0020000) {
1025     return mmap((void *)0x7f100000, length, PROT_NONE,
1026       MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS|MAP_FIXED|MAP_NORESERVE, -1, 0);
1027   }
1028   // upper mem
1029   if ((offset & 0xfe000000) != 0x02000000) {
1030     err("unexpected devmem mmap @ %08x\n", offset);
1031     errno = EINVAL;
1032     return MAP_FAILED;
1033   }
1034
1035   umem = uppermem_lookup(offset, &umem_end);
1036   if (umem + length > umem_end)
1037     err("warning: uppermem @ %08x overflows by %d bytes\n",
1038         offset, umem + length - umem_end);
1039
1040   dbg("upper mem @ %08x %d\n", offset, length);
1041   return umem;
1042 }
1043
1044 void *emu_do_mmap(unsigned int length, int prot, int flags, int fd, unsigned int offset)
1045 {
1046   if (fd == FAKEDEV_MEM)
1047     return emu_mmap_dev(length, prot, flags, offset);
1048
1049   if (fd == FAKEDEV_FB0)
1050     return emu_mmap_dev(length, prot, flags, offset + 0x03101000);
1051
1052   if (fd == FAKEDEV_FB1)
1053     return emu_mmap_dev(length, prot, flags, offset + 0x03381000);
1054
1055   err("bad/ni mmap(?, %d, %x, %x, %d, %08x)\n", length, prot, flags, fd, offset);
1056   errno = EINVAL;
1057   return MAP_FAILED;
1058 }
1059
1060 static void emu_sound_open(int fd)
1061 {
1062 #ifdef PND
1063   int ret, frag;
1064
1065   // set default buffer size to 16 * 1K
1066   frag = (16<<16) | 10; // 16K
1067   ret = ioctl(fd, SNDCTL_DSP_SETFRAGMENT, &frag);
1068   if (ret != 0) {
1069     err("snd ioctl SETFRAGMENT %08x: ", frag);
1070     perror(NULL);
1071   }
1072 #endif
1073 }
1074
1075 static int emu_sound_ioctl(int fd, int request, void *argp)
1076 {
1077   int *arg = argp;
1078
1079 #if 0
1080   dbg("snd ioctl(%d, %08x, %p)", fd, request, argp);
1081   if (arg != NULL)
1082     dbg_c(" [%d]", *arg);
1083   dbg_c("\n");
1084 #endif
1085
1086   /* People set strange frag settings on GP2X, which even manage
1087    * to break audio on pandora (causes writes to fail).
1088    * Catch this and set to something that works. */
1089   switch(request) {
1090     case SNDCTL_DSP_SETFRAGMENT: {
1091       int ret, bsize, frag, frag_cnt;
1092       if (arg == NULL)
1093         break;
1094
1095       frag = *arg & 0xffff;
1096       frag_cnt = *arg >> 16;
1097       bsize = frag_cnt << frag;
1098       if (frag < 10 || bsize < 4096*4 || bsize > 4096*4*2) {
1099         /*
1100          * ~4ms. gpSP wants small buffers or else it stutters
1101          * because of it's audio thread sync stuff
1102          * XXX: hardcoding, as low samplerates will result in small fragment size,
1103          * which itself causes ALSA stall and hangs the program.
1104          * Also some apps change samplerate without reopening /dev/dsp,
1105          * which causes ALSA to reject SNDCTL_DSP_SETFRAGMENT.
1106          */
1107         bsize = 44100 / 250 * 4;
1108
1109         for (frag = 0; bsize; bsize >>= 1, frag++)
1110           ;
1111
1112         frag_cnt = 16;
1113       }
1114
1115       frag |= frag_cnt << 16;
1116       ret = ioctl(fd, SNDCTL_DSP_SETFRAGMENT, &frag);
1117       if (ret != 0) {
1118         err("snd ioctl SETFRAGMENT %08x: ", frag);
1119         perror(NULL);
1120       }
1121       // indicate success even if we fail (because of ALSA mostly),
1122       // things like MikMod will bail out otherwise.
1123       return 0;
1124     }
1125     case SNDCTL_DSP_SYNC:
1126       // Franxis tends to use sync/write loops, bad idea under ALSA
1127       return 0;
1128     default:
1129       break;
1130   }
1131
1132   return ioctl(fd, request, argp);
1133 }
1134
1135 int emu_do_ioctl(int fd, int request, void *argp)
1136 {
1137   if (fd == emu_interesting_fds[IFD_SOUND].fd)
1138     return emu_sound_ioctl(fd, request, argp);
1139
1140   switch (fd) {
1141   /* *********************** */
1142   case FAKEDEV_FB0:
1143   case FAKEDEV_FB1:
1144     if (argp == NULL)
1145       goto fail;
1146
1147     switch (request) {
1148       case FBIOGET_FSCREENINFO: {
1149         struct fb_fix_screeninfo *fix = argp;
1150
1151         memset(fix, 0, sizeof(*fix));
1152         strcpy(fix->id, "mmsp2_RGB0");
1153         fix->type         = FB_TYPE_PACKED_PIXELS;
1154         fix->accel        = FB_ACCEL_NONE;
1155         fix->visual       = FB_VISUAL_TRUECOLOR;
1156         fix->line_length  = 320*2;
1157         fix->smem_start   = (fd == FAKEDEV_FB0) ? 0x03101000 : 0x03381000;
1158         fix->smem_len     = 320*240*2;
1159         return 0;
1160       }
1161       case FBIOGET_VSCREENINFO: {
1162         struct fb_var_screeninfo *var = argp;
1163         static const struct fb_bitfield fbb_red   = { offset: 11, length: 5, };
1164         static const struct fb_bitfield fbb_green = { offset:  5, length: 6, };
1165         static const struct fb_bitfield fbb_blue  = { offset:  0, length: 5, };
1166
1167         memset(var, 0, sizeof(*var));
1168         var->activate     = FB_ACTIVATE_NOW;
1169         var->xres         =
1170         var->xres_virtual = 320;
1171         var->yres         =
1172         var->yres_virtual = 240;
1173         var->width        =
1174         var->height       = -1;
1175         var->vmode        = FB_VMODE_NONINTERLACED;
1176         var->bits_per_pixel = 16;
1177         var->red          = fbb_red;
1178         var->green        = fbb_green;
1179         var->blue         = fbb_blue;
1180         return 0;
1181       }
1182       case FBIOPUT_VSCREENINFO: {
1183         struct fb_var_screeninfo *var = argp;
1184         dbg(" put vscreen: %dx%d@%d\n", var->xres, var->yres, var->bits_per_pixel);
1185         if (var->xres != 320 || var->yres != 240 || var->bits_per_pixel != 16)
1186           return -1;
1187         return 0;
1188       }
1189     }
1190
1191   /* *********************** */
1192   case FAKEDEV_TTY0:
1193     // fake tty0 to make GPH SDL happy
1194     if (request == 0x4b46) // KDGKBENT
1195       return -1;
1196     return 0;
1197   }
1198
1199 fail:
1200   err("bad/ni ioctl(%d, %08x, %p)\n", fd, request, argp);
1201   errno = EINVAL;
1202   return -1;
1203 }
1204
1205 struct dev_fd_t emu_interesting_fds[] = {
1206   [IFD_SOUND] = { "/dev/dsp", -1, emu_sound_open },
1207   { NULL, 0, NULL },
1208 };
1209
1210 static const struct {
1211   const char *from;
1212   const char *to;
1213 } path_map[] = {
1214   { "/mnt/tmp", "./tmp" },
1215 };
1216
1217 static const char *wrap_path(const char *path)
1218 {
1219   char *buff, *p;
1220   size_t size;
1221   int i, len;
1222
1223   // do only path mapping for now
1224   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(path_map); i++) {
1225     p = strstr(path, path_map[i].from);
1226     if (p != NULL) {
1227       size = strlen(path) + strlen(path_map[i].to) + 1;
1228       buff = malloc(size);
1229       if (buff == NULL)
1230         break;
1231       len = p - path;
1232       strncpy(buff, path, len);
1233       snprintf(buff + len, size - len, "%s%s", path_map[i].to,
1234         path + len + strlen(path_map[i].from));
1235       dbg("mapped path \"%s\" -> \"%s\"\n", path, buff);
1236       return buff;
1237     }
1238   }
1239
1240   return path;
1241 }
1242
1243 static void wrap_path_free(const char *w_path, const char *old_path)
1244 {
1245   if (w_path != old_path)
1246     free((void *)w_path);
1247 }
1248
1249 void *emu_do_fopen(const char *path, const char *mode)
1250 {
1251   const char *w_path;
1252   FILE *ret;
1253
1254   w_path = wrap_path(path);
1255   ret = fopen(w_path, mode);
1256   wrap_path_free(w_path, path);
1257
1258   return ret;
1259 }
1260
1261 // FIXME: threads..
1262 int emu_do_system(const char *command)
1263 {
1264   static char tmp_path[512];
1265   int need_ginge = 0;
1266   const char *p2;
1267   char *p;
1268   int ret;
1269
1270   if (command == NULL)
1271     return -1;
1272
1273   for (p2 = command; *p2 && isspace(*p2); p2++)
1274     ;
1275
1276   if (*p2 == '.') // relative path?
1277     need_ginge = 1;
1278   else if (*p2 == '/' && strncmp(p2, "/bin", 4) && strncmp(p2, "/lib", 4)
1279            && strncmp(p2, "/sbin", 4) && strncmp(p2, "/usr", 4))
1280     // absolute path, but not a system command
1281     need_ginge = 1;
1282
1283   p2 = wrap_path(command);
1284   if (need_ginge) {
1285     make_local_path(tmp_path, sizeof(tmp_path), "ginge_prep");
1286     p = tmp_path + strlen(tmp_path);
1287
1288     snprintf(p, sizeof(tmp_path) - (p - tmp_path), " --nomenu %s", p2);
1289   }
1290   else
1291     snprintf(tmp_path, sizeof(tmp_path), "%s", p2);
1292   wrap_path_free(p2, command);
1293
1294   dbg("system: \"%s\"\n", tmp_path);
1295
1296   // the app might want the screen too..
1297   fb_thread_pause();
1298   ret = system(tmp_path);
1299   fb_thread_resume();
1300   return ret;
1301 }
1302
1303 int emu_do_execve(const char *filename, char *const argv[], char *const envp[])
1304 {
1305   const char **new_argv;
1306   char *prep_path;
1307   int i, ret, argc;
1308
1309   if (filename == NULL)
1310     return -1;
1311
1312   if (strstr(filename, "/gp2xmenu") != NULL)
1313     exit(0);
1314
1315   for (i = 0; argv[i] != NULL; i++)
1316     ;
1317   argc = i + 1;
1318
1319   new_argv = calloc(argc + 2, sizeof(new_argv[0]));
1320   if (new_argv == NULL)
1321     return -1;
1322
1323   prep_path = malloc(512);
1324   if (prep_path == NULL)
1325     return -1;
1326
1327   make_local_path(prep_path, 512, "ginge_prep");
1328   new_argv[0] = prep_path;
1329   new_argv[1] = "--nomenu";
1330   new_argv[2] = wrap_path(filename);
1331
1332   if (argv[0] != NULL)
1333     for (i = 1; argv[i] != NULL; i++)
1334       new_argv[i + 2] = argv[i];
1335
1336   dbg("execve \"%s\" %s \"%s\"\n", new_argv[0], new_argv[1], new_argv[2]);
1337   ret = execve(new_argv[0], (char **)new_argv, envp);
1338   perror("execve");
1339   return ret;
1340 }
1341