Pico/VideoPort.c

   1 // This is part of Pico Library\r
   2 \r
   3 // (c) Copyright 2004 Dave, All rights reserved.\r
   4 // (c) Copyright 2006 notaz, All rights reserved.\r
   5 // Free for non-commercial use.\r
   6 \r
   7 // For commercial use, separate licencing terms must be obtained.\r
   8 \r
   9 \r
  10 #include "PicoInt.h"\r
  11 \r
  12 extern const unsigned char  hcounts_32[];\r
  13 extern const unsigned char  hcounts_40[];\r
  14 extern const unsigned short vcounts[];\r
  15 extern int rendstatus;\r
  16 \r
  17 typedef unsigned short u16;\r
  18 \r
  19 \r
  20 static __inline void AutoIncrement()\r
  21 {\r
  22   Pico.video.addr=(unsigned short)(Pico.video.addr+Pico.video.reg[0xf]);\r
  23 }\r
  24 \r
  25 static void VideoWrite(u16 d)\r
  26 {\r
  27   unsigned int a=Pico.video.addr;\r
  28 \r
  29   switch (Pico.video.type)\r
  30   {\r
  31     case 1: if(a&1) d=(u16)((d<<8)|(d>>8)); // If address is odd, bytes are swapped (which game needs this?)\r
  32             Pico.vram [(a>>1)&0x7fff]=d;\r
  33             rendstatus|=0x10; break;\r
  34     case 3: Pico.m.dirtyPal = 1;\r
  35             //dprintf("w[%i] @ %04x, inc=%i [%i|%i]", Pico.video.type, a, Pico.video.reg[0xf], Pico.m.scanline, SekCyclesDone());\r
  36             Pico.cram [(a>>1)&0x003f]=d; break; // wraps (Desert Strike)\r
  37     case 5: Pico.vsram[(a>>1)&0x003f]=d; break;\r
  38   }\r
  39 \r
  40   //dprintf("w[%i] @ %04x, inc=%i [%i|%i]", Pico.video.type, a, Pico.video.reg[0xf], Pico.m.scanline, SekCyclesDone());\r
  41   AutoIncrement();\r
  42 }\r
  43 \r
  44 static unsigned int VideoRead()\r
  45 {\r
  46   unsigned int a=0,d=0;\r
  47 \r
  48   a=Pico.video.addr; a>>=1;\r
  49 \r
  50   switch (Pico.video.type)\r
  51   {\r
  52     case 0: d=Pico.vram [a&0x7fff]; break;\r
  53     case 8: d=Pico.cram [a&0x003f]; break;\r
  54     case 4: d=Pico.vsram[a&0x003f]; break;\r
  55   }\r
  56   \r
  57   AutoIncrement();\r
  58   return d;\r
  59 }\r
  60 \r
  61 // calculate the number of cycles 68k->VDP dma operation would take\r
  62 static int DmaSlowBurn(int len)\r
  63 {\r
  64   // test: Legend of Galahad, Time Killers\r
  65   int burn,maxlen,line=Pico.m.scanline;\r
  66 \r
  67   if(line == -1) line=vcounts[SekCyclesDone()>>8];\r
  68   maxlen=(224-line)*18;\r
  69   if(len <= maxlen)\r
  70     burn = len*(((488<<8)/18))>>8;\r
  71   else {\r
  72     burn  = maxlen*(((488<<8)/18))>>8;\r
  73     burn += (len-maxlen)*(((488<<8)/180))>>8;\r
  74   }\r
  75 \r
  76   return burn;\r
  77 }\r
  78 \r
  79 static int GetDmaLength()\r
  80 {\r
  81   struct PicoVideo *pvid=&Pico.video;\r
  82   int len=0;\r
  83   // 16-bit words to transfer:\r
  84   len =pvid->reg[0x13];\r
  85   len|=pvid->reg[0x14]<<8;\r
  86   // Charles MacDonald:\r
  87   if(!len) len = 0xffff;\r
  88   return len;\r
  89 }\r
  90 \r
  91 static void DmaSlow(int len)\r
  92 {\r
  93   u16 *pd=0, *pdend, *r;\r
  94   unsigned int a=Pico.video.addr, a2, d;\r
  95   unsigned char inc=Pico.video.reg[0xf];\r
  96   unsigned int source, burn;\r
  97 \r
  98   source =Pico.video.reg[0x15]<<1;\r
  99   source|=Pico.video.reg[0x16]<<9;\r
 100   source|=Pico.video.reg[0x17]<<17;\r
 101 \r
 102   //dprintf("DmaSlow[%i] %06x->%04x len %i inc=%i blank %i [%i|%i]", Pico.video.type, source, a, len, inc,\r
 103   //         (Pico.video.status&8)||!(Pico.video.reg[1]&0x40), Pico.m.scanline, SekCyclesDone());\r
 104 \r
 105   if ((source&0xe00000)==0xe00000) { pd=(u16 *)(Pico.ram+(source&0xfffe)); pdend=(u16 *)(Pico.ram+0x10000); } // Ram\r
 106   else if(source<Pico.romsize)     { pd=(u16 *)(Pico.rom+(source&~1)); pdend=(u16 *)(Pico.rom+Pico.romsize); } // Rom\r
 107   else return; // Invalid source address\r
 108 \r
 109   // CPU is stopped during DMA, so we burn some cycles to compensate that\r
 110   if((Pico.video.status&8)||!(Pico.video.reg[1]&0x40)) { // vblank?\r
 111       burn = (len*(((488<<8)/167))>>8); // very approximate\r
 112       if(!(Pico.video.status&8)) burn+=burn>>1; // a hack for Legend of Galahad\r
 113   } else burn = DmaSlowBurn(len);\r
 114   SekCyclesBurn(burn);\r
 115   if(!(Pico.video.status&8))\r
 116     SekEndRun(0);\r
 117   //dprintf("DmaSlow burn: %i @ %06x", burn, SekPc);\r
 118 \r
 119   switch (Pico.video.type)\r
 120   {\r
 121     case 1: // vram\r
 122       r = Pico.vram;\r
 123       for(; len; len--)\r
 124       {\r
 125         d=*pd++;\r
 126         if(a&1) d=(d<<8)|(d>>8);\r
 127         r[a>>1] = (u16)d; // will drop the upper bits\r
 128         // AutoIncrement\r
 129         a=(u16)(a+inc);\r
 130         // didn't src overlap?\r
 131         if(pd >= pdend) pd-=0x8000; // should be good for RAM, bad for ROM\r
 132       }\r
 133       rendstatus|=0x10;\r
 134       break;\r
 135     \r
 136     case 3: // cram\r
 137       //dprintf("DmaSlow[%i] %06x->%04x len %i inc=%i blank %i [%i|%i]", Pico.video.type, source, a, len, inc,\r
 138       //         (Pico.video.status&8)||!(Pico.video.reg[1]&0x40), Pico.m.scanline, SekCyclesDone());\r
 139       Pico.m.dirtyPal = 1;\r
 140       r = Pico.cram;\r
 141       for(a2=a&0x7f; len; len--)\r
 142       {\r
 143         r[a2>>1] = (u16)*pd++;; // bit 0 is ignored\r
 144         // AutoIncrement\r
 145         a2+=inc;\r
 146         // didn't src overlap?\r
 147         if(pd >= pdend) pd-=0x8000;\r
 148         // good dest?\r
 149         if(a2 >= 0x80) break; // Todds Adventures in Slime World / Andre Agassi tennis\r
 150       }\r
 151       a=(a&0xff00)|a2;\r
 152       break;\r
 153 \r
 154     case 5: // vsram[a&0x003f]=d;\r
 155       r = Pico.vsram;\r
 156       for(a2=a&0x7f; len; len--)\r
 157       {\r
 158         r[a2>>1] = (u16)*pd++;\r
 159         // AutoIncrement\r
 160         a2+=inc;\r
 161         // didn't src overlap?\r
 162         if(pd >= pdend) pd-=0x8000;\r
 163         // good dest?\r
 164         if(a2 >= 0x80) break;\r
 165       }\r
 166       a=(a&0xff00)|a2;\r
 167       break;\r
 168   }\r
 169   // remember addr\r
 170   Pico.video.addr=(u16)a;\r
 171 }\r
 172 \r
 173 static void DmaCopy(int len)\r
 174 {\r
 175   u16 a=Pico.video.addr;\r
 176   unsigned char *vr = (unsigned char *) Pico.vram;\r
 177   unsigned char *vrs;\r
 178   unsigned char inc=Pico.video.reg[0xf];\r
 179   int source;\r
 180   //dprintf("DmaCopy len %i [%i|%i]", len, Pico.m.scanline, SekCyclesDone());\r
 181 \r
 182   source =Pico.video.reg[0x15];\r
 183   source|=Pico.video.reg[0x16]<<8;\r
 184   vrs=vr+source;\r
 185 \r
 186   if(source+len > 0x10000) len=0x10000-source; // clip??\r
 187 \r
 188   for(;len;len--)\r
 189   {\r
 190     vr[a] = *vrs++;\r
 191     // AutoIncrement\r
 192     a=(u16)(a+inc);\r
 193   }\r
 194   // remember addr\r
 195   Pico.video.addr=a;\r
 196   rendstatus|=0x10;\r
 197 }\r
 198 \r
 199 // check: Contra, Megaman\r
 200 // note: this is still inaccurate\r
 201 static void DmaFill(int data)\r
 202 {\r
 203   int len;\r
 204   unsigned short a=Pico.video.addr;\r
 205   unsigned char *vr=(unsigned char *) Pico.vram;\r
 206   unsigned char high = (unsigned char) (data >> 8);\r
 207   unsigned char inc=Pico.video.reg[0xf];\r
 208   \r
 209   len=GetDmaLength();\r
 210   //dprintf("DmaFill len %i inc %i [%i|%i]", len, inc, Pico.m.scanline, SekCyclesDone());\r
 211 \r
 212   // from Charles MacDonald's genvdp.txt:\r
 213   // Write lower byte to address specified\r
 214   vr[a] = (unsigned char) data;\r
 215   a=(u16)(a+inc);\r
 216 \r
 217   if(!inc) len=1;\r
 218 \r
 219   for(;len;len--) {\r
 220     // Write upper byte to adjacent address\r
 221     // (here we are byteswapped, so address is already 'adjacent')\r
 222     vr[a] = high;\r
 223 \r
 224     // Increment address register\r
 225     a=(u16)(a+inc);\r
 226   }\r
 227   // remember addr\r
 228   Pico.video.addr=a;\r
 229   // update length\r
 230   Pico.video.reg[0x13] = Pico.video.reg[0x14] = 0; // Dino Dini's Soccer (E) (by Haze)\r
 231 \r
 232   rendstatus|=0x10;\r
 233 }\r
 234 \r
 235 static void CommandDma()\r
 236 {\r
 237   struct PicoVideo *pvid=&Pico.video;\r
 238   int len=0,method=0;\r
 239 \r
 240   if ((pvid->reg[1]&0x10)==0) return; // DMA not enabled\r
 241 \r
 242   len=GetDmaLength();\r
 243 \r
 244   method=pvid->reg[0x17]>>6;\r
 245   if (method< 2) DmaSlow(len); // 68000 to VDP\r
 246   if (method==3) DmaCopy(len); // VRAM Copy\r
 247 }\r
 248 \r
 249 static void CommandChange()\r
 250 {\r
 251   struct PicoVideo *pvid=&Pico.video;\r
 252   unsigned int cmd=0,addr=0;\r
 253 \r
 254   cmd=pvid->command;\r
 255 \r
 256   // Get type of transfer 0xc0000030 (v/c/vsram read/write)\r
 257   pvid->type=(unsigned char)(((cmd>>2)&0xc)|(cmd>>30));\r
 258 \r
 259   // Get address 0x3fff0003\r
 260   addr =(cmd>>16)&0x3fff;\r
 261   addr|=(cmd<<14)&0xc000;\r
 262   pvid->addr=(unsigned short)addr;\r
 263   //dprintf("addr set: %04x", addr);\r
 264 \r
 265   // Check for dma:\r
 266   if (cmd&0x80) CommandDma();\r
 267 }\r
 268 \r
 269 void PicoVideoWrite(unsigned int a,unsigned short d)\r
 270 {\r
 271   struct PicoVideo *pvid=&Pico.video;\r
 272 \r
 273   a&=0x1c;\r
 274 \r
 275   if (a==0x00) // Data port 0 or 2\r
 276   {    \r
 277     if (pvid->pending) CommandChange();\r
 278     pvid->pending=0;\r
 279 \r
 280     // If a DMA fill has been set up, do it\r
 281     if ((pvid->command&0x80) && (pvid->reg[1]&0x10) && (pvid->reg[0x17]>>6)==2)\r
 282     {\r
 283       DmaFill(d);\r
 284     }\r
 285     else\r
 286     {\r
 287       VideoWrite(d);\r
 288     }\r
 289     return;\r
 290   }\r
 291 \r
 292   if (a==0x04) // Control (command) port 4 or 6\r
 293   {\r
 294     //dprintf("vdp cw(%04x), p=%i @ %06x [%i]", d, pvid->pending, SekPc, SekCyclesDone());\r
 295     if(pvid->pending)\r
 296     {\r
 297       // Low word of command:\r
 298       pvid->command&=0xffff0000;\r
 299       pvid->command|=d;\r
 300       pvid->pending=0;\r
 301       CommandChange();\r
 302     } else {\r
 303       if((d&0xc000)==0x8000)\r
 304       {\r
 305         // Register write:\r
 306         int num=(d>>8)&0x1f;\r
 307         //if(num==00) dprintf("hint_onoff: %i->%i [%i|%i] pend=%i @ %06x", (pvid->reg[0]&0x10)>>4, (d&0x10)>>4, Pico.m.scanline, SekCyclesDone(), (pvid->pending_ints&0x10)>>4, SekPc);\r
 308         //if(num==01) dprintf("vint_onoff: %i->%i [%i|%i] pend=%i @ %06x", (pvid->reg[1]&0x20)>>5, (d&0x20)>>5, Pico.m.scanline, SekCyclesDone(), (pvid->pending_ints&0x20)>>5, SekPc);\r
 309         //if(num==01) dprintf("set_blank: %i @ %06x [%i|%i]", !((d&0x40)>>6), SekPc, Pico.m.scanline, SekCyclesDone());\r
 310         //if(num==05) dprintf("spr_set: %i @ %06x [%i|%i]", (unsigned char)d, SekPc, Pico.m.scanline, SekCyclesDone());\r
 311         //if(num==10) dprintf("hint_set: %i @ %06x [%i|%i]", (unsigned char)d, SekPc, Pico.m.scanline, SekCyclesDone());\r
 312         pvid->reg[num]=(unsigned char)d;\r
 313 #if !(defined(EMU_C68K) && defined(EMU_M68K)) // not debugging Cyclone\r
 314         // update IRQ level (Lemmings, Wiz 'n' Liz intro, ... )\r
 315         // may break if done improperly:\r
 316         // International Superstar Soccer Deluxe (crash), Street Racer (logos), Burning Force (gfx), Fatal Rewind (hang), Sesame Street Counting Cafe\r
 317         if(num < 2) {\r
 318 #ifdef EMU_C68K\r
 319           // hack: make sure we do not touch the irq line if Cyclone is just about to take the IRQ\r
 320           if (PicoCpu.irq <= (PicoCpu.srh&7)) {\r
 321 #endif\r
 322             int lines, pints;\r
 323             lines = (pvid->reg[1] & 0x20) | (pvid->reg[0] & 0x10);\r
 324             pints = (pvid->pending_ints&lines);\r
 325                  if(pints & 0x20) SekInterrupt(6);\r
 326             else if(pints & 0x10) SekInterrupt(4);\r
 327             else SekInterrupt(0);\r
 328 #ifdef EMU_C68K\r
 329             // adjust cycles for Cyclone so it would take the int "in time"\r
 330             if(PicoCpu.irq) {\r
 331               SekEndRun(24);\r
 332             }\r
 333           }\r
 334 #endif\r
 335         }\r
 336         else\r
 337 #endif\r
 338         if(num == 5) rendstatus|=1;\r
 339         else if(num == 0xc) Pico.m.dirtyPal = 2; // renderers should update their palettes if sh/hi mode is changed\r
 340         pvid->type=0; // register writes clear command (else no Sega logo in Golden Axe II)\r
 341       } else {\r
 342         // High word of command:\r
 343         pvid->command&=0x0000ffff;\r
 344         pvid->command|=d<<16;\r
 345         pvid->pending=1;\r
 346       }\r
 347     }\r
 348   }\r
 349 }\r
 350 \r
 351 unsigned int PicoVideoRead(unsigned int a)\r
 352 {\r
 353   unsigned int d=0;\r
 354   \r
 355   a&=0x1c;\r
 356 \r
 357   if (a==0x00) // data port\r
 358   {\r
 359     d=VideoRead();\r
 360     goto end;\r
 361   }\r
 362 \r
 363   if (a==0x04) // control port\r
 364   {\r
 365     //dprintf("sr_read @ %06x [%i|%i]", SekPc, Pico.m.scanline, SekCyclesDone());\r
 366     d=Pico.video.status;\r
 367     if(PicoOpt&0x10) d|=0x0020; // sprite collision (Shadow of the Beast)\r
 368     if(Pico.m.rotate++&8) d|=0x0100; else d|=0x0200; // Toggle fifo full empty (who uses that stuff?)\r
 369     if(!(Pico.video.reg[1]&0x40)) d|=0x0008; // set V-Blank if display is disabled\r
 370     if(SekCyclesLeft < 84+4)      d|=0x0004; // H-Blank (Sonic3 vs)\r
 371 \r
 372     Pico.video.pending=0; // ctrl port reads clear write-pending flag (Charles MacDonald)\r
 373 \r
 374     goto end;\r
 375   }\r
 376 \r
 377   // H-counter info (based on Generator):\r
 378   // frame:\r
 379   //                       |       <- hblank? ->      |\r
 380   // start    <416>       hint  <36> hdisplay <38>  end // CPU cycles\r
 381   // |---------...---------|------------|-------------|\r
 382   // 0                   B6 E4                       FF // 40 cells\r
 383   // 0                   93 E8                       FF // 32 cells\r
 384 \r
 385   // Gens (?)              v-render\r
 386   // start  <hblank=84>   hint    hdisplay <404>      |\r
 387   // |---------------------|--------------------------|\r
 388   // E4  (hc[0x43]==0)    07                         B1 // 40\r
 389   // E8  (hc[0x45]==0)    05                         91 // 32\r
 390   \r
 391   // check: Sonic 3D Blast bonus, Cannon Fodder, Chase HQ II, 3 Ninjas kick back, Road Rash 3, Skitchin', Wheel of Fortune\r
 392   if ((a&0x1c)==0x08)\r
 393   {\r
 394     unsigned int hc;\r
 395 \r
 396     if(Pico.m.scanline != -1) {\r
 397       int lineCycles=(488-SekCyclesLeft)&0x1ff;\r
 398       d=Pico.m.scanline; // V-Counter\r
 399 \r
 400       if(Pico.video.reg[12]&1)\r
 401            hc=hcounts_40[lineCycles];\r
 402       else hc=hcounts_32[lineCycles];\r
 403 \r
 404       if(lineCycles > 488-12) d++; // Wheel of Fortune\r
 405     } else {\r
 406       // get approximate V-Counter\r
 407       d=vcounts[SekCyclesDone()>>8];\r
 408       hc = Pico.m.rotate&0xff;\r
 409     }\r
 410 \r
 411     if(Pico.m.pal) {\r
 412       if(d >= 0x103) d-=56; // based on Gens\r
 413     } else {\r
 414       if(d >= 0xEB)  d-=6;\r
 415     }\r
 416 \r
 417     if((Pico.video.reg[12]&6) == 6) {\r
 418       // interlace mode 2 (Combat Cars (UE) [!])\r
 419       d <<= 1;\r
 420       if (d&0xf00) d|= 1;\r
 421     }\r
 422 \r
 423     //dprintf("hv: %02x %02x (%i) @ %06x", hc, d, SekCyclesDone(), SekPc);\r
 424     d&=0xff; d<<=8;\r
 425     d|=hc;\r
 426     goto end;\r
 427   }\r
 428 \r
 429 end:\r
 430 \r
 431   return d;\r
 432 }\r