gp2x/soc_mmsp2.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <stdlib.h>
   3 #include <string.h>
   4 #include <math.h>
   5 #include <sys/types.h>
   6 #include <sys/stat.h>
   7 #include <fcntl.h>
   8 #include <sys/mman.h>
   9 #include <unistd.h>
  10
  11 #include "soc.h"
  12 #include "soc_mmsp2.h"
  13 #include "plat_gp2x.h"
  14 #include "../emu.h"
  15 #include "../plat.h"
  16 #include "../arm_utils.h"
  17 #include "940ctl.h"
  18
  19 volatile unsigned short *gp2x_memregs;
  20 volatile unsigned long  *gp2x_memregl;
  21 extern void *gp2x_screens[4];
  22 static int screensel = 0;
  23
  24 int memdev = -1;        /* used by code940 */
  25 static int touchdev = -1;
  26 static int touchcal[7] = { 6203, 0, -1501397, 0, -4200, 16132680, 65536 };
  27
  28 #define FRAMEBUFF_SIZE  0x30000
  29 #define FRAMEBUFF_WHOLESIZE (FRAMEBUFF_SIZE*4) // 320*240*2 + some more
  30 #define FRAMEBUFF_ADDR0 (0x4000000 - FRAMEBUFF_WHOLESIZE)
  31 #define FRAMEBUFF_ADDR1 (FRAMEBUFF_ADDR0 + FRAMEBUFF_SIZE)
  32 #define FRAMEBUFF_ADDR2 (FRAMEBUFF_ADDR1 + FRAMEBUFF_SIZE)
  33 #define FRAMEBUFF_ADDR3 (FRAMEBUFF_ADDR2 + FRAMEBUFF_SIZE)
  34
  35 static const int gp2x_screenaddrs[4] = { FRAMEBUFF_ADDR0, FRAMEBUFF_ADDR1, FRAMEBUFF_ADDR2, FRAMEBUFF_ADDR3 };
  36 static int gp2x_screenaddrs_use[4];
  37
  38 static char gamma_was_changed = 0;
  39 static char cpuclk_was_changed = 0;
  40 static unsigned short gp2x_screenaddr_old[4];
  41 static unsigned short memtimex_old[2];
  42 static unsigned short reg0910;
  43
  44 /* video stuff */
  45 static void gp2x_video_flip_(void)
  46 {
  47         unsigned short lsw = (unsigned short) gp2x_screenaddrs_use[screensel&3];
  48         unsigned short msw = (unsigned short)(gp2x_screenaddrs_use[screensel&3] >> 16);
  49
  50         gp2x_memregs[0x2910>>1] = msw;
  51         gp2x_memregs[0x2914>>1] = msw;
  52         gp2x_memregs[0x290E>>1] = lsw;
  53         gp2x_memregs[0x2912>>1] = lsw;
  54
  55         // jump to other buffer:
  56         g_screen_ptr = gp2x_screens[++screensel&3];
  57 }
  58
  59 /* doulblebuffered flip */
  60 static void gp2x_video_flip2_(void)
  61 {
  62         unsigned short msw = (unsigned short)(gp2x_screenaddrs_use[screensel&1] >> 16);
  63
  64         gp2x_memregs[0x2910>>1] = msw;
  65         gp2x_memregs[0x2914>>1] = msw;
  66         gp2x_memregs[0x290E>>1] = 0;
  67         gp2x_memregs[0x2912>>1] = 0;
  68
  69         // jump to other buffer:
  70         g_screen_ptr = gp2x_screens[++screensel&1];
  71 }
  72
  73 static void gp2x_video_changemode_ll_(int bpp)
  74 {
  75         gp2x_memregs[0x28DA>>1] = (((bpp+1)/8)<<9)|0xAB; /*8/15/16/24bpp...*/
  76         gp2x_memregs[0x290C>>1] = 320*((bpp+1)/8); /*line width in bytes*/
  77 }
  78
  79 static void gp2x_video_setpalette_(int *pal, int len)
  80 {
  81         unsigned short *g = (unsigned short *)pal;
  82         volatile unsigned short *memreg = &gp2x_memregs[0x295A>>1];
  83
  84         gp2x_memregs[0x2958>>1] = 0;
  85
  86         len *= 2;
  87         while (len--)
  88                 *memreg = *g++;
  89 }
  90
  91 static void gp2x_video_RGB_setscaling_(int ln_offs, int W, int H)
  92 {
  93         float escalaw, escalah;
  94         int bpp = (gp2x_memregs[0x28DA>>1]>>9)&0x3;
  95         unsigned short scalw;
  96
  97         // set offset
  98         gp2x_screenaddrs_use[0] = gp2x_screenaddrs[0] + ln_offs * 320 * bpp;
  99         gp2x_screenaddrs_use[1] = gp2x_screenaddrs[1] + ln_offs * 320 * bpp;
 100         gp2x_screenaddrs_use[2] = gp2x_screenaddrs[2] + ln_offs * 320 * bpp;
 101         gp2x_screenaddrs_use[3] = gp2x_screenaddrs[3] + ln_offs * 320 * bpp;
 102
 103         escalaw = 1024.0; // RGB Horiz LCD
 104         escalah = 320.0; // RGB Vert LCD
 105
 106         if (gp2x_memregs[0x2800>>1]&0x100) //TV-Out
 107         {
 108                 escalaw=489.0; // RGB Horiz TV (PAL, NTSC)
 109                 if (gp2x_memregs[0x2818>>1]  == 287) //PAL
 110                         escalah=274.0; // RGB Vert TV PAL
 111                 else if (gp2x_memregs[0x2818>>1]  == 239) //NTSC
 112                         escalah=331.0; // RGB Vert TV NTSC
 113         }
 114
 115         // scale horizontal
 116         scalw = (unsigned short)((float)escalaw *(W/320.0));
 117         /* if there is no horizontal scaling, vertical doesn't work.
 118          * Here is a nasty wrokaround... */
 119         if (H != 240 && W == 320) scalw--;
 120         gp2x_memregs[0x2906>>1]=scalw;
 121         // scale vertical
 122         gp2x_memregl[0x2908>>2]=(unsigned long)((float)escalah *bpp *(H/240.0));
 123 }
 124
 125 static void gp2x_video_wait_vsync_(void)
 126 {
 127         unsigned short v = gp2x_memregs[0x1182>>1];
 128         while (!((v ^ gp2x_memregs[0x1182>>1]) & 0x10))
 129                 spend_cycles(1024);
 130 }
 131
 132 /* 940 */
 133 void pause940(int yes)
 134 {
 135         if (yes)
 136                 gp2x_memregs[0x0904>>1] &= 0xFFFE;
 137         else
 138                 gp2x_memregs[0x0904>>1] |= 1;
 139 }
 140
 141 void reset940(int yes, int bank)
 142 {
 143         gp2x_memregs[0x3B48>>1] = ((yes&1) << 7) | (bank & 0x03);
 144 }
 145
 146 /*
 147  * CPU clock
 148  * Fout = (m * Fin) / (p * 2^s)
 149  * m = MDIV+8, p = PDIV+2, s = SDIV
 150  *
 151  * m = (Fout * p * 2^s) / Fin
 152  */
 153
 154 #define SYS_CLK_FREQ 7372800
 155
 156 static void gp2x_set_cpuclk_(unsigned int mhz)
 157 {
 158         unsigned int mdiv, pdiv, sdiv = 0;
 159         unsigned int v;
 160         int i;
 161
 162         pdiv = 3;
 163         mdiv = (mhz * pdiv * 1000000) / SYS_CLK_FREQ;
 164         if (mdiv & ~0xff) {
 165                 fprintf(stderr, "invalid cpuclk MHz: %u\n", mhz);
 166                 return;
 167         }
 168         v = ((mdiv-8)<<8) | ((pdiv-2)<<2) | sdiv;
 169         gp2x_memregs[0x910>>1] = v;
 170
 171         for (i = 0; i < 10000; i++)
 172                 if (!(gp2x_memregs[0x902>>1] & 1))
 173                         break;
 174
 175         cpuclk_was_changed = 1;
 176 }
 177
 178 /* RAM timings */
 179 #define TIMING_CHECK(t, adj, mask) \
 180         t += adj; \
 181         if (t & ~mask) \
 182                 goto bad
 183
 184 static void set_ram_timing_vals(int tCAS, int tRC, int tRAS, int tWR, int tMRD, int tRFC, int tRP, int tRCD)
 185 {
 186         int i;
 187         TIMING_CHECK(tCAS, -2, 0x1);
 188         TIMING_CHECK(tRC,  -1, 0xf);
 189         TIMING_CHECK(tRAS, -1, 0xf);
 190         TIMING_CHECK(tWR,  -1, 0xf);
 191         TIMING_CHECK(tMRD, -1, 0xf);
 192         TIMING_CHECK(tRFC, -1, 0xf);
 193         TIMING_CHECK(tRP,  -1, 0xf);
 194         TIMING_CHECK(tRCD, -1, 0xf);
 195
 196         /* get spend_cycles() into cache */
 197         spend_cycles(1);
 198
 199         gp2x_memregs[0x3802>>1] = ((tMRD & 0xF) << 12) | ((tRFC & 0xF) << 8) | ((tRP & 0xF) << 4) | (tRCD & 0xF);
 200         gp2x_memregs[0x3804>>1] = 0x8000 | ((tCAS & 1) << 12) | ((tRC & 0xF) << 8) | ((tRAS & 0xF) << 4) | (tWR & 0xF);
 201
 202         /* be sure we don't access the mem while it's being reprogrammed */
 203         spend_cycles(128*1024);
 204         for (i = 0; i < 8*1024; i++)
 205                 if (!(gp2x_memregs[0x3804>>1] & 0x8000))
 206                         break;
 207
 208         printf("RAM timings set.\n");
 209         return;
 210 bad:
 211         fprintf(stderr, "RAM timings invalid.\n");
 212 }
 213
 214 static void set_ram_timings_(void)
 215 {
 216         /* craigix: --cas 2 --trc 6 --tras 4 --twr 1 --tmrd 1 --trfc 1 --trp 2 --trcd 2 */
 217         set_ram_timing_vals(2, 6, 4, 1, 1, 1, 2, 2);
 218 }
 219
 220 static void unset_ram_timings_(void)
 221 {
 222         gp2x_memregs[0x3802>>1] = memtimex_old[0];
 223         gp2x_memregs[0x3804>>1] = memtimex_old[1] | 0x8000;
 224         printf("RAM timings reset to startup values.\n");
 225 }
 226
 227 /* LCD refresh */
 228 typedef struct
 229 {
 230         unsigned short reg, valmask, val;
 231 }
 232 reg_setting;
 233
 234 /* 120.00 97/0/2/7|25/ 7/ 7/11/37 */
 235 static const reg_setting lcd_rate_120[] =
 236 {
 237         { 0x0914, 0xffff, (97<<8)|(0<<2)|2 },   /* UPLLSETVREG */
 238         { 0x0924, 0xff00, (2<<14)|(7<<8) },     /* DISPCSETREG */
 239         { 0x281A, 0x00ff, 25 },                 /* .HSWID(T2) */
 240         { 0x281C, 0x00ff, 7 },                  /* .HSSTR(T8) */
 241         { 0x281E, 0x00ff, 7 },                  /* .HSEND(T7) */
 242         { 0x2822, 0x01ff, 11 },                 /* .VSEND (T9) */
 243         { 0x2826, 0x0ff0, 37<<4 },              /* .DESTR(T3) */
 244         { 0, 0, 0 }
 245 };
 246
 247 /* 100.00 96/0/2/7|29/25/53/15/37 */
 248 static const reg_setting lcd_rate_100[] =
 249 {
 250         { 0x0914, 0xffff, (96<<8)|(0<<2)|2 },   /* UPLLSETVREG */
 251         { 0x0924, 0xff00, (2<<14)|(7<<8) },     /* DISPCSETREG */
 252         { 0x281A, 0x00ff, 29 },                 /* .HSWID(T2) */
 253         { 0x281C, 0x00ff, 25 },                 /* .HSSTR(T8) */
 254         { 0x281E, 0x00ff, 53 },                 /* .HSEND(T7) */
 255         { 0x2822, 0x01ff, 15 },                 /* .VSEND (T9) */
 256         { 0x2826, 0x0ff0, 37<<4 },              /* .DESTR(T3) */
 257         { 0, 0, 0 }
 258 };
 259
 260 static reg_setting lcd_rate_defaults[] =
 261 {
 262         { 0x0914, 0xffff, 0 },
 263         { 0x0924, 0xff00, 0 },
 264         { 0x281A, 0x00ff, 0 },
 265         { 0x281C, 0x00ff, 0 },
 266         { 0x281E, 0x00ff, 0 },
 267         { 0x2822, 0x01ff, 0 },
 268         { 0x2826, 0x0ff0, 0 },
 269         { 0, 0, 0 }
 270 };
 271
 272 static void get_reg_setting(reg_setting *set)
 273 {
 274         for (; set->reg; set++)
 275         {
 276                 unsigned short val = gp2x_memregs[set->reg >> 1];
 277                 val &= set->valmask;
 278                 set->val = val;
 279         }
 280 }
 281
 282 static void set_reg_setting(const reg_setting *set)
 283 {
 284         for (; set->reg; set++)
 285         {
 286                 unsigned short val = gp2x_memregs[set->reg >> 1];
 287                 val &= ~set->valmask;
 288                 val |= set->val;
 289                 gp2x_memregs[set->reg >> 1] = val;
 290         }
 291 }
 292
 293 static void set_lcd_custom_rate_(int is_pal)
 294 {
 295         if (gp2x_memregs[0x2800>>1] & 0x100) // tv-out
 296                 return;
 297
 298         printf("setting custom LCD refresh (%d Hz)... ", is_pal ? 100 : 120);
 299         fflush(stdout);
 300
 301         set_reg_setting(is_pal ? lcd_rate_100 : lcd_rate_120);
 302         printf("done.\n");
 303 }
 304
 305 static void unset_lcd_custom_rate_(void)
 306 {
 307         printf("reset to prev LCD refresh.\n");
 308         set_reg_setting(lcd_rate_defaults);
 309 }
 310
 311 static void set_lcd_gamma_(int g100, int A_SNs_curve)
 312 {
 313         float gamma = (float) g100 / 100;
 314         int i;
 315         gamma = 1 / gamma;
 316
 317         /* enable gamma */
 318         gp2x_memregs[0x2880>>1] &= ~(1<<12);
 319
 320         gp2x_memregs[0x295C>>1] = 0;
 321         for (i = 0; i < 256; i++)
 322         {
 323                 unsigned char g;
 324                 unsigned short s;
 325                 const unsigned short grey50=143, grey75=177, grey25=97;
 326                 double blah;
 327
 328                 if (A_SNs_curve)
 329                 {
 330                         // The next formula is all about gaussian interpolation
 331                         blah = ((  -128 * exp(-powf((float) i/64.0f + 2.0f , 2.0f))) +
 332                                 (   -64 * exp(-powf((float) i/64.0f + 1.0f , 2.0f))) +
 333                                 (grey25 * exp(-powf((float) i/64.0f - 1.0f , 2.0f))) +
 334                                 (grey50 * exp(-powf((float) i/64.0f - 2.0f , 2.0f))) +
 335                                 (grey75 * exp(-powf((float) i/64.0f - 3.0f , 2.0f))) +
 336                                 (   256 * exp(-powf((float) i/64.0f - 4.0f , 2.0f))) +
 337                                 (   320 * exp(-powf((float) i/64.0f - 5.0f , 2.0f))) +
 338                                 (   384 * exp(-powf((float) i/64.0f - 6.0f , 2.0f)))) / 1.772637;
 339                         blah += 0.5;
 340                 }
 341                 else
 342                 {
 343                         blah = i;
 344                 }
 345
 346                 g = (unsigned char)(255.0 * pow(blah/255.0, gamma));
 347                 //printf("%d : %d\n", i, g);
 348                 s = (g<<8) | g;
 349                 gp2x_memregs[0x295E>>1]= s;
 350                 gp2x_memregs[0x295E>>1]= g;
 351         }
 352
 353         gamma_was_changed = 1;
 354 }
 355
 356 static int gp2x_read_battery_(void)
 357 {
 358         return -1; /* TODO? */
 359 }
 360
 361 /* these are not quite MMSP2 related,
 362  * more to GP2X F100/F200 consoles themselves. */
 363 typedef struct ucb1x00_ts_event
 364 {
 365         unsigned short pressure;
 366         unsigned short x;
 367         unsigned short y;
 368         unsigned short pad;
 369         struct timeval stamp;
 370 } UCB1X00_TS_EVENT;
 371
 372 int gp2x_touchpad_read(int *x, int *y)
 373 {
 374         UCB1X00_TS_EVENT event;
 375         static int zero_seen = 0;
 376         int retval;
 377
 378         if (touchdev < 0) return -1;
 379
 380         retval = read(touchdev, &event, sizeof(event));
 381         if (retval <= 0) {
 382                 perror("touch read failed");
 383                 return -1;
 384         }
 385         // this is to ignore the messed-up 4.1.x driver
 386         if (event.pressure == 0) zero_seen = 1;
 387
 388         if (x) *x = (event.x * touchcal[0] + touchcal[2]) >> 16;
 389         if (y) *y = (event.y * touchcal[4] + touchcal[5]) >> 16;
 390         // printf("read %i %i %i\n", event.pressure, *x, *y);
 391
 392         return zero_seen ? event.pressure : 0;
 393 }
 394
 395 static void proc_set(const char *path, const char *val)
 396 {
 397         FILE *f;
 398         char tmp[16];
 399
 400         f = fopen(path, "w");
 401         if (f == NULL) {
 402                 printf("failed to open: %s\n", path);
 403                 return;
 404         }
 405
 406         fprintf(f, "0\n");
 407         fclose(f);
 408
 409         printf("\"%s\" is set to: ", path);
 410         f = fopen(path, "r");
 411         if (f == NULL) {
 412                 printf("(open failed)\n");
 413                 return;
 414         }
 415
 416         fgets(tmp, sizeof(tmp), f);
 417         printf("%s", tmp);
 418         fclose(f);
 419 }
 420
 421
 422 void mmsp2_init(void)
 423 {
 424         int i;
 425
 426         memdev = open("/dev/mem", O_RDWR);
 427         if (memdev == -1)
 428         {
 429                 perror("open(\"/dev/mem\")");
 430                 exit(1);
 431         }
 432
 433         gp2x_memregs = mmap(0, 0x10000, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, memdev, 0xc0000000);
 434         if (gp2x_memregs == MAP_FAILED)
 435         {
 436                 perror("mmap(memregs)");
 437                 exit(1);
 438         }
 439         gp2x_memregl = (unsigned long *) gp2x_memregs;
 440
 441         gp2x_memregs[0x2880>>1] &= ~0x383; // disable cursor, subpict, osd, video layers
 442
 443         gp2x_screens[0] = mmap(0, FRAMEBUFF_WHOLESIZE, PROT_WRITE, MAP_SHARED,
 444                 memdev, gp2x_screenaddrs[0]);
 445         if (gp2x_screens[0] == MAP_FAILED)
 446         {
 447                 perror("mmap(g_screen_ptr)");
 448                 exit(1);
 449         }
 450         printf("framebuffers:\n");
 451         printf("  %08x -> %p\n", gp2x_screenaddrs[0], gp2x_screens[0]);
 452         for (i = 1; i < 4; i++)
 453         {
 454                 gp2x_screens[i] = (char *) gp2x_screens[i - 1] + FRAMEBUFF_SIZE;
 455                 printf("  %08x -> %p\n", gp2x_screenaddrs[i], gp2x_screens[i]);
 456         }
 457
 458         g_screen_ptr = gp2x_screens[0];
 459         screensel = 0;
 460
 461         gp2x_screenaddr_old[0] = gp2x_memregs[0x290E>>1];
 462         gp2x_screenaddr_old[1] = gp2x_memregs[0x2910>>1];
 463         gp2x_screenaddr_old[2] = gp2x_memregs[0x2912>>1];
 464         gp2x_screenaddr_old[3] = gp2x_memregs[0x2914>>1];
 465
 466         memcpy(gp2x_screenaddrs_use, gp2x_screenaddrs, sizeof(gp2x_screenaddrs));
 467
 468         /* save startup values: LCD refresh */
 469         get_reg_setting(lcd_rate_defaults);
 470
 471         /* CPU and RAM timings */
 472         reg0910 = gp2x_memregs[0x0910>>1];
 473         memtimex_old[0] = gp2x_memregs[0x3802>>1];
 474         memtimex_old[1] = gp2x_memregs[0x3804>>1];
 475
 476         /* touchscreen */
 477         touchdev = open("/dev/touchscreen/wm97xx", O_RDONLY);
 478         if (touchdev >= 0) {
 479                 FILE *pcf = fopen("/etc/pointercal", "r");
 480                 if (pcf) {
 481                         fscanf(pcf, "%d %d %d %d %d %d %d", &touchcal[0], &touchcal[1],
 482                                 &touchcal[2], &touchcal[3], &touchcal[4], &touchcal[5], &touchcal[6]);
 483                         fclose(pcf);
 484                 }
 485                 printf("found touchscreen/wm97xx\n");
 486         }
 487
 488         /* disable Linux read-ahead */
 489         proc_set("/proc/sys/vm/max-readahead", "0\n");
 490         proc_set("/proc/sys/vm/min-readahead", "0\n");
 491
 492         /* code940 portion */
 493         sharedmem940_init();
 494
 495         gp2x_video_flip = gp2x_video_flip_;
 496         gp2x_video_flip2 = gp2x_video_flip2_;
 497         gp2x_video_changemode_ll = gp2x_video_changemode_ll_;
 498         gp2x_video_setpalette = gp2x_video_setpalette_;
 499         gp2x_video_RGB_setscaling = gp2x_video_RGB_setscaling_;
 500         gp2x_video_wait_vsync = gp2x_video_wait_vsync_;
 501
 502         gp2x_set_cpuclk = gp2x_set_cpuclk_;
 503
 504         set_lcd_custom_rate = set_lcd_custom_rate_;
 505         unset_lcd_custom_rate = unset_lcd_custom_rate_;
 506         set_lcd_gamma = set_lcd_gamma_;
 507
 508         set_ram_timings = set_ram_timings_;
 509         unset_ram_timings = unset_ram_timings_;
 510         gp2x_read_battery = gp2x_read_battery_;
 511
 512         gp2x_get_ticks_ms = plat_get_ticks_ms_good;
 513         gp2x_get_ticks_us = plat_get_ticks_us_good;
 514 }
 515
 516 void mmsp2_finish(void)
 517 {
 518         reset940(1, 3);
 519         pause940(1);
 520         sharedmem940_finish();
 521
 522         gp2x_video_RGB_setscaling_(0, 320, 240);
 523         gp2x_video_changemode_ll_(16);
 524
 525         gp2x_memregs[0x290E>>1] = gp2x_screenaddr_old[0];
 526         gp2x_memregs[0x2910>>1] = gp2x_screenaddr_old[1];
 527         gp2x_memregs[0x2912>>1] = gp2x_screenaddr_old[2];
 528         gp2x_memregs[0x2914>>1] = gp2x_screenaddr_old[3];
 529
 530         unset_lcd_custom_rate_();
 531         if (gamma_was_changed)
 532                 set_lcd_gamma_(100, 0);
 533         unset_ram_timings_();
 534         if (cpuclk_was_changed)
 535                 gp2x_memregs[0x910>>1] = reg0910;
 536
 537         munmap(gp2x_screens[0], FRAMEBUFF_WHOLESIZE);
 538         munmap((void *)gp2x_memregs, 0x10000);
 539         close(memdev);
 540         if (touchdev >= 0)
 541                 close(touchdev);
 542 }
 543