4541b02446c87555f8196da206382cf69690208f
[pcsx_rearmed.git] / plugins / gpu_neon / gpu.c
1 /*
2  * (C) Gra┼żvydas "notaz" Ignotas, 2011
3  *
4  * This work is licensed under the terms of any of these licenses
5  * (at your option):
6  *  - GNU GPL, version 2 or later.
7  *  - GNU LGPL, version 2.1 or later.
8  * See the COPYING file in the top-level directory.
9  */
10
11 #include <stdio.h>
12 #include <stdint.h>
13 #include <string.h>
14
15 #define ARRAY_SIZE(x) (sizeof(x) / sizeof((x)[0]))
16 #define unlikely(x) __builtin_expect((x), 0)
17
18 #define CMD_BUFFER_LEN          1024
19
20 static struct __attribute__((aligned(64))) {
21   uint16_t vram[1024 * 512];
22   uint16_t guard[1024 * 512]; // overdraw guard
23   uint32_t cmd_buffer[CMD_BUFFER_LEN];
24   uint32_t regs[16];
25   union {
26     uint32_t reg;
27     struct {
28       uint32_t tx:4;        //  0 texture page
29       uint32_t ty:1;
30       uint32_t abr:2;
31       uint32_t tp:2;        //  7 t.p. mode (4,8,15bpp)
32       uint32_t dtd:1;       //  9 dither
33       uint32_t dfe:1;
34       uint32_t md:1;        // 11 set mask bit when drawing
35       uint32_t me:1;        // 12 no draw on mask
36       uint32_t unkn:3;
37       uint32_t width1:1;    // 16
38       uint32_t width0:2;
39       uint32_t dheight:1;   // 19 double height
40       uint32_t video:1;     // 20 NTSC,PAL
41       uint32_t rgb24:1;
42       uint32_t interlace:1; // 22 interlace on
43       uint32_t blanking:1;  // 23 display not enabled
44       uint32_t unkn2:2;
45       uint32_t busy:1;      // 26 !busy drawing
46       uint32_t img:1;       // 27 ready to DMA image data
47       uint32_t com:1;       // 28 ready for commands
48       uint32_t dma:2;       // 29 off, ?, to vram, from vram
49       uint32_t lcf:1;       // 31
50     };
51   } status;
52   struct {
53     int x, y, w, h;
54     int y1, y2;
55   } screen;
56   struct {
57     int x, y, w, h;
58     int offset;
59   } dma;
60   int cmd_len;
61   const uint32_t *lcf_hc;
62   uint32_t zero;
63 } gpu;
64
65 long GPUinit(void)
66 {
67   gpu.status.reg = 0x14802000;
68   return 0;
69 }
70
71 long GPUshutdown(void)
72 {
73   return 0;
74 }
75
76 void GPUwriteStatus(uint32_t data)
77 {
78   static const short hres[8] = { 256, 368, 320, 384, 512, 512, 640, 640 };
79   static const short vres[4] = { 240, 480, 256, 480 };
80   uint32_t cmd = data >> 24;
81
82   switch (data >> 24) {
83     case 0x00:
84       gpu.status.reg = 0x14802000;
85       break;
86     case 0x03:
87       gpu.status.blanking = data & 1;
88       break;
89     case 0x04:
90       gpu.status.dma = data & 3;
91       break;
92     case 0x05:
93       gpu.screen.x = data & 0x3ff;
94       gpu.screen.y = (data >> 10) & 0x3ff;
95       break;
96     case 0x07:
97       gpu.screen.y1 = data & 0x3ff;
98       gpu.screen.y2 = (data >> 10) & 0x3ff;
99       break;
100     case 0x08:
101       gpu.status.reg = (gpu.status.reg & ~0x7f0000) | ((data & 0x3F) << 17) | ((data & 0x40) << 10);
102       gpu.screen.w = hres[(gpu.status.reg >> 16) & 7];
103       gpu.screen.h = vres[(gpu.status.reg >> 19) & 3];
104       break;
105   }
106
107   if (cmd < ARRAY_SIZE(gpu.regs))
108     gpu.regs[cmd] = data;
109 }
110
111 static const unsigned char cmd_lengths[256] =
112 {
113         0, 0, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
114         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
115         3, 3, 3, 3, 6, 6, 6, 6, 4, 4, 4, 4, 8, 8, 8, 8, // 20
116         5, 5, 5, 5, 8, 8, 8, 8, 7, 7, 7, 7, 11, 11, 11, 11,
117         2, 2, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, // 40
118         3, 3, 3, 3, 0, 0, 0, 0, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
119         2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, // 60
120         1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2,
121         3, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, // 80
122         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
123         2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, // a0
124         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
125         2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, // c0
126         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
127         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, // e0
128         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
129 };
130
131 void do_cmd(uint32_t *list, int count)
132 {
133   uint32_t *list_end = list + count;
134   int cmd;
135   //printf("do_cmd    %p, %d\n", data, count);
136
137   for (; list < list_end; list += 1 + cmd_lengths[cmd])
138   {
139     cmd = list[0] >> 24;
140     switch (cmd)
141     {
142       case 0xe1:
143         gpu.status.reg &= ~0x7ff;
144         gpu.status.reg |= list[0] & 0x7ff;
145         break;
146       case 0xe6:
147         gpu.status.reg &= ~0x1800;
148         gpu.status.reg |= (list[0] & 3) << 11;
149         break;
150     }
151     if ((cmd & 0xf4) == 0x24) {
152       // flat textured prim
153       gpu.status.reg &= ~0x1ff;
154       gpu.status.reg |= list[4] & 0x1ff;
155     }
156     else if ((cmd & 0xf4) == 0x34) {
157       // shaded textured prim
158       gpu.status.reg &= ~0x1ff;
159       gpu.status.reg |= list[5] & 0x1ff;
160     }
161   }
162 }
163
164 #define VRAM_MEM_XY(x, y) &gpu.vram[(y) * 1024 + (x)]
165
166 static inline void do_vram_line(int x, int y, uint16_t *mem, int l, int is_read)
167 {
168   uint16_t *vram = VRAM_MEM_XY(x, y);
169   if (is_read)
170     memcpy(mem, vram, l * 2);
171   else
172     memcpy(vram, mem, l * 2);
173 }
174
175 static int do_vram_io(uint32_t *data, int count, int is_read)
176 {
177   int count_initial = count;
178   uint16_t *sdata = (uint16_t *)data;
179   int x = gpu.dma.x, y = gpu.dma.y;
180   int w = gpu.dma.w, h = gpu.dma.h;
181   int l;
182   count *= 2; // operate in 16bpp pixels
183
184   if (gpu.dma.offset) {
185     l = w - gpu.dma.offset;
186     if (l > count)
187       l = count;
188     do_vram_line(x + gpu.dma.offset, y, sdata, l, is_read);
189     sdata += l;
190     count -= l;
191     y++;
192     h--;
193   }
194
195   for (; h > 0 && count >= w; sdata += w, count -= w, y++, h--) {
196     y &= 511;
197     do_vram_line(x, y, sdata, w, is_read);
198   }
199
200   if (h > 0 && count > 0) {
201     y &= 511;
202     do_vram_line(x, y, sdata, count, is_read);
203     gpu.dma.offset = count;
204     count = 0;
205   }
206   else
207     gpu.dma.offset = 0;
208   gpu.dma.y = y;
209   gpu.dma.h = h;
210
211   return count_initial - (count + 1) / 2;
212 }
213
214 static void start_vram_transfer(uint32_t pos_word, uint32_t size_word, int is_read)
215 {
216   gpu.dma.x = pos_word & 1023;
217   gpu.dma.y = (pos_word >> 16) & 511;
218   gpu.dma.w = size_word & 0xffff; // ?
219   gpu.dma.h = size_word >> 16;
220   gpu.dma.offset = 0;
221
222   if (is_read)
223     gpu.status.img = 1;
224
225   //printf("start_vram_transfer %c (%d, %d) %dx%d\n", is_read ? 'r' : 'w',
226   //  gpu.dma.x, gpu.dma.y, gpu.dma.w, gpu.dma.h);
227 }
228
229 static int check_cmd(uint32_t *data, int count)
230 {
231   int len, cmd, start, pos;
232
233   //printf("check_cmd %p, %d\n", data, count);
234
235   // process buffer
236   for (start = pos = 0;; )
237   {
238     cmd = -1;
239     len = 0;
240
241     if (gpu.dma.h) {
242       pos += do_vram_io(data + pos, count - pos, 0);
243       start = pos;
244     }
245
246     while (pos < count) {
247       cmd = data[pos] >> 24;
248       len = 1 + cmd_lengths[cmd];
249       //printf("  %3d: %02x %d\n", pos, cmd, len);
250       if (pos + len > count) {
251         cmd = -1;
252         break; // incomplete cmd
253       }
254       if (cmd == 0xa0 || cmd == 0xc0)
255         break; // image i/o
256       pos += len;
257     }
258
259     if (pos - start > 0) {
260       do_cmd(data + start, pos - start);
261       start = pos;
262     }
263
264     if (cmd == 0xa0 || cmd == 0xc0) {
265       // consume vram write/read cmd
266       start_vram_transfer(data[pos + 1], data[pos + 2], cmd == 0xc0);
267       pos += len;
268     }
269
270     if (pos == count)
271       return 0;
272
273     if (pos + len > count) {
274       //printf("discarding %d words\n", pos + len - count);
275       return pos + len - count;
276     }
277   }
278 }
279
280 static void flush_cmd_buffer(void)
281 {
282   int left = check_cmd(gpu.cmd_buffer, gpu.cmd_len);
283   if (left > 0)
284     memmove(gpu.cmd_buffer, gpu.cmd_buffer + gpu.cmd_len - left, left * 4);
285   gpu.cmd_len = left;
286 }
287
288 void GPUwriteDataMem(uint32_t *mem, int count)
289 {
290   int left;
291
292   if (unlikely(gpu.cmd_len > 0))
293     flush_cmd_buffer();
294   left = check_cmd(mem, count);
295   if (left)
296     printf("GPUwriteDataMem: discarded %d/%d words\n", left, count);
297 }
298
299 void GPUwriteData(uint32_t data)
300 {
301   gpu.cmd_buffer[gpu.cmd_len++] = data;
302   if (gpu.cmd_len >= CMD_BUFFER_LEN)
303     flush_cmd_buffer();
304 }
305
306 long GPUdmaChain(uint32_t *base, uint32_t addr)
307 {
308   uint32_t *list;
309   int len;
310
311   if (unlikely(gpu.cmd_len > 0))
312     flush_cmd_buffer();
313
314   while (addr != 0xffffff) {
315     list = base + (addr & 0x1fffff) / 4;
316     len = list[0] >> 24;
317     addr = list[0] & 0xffffff;
318     if (len)
319       GPUwriteDataMem(list + 1, len);
320   }
321
322   return 0;
323 }
324
325 void GPUreadDataMem(uint32_t *mem, int count)
326 {
327   if (unlikely(gpu.cmd_len > 0))
328     flush_cmd_buffer();
329   if (gpu.dma.h)
330     do_vram_io(mem, count, 1);
331 }
332
333 uint32_t GPUreadData(void)
334 {
335   uint32_t v = 0;
336   GPUreadDataMem(&v, 1);
337   return v;
338 }
339
340 uint32_t GPUreadStatus(void)
341 {
342   if (unlikely(gpu.cmd_len > 0))
343     flush_cmd_buffer();
344
345   return gpu.status.reg | (*gpu.lcf_hc << 31);
346 }
347
348 typedef struct GPUFREEZETAG
349 {
350   uint32_t ulFreezeVersion;      // should be always 1 for now (set by main emu)
351   uint32_t ulStatus;             // current gpu status
352   uint32_t ulControl[256];       // latest control register values
353   unsigned char psxVRam[1024*1024*2]; // current VRam image (full 2 MB for ZN)
354 } GPUFreeze_t;
355
356 long GPUfreeze(uint32_t type, GPUFreeze_t *freeze)
357 {
358   switch (type) {
359     case 1: // save
360       if (gpu.cmd_len > 0)
361         flush_cmd_buffer();
362       memcpy(freeze->psxVRam, gpu.vram, sizeof(gpu.vram));
363       memcpy(freeze->ulControl, gpu.regs, sizeof(gpu.regs));
364       freeze->ulStatus = gpu.status.reg;
365       break;
366     case 0: // load
367       memcpy(gpu.vram, freeze->psxVRam, sizeof(gpu.vram));
368       memcpy(gpu.regs, freeze->ulControl, sizeof(gpu.regs));
369       gpu.status.reg = freeze->ulStatus;
370       GPUwriteStatus((5 << 24) | gpu.regs[5]);
371       GPUwriteStatus((7 << 24) | gpu.regs[7]);
372       GPUwriteStatus((8 << 24) | gpu.regs[8]);
373       break;
374   }
375
376   return 1;
377 }
378
379 void GPUvBlank(int val, uint32_t *hcnt)
380 {
381   gpu.lcf_hc = &gpu.zero;
382   if (gpu.status.interlace) {
383     if (val)
384       gpu.status.lcf ^= 1;
385   }
386   else {
387     gpu.status.lcf = 0;
388     if (!val)
389       gpu.lcf_hc = hcnt;
390   }
391 }
392
393 // rearmed specific
394
395 #include "../../frontend/plugin_lib.h"
396 #include "../../frontend/arm_utils.h"
397
398 static const struct rearmed_cbs *cbs;
399 static void *screen_buf;
400
401 static void blit(void)
402 {
403   static uint32_t old_status, old_h;
404   int x = gpu.screen.x & ~3; // alignment needed by blitter
405   int y = gpu.screen.y;
406   int w = gpu.screen.w;
407   int h;
408   uint16_t *srcs;
409   uint8_t  *dest;
410
411   srcs = &gpu.vram[y * 1024 + x];
412
413   h = gpu.screen.y2 - gpu.screen.y1;
414   if (gpu.status.dheight)
415     h *= 2;
416
417   if (h <= 0)
418     return;
419
420   if ((gpu.status.reg ^ old_status) & ((7<<16)|(1<<21)) || h != old_h) // width|rgb24 change?
421   {
422     old_status = gpu.status.reg;
423     old_h = h;
424     screen_buf = cbs->pl_fbdev_set_mode(w, h, gpu.status.rgb24 ? 24 : 16);
425   }
426   dest = screen_buf;
427
428   if (gpu.status.rgb24)
429   {
430 #ifndef MAEMO
431     for (; h-- > 0; dest += w * 3, srcs += 1024)
432     {
433       bgr888_to_rgb888(dest, srcs, w * 3);
434     }
435 #else
436     for (; h-- > 0; dest += w * 2, srcs += 1024)
437     {
438       bgr888_to_rgb565(dest, srcs, w * 3);
439     }
440 #endif
441   }
442   else
443   {
444     for (; h-- > 0; dest += w * 2, srcs += 1024)
445     {
446       bgr555_to_rgb565(dest, srcs, w * 2);
447     }
448   }
449
450   screen_buf = cbs->pl_fbdev_flip();
451 }
452
453 void GPUupdateLace(void)
454 {
455   if (!gpu.status.blanking)
456     blit();
457 }
458
459 long GPUopen(void)
460 {
461   cbs->pl_fbdev_open();
462   screen_buf = cbs->pl_fbdev_flip();
463   return 0;
464 }
465
466 long GPUclose(void)
467 {
468   cbs->pl_fbdev_close();
469   return 0;
470 }
471
472 void GPUrearmedCallbacks(const struct rearmed_cbs *cbs_)
473 {
474   cbs = cbs_;
475 }
476
477 // vim:shiftwidth=2:expandtab