restore some hw regs on exit to startup values
[libpicofe.git] / 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 "../common/emu.h"
15 #include "../common/arm_utils.h"
16 #include "940ctl.h"
17
18 volatile unsigned short *gp2x_memregs;
19 volatile unsigned long  *gp2x_memregl;
20 extern void *gp2x_screens[4];
21 static int screensel = 0;
22
23 int memdev = -1;        /* used by code940 */
24 static int touchdev = -1;
25 static int touchcal[7] = { 6203, 0, -1501397, 0, -4200, 16132680, 65536 };
26
27 #define FRAMEBUFF_SIZE  0x30000
28 #define FRAMEBUFF_WHOLESIZE (FRAMEBUFF_SIZE*4) // 320*240*2 + some more
29 #define FRAMEBUFF_ADDR0 (0x4000000 - FRAMEBUFF_WHOLESIZE)
30 #define FRAMEBUFF_ADDR1 (FRAMEBUFF_ADDR0 + FRAMEBUFF_SIZE)
31 #define FRAMEBUFF_ADDR2 (FRAMEBUFF_ADDR1 + FRAMEBUFF_SIZE)
32 #define FRAMEBUFF_ADDR3 (FRAMEBUFF_ADDR2 + FRAMEBUFF_SIZE)
33
34 static const int gp2x_screenaddrs[4] = { FRAMEBUFF_ADDR0, FRAMEBUFF_ADDR1, FRAMEBUFF_ADDR2, FRAMEBUFF_ADDR3 };
35 static int gp2x_screenaddrs_use[4];
36
37 static char gamma_was_changed = 0;
38 static char cpuclk_was_changed = 0;
39 static unsigned short gp2x_screenaddr_old[4];
40 static unsigned short memtimex_old[2];
41 static unsigned short reg0910;
42
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
357 /* these are not quite MMSP2 related,
358  * more to GP2X F100/F200 consoles themselves. */
359 typedef struct ucb1x00_ts_event
360 {
361         unsigned short pressure;
362         unsigned short x;
363         unsigned short y;
364         unsigned short pad;
365         struct timeval stamp;
366 } UCB1X00_TS_EVENT;
367
368 int gp2x_touchpad_read(int *x, int *y)
369 {
370         UCB1X00_TS_EVENT event;
371         static int zero_seen = 0;
372         int retval;
373
374         if (touchdev < 0) return -1;
375
376         retval = read(touchdev, &event, sizeof(event));
377         if (retval <= 0) {
378                 perror("touch read failed");
379                 return -1;
380         }
381         // this is to ignore the messed-up 4.1.x driver
382         if (event.pressure == 0) zero_seen = 1;
383
384         if (x) *x = (event.x * touchcal[0] + touchcal[2]) >> 16;
385         if (y) *y = (event.y * touchcal[4] + touchcal[5]) >> 16;
386         // printf("read %i %i %i\n", event.pressure, *x, *y);
387
388         return zero_seen ? event.pressure : 0;
389 }
390
391 static void proc_set(const char *path, const char *val)
392 {
393         FILE *f;
394         char tmp[16];
395
396         f = fopen(path, "w");
397         if (f == NULL) {
398                 printf("failed to open: %s\n", path);
399                 return;
400         }
401
402         fprintf(f, "0\n");
403         fclose(f);
404
405         printf("\"%s\" is set to: ", path);
406         f = fopen(path, "r");
407         if (f == NULL) {
408                 printf("(open failed)\n");
409                 return;
410         }
411
412         fgets(tmp, sizeof(tmp), f);
413         printf("%s", tmp);
414         fclose(f);
415 }
416
417
418 void mmsp2_init(void)
419 {
420         int i;
421
422         memdev = open("/dev/mem", O_RDWR);
423         if (memdev == -1)
424         {
425                 perror("open(\"/dev/mem\")");
426                 exit(1);
427         }
428
429         gp2x_memregs = mmap(0, 0x10000, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, memdev, 0xc0000000);
430         if (gp2x_memregs == MAP_FAILED)
431         {
432                 perror("mmap(memregs)");
433                 exit(1);
434         }
435         gp2x_memregl = (unsigned long *) gp2x_memregs;
436
437         gp2x_memregs[0x2880>>1] &= ~0x383; // disable cursor, subpict, osd, video layers
438
439         gp2x_screens[0] = mmap(0, FRAMEBUFF_WHOLESIZE, PROT_WRITE, MAP_SHARED,
440                 memdev, gp2x_screenaddrs[0]);
441         if (gp2x_screens[0] == MAP_FAILED)
442         {
443                 perror("mmap(g_screen_ptr)");
444                 exit(1);
445         }
446         printf("framebuffers:\n");
447         printf("  %08x -> %p\n", gp2x_screenaddrs[0], gp2x_screens[0]);
448         for (i = 1; i < 4; i++)
449         {
450                 gp2x_screens[i] = (char *) gp2x_screens[i - 1] + FRAMEBUFF_SIZE;
451                 printf("  %08x -> %p\n", gp2x_screenaddrs[i], gp2x_screens[i]);
452         }
453
454         g_screen_ptr = gp2x_screens[0];
455         screensel = 0;
456
457         gp2x_screenaddr_old[0] = gp2x_memregs[0x290E>>1];
458         gp2x_screenaddr_old[1] = gp2x_memregs[0x2910>>1];
459         gp2x_screenaddr_old[2] = gp2x_memregs[0x2912>>1];
460         gp2x_screenaddr_old[3] = gp2x_memregs[0x2914>>1];
461
462         memcpy(gp2x_screenaddrs_use, gp2x_screenaddrs, sizeof(gp2x_screenaddrs));
463
464         /* save startup values: LCD refresh */
465         get_reg_setting(lcd_rate_defaults);
466
467         /* CPU and RAM timings */
468         reg0910 = gp2x_memregs[0x0910>>1];
469         memtimex_old[0] = gp2x_memregs[0x3802>>1];
470         memtimex_old[1] = gp2x_memregs[0x3804>>1];
471
472         /* touchscreen */
473         touchdev = open("/dev/touchscreen/wm97xx", O_RDONLY);
474         if (touchdev >= 0) {
475                 FILE *pcf = fopen("/etc/pointercal", "r");
476                 if (pcf) {
477                         fscanf(pcf, "%d %d %d %d %d %d %d", &touchcal[0], &touchcal[1],
478                                 &touchcal[2], &touchcal[3], &touchcal[4], &touchcal[5], &touchcal[6]);
479                         fclose(pcf);
480                 }
481                 printf("found touchscreen/wm97xx\n");
482         }
483
484         /* disable Linux read-ahead */
485         proc_set("/proc/sys/vm/max-readahead", "0\n");
486         proc_set("/proc/sys/vm/min-readahead", "0\n");
487
488         /* code940 portion */
489         sharedmem940_init();
490
491         gp2x_video_flip = gp2x_video_flip_;
492         gp2x_video_flip2 = gp2x_video_flip2_;
493         gp2x_video_changemode_ll = gp2x_video_changemode_ll_;
494         gp2x_video_setpalette = gp2x_video_setpalette_;
495         gp2x_video_RGB_setscaling = gp2x_video_RGB_setscaling_;
496         gp2x_video_wait_vsync = gp2x_video_wait_vsync_;
497
498         gp2x_set_cpuclk = gp2x_set_cpuclk_;
499
500         set_lcd_custom_rate = set_lcd_custom_rate_;
501         unset_lcd_custom_rate = unset_lcd_custom_rate_;
502         set_lcd_gamma = set_lcd_gamma_;
503
504         set_ram_timings = set_ram_timings_;
505         unset_ram_timings = unset_ram_timings_;
506 }
507
508 void mmsp2_finish(void)
509 {
510         reset940(1, 3);
511         pause940(1);
512         sharedmem940_finish();
513
514         gp2x_video_RGB_setscaling_(0, 320, 240);
515         gp2x_video_changemode_ll_(16);
516
517         gp2x_memregs[0x290E>>1] = gp2x_screenaddr_old[0];
518         gp2x_memregs[0x2910>>1] = gp2x_screenaddr_old[1];
519         gp2x_memregs[0x2912>>1] = gp2x_screenaddr_old[2];
520         gp2x_memregs[0x2914>>1] = gp2x_screenaddr_old[3];
521
522         unset_lcd_custom_rate_();
523         if (gamma_was_changed)
524                 set_lcd_gamma_(100, 0);
525         unset_ram_timings_();
526         if (cpuclk_was_changed)
527                 gp2x_memregs[0x910>>1] = reg0910;
528
529         munmap(gp2x_screens[0], FRAMEBUFF_WHOLESIZE);
530         munmap((void *)gp2x_memregs, 0x10000);
531         close(memdev);
532         if (touchdev >= 0)
533                 close(touchdev);
534 }
535